Tổng quan nghiên cứu

Bồn trũng Cửu Long, với diện tích khoảng 36,000 km² và trầm tích dày tới 7-8 km tại trung tâm, là một trong những khu vực trọng điểm về địa chất dầu khí của Việt Nam. Mỏ Tê Tê thuộc lô 02/10 nằm ở phía Đông Bắc bồn trũng, cách thành phố Vũng Tàu khoảng 160 km, là một mỏ dầu khí có cấu trúc phức tạp với trữ lượng dầu nặng ước tính khoảng 58.8 triệu thùng. Đặc biệt, tầng cát kết BI.1 Miocene dưới mỏ Tê Tê chứa dầu có độ nhớt cao (3-7 cP) và tỷ trọng dầu từ 22-25 °API, gây nhiều thách thức trong khai thác. Việc xây dựng mô hình địa chất ba chiều (3D) cho tầng chứa này nhằm làm rõ cấu trúc địa chất, phân bố các thuộc tính vật lý như độ rỗng, độ thấm, từ đó giảm thiểu rủi ro trong khai thác và đánh giá trữ lượng dầu khí là rất cấp thiết.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào xây dựng mô hình địa chất 3D cho tầng BI.1, đánh giá đặc trưng phân bố thấm chứa, đồng thời kiểm tra và cập nhật trữ lượng dầu khí tại chỗ. Phạm vi nghiên cứu bao gồm khu vực mỏ Tê Tê, lô 02/10, bồn trũng Cửu Long, với dữ liệu thu thập từ các giếng khoan TT-1X, TT-2X, TT-4X và tài liệu địa chấn 3D, địa vật lý giếng khoan. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện rõ trong việc hỗ trợ quản lý mỏ, lập kế hoạch phát triển và tối ưu hóa khai thác dầu khí trong điều kiện địa chất phức tạp và dầu nặng khó khai thác.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn áp dụng hai khung lý thuyết chính: lý thuyết mô hình địa chất ba chiều và phương pháp địa thống kê. Mô hình địa chất 3D được xây dựng dựa trên các nguyên tắc về cấu trúc địa chất, phân chia các mặt cấu trúc (horizon), phân vùng vỉa chứa (zones) và phân lớp (layering). Các khái niệm chính bao gồm:

  • Mô hình đứt gãy (Fault Model): Xác định hệ thống đứt gãy thuận và đứt gãy trượt trong mỏ Tê Tê, ảnh hưởng đến phân bố vỉa chứa và tính thấm.
  • Mô hình mạng lưới (Grid Model): Phân chia không gian nghiên cứu thành các ô lưới nhỏ để mô phỏng phân bố các tham số vật lý.
  • Phân bố tham số vật lý (Porosity, Permeability, Water Saturation): Sử dụng dữ liệu địa vật lý giếng khoan và mẫu lõi để mô phỏng phân bố không gian của các tham số này.
  • Phương pháp mô phỏng xác định và ngẫu nhiên (Deterministic and Stochastic Simulation): Để mô phỏng phân bố tướng đá và các tham số vật lý, giảm thiểu sự bất định trong mô hình.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm tài liệu địa chất, địa chấn 3D, địa vật lý giếng khoan, phân tích mẫu lõi và các báo cáo kỹ thuật từ Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP). Cỡ mẫu dữ liệu địa vật lý giếng khoan được thu thập từ ba giếng khoan chính TT-1X, TT-2X, TT-4X với độ sâu từ 1,667 mSS đến hơn 2,000 mSS.

Phương pháp chọn mẫu là chọn các giếng khoan đại diện cho các cấu trúc chính của mỏ Tê Tê nhằm đảm bảo tính đại diện cho toàn bộ tầng chứa BI.1. Phân tích dữ liệu sử dụng phần mềm chuyên dụng để xây dựng mô hình 3D, bao gồm các bước: xây dựng mô hình cấu trúc, mô hình đứt gãy, mô hình mạng lưới, mô hình tướng đá và mô hình tham số vật lý.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 2 năm, từ thu thập dữ liệu, xử lý, xây dựng mô hình đến đánh giá kết quả và đề xuất giải pháp. Phương pháp phân tích bao gồm phân tích thống kê, địa thống kê đa điểm, mô phỏng ngẫu nhiên theo thuật toán Sequential Gaussian Simulation (SGS) và Sequential Indicator Simulation (SIS).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Cấu trúc địa chất phức tạp: Mô hình 3D cho thấy tầng BI.1 có cấu trúc khép kín ba chiều, bị chi phối bởi hệ thống đứt gãy thuận hướng Đông Bắc - Tây Nam với biên độ dịch chuyển thẳng đứng lớn. Hệ thống đứt gãy này phân chia tầng chứa thành ba khối chính: Trung tâm, Đông và Tây, ảnh hưởng rõ rệt đến phân bố tính thấm và độ rỗng.

  2. Phân bố độ rỗng và độ thấm: Độ rỗng hiệu dụng của tầng BI.1 dao động từ 10% đến 30%, trong khi độ thấm thay đổi rất lớn, từ 5 mD đến 3,000 mD. Mô hình phân bố độ thấm cho thấy sự không đồng nhất cao, với các vùng có độ thấm thấp tập trung gần các đứt gãy và vùng có khoáng vật sét lấp đầy lỗ rỗng.

  3. Đặc trưng dầu nặng và tiềm năng khai thác: Kết quả thử vỉa DST cho thấy lưu lượng dầu ổn định từ 800 đến 850 thùng/ngày với độ nhớt dầu từ 3 đến 7 cP và tỷ trọng dầu 22-25 °API. Mô hình 3D giúp đánh giá lại trữ lượng dầu tại chỗ (OIIP) với các kịch bản P10, P50 và P90, cho thấy trữ lượng tiềm năng phù hợp với các kết quả thử vỉa.

  4. Đánh giá rủi ro và độ tin cậy: Phân tích độ tin cậy của mô hình cho thấy các vùng có dữ liệu giếng khoan dày đặc có độ tin cậy cao, trong khi các vùng xa giếng khoan hoặc gần đứt gãy có độ tin cậy thấp hơn, cần được cập nhật thêm dữ liệu trong tương lai.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của sự phân bố không đồng nhất về độ thấm và độ rỗng được giải thích bởi ảnh hưởng của hệ thống đứt gãy và khoáng vật sét lấp đầy lỗ rỗng, làm giảm khả năng dẫn lưu dầu khí. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế cho thấy mô hình 3D là công cụ hiệu quả để mô phỏng các đặc trưng địa chất phức tạp, giúp giảm thiểu rủi ro trong khai thác dầu nặng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân bố độ rỗng, độ thấm theo không gian 2D và 3D, bản đồ cấu trúc mặt nóc và mặt đáy tầng BI.1, cũng như biểu đồ histogram trữ lượng dầu tại chỗ theo các kịch bản xác suất. Những biểu đồ này giúp trực quan hóa sự phân bố và hỗ trợ ra quyết định trong quản lý mỏ.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường khoan thăm dò và thẩm lượng: Đề xuất khoan bổ sung các giếng khoan tại các vùng có độ tin cậy thấp, đặc biệt gần các đứt gãy để cập nhật dữ liệu, giảm thiểu rủi ro trong mô hình hóa và khai thác. Thời gian thực hiện trong vòng 1-2 năm, chủ thể thực hiện là PVEP và các đơn vị liên quan.

  2. Ứng dụng công nghệ khai thác dầu nặng tiên tiến: Áp dụng các phương pháp thu hồi dầu tăng cường (EOR) phù hợp với đặc tính dầu nặng và độ nhớt cao của tầng BI.1 nhằm nâng cao hiệu quả khai thác, giảm chi phí vận hành. Thời gian triển khai từ 2-3 năm, do các công ty khai thác phối hợp với các viện nghiên cứu.

  3. Cập nhật và hoàn thiện mô hình địa chất 3D: Liên tục cập nhật mô hình với dữ liệu mới từ giếng khoan và địa chấn, đồng thời áp dụng các phương pháp mô phỏng tiên tiến để nâng cao độ chính xác. Chủ thể thực hiện là nhóm nghiên cứu và phòng kỹ thuật mỏ, thời gian liên tục trong suốt vòng đời mỏ.

  4. Đào tạo và nâng cao năng lực chuyên môn: Tổ chức các khóa đào tạo về mô hình hóa địa chất 3D và phân tích dữ liệu địa vật lý cho cán bộ kỹ thuật nhằm nâng cao năng lực quản lý và vận hành mỏ. Thời gian thực hiện trong 1 năm, do các trường đại học và viện nghiên cứu phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà địa chất và kỹ sư dầu khí: Luận văn cung cấp phương pháp xây dựng mô hình địa chất 3D và đánh giá đặc trưng thấm chứa, giúp họ hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất tầng chứa dầu nặng, phục vụ cho công tác thăm dò và khai thác.

  2. Các nhà quản lý mỏ và hoạch định chiến lược: Thông tin về phân bố trữ lượng, rủi ro và đề xuất giải pháp giúp họ đưa ra các quyết định phát triển mỏ hiệu quả, tối ưu hóa chi phí và nâng cao sản lượng khai thác.

  3. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành kỹ thuật dầu khí: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng mô hình địa chất 3D, phương pháp phân tích dữ liệu địa vật lý và địa thống kê trong nghiên cứu dầu khí.

  4. Các công ty khai thác và tư vấn dầu khí: Cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật để áp dụng công nghệ khai thác dầu nặng, đồng thời hỗ trợ trong việc đánh giá trữ lượng và lập kế hoạch phát triển mỏ.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mô hình địa chất 3D có vai trò gì trong khai thác dầu khí?
    Mô hình 3D giúp tái hiện cấu trúc địa chất, phân bố các thuộc tính vật lý như độ rỗng, độ thấm, từ đó hỗ trợ đánh giá trữ lượng, thiết kế giếng khoan và tối ưu hóa khai thác, giảm thiểu rủi ro địa chất.

  2. Tại sao tầng BI.1 mỏ Tê Tê lại khó khai thác?
    Tầng BI.1 chứa dầu nặng với độ nhớt cao (3-7 cP) và tỷ trọng dầu thấp (22-25 °API), cùng với cấu trúc địa chất phức tạp và sự phân bố không đồng nhất của độ thấm, làm cho việc khai thác gặp nhiều thách thức.

  3. Phương pháp nào được sử dụng để xây dựng mô hình địa chất 3D?
    Luận văn sử dụng kết hợp phương pháp mô phỏng xác định và ngẫu nhiên, bao gồm mô hình đứt gãy, mô hình mạng lưới, mô phỏng tướng đá và phân bố tham số vật lý dựa trên dữ liệu địa vật lý giếng khoan và địa chấn 3D.

  4. Làm thế nào để giảm rủi ro trong khai thác dầu nặng tại mỏ Tê Tê?
    Giảm rủi ro bằng cách xây dựng mô hình địa chất chính xác, tăng cường khoan thăm dò bổ sung, áp dụng công nghệ thu hồi dầu tăng cường phù hợp và cập nhật mô hình liên tục theo dữ liệu mới.

  5. Luận văn có thể áp dụng cho các mỏ dầu khí khác không?
    Có, phương pháp xây dựng mô hình địa chất 3D và đánh giá đặc trưng thấm chứa có thể áp dụng cho các mỏ có cấu trúc phức tạp và dầu nặng, giúp nâng cao hiệu quả khai thác và quản lý mỏ.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công mô hình địa chất ba chiều (3D) cho tầng cát kết BI.1 Miocene dưới mỏ Tê Tê, phản ánh chính xác cấu trúc địa chất và phân bố các tham số vật lý quan trọng.
  • Đặc trưng phân bố độ rỗng dao động từ 10-30%, độ thấm từ 5 đến 3,000 mD, thể hiện sự không đồng nhất cao do ảnh hưởng của hệ thống đứt gãy và khoáng vật sét.
  • Kết quả thử vỉa và mô hình hóa cho thấy tiềm năng khai thác dầu nặng ổn định với lưu lượng 800-850 thùng/ngày, hỗ trợ đánh giá trữ lượng chính xác hơn.
  • Đề xuất các giải pháp khoan bổ sung, áp dụng công nghệ thu hồi dầu tăng cường, cập nhật mô hình liên tục và đào tạo nâng cao năng lực kỹ thuật.
  • Tiếp tục nghiên cứu và cập nhật mô hình trong vòng 1-3 năm tới để hỗ trợ quản lý mỏ và phát triển kế hoạch khai thác hiệu quả.

Call-to-action: Các đơn vị khai thác và nghiên cứu dầu khí nên áp dụng kết quả mô hình này để tối ưu hóa khai thác mỏ Tê Tê, đồng thời mở rộng ứng dụng cho các mỏ dầu khí có đặc điểm tương tự nhằm nâng cao hiệu quả và giảm thiểu rủi ro trong ngành dầu khí Việt Nam.