Tổng quan nghiên cứu

Bồn trũng Cửu Long, với diện tích khoảng 36.000 km², là một trong những khu vực trọng điểm về dầu khí tại Việt Nam, đóng góp quan trọng vào nguồn ngoại tệ và phát triển kinh tế quốc gia. Mỏ Rồng Trắng thuộc lô 16-1 trong bồn trũng này được phát hiện vào năm 2005 và hiện đang trong giai đoạn phát triển và khai thác. Đối tượng nghiên cứu tập trung vào tập trầm tích ILBH 5.2 thuộc Miocen hạ, có đặc điểm phức tạp với các vỉa mỏng xen kẹp, độ không đồng nhất cao và phân bố không liên thông về mặt thủy động học. Việc xác định quy luật phân bố tướng đá trong tập ILBH 5.2 là cần thiết để cập nhật mô hình địa chất mỏ, từ đó hỗ trợ tối ưu hóa kế hoạch khoan và khai thác.

Mục tiêu nghiên cứu là phân tích đặc điểm địa chất mỏ Rồng Trắng, nhận diện và phân loại các tướng đá chi tiết tại các giếng khoan, xây dựng mô hình địa chất phân giải cao (HRGM) và xác định quy luật phân bố tướng đá nhằm cập nhật mô hình địa chất tập ILBH 5.2. Nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở dữ liệu thu thập từ Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) và các công ty liên quan, trong khoảng thời gian từ năm 2005 đến 2016 tại khu vực mỏ Rồng Trắng, bồn trũng Cửu Long. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc áp dụng các phương pháp mô hình hóa địa chất hiện đại và ý nghĩa thực tiễn trong việc nâng cao hiệu quả khai thác dầu khí tại mỏ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình về môi trường lắng đọng trầm tích và mô hình địa chất phân giải cao (HRGM). Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Phân loại môi trường lắng đọng trầm tích theo O. Serra: Phân chia môi trường trầm tích thành các nhóm như môi trường lục địa (bao gồm băng hà, gió, quạt bồi tích, sông kiểu dòng bện và sông uốn khúc), môi trường chuyển tiếp (tam giác châu chịu ảnh hưởng của sông, sóng, thủy triều), và môi trường biển (trầm tích cacbonat và đá vụn). Mỗi môi trường có đặc trưng địa vật lý và thạch học riêng biệt, giúp nhận dạng tướng đá qua các đường cong địa vật lý giếng khoan.

  2. Mô hình địa chất phân giải cao (HRGM): Phương pháp xây dựng mô hình địa chất 3D chi tiết dựa trên dữ liệu địa vật lý giếng khoan, địa chấn và mẫu lõi, sử dụng các thuật toán mô phỏng như Sequential Indicator Simulation, Truncated Gaussian Simulation, và Indicator Kriging để mô phỏng phân bố tướng đá không gian. Các khái niệm chính bao gồm tướng đá (lithofacies), hệ thống đứt gãy, và các đặc tính vật lý của đá chứa như độ rỗng, độ thấm.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng gồm: tướng đá (facies), tướng cát lòng sông (Channel Fill), tướng cát vỡ bờ (Crevasse Splay), tướng bãi bồi ven sông (Over Bank), tướng đầm hồ (Lacustrine Mud), tướng cuồng lưu (Hyperpycnal Flow), và các thuật toán mô phỏng địa chất.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu đa dạng gồm:

  • Dữ liệu địa chất: mẫu lõi, phân tích thạch học, địa tầng.
  • Dữ liệu địa vật lý giếng khoan (logs): Gamma Ray (GR), SP, điện trở suất, Formation Micro Image (FMI).
  • Dữ liệu địa chấn 3D và 2D.
  • Tài liệu áp suất vỉa (PVT, DST, RCI, MDT).

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 7 giếng khoan chính (RT-1X đến RT-7X) tại mỏ Rồng Trắng. Phương pháp chọn mẫu dựa trên các giếng có dữ liệu đầy đủ và chất lượng cao để phân tích tướng đá và xây dựng mô hình.

Phân tích dữ liệu được thực hiện qua các bước:

  1. Phân tích lát cắt địa chất và địa vật lý để nhận dạng tướng đá chi tiết.
  2. Tổng hợp và đối sánh các đặc trưng địa chất, địa vật lý và địa chấn.
  3. Ứng dụng phần mềm Petrel để minh giải tướng đá, xây dựng mô hình 3D.
  4. Sử dụng các thuật toán mô phỏng (Sequential Indicator Simulation, Truncated Gaussian Simulation) để mô phỏng phân bố tướng đá.
  5. Hiệu chỉnh mô hình dựa trên dữ liệu thực tế và ý kiến chuyên gia.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2014 đến 2016, bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích, mô hình hóa và hiệu chỉnh mô hình địa chất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân bố tướng đá tập ILBH 5.2 có tính không đồng nhất cao: Các tướng đá như Channel Fill (CH), Crevasse Splay (CS), Over Bank (OB), Lacustrine Mud (LM) và Distal Sand (DS) được xác định rõ ràng với tỷ lệ phân bố khác nhau. Ví dụ, tướng CH chiếm khoảng 30-40% thể tích, tướng OB chiếm 20-25%, tướng LM chiếm 15-20%, thể hiện sự phân bố không đồng đều theo không gian.

  2. Mô hình địa chất 3D cập nhật cho thấy các khối mỏ được phân chia bởi hệ thống đứt gãy dạng bậc thang: Các đứt gãy hướng Đông Đông Bắc - Tây Tây Nam phân chia mỏ thành các khối riêng biệt (H1 đến H5), ảnh hưởng đến sự liên thông thủy động học và phân bố tướng đá. Đứt gãy kết thúc chủ yếu ở Miocen hạ, một số kéo dài lên Miocen giữa.

  3. Mức độ trưởng thành đá mẹ cao, phù hợp với tiềm năng sinh dầu khí: Chỉ số phản xạ Vitrinite (Ro) dao động từ 0,5-0,82% và Tmax > 435 °C, cho thấy trầm tích Oligocen muộn có khả năng sinh hydrocarbon tốt. Điều này được hỗ trợ bởi các phân tích TOC (0,66-2,98%) và HI (183-205 mg/g).

  4. Môi trường lắng đọng trầm tích đa dạng và phức tạp: Từ môi trường đầm hồ nước ngọt, đồng bằng bồi tích đến tam giác châu chịu ảnh hưởng của sông và thủy triều, tạo nên các tướng đá khác nhau với đặc trưng địa vật lý riêng biệt. Đường cong Gamma Ray và SP thể hiện rõ các đặc điểm này, giúp phân biệt các tướng đá trong mô hình.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của sự không đồng nhất trong phân bố tướng đá là do ảnh hưởng của hệ thống đứt gãy và môi trường lắng đọng phức tạp, bao gồm sự xen kẹp các lớp cát kết mỏng với sét kết và bột kết. So sánh với các nghiên cứu trong khu vực bồn trũng Cửu Long và các mỏ lân cận cho thấy kết quả tương đồng về đặc điểm địa chất và phân bố tướng đá, tuy nhiên mô hình địa chất phân giải cao (HRGM) trong nghiên cứu này cung cấp độ chi tiết và chính xác hơn, giúp giảm thiểu sai số trong tính toán trữ lượng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân bố tướng đá theo phần trăm thể tích, bản đồ mặt cắt địa chất 3D thể hiện các khối mỏ và hệ thống đứt gãy, cũng như bảng thống kê các chỉ số địa vật lý đặc trưng cho từng tướng đá. Việc cập nhật mô hình địa chất giúp nâng cao hiệu quả trong việc lựa chọn vị trí khoan phát triển và khai thác, đồng thời giảm thiểu rủi ro kỹ thuật.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường thu thập và phân tích dữ liệu địa vật lý giếng khoan chất lượng cao nhằm nâng cao độ chính xác của mô hình địa chất, đặc biệt là dữ liệu FMI và áp suất vỉa, thực hiện trong vòng 12 tháng tới, do các công ty điều hành mỏ chịu trách nhiệm.

  2. Áp dụng mô hình địa chất phân giải cao (HRGM) kết hợp với mô hình thủy động học để dự báo chính xác hơn sự phân bố và liên thông các vỉa chứa, hỗ trợ tối ưu hóa kế hoạch khoan và khai thác, triển khai trong 18 tháng tiếp theo, phối hợp giữa phòng kỹ thuật địa chất và khai thác.

  3. Xây dựng hệ thống giám sát và cập nhật mô hình địa chất liên tục dựa trên dữ liệu khai thác thực tế và các giếng khoan phát triển mới, nhằm điều chỉnh kịp thời các phương án khai thác, thực hiện định kỳ hàng năm, do ban quản lý mỏ và phòng kỹ thuật đảm nhiệm.

  4. Đào tạo và nâng cao năng lực chuyên môn cho cán bộ kỹ thuật về các phương pháp mô hình hóa địa chất hiện đại và phân tích dữ liệu địa vật lý, tổ chức các khóa đào tạo trong 6 tháng tới, do trường đại học và các chuyên gia tư vấn phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các kỹ sư địa chất và địa vật lý trong ngành dầu khí: Luận văn cung cấp phương pháp phân tích tướng đá và xây dựng mô hình địa chất phân giải cao, giúp nâng cao hiệu quả công tác tìm kiếm và khai thác mỏ.

  2. Các nhà quản lý dự án khai thác dầu khí: Thông tin về phân bố tướng đá và cấu trúc mỏ hỗ trợ hoạch định chiến lược phát triển mỏ, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa chi phí.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật dầu khí, địa chất: Tài liệu tham khảo quý giá về lý thuyết môi trường lắng đọng trầm tích, phương pháp mô hình hóa và ứng dụng thực tiễn trong ngành dầu khí Việt Nam.

  4. Các công ty dịch vụ địa vật lý và tư vấn địa chất: Cung cấp cơ sở dữ liệu và phương pháp luận để phát triển các giải pháp kỹ thuật mới, nâng cao chất lượng dịch vụ trong lĩnh vực thăm dò và khai thác dầu khí.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần xây dựng mô hình địa chất phân giải cao cho mỏ Rồng Trắng?
    Mô hình phân giải cao giúp thể hiện chi tiết sự phân bố tướng đá và cấu trúc mỏ, giảm sai số trong tính toán trữ lượng và hỗ trợ tối ưu hóa kế hoạch khoan, khai thác. Ví dụ, mô hình HRGM đã giúp xác định rõ các khối mỏ và hệ thống đứt gãy phân chia vỉa chứa.

  2. Các tướng đá chính trong tập ILBH 5.2 là gì và chúng ảnh hưởng thế nào đến khai thác?
    Các tướng đá chính gồm Channel Fill, Crevasse Splay, Over Bank, Lacustrine Mud và Distal Sand. Sự phân bố không đồng đều và xen kẹp của các tướng đá này ảnh hưởng đến liên thông thủy động học, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác và tính toán trữ lượng.

  3. Phương pháp nào được sử dụng để nhận dạng tướng đá trong nghiên cứu?
    Phương pháp kết hợp phân tích địa vật lý giếng khoan (Gamma Ray, SP, FMI), phân tích mẫu lõi và địa chấn, cùng với phần mềm Petrel để minh giải và mô hình hóa tướng đá.

  4. Hệ thống đứt gãy ảnh hưởng như thế nào đến mỏ Rồng Trắng?
    Hệ thống đứt gãy dạng bậc thang phân chia mỏ thành các khối riêng biệt, ảnh hưởng đến sự liên thông của các vỉa chứa và hướng di cư dầu khí, từ đó ảnh hưởng đến thiết kế giếng khoan và khai thác.

  5. Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu này đối với ngành dầu khí Việt Nam?
    Nghiên cứu cung cấp công cụ và phương pháp để nâng cao hiệu quả tìm kiếm, thăm dò và khai thác mỏ dầu khí, giảm thiểu rủi ro kỹ thuật và kinh tế, đồng thời góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp dầu khí trong nước.

Kết luận

  • Xác định được quy luật phân bố tướng đá tập ILBH 5.2 Miocen hạ tại mỏ Rồng Trắng với độ phân giải cao, giúp cập nhật mô hình địa chất chính xác hơn.
  • Mô hình địa chất 3D thể hiện rõ vai trò của hệ thống đứt gãy trong phân chia các khối mỏ và ảnh hưởng đến liên thông vỉa chứa.
  • Mức độ trưởng thành đá mẹ và đặc điểm môi trường lắng đọng phù hợp với tiềm năng sinh dầu khí của mỏ.
  • Kết quả nghiên cứu hỗ trợ tối ưu hóa kế hoạch khoan phát triển và khai thác, giảm thiểu rủi ro và tăng hiệu quả kinh tế.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và đào tạo nhằm nâng cao năng lực quản lý và vận hành mỏ trong giai đoạn tiếp theo.

Next steps: Triển khai áp dụng mô hình HRGM trong kế hoạch khai thác, cập nhật dữ liệu liên tục và đào tạo cán bộ kỹ thuật.

Call-to-action: Các đơn vị liên quan cần phối hợp chặt chẽ để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn, góp phần phát triển bền vững ngành dầu khí Việt Nam.