Nghiên Cứu Đặc Điểm Đứt Gãy Cấu Tạo Bảo Bình, Bể Cửu Long

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật dầu khí nghiên cứu đặc điểm đứt gãy cấu tạo bảo bình bể cửu long, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong

• Tác giả: Nguyễn Vũ Minh Thiên
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Huy Long
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Dầu Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Đứt Gãy Cấu Tạo Bảo Bình, Bể Cửu Long
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CỦA BỂ CỬU LONG VÀ CẤU TẠO BẢO BÌNH
• 1.1. Đặc điểm địa chất chung bể Cửu Long
• 1.1.1. Các thành tạo địa chất
• 1.1.2. Đặc điểm cấu trúc
• 1.1.3. Lịch sử phát triển của bể Cửu Long
• 1.1.4. Hệ thống dầu khí
• 1.2. Đặc điểm địa chất khu vực cấu tạo Bảo Bình
• 1.2.1. Đặc điểm đá móng
• 1.2.2. Đặc điểm địa tầng
• 1.2.3. Đặc điểm cấu trúc
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỨT GÃY
• 2.1. Phương pháp đo đạc đứt gãy dựa trên tài liệu địa chấn
• 2.2. Tuổi đứt gãy
• 2.3. Pha hoạt động
• 2.4. Mối quan hệ với pha kiến tạo khu vực
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỨT GÃY CHÍNH KHU VỰC CẤU TẠO BẢO BÌNH, BỂ CỬU LONG
• 3.1. Hình thái đứt gãy
• 3.2. Tuổi và pha hoạt động
• 3.3. Liên hệ kết quả nghiên cứu đứt gãy với khung kiến tạo khu vực
• 3.4. Kết quả nghiên cứu đứt gãy ảnh hưởng đến hệ thống dầu khí cấu tạo Bảo Bình
• 3.5. Dự báo đới khe nứt và chọn vị trí, quỹ đạo giếng khoan tiếp theo
• PHẦN KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Đứt Gãy Cấu Tạo Bảo Bình Bể Cửu Long

Bể Cửu Long, một khu vực giàu tài nguyên dầu khí, có cấu trúc địa chất phức tạp do mật độ đứt gãy cao. Nghiên cứu đứt gãy cấu tạo Bảo Bình thuộc Bể Cửu Long là rất quan trọng. Mục tiêu chính là làm sáng tỏ đặc điểm, tính chất, vai trò của đứt gãy trong hệ thống dầu khí. Dự báo đới nứt nẻ trong móng cấu tạo Bảo Bình, từ đó chọn được vị trí khoan tối ưu. Luận văn này tập trung vào phân tích chi tiết đặc điểm địa chất, cấu trúc địa chất và lịch sử hình thành của khu vực, sử dụng các phương pháp nghiên cứu hiện đại và dữ liệu địa chất phong phú. Nghiên cứu này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh tài nguyên dầu khí ngày càng khan hiếm, và việc khai thác hiệu quả trở nên cấp thiết.

1.1. Vị Trí Địa Lý và Tầm Quan Trọng Của Bể Cửu Long

Bể Cửu Long nằm trên thềm lục địa phía nam Việt Nam, kéo dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam. Khu vực này có diện tích khoảng 36.000 km². Đây là một trong những bể trầm tích quan trọng nhất của Việt Nam về trữ lượng dầu khí. Độ sâu đến nóc móng trước Kainozoi dao động từ vài trăm mét ở rìa bể đến gần 9km ở trung tâm. Vị trí chiến lược của Bể Cửu Long làm tăng thêm giá trị kinh tế và địa chính trị của nó.

1.2. Tổng Quan Về Cấu Tạo Địa Chất và Kiến Tạo Bể Cửu Long

Bể Cửu Long có cấu tạo gồm phần móng (đá magma xâm nhập, phun trào và đá biến chất trước Kainozoi) và phần lớp phủ (trầm tích, phun trào tuổi Kainozoi). Quá trình hình thành và phát triển của bể chịu ảnh hưởng của nhiều pha kiến tạo mảng khác nhau. Các pha tách giãn và nén ép đã tạo nên hệ thống đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch và các cấu trúc địa chất phức tạp khác.

II. Thách Thức Xác Định Ảnh Hưởng Đứt Gãy Đến Dầu Khí Bể Cửu Long

Mặc dù Bể Cửu Long là khu vực tiềm năng về dầu khí, hệ thống đứt gãy dày đặc gây ra nhiều thách thức. Xác định vai trò chính xác của từng đứt gãy trong hệ thống dầu khí là rất quan trọng. Các đứt gãy có thể vừa là đường dẫn, vừa là rào cản cho sự di chuyển của dầu khí. Phân tích đứt gãy một cách chi tiết giúp đánh giá tiềm năng chứa dầu khí Bể Cửu Long, đưa ra quyết định khai thác chính xác hơn. Việc đánh giá đúng ảnh hưởng của đứt gãy hoạt động còn giúp giảm thiểu rủi ro tai biến địa chất trong quá trình khai thác.

2.1. Phức Tạp Trong Phân Loại và Xác Định Tuổi Đứt Gãy

Việc phân loại các đứt gãy theo phương, hướng dốc, góc dốc và độ dài rất phức tạp. Xác định tuổi và các pha hoạt động của đứt gãy đòi hỏi sự kết hợp của nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phân tích địa chấn, địa tầng và địa hóa. Sự thiếu chính xác trong việc xác định tuổi đứt gãy có thể dẫn đến sai lệch trong đánh giá tiềm năng dầu khí.

2.2. Khó Khăn Trong Dự Báo Đới Nứt Nẻ và Khe Nứt

Dự báo đới nứt nẻ trong móng và khe nứt sinh kèm đứt gãy là một thách thức lớn. Các đới nứt nẻ này có thể chứa một lượng lớn dầu khí, nhưng việc xác định vị trí và trữ lượng chính xác là rất khó khăn. Các yếu tố như ứng suất kiến tạo, tính chất đá và lịch sử hoạt động của đứt gãy đều ảnh hưởng đến sự hình thành và phân bố của đới nứt nẻ.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đặc Điểm Đứt Gãy Cấu Tạo Bảo Bình Hiệu Quả

Nghiên cứu đặc điểm đứt gãy hiệu quả đòi hỏi sự kết hợp của nhiều phương pháp. Sử dụng dữ liệu địa chấn 3D để xác định vị trí và hình dạng của các đứt gãy. Kết hợp dữ liệu địa vật lý giếng khoan và phân tích mẫu đá để xác định tính chất cơ học của đá và khe nứt. Áp dụng phần mềm chuyên dụng để mô phỏng ứng suất kiến tạo và dự báo đới nứt nẻ. Các phương pháp này giúp xây dựng mô hình địa chất chính xác, hỗ trợ việc thăm dò và khai thác dầu khí.

3.1. Sử Dụng Dữ Liệu Địa Chấn và Địa Vật Lý Chi Tiết

Dữ liệu địa chấn 3D cung cấp hình ảnh chi tiết về cấu trúc dưới bề mặt, giúp xác định vị trí và hình dạng của các đứt gãy. Dữ liệu địa vật lý giếng khoan, bao gồm log điện, log sonic và log mật độ, cung cấp thông tin về tính chất cơ học của đá và khe nứt. Kết hợp hai loại dữ liệu này giúp xây dựng bản đồ đứt gãy chính xác.

3.2. Ứng Dụng Phần Mềm Phân Tích Đứt Gãy Chuyên Dụng

Phần mềm phân tích đứt gãy chuyên dụng cho phép mô phỏng ứng suất kiến tạo và dự báo đới nứt nẻ. Các phần mềm này sử dụng các thuật toán phức tạp để tính toán ứng suất và biến dạng trong đá, từ đó dự đoán vị trí và mật độ của khe nứt. Kết quả mô phỏng giúp tối ưu hóa vị trí khoan và tăng khả năng thành công.

3.3. Phân Tích Lịch Sử Phát Triển Kiến Tạo Khu Vực

Việc hiểu rõ lịch sử hình thành và phát triển kiến tạo của khu vực là rất quan trọng để giải thích sự hình thành và phát triển của hệ thống đứt gãy. Các pha tách giãn và nén ép khác nhau đã tạo nên các đứt gãy với đặc điểm và vai trò khác nhau. Phân tích lịch sử kiến tạo giúp xác định các giai đoạn hoạt động của đứt gãy và ảnh hưởng của chúng đến sự hình thành và di chuyển của dầu khí.

IV. Đặc Điểm Đứt Gãy Chính Tại Cấu Tạo Bảo Bình Bể Cửu Long

Khu vực cấu tạo Bảo Bình có hệ thống đứt gãy phức tạp, với nhiều phương và hướng khác nhau. Các đứt gãy này có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sự phân bố của dầu khí. Phân tích chi tiết đặc điểm của từng đứt gãy, bao gồm phương, hướng dốc, góc dốc, độ dài và cự ly dịch chuyển, giúp xác định vai trò của chúng trong hệ thống dầu khí của khu vực. Kết quả nghiên cứu mới nhất cho thấy một số đứt gãy đóng vai trò là đường dẫn chính cho dầu khí từ móng vào các tầng chứa.

4.1. Phân Loại và Mô Tả Chi Tiết Các Loại Đứt Gãy

Các đứt gãy ở cấu tạo Bảo Bình có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau, bao gồm đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch và đứt gãy trượt bằng. Mỗi loại đứt gãy có đặc điểm hình thái và cơ chế hình thành khác nhau. Mô tả chi tiết đặc điểm của từng loại đứt gãy giúp hiểu rõ hơn về lịch sử kiến tạo của khu vực.

4.2. Xác Định Tuổi và Các Pha Hoạt Động Của Đứt Gãy

Xác định tuổi và các pha hoạt động của đứt gãy là rất quan trọng để hiểu rõ vai trò của chúng trong hệ thống dầu khí. Các đứt gãy hoạt động trong giai đoạn trầm tích có thể tạo ra các bẫy cấu trúc cho dầu khí. Các đứt gãy hoạt động sau giai đoạn trầm tích có thể phá hủy các bẫy dầu khí.

4.3. Ảnh Hưởng Của Đứt Gãy Đến Sự Phân Bố Dầu Khí

Phân tích đứt gãy giúp xác định vai trò của chúng trong việc kiểm soát sự phân bố của dầu khí. Một số đứt gãy đóng vai trò là đường dẫn cho dầu khí từ móng vào các tầng chứa. Một số đứt gãy đóng vai trò là rào cản ngăn chặn sự di chuyển của dầu khí. Việc xác định vai trò của từng đứt gãy giúp tối ưu hóa vị trí khoan và tăng khả năng thành công.

V. Ứng Dụng Nghiên Cứu Đứt Gãy Vào Thăm Dò và Khai Thác Dầu Khí

Kết quả nghiên cứu đứt gãy có ứng dụng quan trọng trong việc thăm dò và khai thác dầu khí. Dự báo đới nứt nẻ và khe nứt giúp xác định vị trí tiềm năng cho khoan thăm dò. Chọn vị trí khoan tối ưu dựa trên mô hình đứt gãy giúp tăng khả năng khai thác thành công. Đánh giá độ ổn định công trình dựa trên phân tích đứt gãy giúp giảm thiểu rủi ro trong quá trình khai thác. Phương pháp tiếp cận này giúp khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên dầu khí quý giá.

5.1. Dự Báo Đới Nứt Nẻ và Khe Nứt để Khoan Thăm Dò

Dự báo đới nứt nẻ và khe nứt là một ứng dụng quan trọng của nghiên cứu đứt gãy. Các đới nứt nẻ này có thể chứa một lượng lớn dầu khí. Việc xác định vị trí và trữ lượng chính xác của các đới nứt nẻ giúp tối ưu hóa vị trí khoan và tăng khả năng thành công.

5.2. Đánh Giá Độ Ổn Định Công Trình Dựa Trên Đứt Gãy

Đánh giá độ ổn định công trình dựa trên phân tích đứt gãy là rất quan trọng để giảm thiểu rủi ro trong quá trình khai thác. Các đứt gãy hoạt động có thể gây ra các tai biến địa chất, ảnh hưởng đến độ ổn định công trình. Việc xác định vị trí và mức độ hoạt động của các đứt gãy giúp đưa ra các biện pháp phòng ngừa và giảm thiểu rủi ro.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Về Đứt Gãy Bể Cửu Long Tương Lai

Nghiên cứu đứt gãy cấu tạo Bảo Bình đã làm sáng tỏ nhiều khía cạnh quan trọng về đặc điểm địa chất và vai trò của đứt gãy trong hệ thống dầu khí. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu sâu hơn. Hướng nghiên cứu tương lai nên tập trung vào việc xây dựng mô hình 3D chi tiết về đứt gãy, kết hợp dữ liệu địa chấn, địa vật lý và địa hóa. Nghiên cứu về động thái kiến tạo hiện tại và tương lai cũng rất quan trọng để dự báo các rủi ro địa chất. Các kết quả nghiên cứu này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả thăm dò và khai thác tài nguyên dầu khí của Việt Nam.

6.1. Tổng Kết Các Kết Quả Nghiên Cứu Chính

Các kết quả nghiên cứu chính bao gồm xác định đặc điểm hình thái và phân loại các loại đứt gãy, xác định tuổi và các pha hoạt động của đứt gãy, đánh giá vai trò của đứt gãy trong hệ thống dầu khí và dự báo đới nứt nẻ và khe nứt. Các kết quả này cung cấp cơ sở khoa học cho việc thăm dò và khai thác dầu khí.

6.2. Đề Xuất Các Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các hướng nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc xây dựng mô hình 3D chi tiết về đứt gãy, kết hợp dữ liệu địa chấn, địa vật lý và địa hóa. Nghiên cứu về động thái kiến tạo hiện tại và tương lai cũng rất quan trọng để dự báo các rủi ro địa chất. Cần phát triển các phương pháp phân tích đứt gãy tiên tiến hơn, có khả năng tích hợp nhiều loại dữ liệu khác nhau.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Bể trầm tích Cửu Long nằm ở thềm lục địa phía nam Việt Nam với tổng diện tích khoảng 36.000 km², chiều dài xấp xỉ 350 km và chiều rộng khoảng 120 km. Đây là bồn trũng dầu khí có tiềm năng khai thác lớn nhất Việt Nam, nơi độ sâu nóc móng trước Kainozoi thay đổi từ vài trăm mét tại rìa bồn trũng đến gần 9.000 m tại vùng trung tâm trũng sâu. Trong bối cảnh các đối tượng trầm tích truyền thống ngày càng cạn kiệt, cấu tạo Bảo Bình thuộc Lô 02/97 ở sườn nghiêng Đông Nam bể Cửu Long nổi lên như một mục tiêu thăm dò then chốt với đối tượng chứa dầu trong đá móng Granitoid phong hóa và nứt nẻ. Tuy nhiên, cấu trúc địa chất tại đây cực kỳ phức tạp do bị chia cắt mạnh mẽ bởi mạng lưới đứt gãy đa phương, gây khó khăn lớn cho việc xác định thể bất đối xứng và dự báo các đới nứt nẻ có khả năng dẫn dòng tốt.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là xác định chi tiết hình thái, tuổi và phân chia các pha hoạt động của 23 đứt gãy chính tại cấu tạo Bảo Bình. Luận văn tiến hành khôi phục trường ứng suất kiến tạo từ thời kỳ Jura - Kreta đến Đệ Tứ, làm rõ vai trò của từng hệ thống đứt gãy trong việc hình thành bẫy chứa và dẫn truyền dầu khí. Đồng thời, công trình tập trung dự báo đới khe nứt tách khu vực cùng đới khe nứt sinh kèm đứt gãy trong móng Granitoid để tối ưu hóa quỹ đạo giếng khoan khai thác.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện rõ qua việc chuẩn hóa các thông số địa chất kiến tạo, xác định cấu trúc nóc móng khép kín ở độ sâu 2250 m với đỉnh cấu tạo đạt 2124 mTVD, tạo độ cao cấu tạo 126 mTVD trên diện tích khép kín hơn 4,5 km². Kết quả này cung cấp cơ sở định lượng vững chắc giúp các nhà điều hành mỏ giảm thiểu rủi ro khi khoan mở vỉa, nâng cao hệ số thành công trong công tác thăm dò và khai thác dầu khí tại bể Cửu Long.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng thuyết kiến tạo mảng và mô hình tách giãn đáy đại dương do Robert Dietz và Harry Hess khởi xướng từ đầu thập niên 1960. Để mô hình hóa trường biến dạng cục bộ, tác giả áp dụng lý thuyết khôi phục trường ứng suất kiến tạo của Gzovxki, sử dụng các vector ứng suất chính gồm ứng suất nén ép cực đại, ứng suất trung gian và ứng suất kéo giãn để phân tích các pha biến dạng nghịch, thuận và trượt bằng.

Bên cạnh đó, luận văn tích hợp lý thuyết đánh giá khả năng dẫn truyền và chắn của đứt gãy theo mô hình tính toán tỷ phần sét của Yielding năm 1997 và mối quan hệ giữa độ dịch chuyển với bề dày đới dập vỡ của Manzzochi năm 1999 cùng Al-Busafi năm 2005. Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa bao gồm: tầng chứa móng Granitoid nứt nẻ, đới khe nứt tách khu vực theo phương nén ép, đới khe nứt sinh kèm đứt gãy, tầng chắn sét Rotalia đồng nhất và các mặt bất chỉnh hợp địa tầng Kainozoi.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng cỡ mẫu toàn diện gồm 23 đứt gãy chính phát triển từ tầng móng lên các tập trầm tích trên toàn bộ diện tích cấu tạo Bảo Bình rộng hơn 4,5 km². Mẫu dữ liệu thạch học và địa vật lý giếng khoan được thu thập từ 3 giếng khoan thăm dò trọng điểm là BB-1X, BB-2X và BB-3X, kết hợp dữ liệu đối sánh từ giếng khoan tham chiếu LY-1X lân cận.

Phương pháp chọn mẫu áp dụng theo mạng lưới đo địa chấn phản xạ 3D bao phủ trọn vẹn cấu tạo, với các tuyến khảo sát Inline từ 2834 đến 3094, tuyến Crossline 2386, các tuyến bất kỳ Randomline AA', BB', CC', DD' cùng các lát cắt độ sâu ngang ở mức 2200 m và 2300 m. Việc lựa chọn phương pháp này xuất phát từ yêu cầu phải nắm bắt được tính dị hướng không gian của mạng lưới đứt gãy ngầm dưới sâu mà các phương pháp khảo sát 2D truyền thống không thể thể hiện đầy đủ.

Quy trình phân tích tích hợp phương pháp minh giải địa chấn cấu trúc, phân tích tương quan địa tầng, đối sánh biến thiên bề dày hai bên cánh đứt gãy và đo đạc cự ly dịch chuyển thẳng đứng. Hướng và mật độ khe nứt được xử lý qua ảnh điện trở vi vỉa FMI, biểu diễn trực quan trên biểu đồ hoa hồng để định lượng hóa trường ứng suất. Toàn bộ quá trình nghiên cứu được triển khai chặt chẽ từ tháng 07/2016 đến tháng 02/2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích hình thái và động học đã phân loại rõ 23 đứt gãy chính tại cấu tạo Bảo Bình thành hai hệ thống rõ rệt. Hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc - Tây Nam bao gồm các đứt gãy từ F1 đến F17, phát triển chủ yếu dưới dạng đứt gãy thuận đồng trầm tích trong pha tách giãn Eocen - Oligocen sớm và tái hoạt động nghịch trong pha nén ép giữa Oligocen. Trong đó, đứt gãy F1 và F13 đóng vai trò ranh giới kiến tạo nâng khối trung tâm. Hệ thống thứ hai mang phương Á Vĩ Tuyến và Tây Bắc - Đông Nam từ F18 đến F23, chủ yếu là các đứt gãy trượt bằng hoạt động sau trầm tích thuộc pha nén ép cuối Oligocen.

Cấu trúc hình thái các tầng địa chấn phản ánh sự suy giảm dần cường độ phân cắt từ sâu lên nông. Nóc móng khép kín ở độ sâu 2250 m với diện tích hơn 4,5 km², nóc tập địa chấn E khép kín tại 2130 m với đỉnh 2060 mTVD và độ cao cấu tạo 70 mTVD. Lên đến tập địa chấn D, diện tích khép kín thu hẹp còn khoảng 1,5 km² tại độ sâu 1990 mTVD với đỉnh 1943 mTVD và độ cao cấu tạo 47 mTVD. Đặc biệt, nghiên cứu phát hiện sự vắng mặt hoàn toàn của tập địa chấn C thuộc phần trên hệ tầng Trà Tân tại cấu tạo Bảo Bình do bị bóc mòn bởi pha nén ép kiến tạo mạnh.

Về hệ thống dầu khí, tầng sinh Oligocen muộn đạt chất lượng rất tốt với chỉ số hàm lượng vật chất hữu cơ tổng số dao động từ 3,5% đến 12%, tiềm năng sinh dầu S1 và S2 rất cao từ 4 đến 21 kg HC/tấn đá. Tầng chắn khu vực là tập sét Rotalia thuộc hệ tầng Bạch Hổ có bề dày dao động từ 30 m đến 150 m với tỷ lệ sét chiếm 90% đến 95%, hầu như không bị đứt gãy xuyên cắt, đảm bảo khả năng giữ bẫy hoàn hảo.

Thảo luận kết quả

Quá trình tiến hóa kiến tạo cấu tạo Bảo Bình gắn liền với chuỗi biến dạng từ pha tách giãn ban đầu đến các pha nén ép chu kỳ. Đá móng Granitoid gồm monzogranite và granodiorite thuộc phức hệ Định Quán - Đèo Cả trải qua các đợt nén ép phương Tây Bắc - Đông Nam đã hình thành hai loại khe nứt chính: đới khe nứt tách khu vực có phương Tây Bắc - Đông Nam cắm dốc đứng và đới khe nứt sinh kèm đứt gãy chạy dọc theo cánh các đứt gãy phương Đông Bắc - Tây Nam.

Để làm sáng tỏ tính bất đồng nhất của tầng chứa, toàn bộ dữ liệu khe nứt từ ảnh FMI tại 3 giếng khoan BB-1X, BB-2X và BB-3X được tổng hợp chi tiết qua biểu đồ hoa hồng phương vị và bảng thống kê 23 đứt gãy chính. Các bảng số liệu thể hiện rõ góc dốc đứt gãy dao động từ 60° đến 85°, cự ly dịch chuyển thẳng đứng từ 20 m đến hơn 150 m. Khi đối chiếu với bản đồ đẳng dày từ nóc tập D đến nóc móng, các khu vực có mật độ đứt gãy dày đặc tương ứng với các đới dập vỡ có độ thấm thứ sinh cao. Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các mô hình móng nứt nẻ tại mỏ Bạch Hổ và Rạng Đông lân cận, đồng thời giải thích rõ ràng cơ chế nạp dầu từ các địa hào trũng sâu vào khối nhô móng thông qua các kênh dẫn đứt gãy mở.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết luận khoa học về trường ứng suất và hình thái đứt gãy, tác giả đưa ra 4 nhóm giải pháp kỹ thuật cụ thể:

Thứ nhất, tối ưu hóa thiết kế và thi công quỹ đạo giếng khoan khai thác tầng móng. Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí cùng các nhà điều hành Lô 02/97 cần điều chỉnh quỹ đạo giếng khoan theo hướng xiên từ 35° đến 60°, chuyển hướng theo phương Tây Bắc - Đông Nam để cắt vuông góc với hệ thống khe nứt sinh kèm đứt gãy ĐB-TN và khe nứt tách khu vực ở độ sâu 2200 m đến 2300 m. Mục tiêu nâng tỷ lệ bắt gặp đới nứt nẻ hữu hiệu lên hơn 40%, đạt lưu lượng khai thác kỳ vọng từ 2.000 đến 3.500 thùng dầu/ngày trong giai đoạn 2017 - 2019.

Thứ hai, áp dụng công nghệ nứt vỉa thủy lực và rửa vỉa bằng axit chọn lọc. Đội ngũ kỹ sư công nghệ mỏ cần tiến hành xử lý vùng cận đáy giếng trong đá móng Granitoid ngay sau khi hoàn thiện giếng. Mục tiêu nâng hệ số thấm biểu kiến lên 150% đến 200% và duy trì áp suất đáy giếng ổn định trên 180 atm trong 6 tháng đầu khai thác.

Thứ ba, xây dựng mô hình số hóa mạng lưới khe nứt tự nhiên 3D. Nhóm địa chất và địa vật lý mỏ cần tích hợp tài liệu địa chấn 3D độ phân giải cao và số liệu log FMI để mô phỏng chính xác tính liên thông thủy lực ngầm. Mục tiêu giảm sai số dự báo cấu trúc xuống dưới 5%, làm căn cứ chuẩn xác để định vị tối thiểu 2 giếng khoan thẩm lượng tiếp theo trong vòng 6 tháng.

Thứ tư, thiết lập hệ thống quan trắc động thái áp suất và lưu lượng khai thác tự động. Đơn vị vận hành khai thác cần lắp đặt cảm biến áp suất đáy giếng liên tục nhằm theo dõi sát tốc độ suy giảm áp suất vỉa. Mục tiêu khống chế tốc độ suy giảm sản lượng hàng năm dưới 8% và nâng hệ số thu hồi dầu toàn mỏ đạt từ 25% đến 30% trong suốt vòng đời dự án kéo dài 10 đến 15 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

Nhóm thứ nhất là các kỹ sư địa chất và địa vật lý dầu khí tại các đơn vị dầu khí. Luận văn cung cấp quy trình chuẩn mực về minh giải tài liệu địa chấn 3D, phân loại pha hoạt động đứt gãy và khôi phục trường ứng suất, giúp áp dụng trực tiếp vào việc đánh giá các cấu tạo tương đồng tại bể Cửu Long như Lô 15-1, Lô 09-1 và Lô 16-2.

Nhóm thứ hai là các kỹ sư khoan và hoàn thiện giếng. Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu chính xác về độ sâu nóc móng, góc dốc đứt gãy và vùng dập vỡ kiến tạo, giúp kỹ sư khoan tính toán quỹ đạo giếng xiên tối ưu, phòng ngừa hiệu quả các sự cố kẹt cần khoan, mất dung dịch khoan và sập lở thành giếng.

Nhóm thứ ba là giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Kỹ thuật Dầu khí và Địa chất Công trình. Công trình là tài liệu tham khảo học thuật giá trị về phương pháp luận nghiên cứu đứt gãy đồng trầm tích, tiến hóa bồn trũng Kainozoi và đặc tính thạch học phức hệ móng Granitoid.

Nhóm thứ tư là các nhà quản lý dự án và chuyên gia đánh giá trữ lượng tại các tập đoàn năng lượng. Số liệu định lượng về thể tích bẫy chứa, diện tích khép kín và chất lượng tầng sinh - chắn giúp các nhà quản lý đưa ra quyết định đầu tư chính xác cho các chiến dịch khoan phát triển mỏ, tiết kiệm hàng triệu USD chi phí thăm dò rủi ro.

Câu hỏi thường gặp

Tầng móng Granitoid tại cấu tạo Bảo Bình có những đặc tính nổi bật nào giúp tích tụ lượng lớn dầu khí? Đá móng Bảo Bình chủ yếu là monzogranite và granodiorite bị dập vỡ mạnh mẽ qua các pha kiến tạo từ Jura đến Kainozoi. Quá trình biến dạng tạo nên mạng lưới khe nứt thứ sinh phong phú với độ rỗng biến thiên từ 0% đến trên 10%. Nhờ độ liên thông khe nứt cực tốt và cấu trúc nhô cao áp sát tầng đá mẹ Oligocen giàu hữu cơ, dầu khí đã di cư thuận lợi vào móng và tạo thành các vỉa chứa công nghiệp lớn.

Các đứt gãy F1 và F13 đóng vai trò then chốt như thế nào trong việc kiểm soát cấu trúc mỏ? Đứt gãy F1 và F13 là hai đứt gãy thuận phương Đông Bắc - Tây Nam có cự ly dịch chuyển thẳng đứng lớn từ vài chục mét đến hơn 100 m. Hai đứt gãy này trực tiếp kiểm soát sự hình thành khối nâng trung tâm nóc móng với đỉnh đạt 2124 mTVD và độ cao khép kín 126 mTVD. Đồng thời, chúng đóng vai trò là các kênh dẫn thủy lực chính đưa dầu khí từ các trũng sâu lân cận nạp thẳng vào bẫy cấu tạo.

Vì sao lại có sự vắng mặt của tập địa chấn C trong địa tầng cấu tạo Bảo Bình? Sự thiếu hụt tập địa chấn C thuộc phần trên hệ tầng Trà Tân là hệ quả trực tiếp của pha nén ép kiến tạo mạnh mẽ phương Tây Bắc - Đông Nam vào cuối Oligocen. Pha biến dạng này đã nâng cao cục bộ cấu tạo Bảo Bình, gây ra hiện tượng bóc mòn và bào mòn toàn bộ lớp trầm tích tập C trước khi chu kỳ lắng đọng tập BI.1 Miocen sớm diễn ra, tạo nên mặt bất chỉnh hợp góc rõ nét trong địa tầng.

Tầng chắn nào giữ vai trò quyết định trong việc bảo vệ bẫy dầu khí Bảo Bình không bị phá hủy? Tầng sét Rotalia thuộc hệ tầng Bạch Hổ ở tập địa chấn BI.2 là tầng chắn khu vực quan trọng nhất. Với bề dày liên tục từ 30 m đến 150 m cùng hàm lượng khoáng vật sét mịn chiếm từ 90% đến 95%, tầng sét này phân bố rộng khắp và hầu như không bị các đứt gãy trẻ xuyên cắt, tạo nên màn chắn thủy lực hoàn hảo ngăn chặn dầu khí thoát lên các tầng nông.

Quỹ đạo giếng khoan nào được đánh giá là tối ưu nhất để khai thác hiệu quả tầng móng nứt nẻ tại đây? Quỹ đạo tối ưu là giếng khoan xiên định hướng có góc nghiêng từ 35° đến 60° theo hướng Tây Bắc - Đông Nam ở khoảng độ sâu 2200 m đến 2300 m. Thiết kế này giúp thân giếng đi vuông góc và cắt qua số lượng tối đa các khe nứt tách khu vực cùng các đới khe nứt sinh kèm đứt gãy phương Đông Bắc - Tây Nam, từ đó tối đa hóa diện tích tiếp xúc vỉa và gia tăng lưu lượng dòng dầu.

Kết luận

• Xác lập chi tiết đặc điểm hình thái, cơ chế động học và phân loại thành công 23 đứt gãy chính chia cắt tầng móng và lớp phủ trầm tích tại cấu tạo Bảo Bình thuộc Lô 02/97 bể Cửu Long.
• Làm sáng tỏ các pha biến dạng kiến tạo then chốt từ Eocen đến hiện đại, chỉ ra pha nén ép cuối Oligocen là nguyên nhân gây bào mòn hoàn toàn tập địa chấn C và tạo nên bất chỉnh hợp địa tầng lớn.
• Đánh giá toàn diện hệ thống dầu khí với tầng sinh Oligocen muộn giàu hữu cơ có chỉ số TOC lên tới 12% và tầng chắn sét Rotalia dày tới 150 m đảm bảo khả năng lưu giữ hoàn hảo.
• Dự báo chính xác đới khe nứt tách khu vực phương Tây Bắc - Đông Nam và đới khe nứt sinh kèm đứt gãy trong khối móng Granitoid ở khoảng độ sâu 2200 m đến 2300 m.
• Đề xuất giải pháp quỹ đạo giếng khoan xiên định hướng góc 35° đến 60° giúp nâng cao hơn 40% khả năng bắt gặp đới nứt nẻ hữu hiệu phục vụ công tác phát triển mỏ.

Nghiên cứu là công trình khoa học có giá trị lý luận và thực tiễn sâu sắc, đóng góp trực tiếp vào chiến lược thăm dò và khai thác dầu khí tầng móng bể Cửu Long trong giai đoạn 2017 - 2025 và những năm tiếp theo. Các tổ chức, nhà khoa học và doanh nghiệp quan tâm có thể khai thác các luận cứ khoa học trong công trình này để áp dụng vào các dự án thẩm lượng và phát triển mỏ thực tế nhằm tối ưu hóa chi phí và gia tăng hiệu quả kinh tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1. Phương pháp đo đạc tính chất đứt gãy dựa trên tài liệu minh giải địa chấn, phương pháp phân tích hình thái đứt gay, cự ly dịch chuyển, phương pháp phân tích bề dày hai bên cánh đứt gay, phương pháp phân tích bất chỉnh hợp, mối quan hệ xuyên cat để luận tudi và xác định pha đứt gãy được nêu chỉ tiết phương trong chương 2 và kết quả nghiên cứu trong chương 3. Phương pháp dự báo đới khe nứt dựa vào mô hình tương quan giữa đứt gãy và khe nứt sinh kèm, phương pháp phân tích trường ứng suất kiến tạo khu vực HVTH: Nguyễn Vũ Minh Thiên MSHV: 13410354 CBHD: TS. Pham Huy Long - Phuong pháp phân tích, suy luận dé lựa chon vi trí va quỹ dao giếng khoan đi qua đới có nhiều khe nứt nhất.

Tổng Quan Tình hình nghiên cứu đứt gãy Trên thế giới: Vào đầu thập kỷ 1960, hai nhà địa chất Mỹ là RobertDietz và Harry Hess đã đề ra mô hình tách giãn đáy biến đại dương và được sử dụng rộng rãi đến ngày nay thông qua thuyết kiến tạo mảng. Từ việc xác định các ranh giới các mảng lục địa, các nhà địa chất tìm ra các đứt gãy lớn hình thành trong các giai đọan khác nhau làm cho khối lục địa chia cắt thành các mảng nhỏ. Tác giả Gzovxki đã đề xướng khôi phục trường ứng suất kiến tạo dựa trên kết quả thống kê tính chất đứt gãy và khe nứt để tìm ra trục ứng suất øl, 62, 63 cho từng giai đoạn địa chất. Năm 1999, Manzzochi đưa ra mối quan hệ giữa khoảng dịch chuyền theo mặt phăng đứt gãy và bề dày của đới đứt gãy dựa trên nghiên cứu ngoài điểm lộ.

Nhìn chung, khoảng dịch chuyển của đứt gãy càng lớn thì bé dày của đới đứt gãy càng lớn. Năm 1997, Yielding đưa ra phương pháp tính toán SGR (là tỷ phần giữa sét và bề dày của lớp sét với khoảng dịch chuyển của đứt gãy theo chiều đứng), đây là một trong những phương pháp đánh giá khả năng chăn của đứt gãy. Manzzochi (1999) và Al-Busafi (2005) đưa ra phương pháp tính độ dẫn truyền của đứt gấy là một hàm của độ thấm của đứt gãy, bề dày của đới đứt gay, độ thâm và dạng hình học của cell trong mô hình ở hai bên mặt đứt gãy Nghiên cứu trong nước: Kết quả nghiên cứu lịch sử kiến tạo Việt Nam được các nhà địa chất trong và ngoài nước quan tam cụ thé các bé trầm tích tại Việt Nam, điển hình là bê Cửu Long. Schmidt, Phạm Huy Long, Nguyễn Văn Quế đưa ra báo cáo hội nghị khoa học về Tiến hóa kiến tạo bê Cửu Long, Việt Nam xác định các pha kiến tạo hình thành các đứt gãy lớn đồng trầm tích, sau trầm tích đóng vai trò quan trọng trong việc phân chia kiến trúc bể trầm tích Cửu Long HVTH: Nguyễn Vũ Minh Thiên MSHV: 13410354 CBHD: TS.

Pham Huy Long - Tac gia La Thi Chich, Pham Huy Long đưa ra phương pháp nghiên cứu đứt gãy và khe nứt sử dung phan tích và xác định tuôi va các pha hoạt động các đứt gãy chính Bề Cử Long và lục địa kế cận. Tác Giả Tạ Thị Thu Hoài, Phạm Huy Long xác định Các giai đoạn biến dang ở bé Cửu Long trong tạp chí Phát triển Khoa học & Công nghệ, số 12, 2009. - Nam 2011, tác giả Hoàng Ngọc Đang, Nguyễn Văn Hướng. Phan Trọng Trịnh xác định trạng thái ứng suất kiến tạo hiện đại khu vực bé Cử Long được đăng trên tạp chí khoa học và trái đất số 11-2011.

- Tw kết quả thu nỗ địa chan 2D, 3D, các nha địa vật lý tiễn hành minh giải các đứt gãy, phân tích tuổi và pha hoạt động cho các đứt gãy chính tại bé kết hợp sử dụng tài liệu FMI phân tích khe nứt dọc theo các giếng khoan để xác định trường ứng suất kiến tạo trong từng thời kỳ tiễn hóa kiến tạo địa chất bề. - _ Nguyễn Xuân Phong, Cù Minh Hoàng, Nguyễn Ngoc Thanh Huy (2003) trong nghiên cứu tính chất chắn của các đứt gãy cho các cấu tạo lô 46, thêm lục địa tây nam việt nam đã tập trung nghiên cứu một số cơ chế ghi nhận khi bề mặt đứt gãy đóng vai trò chăn, một trong số đó thể hiện rõ ràng bằng cách lập bản đồ các đơn vị kề nhau qua bề mặt đứt gay (biéu dé Allan). - _ Việc nghiên cứu đứt gấy một cách chi tiết cho từng cau tạo phục vu công tác khôi phục trường ứng suất kiến tạo và dự báo đới khe nứt được các nhà địa chất dau khí trong và ngoài nước dang rất quan tâm. Do đó, trong luận văn này, học viên tiễn hành nghiên cứu chi tiết đặc điểm đứt gãy cấu tạo Bảo Binh dé khôi phục trường ứng suất kiến tạo, dự báo đới khe nứt sinh kèm đứt gãy và khe nút tách khu vực, mối liên hệ giữa đứt gãy và hệ thống dau khí tại cau tạo Bao Bình dé đưa ra vị trí và quỹ đạo giếng khoan tốt nhất.Y nghĩa khoa học và thực tiễn a.

Luận văn sử dụng phương pháp khoa học cụ thé để làm sáng tỏ tuổi va các pha hoạt động của hệ thống đứt gay tai cầu tạo Bảo Bình bang tài liệu minh giải địa chan, làm sáng tỏ vai trò của đứt gãy ảnh ưởng đến hệ thống dau khí cau tạo Bảo Bình, dự báo đới khe nứt tách khu vực và khe nứt sinh kèm đứt gãy dựa trên các pha kiến tạo tác động đến cau tạo Bảo Bình. HVTH: Nguyễn Vũ Minh Thiên MSHV: 13410354 CBHD: TS. Pham Huy Long b. Góp phan xác định quỹ đạo cho giếng khoan tiếp theo phục vu cho công tác thăm dò khai thác dầu khí tại cau tạo Bảo Bình.

9, Bồ cục của luận văn Luận văn bao gôm phân mở dau, phân nội dung chính, phan kết luận và danh mục tài liệu tham khảo. Bồ cục của luận văn như sau: > Mở dầu > Nội dung chính: s* Chương | - Tổng quan đặc điểm địa chất bé Cửu Long va cau tạo Bảo Bình s* Chương 2 - Phương pháp nghiên cứu đặc điểm đứt gãy %* Chương 3- Đặc điểm đứt gãy chính khu vực cấu tạo Bảo Bình, bể Cửu Long > Kết luận > Danh mục tai liệu tham khảo HVTH: Nguyễn Vũ Minh Thiên MSHV: 13410354 CBHD: TS. Pham Huy Long CHUONG 1: TONG QUAN DAC DIEM DIA CHAT CUA BE CUU LONG VA CAU TAO BAO BINH 1. DAC DIEM DIA CHAT CHUNG BE CUU LONG 1.

Vi Tri Bề Cửu Long năm trên thềm lục địa nam Việt Nam, kéo dài theo phương Đông Bac- Tây Nam, với tọa độ địa ly nam trong khoảng 9 — 11° vĩ bắc; 106° — 109° kinh đông. Phía Tây Bắc của bề tiếp giáp với khối nâng Đà Lat và đồng băng sông Cửu Long, phía Đông Nam là đới nâng Côn Sơn ngăn cách với bé Nam Côn Sơn, phía Tây Nam là đới nâng Khorat-Natuna ngăn cách với bể Malay-Thé Chu, phía Đông Bắc là bể Phú Khánh Diện tích của bể Cửu Long khoảng 36.000 km” với chiều dai khoảng 350km, chiều rộng của bé khoảng 120km. Độ sâu gặp nóc móng trước Kainozoi từ vài trăm mét ở ria của bề tới gần 9km tại phan trũng sâu ở trung tâm bê. M>1<« PIKE RID Iw BIW.

E RE RII 54213 BAD BIS WIT Hinh1. Vị trí bé Cửu Long (Nguồn PVEP)"! HVTH: Nguyễn Vũ Minh Thiên MSHV: 13410354 CBHD: TS. Pham Huy Long 1. Cac thanh tao dia chat Két quả nghiên cứu bể Cửu Long từ các nhà địa chất cho đến nay nhận định bể Cửu Long câu tạo gôm: - Phan móng của bê với các thành tao magma xâm nhập, phun trào và đá biên chat có tuôi trước KaInoZOoI; - Phan lớp phủ với các thành tạo trầm tích, phun trào tuổi Kainozoi.

Các đặc trưng thạch học, môi trường trầm tích, hóa thạch. được thé hiện tóm tắt trên cột địa tang tong hop cua bé 1. Móng trước Kainozoi Trong phạm vi bể Cửu Long, kết quả các giếng khoan sâu vào đỉnh các khối nhô của móng đã cho biết về mặt thạch học các đá có thể được xếp vào hai nhóm chính: granit, granitdiorit-diorit, ngoài ra còn gặp các đá biên chat và các thành tạo núi lửa. So sánh kết quả nghiên cứu các phức hệ magma xâm nhập trên đất liền với các đá móng kết tỉnh phát hiện trong bé Cửu Long, theo đặc trưng thạch học và tuôi tuyệt đối có thé xếp tương đương với các phức hệ Hòn Khoai, Dinh Quán, Déo Cả và Ankroet.

Phức hệ Hòn Khoai là phức hệ cô nhất với tuổi Trias muộn (195-250 triệu năm), thành phần khoáng vật chủ yếu là Amphybol, biotit, diorit và adamelit. Đá bị cả nát và biến đổi mạnh, các khe nứt được lấp day bởi các khoáng vat thứ sinh như calcit, epidot va zeolit. Đá có thể phân bố chủ yếu tại các phần cánh của các khối nâng, như cánh đông băc của mỏ Bạch Hồ HVTH: Nguyễn Vũ Minh Thiên MSHV: 13410354 CBHD: TS. Pham Huy Long 8 3 ~3 i] Phu ® = Ö Ge | vx Pa © |e ^ = 3} < | EM] =5| 3° sa TẢ THACH HỌC MÔee 5 ae Slo |á| Th9 lẽ < & | 22] sẽ ae o |= Fs x rs ki ma e Se p P Ey Q ‹ A Cát bạt thé, bở cửi, xen kế lớp £ j P2 cathonat, han, bỏathạch IDaecyđium | ở No lễ iz § N3 2 BIII Cit hạt thi-min, sét, các viacarbonat, | 5 tá 1 P than hóa thạch : Stcnoclzena o.5 § 3s Q >» &8] ð9 |N,? ‹§ BII Cát, vết, carbonat, than, hóa thạch 3 gs ỗ E.Meridionalist đc 8 — 0 e 60 > 2 a ^~ N¿!^ le _ C& kết, bột kết, sét và sét kếtxcn kế.

- xu = = cw gr Phần trên chủ yếu là sết môi trưởng; 32 © 8 g hai 33 biến nông, dưới cắt sét xen kẹp, - Lá 3 a Ý eet 2% | miteb noi pip diphon trio ndita | 5# P2 — <<. 3x Héathach: Rotalia, Levipoli, LG x ee Phần dưới chú yếu là sét kết xen kẹp š “ K« 2S | mbt wh lớp cát kế mỏng hat mịn. 2 8 š SS | Phẩntrênc& kế sét bột kế xen kế, + E.? a> đôi khi thấy có đá phon trio núi lừa. 5 G D 6 Hóa thạch: Trilobata, a G 3 Verutricoporites, Cicatricosiporites a nas = “s 8 E Cát kết, bột kết, sét kết xen kẽ, đôi kh 2.

3 E¿ < ' ° = có tẳng đá phan trào. Bho tử phấn Es a 3 E z.