Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ kỹ thuật với đề tài "Cơ chế hình thành thân dầu trong khối móng nâng trước Kainozoi mỏ Bạch Hổ" được nghiên cứu sinh Nguyễn Xuân Khá thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (năm 2022), dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Trần Văn Xuân và PGS. TS. Hoàng Văn Quý, thuộc chuyên ngành Kỹ thuật Địa chất (mã số: 62.01).
Về tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu, bể Cửu Long là bể trầm tích có tiềm năng dầu khí lớn nhất thềm lục địa Việt Nam với 4 tầng sản phẩm (play) chính gồm: cát kết Miocene dưới, cát kết Oligocene trên, cát kết Oligocene dưới và móng nứt nẻ trước Kainozoi. Trong đó, trữ lượng dầu phát hiện và khai thác từ đá móng chiếm từ 70% đến gần 96% trữ lượng toàn mỏ tại các mỏ như Bạch Hổ, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Tê Giác Trắng, Đông Nam Rồng, Ruby, Rạng Đông. Mặc dù đá móng granitoid mỏ Bạch Hổ có độ rỗng biểu kiến đạt tới 10% và độ thấm hàng ngàn mD, trở thành đối tượng khai thác dầu khí chủ lực, các nghiên cứu trước đây vẫn chưa làm rõ đầy đủ lịch sử tiến hóa, cơ chế dập vỡ, quy luật biến đổi độ rỗng - độ thấm, nguyên nhân tạo thành hệ thống đứt gãy xiên chéo, sự dịch chuyển không đồng đều của các khối móng nâng dưới tác động của trường ứng suất lực, cũng như vai trò của quá trình biến đổi nhiệt dịch đối với không gian thấm chứa.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm 4 nội dung:
- Nghiên cứu cơ chế hình thành thân dầu trong móng mỏ Bạch Hổ.
- Đánh giá cơ chế hình thành hệ thống nứt nẻ thân dầu móng.
- Chứng minh sự phù hợp của phương pháp tiếp cận hệ thống thống nhất trong nghiên cứu hệ thống nứt nẻ hang hốc thân dầu trong móng.
- Xây dựng phương pháp luận nghiên cứu thân dầu trong khối móng nâng.
Luận án bảo vệ hai luận điểm khoa học chính:
- Luận điểm 1: Cơ chế hình thành hệ thống đứt gãy xiên chéo và dịch chuyển không đều ở các cánh của khối móng nâng bởi tổ hợp của lực nén ép và thúc trồi.
- Luận điểm 2: Cơ chế hình thành thân dầu trong đá móng thỏa mãn cả ba điều kiện cần và đủ: (a) Điều kiện đá sinh và hình thành bẫy; (b) Điều kiện hình thành không gian thấm chứa; (c) Điều kiện nạp và bảo tồn tích tụ dầu khí.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Thân dầu trong khối móng nâng trước Kainozoi mỏ Bạch Hổ, bể Cửu Long.
- Phạm vi không gian: Cấu tạo mỏ Bạch Hổ (Lô 09-1, thềm lục địa Nam Việt Nam, cách Vũng Tàu 120 km về phía Đông Nam), kết hợp đối sánh với các điểm lộ magma trên đất liền (Mũi Kê Gà, Hòn Chồng Nha Trang, Đèo Cổ Mã, Mũi Điện) và các cấu tạo lân cận trong bể Cửu Long (Rồng, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Cá Ngừ Vàng, Hải Sư Đen, Nam Rồng Đồi Mồi...) cũng như các mỏ móng trên thế giới.
- Phạm vi địa tầng và thời gian: Thành tạo magma móng kết tinh trước Kainozoi (các phức hệ Hòn Khoai, Định Quán, Ankroet) và các tập trầm tích phủ Kainozoi (hệ tầng Trà Cú - $P_3^1$, Trà Tân - $P_3^2$, Bạch Hổ - $N_1^1$), gắn liền với các pha biến dạng kiến tạo từ Mesozoi muộn đến Đệ Tứ.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Tổng quan lịch sử nghiên cứu quốc tế chỉ ra hơn 350 mỏ dầu khí trong đá móng nứt nẻ, hang hốc đã được phát hiện tại khoảng 30 quốc gia:
- Trung Quốc: Mỏ Yaerxia (bể Jiuxi, phát hiện năm 1959 trong móng biến chất Paleozoi với 12 giếng thương mại giai đoạn 1959-1979); mỏ Xinglongtai (1976, đá núi lửa Mesozoi, dòng dầu 756 thùng/ngày, đá granite đạt 210-420 thùng/ngày, chiều dày tầng dầu 500m, tầng khí 180m); mỏ Dong Sheng Pu (Liaoning, 1983, lưu lượng 1.286 thùng/ngày, tích dồn đến năm 1987 đạt 1,05 triệu tấn dầu và 65,5 triệu $\text{m}^3$ khí).
- Ai Cập: Mỏ Zeit Bay (1981, giếng QQ 89-1 và QQ 89-2, khai thác thương mại tháng 12/1983 với lưu lượng ban đầu 20.000 thùng/ngày, đỉnh điểm đạt 80.000 thùng/ngày, hiện duy trì khoảng 10.000 thùng/ngày) và mỏ Ashrafi tại Vịnh Suez.
- Indonesia: Mỏ khí Suban (1998, Nam Sumatra, giếng Durian Mabok 2 đạt 26 triệu $\text{ft}^3/\text{ngày}$, trữ lượng 5 Tcf ~ 500 triệu thùng dầu quy đổi, diện tích 22.400 acres, chiều dày hiệu dụng 1.000 ft, áp suất vỉa ban đầu 4.380 psi, nhiệt độ $310^\circ\text{F}$); mỏ Sei Teras (1977, bồn Palembang, khai thác 15.000 thùng dầu và 1 tỷ $\text{ft}^3$ khí); mỏ Tanjung (bể Barito, Nam Kalimantan, Koning & Darmono 1984, khai thác 21 triệu thùng dầu và 14 tỷ $\text{ft}^3$ khí từ móng phong hóa, nứt nẻ).
- Liên Xô cũ: Kenny (1996) ghi nhận hơn 80 mỏ cho dòng từ móng kết tinh vùng Caspien (Chibuiuskoe, Chernrechencky, lekkemcky, Timancky); bể Dnieper-Donets có 12 mỏ dầu (trữ lượng 219 triệu tấn trong móng Tiền Cambri, 37/61 giếng cho dòng thương mại 280-2.450 thùng/ngày).
- Libya: Mỏ Nafoora - Augila (bể Sirte, Belgasem et al. 1990; giếng D2 đạt 7.627 thùng/ngày, giếng D5 đạt 14.000 thùng/ngày, giếng D6 đạt 1.200 thùng/ngày); khu vực Bắc Morocco đạt sản lượng tích dồn 3,75 triệu thùng tính đến năm 1957 (P’An, 1982).
- Vương quốc Anh: Mỏ Clair (1977, Lô 206, giếng 206/7-1 cho 960 thùng/ngày, giếng khoan ngang năm 1991 đạt 2.100-3.000 thùng/ngày); mỏ Lancaster (Lô 205/21a, Hurricane 2009, Koning 2010, Belaidi et al. 2019, thử vỉa trên 20.000 thùng/ngày).
- Hoa Kỳ: Các mỏ tại California (Landes et al. 1960; Hubbert & Willis 1955; McNaughton 1953) gồm Placerita Canyon, El Segundo (1937), Santa Maria (1942), Edison (1945, 97/103 giếng thương mại, khai thác 4,5 triệu thùng sau 18 tháng, trữ lượng 25 triệu thùng), Wilmington và vùng chờm nghịch Kansas (>10 mỏ, >50 giếng, tích dồn >1,5 triệu thùng).
- Venezuela: Mỏ La Paz (1922, giếng P-86 năm 1953 khoan sâu 332m vào móng, trữ lượng 905 triệu thùng, lưu lượng đạt tới 11.000 thùng/ngày); mỏ Mara (29 giếng khai thác năm 1956, lưu lượng 2.700-17.000 thùng/ngày); mỏ La Vela (28 giếng giai đoạn 1972-1994).
- Đông Siberia: Ba cấu trúc địa hào Anabar-Arch, Nepa-Botuoba-Arch, Baykit-Arch; phát hiện 99 mỏ (39 mỏ dầu, 60 mỏ khí condensate), trữ lượng thu hồi tối đa 4.000 triệu thùng, trong đó 5 mỏ lớn chiếm 3.400 triệu thùng (85% tổng trữ lượng khu vực, dầu tại chỗ 1.886 triệu thùng, khí 95,5 tỷ $\text{m}^3$, IHS Energy 2002, Keishi Nakashima 2004).
- Lý thuyết nứt nẻ: Nelson (2001) và Narr et al. (2006) xác định độ rỗng nguyên sinh của móng rất nhỏ (<0,5%), độ rỗng nứt nẻ thông thường đạt 0,1%-1% (cá biệt 5%-10%); Blenkinsop (2008) mô hình hóa trường ứng suất với mặt đứt gãy song song trục ứng suất cực đại; Drachev (2011) và Rodriquez et al. (2017) phân tích hệ thống dầu khí kiến tạo móng.
Tại Việt Nam, giếng BH-6 (khoan từ 16/08/1986 đến 05/05/1987, sâu 3.533m, mở 23m vào móng) thử vỉa cho dòng 477 $\text{m}^3/\text{ngày}$, là giếng đầu tiên phát hiện dầu trong móng. Giếng BH-1 (khoan lại ngày 06/09/1988) cho dòng công nghiệp 409 $\text{m}^3/\text{ngày}$, khẳng định sự tồn tại thân dầu thương mại trong móng granitoid mỏ Bạch Hổ. Các nghiên cứu tiếp theo của Le Pichon (1995), Trần Lê Đông và nnk (1998, 2002), Ngô Thường San và nnk (2008), Phan Trung Điền (1998), Bill Schmit và nnk (2003), Tạ Thị Thu Hoài (2011), Trịnh Xuân Cường (2007), Hoàng Văn Quý (2013), Trần Đức Lân (2010), Nguyễn Anh Đức (2015), Nguyễn Xuân Vinh (1999), Bùi Thị Luận (2015), Trần Văn Xuân và Nguyễn Văn Tuân (2016) đã làm rõ đặc điểm địa tầng, kiến tạo rift, tầng sinh Oligocene, nước vỉa và phân vùng thấm chứa.
Khoảng trống luận án giải quyết: Làm sáng tỏ cơ chế cơ học hình thành hệ thống nứt nẻ xiên chéo và dịch chuyển không đồng đều của các cánh móng dưới tác động đồng thời của lực nén ép và thúc trồi; cung cấp bằng chứng định lượng về biến đổi nhiệt dịch tạo khoáng vật zeolite (chiếm tới 40% thể tích mẫu lõi ở độ sâu 4.320m); và thiết lập khung phương pháp luận 3 điều kiện cần và đủ để nhận diện, đánh giá thân dầu móng nâng.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án dựa trên các cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu chuyên sâu:
- Khung lý thuyết: Khái niệm bản chất đá móng nứt nẻ biến đổi thứ sinh; mô hình elipxoit biến dạng kiến tạo xác định các trục ứng suất chính ($\sigma_1 > \sigma_2 > \sigma_3$); lý thuyết hệ thống dầu khí (Petroleum System) bể Cửu Long gồm đá sinh, đá chứa, tầng chắn, bẫy chứa, đường di cư và sự bảo tồn.
+-------------------------------------------------------+
| PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN HỆ THỐNG THỐNG NHẤT |
+-------------------------------------------------------+
|
+-------------------------------------+-------------------------------------+
| | |
v v v
+-----------------------+ +-----------------------+ +-----------------------+
| Phản chiếu hệ thống | | Di chỉ bền vững | | Nghiên cứu đặc thù |
| thống nhất | | | | |
+-----------------------+ +-----------------------+ +-----------------------+
| - Đối sánh diện lộ | | - Khối móng nâng | | - Mô hình khoáng vật |
| Mũi Kê Gà với khối | | - Di chỉ đai mạch | | - Cross-plot ĐVL-GK: |
| móng ngầm Bạch Hổ | | - Mặt bất chỉnh hợp | | RHOB-NPHI, DT-NPHI |
| - Đối sánh trường lực | | - Di chỉ tầng phủ | | - Thuộc tính địa chấn |
| và cơ chế nứt nẻ | | trầm tích Oligocene | | RMS/RAI, Grad/RAI |
| xiên chéo | | (mặt SH-8) | | - Phần mềm: BASROC, |
| | | | | Wellinsight-FRP |
+-----------------------+ +-----------------------+ +-----------------------+
- Phương pháp thực tế:
- Phương pháp trực tiếp: Khảo sát thực địa cấu trúc khe nứt, đứt gãy, đai mạch tại các diện lộ đá magma granitoid ven biển Nam Trung Bộ: Mũi Kê Gà (đo đạc hệ khe nứt phương ĐB $20^\circ$, hướng dốc, góc dốc bằng đồ thị bán cầu dưới và hoa hồng đường phương), Hòn Chồng Nha Trang, Đèo Cổ Mã, Mũi Điện; phân tích mẫu lõi giếng khoan bằng phương pháp tán xạ tia X (XRD) xác định thành phần khoáng vật và đo độ rỗng, độ thấm vỉa.
- Phương pháp gián tiếp:
- Minh giải tài liệu địa chấn 2D/3D, 3D VSP, CBM, PSTM, PSDM và trích xuất các thuộc tính địa chấn: AI (Acoustic Impedance), RMS, RMS from AI, RAI (Relative Acoustic Impedance), Envelope, Envelope from AI, Sweetness, Sweetness from AGC, Gradient, Gradient from RAI, Variance, Variance from AGC, Ant-tracking, Ant-tracking from AGC ở các mức độ sâu 4.000m và 4.200m.
- Minh giải tổ hợp đường cong địa vật lý giếng khoan (ĐVL-GK) cơ bản: phóng xạ tự nhiên (GR), mật độ (RHOB), độ rỗng neutron (NPHI), thời khoảng sóng âm (DT), điện trở suất sâu (LLD), điện trở suất vùng sát thành giếng ($R_{xo}$); đối sánh với tài liệu ảnh giếng khoan độ phân giải cao FMI (vi điện cực), CATV (sóng siêu âm) và FWS (toàn phần sóng siêu âm).
- Phương pháp nghiên cứu tổng hợp (Tiếp cận hệ thống thống nhất):
- Phương pháp phản chiếu hệ thống thống nhất: Nghiên cứu hình thái kiến trúc của điểm lộ Kê Gà để phản chiếu, đối sánh trực tiếp với lát cắt địa chấn và hình học khối móng nâng mỏ Bạch Hổ.
- Phương pháp nghiên cứu di chỉ bền vững: Phân tích các dấu vết kiến tạo bền vững gồm di chỉ đai mạch (dyke), hệ đứt gãy xiên chéo, mặt bất chỉnh hợp cấu tạo và di chỉ lớp phủ trầm tích tầng sinh Oligocene bao trùm nóc móng (bản đồ phản xạ SH-8).
- Phương pháp nghiên cứu đặc thù: Xây dựng hệ phương trình cân bằng khoáng vật và tính toán độ rỗng thứ sinh ($\Phi_2$), độ rỗng hang hốc ($\Phi_v$), độ rỗng khối đá không bị phá hủy ($\Phi_{block}$), phân định đới nứt nẻ vĩ mô (macro) và vi mô (micro) thông qua phần mềm chuyên dụng Wellinsight-FRP (Eastseastar tài trợ) và phần mềm BASROC 3.0 của Vietsovpetro; áp dụng biểu đồ tương quan chéo (cross-plot) RHOB-NPHI và DT-NPHI để nhận diện nhanh các khoảng cho sản phẩm.
- Nguồn tư liệu: Toàn bộ tài liệu giếng khoan (BH-1, BH-6, BH-415, BH-433, BH-809, BH-905, 1X...), mẫu lõi thu thập tại các độ sâu 4.267m và 4.320m, dữ liệu địa chấn tuyến XLine 2782, số liệu đo thử vỉa và lịch sử khai thác thực tế do Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro cung cấp.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu thân dầu móng và địa chất mỏ Bạch Hổ
Chương 1 tổng thuật lịch sử phát hiện và khai thác dầu khí trong đá móng trên phạm vi toàn cầu và tại thềm lục địa Việt Nam. Tại bể Cửu Long, sau mốc phát hiện dầu trong móng ở giếng BH-6 (1987) và khẳng định dòng công nghiệp ở giếng BH-1 (1988), hàng loạt phát hiện dầu trong móng nứt nẻ đã được xác lập:
| STT | Tên phát hiện | Giếng phát hiện | Năm phát hiện |
|---|---|---|---|
| 1 | Bạch Hổ | BH-6 | 1987 |
| 2 | Đông Bắc Rồng | R-13 | 1989 |
| 3 | Đông Rồng | R-11 | 1993 |
| 4 | Rạng Đông | RD-1X | 1994 |
| 5 | Hồng Ngọc | RB-2X | 1995 |
| 6 | Phương Đông | PD-1X | 1995 |
| 7 | Đông Nam Rồng | R-14 | 1995 |
| 8 | Sư Tử Đen | SD-1X | 2000 |
| 9 | Sư Tử Vàng | SV-1X | 2001 |
| 10 | Cá Ngừ Vàng | CNV-1X | 2002 |
| 11 | Sư Tử Trắng | STT-1X | 2003 |
| 12 | Nam Rồng Đồi Mồi | DM-1X | 2004 |
| 13 | Sư Tử Nâu | SN-1X | 2005 |
| 14 | Nam Trung Tâm Rồng | R-15 | 2006 |
| 15 | Hải Sư Đen | HSD-1X | 2007 |
| 16 | Hổ Xám Nam | HX-1X | 2008 |
| 17 | Thăng Long | TL-2X | 2008 |
| 18 | Đại Hùng | DH-10X | 2008 |
| 19 | Đông Bắc Bạch Hổ | BH-19 | 2009 |
Chương này trình bày chi tiết điều kiện tự nhiên, địa tầng và cấu trúc mỏ Bạch Hổ:
- Mỏ nằm tại Lô 09-1, cách Vũng Tàu 120 km về phía Đông Nam, độ sâu nước biển 50m, cường độ địa chấn $\le 6$ độ Richter, khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời điểm khai thác bắt đầu từ tháng 6/1986 qua các tầng: Miocene dưới (26/06/1986, giếng BH-1), Oligocene trên (25/12/1987, giếng BH-700), Oligocene dưới (13/12/1987, giếng BH-14) và Móng (06/09/1988, giếng BH-1).
- Địa tầng magma gồm 3 phức hệ xâm nhập: Hòn Khoai, Định Quán, Ankroet ($G/K_2ak$). Lớp phủ trầm tích gồm các hệ tầng Trà Cú ($P_3^1$), Trà Tân ($P_3^2$) và Bạch Hổ ($N_1^1$). Cấu tạo mỏ nằm trên Đới nâng Trung Tâm, chia bể Cửu Long thành hai trũng phụ Đông và Tây.
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu thân dầu trong đá móng
Chương 2 hệ thống hóa cơ sở lý luận về đá móng nứt nẻ và xây dựng quy trình nghiên cứu tích hợp:
- Phân tích các phương pháp trực tiếp (khảo sát thực địa tại Mũi Kê Gà, Hòn Chồng, Đèo Cổ Mã, Mũi Điện; phân tích mẫu lõi) và gián tiếp (địa chấn, ĐVL-GK, FMI, CATV, FWS).
- Thiết lập phương pháp tiếp cận hệ thống thống nhất gồm ba nhánh: Phương pháp phản chiếu hệ thống thống nhất; Phương pháp nghiên cứu di chỉ bền vững; và Phương pháp nghiên cứu đặc thù.
- Xây dựng mô hình toán giải đoán độ rỗng nứt nẻ theo điện trở suất vùng gần $R_{xo}$, độ rỗng hang hốc $\Phi_v$, điện trở dung dịch lọc $R_{mf}$ và điện trở khối đá nguyên vẹn $R_{bl}$ tích hợp trong phần mềm Wellinsight-FRP.
Chương 3: Đặc trưng và quá trình hình thành hệ thống nứt nẻ, hang hốc trong khối móng nâng trước Kainozoi mỏ Bạch Hổ
Chương 3 phân tích nguồn gốc và quy luật phân bố không gian thấm chứa trong móng:
- Cơ chế hình thành: Do các pha biến dạng kiến tạo Kainozoi (D1-D2 nén ép; D3 tạo rift gồm các pha tách giãn $D_{3.1}, D_{3.3}, D_{3.5}$ xen kẽ nén ép $D_{3.2}, D_{3.4}, D_{3.6}$; D4 nén ép nghịch Miocene giữa; D5) kết hợp với các quá trình không kiến tạo: nén kết trầm tích vây quanh, co ngót magma, phong hóa bề mặt và biến đổi thủy nhiệt. Mẫu lõi tại độ sâu 4.320m ghi nhận khoáng vật thứ sinh zeolite chiếm tới 40% thể tích, chứng minh biến đổi nhiệt dịch là yếu tố quan trọng thứ hai sau kiến tạo tạo nên không gian rỗng thứ sinh.
- Địa chấn: Tuyến XLine 2782 cho thấy hai tổ hợp thuộc tính địa chấn thể hiện rõ nét nhất các đới nứt nẻ móng là: thuộc tính RMS trên nền RAI và thuộc tính Gradient magnitude trên nền RAI. Thuộc tính Ant-tracking tại các mức sâu 4.000m và 4.200m vạch rõ mạng lưới khe nứt phát triển trong khối móng.
- Địa vật lý giếng khoan và thạch học: Tại giếng 1X, giải hệ phương trình khoáng vật dựa trên kết quả XRD phân chia mặt cắt móng thành 3 đới rõ rệt: Đới Granite 1 (2.831m - 3.175m), Đới Diorite (3.175m - 3.350m) và Đới Granite 2 (3.350m - 3.605m).
| Thông số thống kê độ thấm | Theo mẫu lõi mỏ Bạch Hổ | Theo thử vỉa (TV-KS) mỏ Bạch Hổ | Theo ĐVL-GK (BASROC & Wellinsight-FRP) |
|---|---|---|---|
| Số lượng mẫu / khoảng đo | Mẫu phân tích phòng thí nghiệm | Toàn mỏ | 85 giếng khoan |
| Giá trị độ thấm | Vài mD đến hàng trăm mD | Hàng trăm đến hàng ngàn mD | Tương thích cao với FMI và dòng khai thác thực tế |
| Đặc trưng phân bố | Biến thiên mạnh theo đới dập vỡ | Thể hiện tính thấm vĩ mô toàn vỉa | Phân định 4 đới PPT-1 đến PPT-4 |
- Biểu đồ cross-plot: Luận án xác lập hai cặp biểu đồ cross-plot RHOB-NPHI và DT-NPHI cho phép nhận diện nhanh các khoảng nứt nẻ cho dòng sản phẩm công nghiệp.
Chương 4: Cơ chế hình thành thân dầu trong khối móng nâng trước Kainozoi mỏ Bạch Hổ
Chương 4 hoàn thiện mô hình cơ chế và đề xuất phương pháp luận tổng quát:
- Mô hình trường lực: Luận giải nguyên nhân tạo thành hệ thống nứt nẻ xiên chéo phương ĐB-TN và sự dịch chuyển không đồng đều của các cánh móng nâng mỏ Bạch Hổ là kết quả của sự tương tác đồng thời giữa lực nén ép ngang và lực thúc trồi thẳng đứng từ dưới lên.
LỰC NÉN ÉP NGANG (Kiến tạo khu vực)
----->
+-------------------------------------------------------------------+
| LỚP PHỦ TRẦM TÍCH SINH - CHẮN |
| (Sét kết Hệ tầng Trà Cú, Trà Tân - Mặt SH-8) |
+-------------------------------------------------------------------+
|
+-------------------+-------------------+
| KHỐI MÓNG NÂNG GRANITOID TRƯỚC KAINOZOI |
| |
| / / / Hệ thống nứt nẻ xiên chéo / / |
| (Dập vỡ do nén ép + Thúc trồi) |
| |
| * * * Đới biến đổi nhiệt dịch * * * |
| (Khoáng vật thứ sinh Zeolite 40%) |
+---------------------------------------+
^
|
LỰC THÚC TRỒI THẲNG ĐỨNG
(Nâng vòm Magma móng)
- Minh giải giếng khoan: Phân tích chuyên sâu giếng BH-415 (kết hợp FMI, CATV, ĐVL-GK từ 2.812m đến 3.500m) cùng các giếng BH-433, BH-809, BH-905, chứng minh sự tương thích cao giữa đường cong tính toán lý thuyết với tài liệu khai thác thực tế.
- Phương pháp luận 3 điều kiện cần và đủ hình thành thân dầu móng:
- Điều kiện đá sinh và hình thành bẫy: Khối móng nâng được bao phủ bởi tập đá sinh chất lượng cao thuộc hệ tầng Trà Cú ($P_3^1$) và Trà Tân ($P_3^2$) (chỉ dấu mặt SH-8), đồng thời tập sét kết này đóng vai trò tầng chắn nóc trực tiếp tạo bẫy cấu trúc.
- Điều kiện hình thành không gian thấm chứa: Không gian rỗng - nứt nẻ hình thành do các pha hoạt động kiến tạo nén ép - nâng trồi, co ngót magma kết hợp với quá trình phong hóa bề mặt và biến đổi thủy nhiệt tạo khoáng vật thứ sinh (zeolite, canxit).
- Điều kiện nạp và bảo tồn tích tụ dầu khí: Tầng sinh kề áp trực tiếp vào sườn khối móng nâng; tồn tại các kênh dẫn (tầng cát, đứt gãy thuận/nghịch) hướng về móng; sau thời kỳ nạp dầu không xảy ra các hoạt động kiến tạo hoặc phun trào magma phá hủy bẫy chứa.
- Kiểm chứng thực tế: Áp dụng giải thích thành công cơ chế thân dầu tại các cấu tạo trong nước (Bảo Bình, Hải Sư Đen, Đại Hùng, Đông Nam Rồng) và các mỏ quốc tế (Plemos, Lancaster ở West of Shetlands, Tanjung ở Nam Kalimantan, Mega-sized Horst thuộc Siberian Platform).
Kết quả và những đóng góp mới
Các đóng góp mới của luận án bao gồm:
- Về mặt lý luận:
- Minh chứng và mô hình hóa thành công cơ chế hình thành hệ thống nứt nẻ xiên chéo cùng sự dịch chuyển không đồng đều của khối móng nâng mỏ Bạch Hổ dưới tác động đồng thời của lực nén ép và lực thúc trồi.
- Xây dựng khung phương pháp luận tiếp cận hệ thống thống nhất trong nghiên cứu thân dầu móng, đúc kết thành tổ hợp ba điều kiện cần và đủ (đá sinh - bẫy chứa, không gian thấm chứa, nạp và bảo tồn tích tụ).
- Về mặt thực tiễn:
- Xác định tổ hợp thuộc tính địa chấn tối ưu đánh giá đới nứt nẻ móng Bạch Hổ là RMS trên nền RAI và Gradient magnitude trên nền RAI.
- Xây dựng quy trình minh giải ĐVL-GK truyền thống kết hợp giải hệ phương trình khoáng vật (hỗ trợ bởi phần mềm Wellinsight-FRP) và xác lập giá trị của hai biểu đồ cross-plot RHOB-NPHI và DT-NPHI trong việc nhận diện nhanh các khoảng cho dòng sản phẩm.
- Kiến nghị và giải pháp:
- Đề xuất ứng dụng phương pháp luận 3 điều kiện và quy trình minh giải địa vật lý tổ hợp vào công tác tìm kiếm, thăm dò mở rộng và thiết kế quỹ giếng khoan khai thác tận thu thân dầu móng tại bể Cửu Long và các bể trầm tích khác trên thềm lục địa Việt Nam.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Nghiên cứu tập trung đối tượng thực nghiệm chính tại khối móng nâng mỏ Bạch Hổ và bể Cửu Long. Việc phân tích khoáng vật nhiệt dịch và mô hình hóa trường lực đòi hỏi nguồn số liệu mẫu lõi sâu (độ sâu >4.300m) và tổ hợp đo ảnh giếng khoan chuyên biệt (FMI, CATV), vốn không phải giếng khoan nào cũng được trang bị đầy đủ do rào cản chi phí.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Tiếp tục mở rộng kiểm chứng định lượng mô hình trường ứng suất và phương pháp luận 3 điều kiện cho các dạng đá móng có thành phần thạch học phức tạp hơn (đá biến chất, đá phun trào núi lửa) tại các bể trầm tích khác như bể Nam Côn Sơn, Sông Hồng và Malay - Thổ Chu.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo chuyên môn cho các đối tượng:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Địa chất, Địa chất Dầu khí, Địa vật lý giếng khoan tại các trường đại học khối kỹ thuật; có thể tham khảo phương pháp tiếp cận hệ thống thống nhất, thuật toán giải hệ phương trình khoáng vật và mô hình elipxoit biến dạng kiến tạo khe nứt.
- Kỹ sư địa chất và nhà quản lý thăm dò khai thác: Tại Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, Liên doanh Vietsovpetro, PVEP và các nhà điều hành dầu khí (JOCs); có thể ứng dụng trực tiếp các tổ hợp thuộc tính địa chấn (RMS/RAI, Gradient/RAI) và cặp biểu đồ cross-plot RHOB-NPHI, DT-NPHI để khoanh định chính xác đới nứt nẻ, tối ưu hóa vị trí thân giếng khoan trong đá móng granitoid.
Câu hỏi thường gặp
1. Khối móng granitoid mỏ Bạch Hổ có đặc trưng độ rỗng và độ thấm thứ sinh đạt giá trị tối đa là bao nhiêu?
Trả lời: Theo văn bản luận án, đá móng granitoid mỏ Bạch Hổ sau quá trình biến đổi mạnh có độ rỗng biểu kiến thứ sinh lên đến 10% và độ thấm đạt hàng ngàn mD, biến khối móng thành đá chứa dầu khí chất lượng cao.
2. Hai tổ hợp thuộc tính địa chấn nào cho kết quả tốt nhất khi đánh giá nứt nẻ tại khối móng nâng mỏ Bạch Hổ?
Trả lời: Kết quả minh giải địa chấn trên tuyến XLine 2782 xác định hai tổ hợp thuộc tính tối ưu là: (1) Thuộc tính RMS trên nền RAI; và (2) Thuộc tính Gradient magnitude trên nền RAI.
3. Bằng chứng nào chứng minh quá trình biến đổi nhiệt dịch tham gia tạo lập không gian thấm chứa trong móng Bạch Hổ?
Trả lời: Phân tích mẫu lõi thu thập ở độ sâu 4.320m phát hiện khoáng vật thứ sinh zeolite chiếm tới 40% thể tích (bên cạnh canxit lấp đầy lỗ rỗng ở độ sâu 4.267m), chứng minh quá trình biến đổi nhiệt dịch là yếu tố quan trọng thứ hai sau hoạt động kiến tạo tác động đến sự hình thành không gian thấm chứa.
4. Ba điều kiện cần và đủ trong phương pháp luận nghiên cứu thân dầu trong đá móng gồm những gì?
Trả lời: Ba điều kiện gồm: (a) Điều kiện đá sinh và hình thành bẫy (khối móng được bao phủ bởi tầng đá sinh chất lượng cao đóng vai trò tầng chắn); (b) Điều kiện hình thành không gian thấm chứa (do nén ép kiến tạo, co ngót magma, phong hóa, thủy nhiệt); (c) Điều kiện nạp và bảo tồn tích tụ dầu khí (tầng sinh kề áp, kênh dẫn hướng về móng, không bị phá hủy sau khi nạp).
5. Hai biểu đồ cross-plot nào đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá nhanh các zone cho sản phẩm trong đá móng?
Trả lời: Đó là hai biểu đồ cross-plot: RHOB-NPHI (Mật độ – Độ rỗng nơtron) và DT-NPHI (Thời khoảng sóng âm – Độ rỗng nơtron).
Kết luận
Luận án của nghiên cứu sinh Nguyễn Xuân Khá đã luận giải cơ chế hình thành thân dầu trong khối móng nâng trước Kainozoi mỏ Bạch Hổ thông qua phương pháp tiếp cận hệ thống thống nhất. Công trình đã mô hình hóa sự hình thành hệ thống đứt gãy xiên chéo và dịch chuyển không đồng đều của móng dưới tác động kết hợp giữa lực nén ép ngang và lực thúc trồi thẳng đứng, đồng thời xác lập vai trò của biến đổi nhiệt dịch tạo khoáng vật zeolite. Trên cơ sở kết hợp dữ liệu địa chấn (RMS/RAI, Gradient/RAI), địa vật lý giếng khoan và mô hình khoáng vật, luận án đã xây dựng khung phương pháp luận ba điều kiện cần và đủ cho sự hình thành, tích tụ và bảo tồn thân dầu trong đá móng granitoid.