Luận văn thạc sĩ về nâng cao hệ số thu hồi dầu tại mỏ Gấu Trắng bể Nam Côn Sơn

Luận văn thạc sĩ phân tích địa chất dầu khí ứng dụng khảo sát các phương pháp bơm ép khí và nước để gia tăng hệ số thu hồi dầu, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Võ Thị Xuân Mai
• Người hướng dẫn: TS. Dương Danh Lam
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Địa chất Dầu khí Ứng dụng
• Đề tài: Khảo sát các phương pháp bơm ép khí và nước để gia tăng hệ số thu hồi dầu, áp dụng cho mỏ Gấu Trắng – bể Nam Côn Sơn
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: Khái quát ñịa chất bồn trũng Nam Côn Sơn - ñặc ñiểm ñịa chất và mô hình mỏ Gấu Trắng
• 1.1. Địa chất khu vực bồn trũng Nam Côn Sơn
• 1.2. Vị trí ñịa lý – ñặc ñiểm tự nhiên
• 1.3. Đặc ñiểm cấu trúc – kiến tạo
• 1.4. Đặc ñiểm hệ thống dầu khí
• 1.5. Tổng quan ñặc ñiểm ñịa chất mỏ Gấu Trắng
• 1.6. Vị trí ñịa lý
• 1.7. Địa tầng và trầm tích
• 1.8. Đặc ñiểm kiến tạo
• 1.9. Hệ thống dầu khí
• 2. CHƯƠNG 2: Lý thuyết bơm ép nước và khí
• 2.1. Phương pháp bơm ép nước
• 2.2. Kỹ thuật bơm ép nước. Các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả bơm ép nước
• 2.3. Phương pháp bơm ép khí không hòa tan trong thu hồi dầu
• 2.4. Dòng chảy riêng của khí
• 2.5. Kỹ thuật bơm ép khí không hoà trộn
• 2.6. Các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả bơm ép khí
• 2.7. Phương pháp bơm ép khí-nước luân phiên (WAG)
• 2.8. Hạn chế của phương pháp bơm ép khí và cách khắc phục
• 2.9. Cơ chế ñẩy dầu nước và khí
• 2.10. Tỷ số linh ñộng
• 2.11. Các vấn ñề gặp phải khi áp dụng phương pháp
• 2.12. Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả bơm ép WAG
• 3. CHƯƠNG 3: Phương pháp khảo sát hiệu quả bơm ép khí và nước cho mỏ dầu
• 3.1. Lựa chọn phương pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu
• 3.2. Tối ưu lưu lượng dầu khai thác
• 3.3. Xác ñịnh các thông số ảnh hưởng
• 3.4. Trình tự khảo sát các thông số ñể tối ưu sản lượng khai thác
• 3.5. Tối ưu khai thác khi có bơm ép nước. Xác ñịnh các thông số ảnh hưởng
• 3.6. Trình tự khảo sát các thông số ñể tối ưu sản lượng khai thác
• 3.7. Tối ưu khai thác khi có bơm ép khí không hòa trộn. Xác ñịnh các thông số ảnh hưởng
• 3.8. Trình tự khảo sát các thông số ñể tối ưu sản lượng khai thác
• 3.9. Tối ưu bơm ép khí-nước luân phiên. Xác ñịnh các thông số ảnh hưởng
• 3.10. Trình tự khảo sát các thông số ñể tối ưu sản lượng khai thác
• 4. CHƯƠNG 4: Áp dụng bơm ép khí-nước cho mỏ Gấu Trắng
• 4.1. Giới thiệu mô hình mỏ Gấu Trắng
• 4.2. Mô hình mô phỏng
• 4.3. Hệ thống ô mạng
• 4.4. Tính chất chất lưu
• 4.5. Tính chất ñặc biệt của ñất ñá
• 4.6. Điều kiện cân bằng ban ñầu và trữ lượng
• 4.7. Đánh giá mô hình
• 4.8. Phân tích hiện trạng khai thác
• 4.9. Hiện trạng khai thác giếng GT-1P
• 4.10. Hiện trạng khai thác giếng GT-2P
• 4.11. Lặp lại lịch sử khai thác
• 4.12. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng khi lặp lại lịch sử khai thác
• 4.13. Kết quả lặp lại lịch sử
• 4.14. Áp dụng các phương pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu cho mỏ Gấu Trắng
• 4.15. Lựa chọn phương pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu
• 4.16. Tối ưu khai thác với năng lượng tự nhiên. Tối ưu khai thác trường hợp bơm ép nước
• 4.17. Tối ưu khai thác trường hợp bơm ép khí
• 4.18. Tối ưu khai thác trường hợp bơm ép khí-nước luân phiên
• Kết luận – Kiến nghị
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Giới thiệu về mỏ Gấu Trắng

Mỏ Gấu Trắng nằm trong bể Nam Côn Sơn, là một trong những mỏ dầu quan trọng tại Việt Nam. Tình hình khai thác tại mỏ này đã diễn ra hơn 10 năm, tuy nhiên, hệ số thu hồi dầu hiện tại chỉ đạt khoảng 10%. Áp suất vỉa đã giảm xuống dưới áp suất bão hòa, dẫn đến lưu lượng khí khai thác cao nhưng lưu lượng dầu lại thấp. Việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp bơm ép khí và nước là cần thiết để gia tăng hệ số thu hồi. Theo nghiên cứu, việc áp dụng các phương pháp này có thể giúp tăng sản lượng thu hồi dầu đáng kể, từ đó cải thiện hiệu quả kinh tế của mỏ.

1.1. Tình hình khai thác hiện tại

Tình hình khai thác tại mỏ Gấu Trắng cho thấy sự cần thiết phải cải thiện hiệu suất thu hồi. Các giếng khai thác hiện tại không còn hoạt động hiệu quả do áp suất vỉa giảm. Việc áp dụng các phương pháp như bơm ép khí và bơm ép nước có thể giúp duy trì áp suất và tăng cường lưu lượng dầu. Nghiên cứu cho thấy rằng việc chuyển đổi từ khai thác tự nhiên sang bơm ép có thể làm tăng sản lượng thu hồi lên đến 1,24 triệu thùng, đồng thời tăng hệ số thu hồi lên 4%. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ bơm ép là một giải pháp khả thi cho mỏ Gấu Trắng.

II. Phương pháp bơm ép khí và nước

Phương pháp bơm ép khí và bơm ép nước là hai kỹ thuật chính được nghiên cứu để gia tăng hệ số thu hồi dầu. Bơm ép khí không hòa tan vào dầu vỉa giúp tạo ra áp lực, đẩy dầu ra khỏi vỉa. Trong khi đó, bơm ép nước giúp duy trì áp suất vỉa và làm tăng độ linh động của dầu. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng phương pháp bơm ép khí-nước luân phiên (WAG) có thể mang lại hiệu quả cao hơn so với việc sử dụng từng phương pháp riêng lẻ. Các yếu tố như tỷ số linh động và điều kiện địa chất cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của các phương pháp này.

2.1. Kỹ thuật bơm ép nước

Kỹ thuật bơm ép nước được áp dụng để duy trì áp suất vỉa và tăng cường khả năng thu hồi dầu. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của phương pháp này bao gồm lưu lượng bơm ép, thời gian bơm ép và tính chất của nước bơm ép. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các thông số này có thể giúp tăng hệ số thu hồi lên đáng kể. Việc áp dụng bơm ép nước đã được chứng minh là hiệu quả trong nhiều mỏ dầu khác, và có thể áp dụng tương tự cho mỏ Gấu Trắng.

2.2. Kỹ thuật bơm ép khí

Phương pháp bơm ép khí không hòa tan vào dầu vỉa giúp tạo ra áp lực cần thiết để đẩy dầu ra khỏi vỉa. Kỹ thuật này có thể được áp dụng trong các trường hợp mà áp suất vỉa đã giảm xuống dưới mức bão hòa. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng bơm ép khí có thể làm tăng hệ số thu hồi lên đến 76-93% tùy thuộc vào tính chất của dầu vỉa. Điều này cho thấy rằng bơm ép khí là một phương pháp hiệu quả trong việc gia tăng sản lượng dầu khai thác.

III. Đánh giá hiệu quả và ứng dụng thực tiễn

Việc áp dụng các phương pháp bơm ép khí và bơm ép nước tại mỏ Gấu Trắng đã cho thấy những kết quả khả quan. Các mô hình mô phỏng cho thấy rằng việc chuyển đổi từ khai thác tự nhiên sang bơm ép có thể làm tăng sản lượng thu hồi dầu một cách đáng kể. Đặc biệt, phương pháp bơm ép khí-nước luân phiên đã chứng minh được tính hiệu quả trong việc duy trì áp suất và tăng cường lưu lượng dầu. Điều này không chỉ giúp cải thiện hệ số thu hồi mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách giảm thiểu lượng khí thải và nước thải trong quá trình khai thác.

3.1. Tính khả thi và lợi ích kinh tế

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp bơm ép không chỉ mang lại lợi ích về mặt kỹ thuật mà còn có ý nghĩa kinh tế lớn. Việc tăng hệ số thu hồi sẽ giúp tối ưu hóa sản lượng khai thác, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế của mỏ Gấu Trắng. Hơn nữa, việc sử dụng khí đồng hành thay vì đốt bỏ sẽ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Điều này cho thấy rằng nghiên cứu và áp dụng các phương pháp bơm ép là một hướng đi đúng đắn cho ngành công nghiệp dầu khí tại Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp khai thác dầu khí, việc gia tăng hệ số thu hồi dầu là yếu tố then chốt quyết định hiệu quả kinh tế của mỏ. Mỏ Gấu Trắng thuộc bể Nam Côn Sơn đã được khai thác hơn 10 năm với hệ số thu hồi hiện tại chỉ khoảng 10%, áp suất vỉa giảm dưới áp suất bão hòa, lưu lượng khí khai thác cao trong khi lưu lượng dầu thấp. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc áp dụng các phương pháp bơm ép khí và nước nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu. Luận văn tập trung khảo sát các phương pháp bơm ép nước, bơm ép khí không hòa tan và bơm ép khí-nước luân phiên (WAG) thông qua mô hình mô phỏng, nhằm đánh giá hiệu quả gia tăng sản lượng thu hồi dầu cho mỏ Gấu Trắng. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào tầng Miocene dưới của mỏ, với dữ liệu khai thác thực tế và mô hình mô phỏng được xây dựng dựa trên các thông số địa chất, địa tầng và khai thác hiện có. Mục tiêu chính là lựa chọn phương án bơm ép phù hợp, tối ưu hóa lưu lượng và thời gian bơm ép để tăng sản lượng thu hồi dầu, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác và kéo dài tuổi thọ mỏ. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng các kỹ thuật thu hồi dầu thứ cấp tại các mỏ dầu có đặc điểm tương tự trong bể Nam Côn Sơn và khu vực lân cận.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về thu hồi dầu thứ cấp, tập trung vào ba phương pháp bơm ép chính:

• Phương pháp bơm ép nước: Duy trì áp suất vỉa bằng cách bơm nước vào vỉa để thay thế thể tích dầu khai thác, giúp tăng hiệu quả quét dầu. Các yếu tố ảnh hưởng gồm lưu lượng nước bơm ép, vị trí giếng bơm ép (ngoài ranh giới dầu-nước, trên ranh giới hoặc trong ranh giới), đặc tính vỉa như độ thấm, độ rỗng, cấu trúc địa tầng và tính đồng nhất của vỉa.

• Phương pháp bơm ép khí không hòa tan: Bơm khí hydrocarbon không hòa tan vào vỉa nhằm duy trì áp suất và đẩy dầu ra khỏi vỉa. Cơ chế vật lý bao gồm duy trì áp suất, dịch chuyển dầu theo chiều ngang và dọc, giãn nở dầu và sự bay hơi thành phần dầu. Phương pháp này hiệu quả với vỉa có cơ chế năng lượng trọng lực và vỉa dày, đồng nhất.

• Phương pháp bơm ép khí-nước luân phiên (WAG): Kết hợp bơm ép khí và nước theo chu kỳ nhằm khắc phục hạn chế của từng phương pháp riêng lẻ, tăng hiệu quả quét dầu và giảm hiện tượng lưỡi nước hoặc khí. Các yếu tố ảnh hưởng gồm tỷ số luân phiên khí và nước, lưu lượng bơm ép, thời gian bơm ép từng pha.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: hệ số thu hồi dầu, áp suất bão hòa khí, độ bão hòa dầu tàng dư, hệ số linh động, độ thấm quan hệ, và mô hình dòng chảy riêng của khí theo phương trình Buckley-Leverett.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu định lượng dựa trên mô hình mô phỏng vỉa dầu bằng phần mềm Eclipse, với cỡ mẫu dữ liệu khai thác thực tế từ mỏ Gấu Trắng gồm 2 giếng khai thác chính GT-1P và GT-2P. Phương pháp chọn mẫu là lựa chọn các giếng đại diện cho đặc điểm vỉa và khai thác hiện tại nhằm phân tích ảnh hưởng của các thông số bơm ép.

Quá trình nghiên cứu gồm các bước:

1. Thu thập và phân tích số liệu khai thác thực tế về lưu lượng dầu, khí, nước, áp suất vỉa và đặc tính địa chất tầng Miocene dưới.

2. Xây dựng mô hình mô phỏng vỉa dầu dựa trên dữ liệu địa chất, địa tầng và khai thác, đánh giá độ tin cậy qua lặp lại lịch sử khai thác.

3. Khảo sát ảnh hưởng của các thông số bơm ép nước, khí và khí-nước luân phiên như lưu lượng bơm, thời gian bơm, vị trí giếng bơm ép đến sản lượng thu hồi dầu.

4. Phân tích độ nhạy các thông số để lựa chọn phương án bơm ép tối ưu.

5. Đề xuất phương án bơm ép phù hợp cho mỏ Gấu Trắng dựa trên kết quả mô phỏng.

Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 02/2012 đến tháng 06/2012, với sự hướng dẫn của các chuyên gia trong lĩnh vực địa chất dầu khí và khai thác.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả bơm ép khí-nước luân phiên vượt trội: Phương pháp bơm ép khí-nước luân phiên (WAG) cho tầng Miocene dưới mỏ Gấu Trắng làm tăng sản lượng thu hồi dầu thêm khoảng 1,24 triệu thùng, tương ứng với mức tăng hệ số thu hồi khoảng 4% so với khai thác bằng năng lượng tự nhiên.

2. Bơm ép nước và khí đơn lẻ có hiệu quả thấp hơn: So với WAG, bơm ép nước hoặc khí riêng lẻ chỉ làm tăng hệ số thu hồi dầu ở mức thấp hơn, do hạn chế về hiệu quả quét dầu và hiện tượng lưỡi nước hoặc khí hình thành nhanh.

3. Ảnh hưởng của lưu lượng và thời gian bơm ép: Lưu lượng bơm ép và thời gian bơm ép khí-nước luân phiên có ảnh hưởng rõ rệt đến sản lượng thu hồi. Lưu lượng bơm ép tối ưu giúp duy trì áp suất vỉa gần áp suất bão hòa khí, tránh hiện tượng vỡ vỉa hoặc ngập nước giếng khai thác.

4. Vị trí giếng bơm ép trong ranh giới dầu-nước hiệu quả hơn: Bố trí giếng bơm ép trong ranh giới dầu-nước giúp giảm tổn thất năng lượng và tăng hiệu quả quét dầu so với bố trí ngoài ranh giới.

Thảo luận kết quả

Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp bơm ép khí-nước luân phiên tận dụng ưu điểm của cả hai phương pháp bơm ép khí và nước, khắc phục nhược điểm hiện tượng lưỡi nước hoặc khí, từ đó nâng cao hiệu quả quét dầu và hệ số thu hồi. Điều này phù hợp với các nghiên cứu thực tế tại mỏ Dulang (Malaysia) và các mỏ trong bể Cửu Long, nơi WAG đã chứng minh khả năng tăng hệ số thu hồi thêm 5-7%.

Việc lựa chọn lưu lượng và thời gian bơm ép phù hợp dựa trên mô hình mô phỏng giúp duy trì áp suất vỉa ổn định, tránh giảm áp suất dưới điểm bão hòa khí, từ đó giảm thiểu rủi ro vỡ vỉa hoặc ngập nước giếng khai thác. Bố trí giếng bơm ép trong ranh giới dầu-nước cũng giúp giảm tổn thất năng lượng và tăng hiệu quả bơm ép, phù hợp với đặc điểm địa chất và cấu trúc mỏ Gấu Trắng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh sản lượng thu hồi dầu theo từng phương pháp bơm ép và bảng phân tích độ nhạy các thông số bơm ép, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả và ảnh hưởng của từng yếu tố.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai phương pháp bơm ép khí-nước luân phiên (WAG): Áp dụng WAG cho tầng Miocene dưới mỏ Gấu Trắng nhằm tăng hệ số thu hồi dầu ít nhất 4% trong vòng 3-5 năm tới. Chủ thể thực hiện là Ban Công nghệ Mỏ phối hợp với Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí.

2. Tối ưu lưu lượng và thời gian bơm ép: Thiết lập quy trình điều chỉnh lưu lượng bơm ép khí và nước dựa trên mô hình mô phỏng và dữ liệu khai thác thực tế, đảm bảo áp suất vỉa duy trì trên điểm bão hòa khí, tránh hiện tượng vỡ vỉa hoặc ngập nước. Thời gian thực hiện trong 12 tháng đầu triển khai.

3. Bố trí giếng bơm ép trong ranh giới dầu-nước: Xây dựng kế hoạch khoan và chuyển đổi giếng hiện có thành giếng bơm ép trong ranh giới dầu-nước để tối ưu hiệu quả bơm ép. Chủ thể thực hiện là Ban Khoan và Khai thác, thời gian thực hiện 18 tháng.

4. Theo dõi và đánh giá liên tục hiệu quả bơm ép: Thiết lập hệ thống giám sát áp suất, lưu lượng và tỷ số khí dầu (GOR) để điều chỉnh kịp thời chế độ bơm ép, đảm bảo hiệu quả khai thác tối ưu. Chủ thể thực hiện là Ban Vận hành mỏ, thực hiện liên tục trong suốt quá trình khai thác.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Chuyên gia và kỹ sư khai thác dầu khí: Nắm bắt các phương pháp bơm ép khí và nước, áp dụng mô hình mô phỏng để tối ưu hóa khai thác mỏ dầu có đặc điểm tương tự.

2. Nhà quản lý dự án dầu khí: Đánh giá hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của các phương án bơm ép, từ đó ra quyết định đầu tư và triển khai phù hợp.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành địa chất dầu khí: Hiểu rõ cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn trong khai thác dầu khí, đặc biệt về thu hồi dầu thứ cấp.

4. Các công ty dầu khí và tư vấn kỹ thuật: Áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển các giải pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu, nâng cao hiệu quả khai thác và giảm thiểu tác động môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp bơm ép khí-nước luân phiên (WAG) là gì?
   WAG là kỹ thuật bơm ép khí và nước theo chu kỳ luân phiên vào vỉa dầu nhằm tăng hiệu quả quét dầu và duy trì áp suất vỉa. Ví dụ, tại mỏ Gấu Trắng, WAG giúp tăng hệ số thu hồi dầu thêm 4% so với khai thác tự nhiên.

2. Tại sao phải duy trì áp suất vỉa trên điểm bão hòa khí?
   Áp suất vỉa trên điểm bão hòa khí giúp tránh hiện tượng khí tách ra khỏi dầu quá sớm, duy trì khả năng thu hồi dầu cao và tránh vỡ vỉa hoặc ngập nước giếng khai thác.

3. Lưu lượng bơm ép ảnh hưởng thế nào đến hiệu quả khai thác?
   Lưu lượng bơm ép tối ưu giúp duy trì áp suất vỉa ổn định, tránh hiện tượng lưỡi nước hoặc khí hình thành nhanh, từ đó tăng hiệu quả quét dầu và sản lượng thu hồi.

4. Vị trí giếng bơm ép có quan trọng không?
   Rất quan trọng. Bố trí giếng bơm ép trong ranh giới dầu-nước giúp giảm tổn thất năng lượng và tăng hiệu quả quét dầu so với bố trí ngoài ranh giới.

5. Phương pháp nghiên cứu mô phỏng có đáng tin cậy không?
   Mô hình mô phỏng được xây dựng dựa trên dữ liệu khai thác thực tế và đặc tính địa chất, đã được lặp lại lịch sử khai thác để đánh giá độ tin cậy, do đó kết quả có tính ứng dụng cao trong thực tế.

Kết luận

• Phương pháp bơm ép khí-nước luân phiên (WAG) là giải pháp hiệu quả nhất để gia tăng hệ số thu hồi dầu cho mỏ Gấu Trắng, với mức tăng khoảng 4% hệ số thu hồi và 1,24 triệu thùng dầu.
• Bơm ép nước hoặc khí đơn lẻ có hiệu quả thấp hơn do hạn chế về quét dầu và hiện tượng lưỡi nước/khí.
• Lưu lượng và thời gian bơm ép cần được tối ưu dựa trên mô hình mô phỏng để duy trì áp suất vỉa ổn định, tránh rủi ro kỹ thuật.
• Bố trí giếng bơm ép trong ranh giới dầu-nước giúp tăng hiệu quả bơm ép và giảm tổn thất năng lượng.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai thực nghiệm phương án WAG, theo dõi hiệu quả khai thác và điều chỉnh chế độ bơm ép phù hợp nhằm tối ưu hóa sản lượng thu hồi dầu.

Hãy áp dụng các giải pháp này để nâng cao hiệu quả khai thác và phát triển bền vững mỏ Gấu Trắng cũng như các mỏ dầu tương tự trong khu vực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: KHÁI QUÁT ĐỊA CHẤT BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN – ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ MÔ HÌNH MỎ GẤU TRẮNG 1. Địa chất khu vực bồn trũng Nam Côn Sơn 1. Vị trí ñịa lý – ñặc ñiểm tự nhiên Bể Nam Côn Sơn có diện tích gần 100,000 km2, nằm trong khoảng giữa 6o00’ ñến 9o45’ vĩ ñộ Bắc, 106o00’ ñến 109o00’ kinh ñộ Đông. Ranh giới phía Bắc của bể là ñới nâng Côn Sơn, phía Tây và Nam là ñới nâng Khorat - Natuna, còn phía Đông là bể Tư Chính - Vũng Mây và phía Đông Bắc là bể Phú Khánh.

Sơ ñồ vị trí bồn trũng Nam Côn Sơn [4] 8 _____________________________________________________________________ Độ sâu nước biển trong phạm vi bể thay ñổi rất lớn, từ vài chục mét ở phía Tây ñến hơn 1000m ở phía Đông. Trên ñịa hình ñáy biển, các tích tụ hiện ñại ñược thành tạo chủ yếu do tác ñộng của dòng chảy thủy triều cũng như dòng ñối lưu, mà hướng và tốc ñộ của chúng phụ thuộc vào 2 hệ gió mùa chính: hệ gió mùa Tây Nam từ cuối tháng 5 ñến cuối tháng 9 và hệ gió mùa Đông Bắc từ ñầu tháng 11 năm trước ñến cuối tháng 3 năm sau. Trầm tích ñáy biển chủ yếu bùn và cát, ở nơi bờ cao và ñảo là ñá cứng hoặc san hô. Bể Nam Côn Sơn bị giới hạn về phía bắc bởi ñới nâng Phan Rang, ngăn cách với bể Phú Khánh ở phía tây bắc bởi ñới nâng Côn Sơn, ngăn cách với bể Cửu Long ở phía tây và phía nam bởi ñới nâng Khorat-Natuna.

Ranh giới phía ñông, ñông nam của bể ñược giới hạn bởi ñơn nghiêng Đà Lạt - Vũng Mây và bể Trường Sa, phía ñông nam là bể Vũng Mây. Bể này nằm trên kiểu vỏ chuyển tiếp giữa các miền vỏ lục ñịa và kiểu vỏ ñại dương 1. Đặc ñiểm cấu trúc – kiến tạo 1. Các ñơn vị cấu trúc Đới phân dị phía Tây (C): ñới nằm ở phía Tây của bể trên các lô 27, 28, 29 và nửa phần Tây của các lô 19, 20, 21, 22.

Ranh giới phía Đông của ñới ñược lấy theo hệ ñứt gãy Sông Đồng Nai. Đặc trưng cấu trúc của ñới là sự sụt nghiêng khu vực về phía Đông theo kiểu xếp chồng do kết quả hoạt ñộng ñứt gãy - khối chủ yếu theo hướng Bắc nam, tạo thành các trũng hẹp sâu ở cánh Tây của các ñứt gãy. Đới phân dị phía Tây ñược chia nhỏ thành các phụ ñới rìa Tây (C1) và phụ ñới phân dị phía Tây (C2). Đới phân dị chuyển tiếp (B): ñới này có ranh giới phía Tây là ñứt gãy sông Đồng Nai, phía Đông và Đông Bắc là hệ ñứt gãy Hồng - Tây Mãng Cầu.

Ranh giới phía Bắc Tây Bắc ñược lấy theo ñường ñẳng sâu móng 1000m của ñới nâng Côn Sơn. Ranh giới phía nam là khối móng nhô cao với ñộ sâu từ 1000 ñến 1500m. Đới mang cấu trúc chuyển tiếp từ ñới phân dị phía Tây kéo sang phía Đông và từ ñới nâng Côn 9 _____________________________________________________________________ Sơn kéo xuống phía Nam. Đới bị chia cắt bởi các hệ thống ñứt gãy phương bắc-nam, ñông bắc-tây nam và ñông-tây.

Đới phân dị chuyển tiếp ñược chia thành 2 ñơn vị cấu trúc bao gồm phụ ñới phân dị phía Bắc (B1) và phụ ñới cận Natuna (B2). Đới sụt phía Đông (A): Gồm diện tích rộng lớn ở trung tâm và phần Đông bể Nam Côn Sơn với ñặc tính kiến tạo sụt lún, ñứt gãy hoạt ñộng nhiều pha chiếm ưu thế. Đới sụt phía Đông ñược phân chia nhỏ thành các ñơn vị cấu trúc sau: Phụ ñới trũng Bắc (A1), phụ ñới nâng Mãng Cầu (A2), phụ ñới trũng Trung Tâm (A3), phụ ñới nâng Dừa (A4) và phụ ñới trũng nam (A5). Bản ñồ các yếu tố cấu trúc bể Nam Côn Sơn [4] 11 _____________________________________________________________________ 1.

Lịch sử kiến tạo Bồn trũng Nam Côn Sơn là bồn trũng tách giãn, phát triển vào thời kỳ Đệ Tam cùng với sự hình thành biển Đông, bao gồm hai pha hoạt ñộng tách giãn chính với cơ chế căng giãn khác nhau: pha căng giãn thứ nhất có trục tách giãn theo phương Bắc – Nam, là kết quả của sự hút chìm mảng biển Đông cổ xuống dưới mảng Borneo; pha căng giãn thứ hai thể hiện rõ hơn sự trượt bằng của mảng phương Đông Bắc – Tây Nam của biển Đông xảy ra chủ yếu vào Miocene giữa. Sau Miocene giữa, sụt lún nhiệt diễn ra ñến hiện nay. Pha ñầu tiên của quá trình tách giãn xảy ra từ Eoxen muộn ñến Oligoxen sớm và kết thúc vào Oligoxen muộn. Ở giai ñoạn ñầu, trầm tích vụn thô các tướng sông ngòi, ñồng bằng châu thổ lấp ñầy các ñịa hào và bán ñịa hào ñược mở ra trong giai ñoạn này.

Quá trình tách giãn tiếp tục, bồn trũng lún chìm và ñược mở rộng dần về phía Tây với các tướng trầm tích thay ñổi từ tướng sông ngòi, phần trên ñồng bằng châu thổ ở phía Tây ñến phần dưới ñồng bằng châu thổ ở phía Đông của bồn trũng. Vào thời kỳ cuối của pha tách giãn thứ nhất, khu vực mỏ Gấu Trắng thuộc phạm vi mở rộng của bồn trũng về phía Tây. Pha tách giãn thứ hai xảy ra từ Miocene sớm, mạnh mẽ trong Miocene giữa và kết thúc cuối Miocene giữa. Pha tách giãn này tiếp tục hoạt ñộng tạo nên các trũng Trung tâm khá sâu với cấu trúc vẫn theo hướng Đông Bắc – Tây Nam, ñồng thời tiếp tục mở rộng bồn về phía Tây; còn môi trường trầm ñọng thay ñổi từ môi trường cửa sông cho ñến thềm trong.

Kết thúc pha này là sự nâng lên và bóc mòn có tính khu vực. Tiếp theo là sự lún chìm nhiệt xảy ra từ Miocene muộn ñến Plioxen, tích tụ những lớp sét biển sâu, dày, tạo nên tầng chắn khu vực khá tốt. Vào thời kỳ Plioxen - Pleistoxen ñến hiện tại thềm lục ñịa Việt Nam ñược mở rộng về phía Tây, nối liền bồn trũng Cửu Long và cả ñồng bằng sông Cửu Long. Mỏ Gấu Trắng chỉ chịu ảnh hưởng của pha tách giãn muộn (pha tách giãn thứ hai) và quá trình lún chìm nhiệt, ñây là yếu tố vô cùng quan trọng trong việc hình thành bẫy và tích tụ dầu khí của mỏ.

Đặc ñiểm các thành tạo ñịa chất Thành tạo trước Kainozoi: Đây là tầng ñá móng magma. Đá móng bể Nam Côn Sơn không ñồng nhất, bao gồm: granit, granodiorit, diorit và ñá biến chất, tuổi có thể là Jura muộn – Creta. Các thành tạo Kainozoi: Thống Oligocene, hệ tầng Cau: trầm tích bao gồm chủ yếu các lớp cát kết có màu xám xen các lớp sét bột kết màu nâu. Các tập cát kết hệ tầng Cau có khả năng chứa trung bình, tuy nhiên chất lượng ñá chứa biến ñổi mạnh theo chiều sâu và theo khu vực tùy thuộc môi trường trầm tích và mức ñộ biến ñổi thứ sinh.

Trầm tích ñược lắng ñọng trong môi trường tam giác châu, vũng vịnh ñến biển ven bờ. Thống Miocene dưới, hệ tầng Dừa: bao gồm chủ yếu các lớp cát kết, bột kết, các lớp sét chứa vôi giàu vật chất hữu cơ hoặc các lớp than mỏng, ñôi khi có những lớp ñá vôi mỏng. Trầm tích ñược thành tạo trong môi trường từ tam giác châu ñến biển nông và biển nông ven bờ. Thống Miocene giữa, hệ tầng Thông – Mãng Cầu: phần dưới chủ yếu là cát kết thạch anh hạt mịn ñến trung, xi-măng carbonate, chứa glauconit, hóa thạch sinh vật xen kẹp sét kết, sét vôi.

Phần trên là các lớp ñá vôi (ñôi khi bị dolomite hóa) xen kẽ sét, bột, cát kết hạt mịn, xi-măng carbonate. Trầm tích phía Tây thành tạo trong môi trường châu thổ ñến rìa trước châu thổ, phía Đông môi trường thành tạo chủ yếu là biển nông trong thềm ñến giữa thềm. Thống Miocene trên, hệ tầng Nam Côn Sơn: phía Bắc và Tây-Tây Nam trầm tích chủ yếu là lục nguyên, bao gồm sét kết, sét vôi xen kẽ cát, bột kết; vùng Trung Tâm gồm trầm tích lục nguyên và carbonate xen kẽ; phía Đông, Đông-Nam thì ñá carbonate chiếm ưu thế. Hệ tầng Nam Côn Sơn ñược hình thành trong môi trường biển nông.

13 _____________________________________________________________________ Thống Pliocene – Đệ Tứ, hệ tầng Biển Đông: trầm tích gồm cát kết, bột kết xen lẫn sét kết nhiều vôi chứa nhiều glauconit và rất nhiều hóa thạch trùng lỗ, gắn kết hoặc bở rời. Hệ tầng ñược hình thành trong môi trường biển nông ven bờ, biển nông ñến biển sâu. Cột ñịa tầng tổng hợp bể Nam Côn Sơn 14 _____________________________________________________________________ 1. Đặc ñiểm hệ thống dầu khí 1.

Đá sinh Trầm tích tuổi Miocene sớm và Oligocene có khả năng sinh dầu khí, thuộc loại ñá mẹ trung bình ñến tốt. Đặc biệt thành tạo sét than tuổi Oligocene thuộc loại ñá mẹ giàu vật chất hữu cơ. Với dạng kerogen loại III là chủ yếu, lại lắn ñọng trong môi trường lục ñịa, ñá mẹ ở bể trầm tích Nam Côn Sơn có khả năng sinh khí – condensate rất cao, mặc dù môi trường phân hủy vật chất hữu cơ là thuận lợi: khử yếu và khử. Đá chứa Đá chứa dầu khí trong bể Nam Côn Sơn bao gồm móng phong hóa nứt nẻ trước Đệ Tam, cát kết Oligocene, Miocene, Pliocene dưới và ñá carbonate Miocene giữa – Miocene trên.

Đá chứa móng nứt nẻ phong hóa trước Kainozoi Theo các tài liệu hiện có, ñá nứt nẻ phong hóa của móng trước Kainozoi mới ñược phát hiện ở các giếng khoan ở mỏ Đại Hùng bao gồm granit, granodiorit, ryolit, chúng ñặc trưng bở ñộ nứt nẻ thay ñổi khá lớn tuy còn thiếu số liệu ñể xác ñịnh. Đới phong hóa nứt nẻ của móng phát triển dọc theo các ñứt gãy có thể ñược dự ñoán theo tài liệu ñịa chấn 3D. Đá chứa cát kết tuổi Oligocene Đá chứa cát kết tuổi Oligocene ñã ñược phát hiện ở tại giếng khoan lô 12, lô 05 chứa sản phẩm dầu nhẹ, condensat và khí. Các hạt vụn tiếp xúc với nhau chủ yếu theo kiểu tiếp xúc thứ sinh (>60%).

Đá rắn chắc, ñặc xít, hệ số chặt xít cao, dao ñộng từ 0,75÷0,85, ñộ rỗng phổ biến từ 12÷16%, ñộ thấm từ 0,1÷1,0mD (ñới nâng lô 12) và dự kiến có thế thấp hơn nhiều ở phần trung tâm và Đông – Đông Bắc (lô 04 và 05). Tại các giếng khoan 12A-1X, Dừa 15 _____________________________________________________________________ -1X và Dừa 2X phát hiện các vỉa chứa có bề dày biến ñổi từ 2÷80m, thường gặp từ 15÷25m. Tỷ số cát trên toàn bộ lát cắt dao ñộng từ 25÷35%. Đá chứa Miocene và Miocene muộn – Pliocene Trầm tích Miocene dưới của bể Nam Côn Sơn ñược thành tạo chủ yếu trong ñiều kiện delta và biển ven bờ (phần Tây, Tây Nam), biển nông, thềm nông (phần lô 12, 05, 04) và thềm sâu (outer-sublitoral) phần Trung tâm và Đông, Đông Bắc.

Trầm tích Miocene giữa ñược thành tạo chủ yếu trong ñiều kiện thềm nông, riêng phía Tây, Tây Nam gặp trầm tích sườn delta.