Tổng quan nghiên cứu

Mỏ Diamond nằm ở phía Bắc lô 01-02 thuộc bồn trũng Cửu Long, một trong những bể trầm tích Đệ Tam quan trọng của Việt Nam với hệ thống dầu khí đa dạng và hấp dẫn. Mỏ được phát hiện lần đầu năm 1996 với giếng khoan DM-1X, tiếp theo là các giếng thăm dò DM-2X, DM-3X, DM-4X và 5 giếng khai thác DM-1P, DM-2P, DM-3P, DM-4XP, DM-5PST. Các giếng DM-1P, DM-2P, DM-3P khai thác tầng clastic, trong khi DM-4XP và DM-5P khai thác tầng móng. Với cấu trúc địa chất phức tạp và nhiều tầng khai thác, việc minh giải chính xác cấu trúc địa chất và hệ thống đứt gãy là yếu tố then chốt để xác định đối tượng triển vọng, nâng cao hiệu quả thăm dò và khai thác dầu khí.

Mục tiêu nghiên cứu là thu thập, tổng hợp dữ liệu địa chất, địa chấn và địa vật lý giếng khoan để minh giải cấu trúc địa chất mỏ Diamond, đồng thời áp dụng các thuộc tính địa chấn, đặc biệt là thuộc tính Curvature, nhằm xác định hệ thống đứt gãy trong mỏ. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các tầng Miocene, Oligocene và thân dầu móng trong khu vực mỏ Diamond, với dữ liệu địa chấn 3D diện tích 2026 km² thu nổ năm 2002 và xử lý đến năm 2011. Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc xây dựng bức tranh địa chất chi tiết, hỗ trợ quản lý trữ lượng và hoạch định khai thác; đồng thời có ý nghĩa thực tiễn trong việc nâng cao hiệu quả tìm kiếm, thăm dò và phát triển mỏ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết minh giải địa chấn 3D và lý thuyết thuộc tính địa chấn. Minh giải địa chấn 3D cho phép phân tích các lát cắt địa chấn theo nhiều hướng, xác định các mặt ranh giới địa chấn, đứt gãy, bất chỉnh hợp và các yếu tố kiến tạo khác. Thuộc tính địa chấn, đặc biệt là Curvature, được sử dụng để làm nổi bật các đứt gãy nhỏ và nứt nẻ sinh kèm, giúp chính xác hóa vị trí và hình thái hệ thống đứt gãy.

Các khái niệm chính bao gồm:

  • Băng địa chấn tổng hợp (Synthetic Seismogram): Mô phỏng sóng phản xạ dựa trên dữ liệu vận tốc và mật độ từ giếng khoan, giúp liên kết pha sóng địa chấn thực tế với các lớp địa chất.
  • Thuộc tính Curvature: Đo độ cong của bề mặt phản xạ địa chấn, giá trị dương thể hiện bề mặt lồi, âm thể hiện bề mặt lõm, giúp phát hiện đứt gãy và nứt nẻ.
  • Bất chỉnh hợp địa chấn: Mặt phân cách giữa các lớp trầm tích có sự khác biệt về trở kháng âm học, biểu hiện các quá trình bào mòn hoặc gián đoạn trầm tích.
  • Hệ thống đứt gãy: Các đứt gãy thuận và trượt có phương Đông Bắc – Tây Nam và Đông – Tây, ảnh hưởng đến cấu trúc mỏ và sự phân bố dầu khí.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính gồm:

  • Dữ liệu địa chấn 3D diện tích 2026 km² thu nổ năm 2002, xử lý bằng kỹ thuật Anisotropic Prestack Depth Migration High Fidelity Control Beam Migration (HFCBM) năm 2011.
  • Dữ liệu địa vật lý giếng khoan của 5 giếng DM-1X, DM-2X, DM-3X, DM-4XP, DM-5PST với các đường log GR, Resistivity, Density, Neutron, Sonic.
  • Báo cáo giếng khoan, mẫu lõi, tài liệu địa chất tổng hợp từ PVEP và các nghiên cứu liên quan.

Phương pháp phân tích bao gồm:

  • Minh giải cấu trúc địa chấn 3D bằng phần mềm Petrel và AASPI, tập trung vào việc xác định các mặt ranh giới địa chấn, đứt gãy và các tập địa chấn.
  • Áp dụng thuộc tính Curvature để làm nổi bật hệ thống đứt gãy và nứt nẻ sinh kèm, sử dụng đạo hàm bậc hai của hướng đổ (dip) trên cả tuyến Inline và Crossline.
  • Xây dựng băng địa chấn tổng hợp để so sánh với băng địa chấn thực tế, xác định pha sóng phù hợp cho việc liên kết ranh giới địa chấn.
  • Phân tích sai số bản đồ đẳng thời và đẳng sâu để đánh giá độ chính xác của minh giải.

Quy trình nghiên cứu kéo dài từ tháng 6/2019 đến tháng 1/2020, với cỡ mẫu dữ liệu địa chấn lớn và lựa chọn phương pháp phân tích phù hợp nhằm đảm bảo độ chính xác và tính khả thi trong điều kiện tài liệu thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Minh giải cấu trúc địa chất mỏ Diamond:

    • Xác định rõ các tầng địa chất chính gồm Miocene (tập BI.1, BI.2), Oligocene (tập C, D, E) và thân dầu móng.
    • Chiều dày tầng BI.1 từ 240 đến 400 m, tầng chắn sét Bạch Hổ dày 20-40 m phủ rộng toàn bể Cửu Long.
    • Các đứt gãy chính có phương Đông Bắc – Tây Nam và Đông – Tây, phân chia móng thành ba khối chính: Bắc, Trung tâm và Nam.

  2. Xác định hệ thống đứt gãy bằng thuộc tính Curvature:

    • Thuộc tính Curvature làm nổi bật các đứt gãy nhỏ và nứt nẻ sinh kèm tại các tầng BI.1, Nóc tập D và Nóc tập BSMT.
    • Kết quả cho thấy các đứt gãy có chiều dài và chiều sâu rõ ràng, phù hợp với các dấu hiệu trên lát cắt địa chấn.
    • So sánh với dữ liệu giếng khoan, các đứt gãy được xác định có liên quan mật thiết đến sự phân bố dầu khí trong mỏ.

  3. Bản đồ đẳng thời và đẳng sâu:

    • Bản đồ đẳng thời nóc tập BI, D và đá móng được xây dựng với sai số thời gian dưới 10 ms và sai số độ sâu dưới 20 m, đảm bảo độ chính xác cao cho việc phân tích cấu trúc.
    • Phương trình chuyển đổi thời gian sang độ sâu được thiết lập dựa trên dữ liệu vận tốc địa chấn và giếng khoan.

  4. Đánh giá đặc trưng cấu trúc khu vực:

    • Cấu trúc mỏ Diamond có tính phân khối phức tạp, chịu ảnh hưởng của nhiều pha hoạt động kiến tạo khác biệt.
    • Hệ thống đứt gãy thuận chiếm ưu thế, ảnh hưởng đến sự phân bố trầm tích và tích tụ dầu khí.

Thảo luận kết quả

Kết quả minh giải cấu trúc và xác định hệ thống đứt gãy phù hợp với các nghiên cứu trước đây về bồn trũng Cửu Long, đồng thời cung cấp độ chi tiết cao hơn nhờ áp dụng thuộc tính Curvature. Việc sử dụng dữ liệu địa chấn 3D và các thuộc tính địa chấn giúp phát hiện các đứt gãy nhỏ mà phương pháp truyền thống khó nhận biết, từ đó nâng cao độ chính xác trong việc xác định các đối tượng triển vọng dầu khí.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế về ứng dụng thuộc tính địa chấn trong xác định đứt gãy, kết quả nghiên cứu này khẳng định tính hiệu quả của phương pháp Curvature trong điều kiện tài liệu địa chấn có chất lượng tương đối. Các bản đồ đẳng thời và đẳng sâu được xây dựng với sai số thấp giúp tăng cường độ tin cậy cho các phân tích tiếp theo về trữ lượng và thiết kế khai thác.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ mặt cắt địa chấn 2D và 3D, bản đồ đẳng thời, đẳng sâu, cùng các hình ảnh thuộc tính Curvature minh họa rõ ràng vị trí và hình thái đứt gãy, hỗ trợ trực quan cho việc đánh giá cấu trúc mỏ.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường thu thập và xử lý dữ liệu địa chấn 3D:

    • Thực hiện thu nổ bổ sung và tái xử lý dữ liệu địa chấn với công nghệ mới nhằm nâng cao chất lượng hình ảnh địa chấn.
    • Mục tiêu: giảm sai số bản đồ đẳng thời và đẳng sâu dưới 5 ms và 10 m trong vòng 2 năm.
    • Chủ thể thực hiện: PVEP phối hợp với các đơn vị chuyên môn.

  2. Áp dụng rộng rãi thuộc tính Curvature và các thuộc tính địa chấn khác:

    • Mở rộng ứng dụng thuộc tính Curvature kết hợp với các phương pháp như Ant-Tracking để phát hiện đứt gãy nhỏ và nứt nẻ sinh kèm.
    • Mục tiêu: nâng cao độ chính xác xác định hệ thống đứt gãy lên trên 90% trong 1 năm.
    • Chủ thể thực hiện: Bộ phận địa chất và địa vật lý mỏ.

  3. Phát triển mô hình địa chất 3D tích hợp:

    • Xây dựng mô hình địa chất 3D tích hợp dữ liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan và mẫu lõi để mô phỏng chính xác cấu trúc và hệ thống đứt gãy.
    • Mục tiêu: hỗ trợ thiết kế khai thác và dự báo trữ lượng trong 3 năm tới.
    • Chủ thể thực hiện: Trung tâm kỹ thuật PVEP và các đối tác nghiên cứu.

  4. Đào tạo và nâng cao năng lực chuyên môn:

    • Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật minh giải địa chấn 3D và phân tích thuộc tính địa chấn cho cán bộ kỹ thuật.
    • Mục tiêu: nâng cao năng lực phân tích và ứng dụng công nghệ mới trong 2 năm.
    • Chủ thể thực hiện: Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM phối hợp với PVEP.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà địa chất và địa vật lý dầu khí:

    • Lợi ích: Nắm bắt phương pháp minh giải địa chấn 3D và ứng dụng thuộc tính Curvature trong xác định đứt gãy, hỗ trợ công tác thăm dò và phát triển mỏ.
    • Use case: Áp dụng kỹ thuật trong các dự án thăm dò tương tự tại bồn trũng Cửu Long và các bể trầm tích khác.

  2. Các kỹ sư khai thác dầu khí:

    • Lợi ích: Hiểu rõ cấu trúc địa chất và hệ thống đứt gãy để tối ưu hóa thiết kế giếng khoan và kế hoạch khai thác.
    • Use case: Lập kế hoạch khoan và khai thác dựa trên mô hình địa chất chính xác.

  3. Các nhà quản lý và hoạch định chiến lược ngành dầu khí:

    • Lợi ích: Cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá tiềm năng mỏ, quản lý trữ lượng và ra quyết định đầu tư.
    • Use case: Định hướng phát triển mỏ Diamond và các mỏ lân cận trong bồn trũng Cửu Long.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật dầu khí, địa chất:

    • Lợi ích: Tham khảo quy trình nghiên cứu, phương pháp phân tích và ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực địa chấn dầu khí.
    • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu, luận văn thạc sĩ hoặc tiến sĩ liên quan đến địa chấn và cấu trúc địa chất.

Câu hỏi thường gặp

  1. Phương pháp địa chấn 3D có ưu điểm gì so với 2D trong nghiên cứu mỏ Diamond?
    Địa chấn 3D cung cấp dữ liệu không gian ba chiều, cho phép phân tích cấu trúc phức tạp và đứt gãy với độ chính xác cao hơn. Ví dụ, các đứt gãy nhỏ khó phát hiện trên địa chấn 2D được làm rõ nhờ thuộc tính Curvature trên dữ liệu 3D.

  2. Thuộc tính Curvature được áp dụng như thế nào để xác định đứt gãy?
    Curvature đo độ cong bề mặt phản xạ địa chấn, giá trị dương hoặc âm thể hiện bề mặt lồi hoặc lõm. Các vùng có độ cong cao thường tương ứng với đứt gãy hoặc nứt nẻ, giúp làm nổi bật các cấu trúc này trên bản đồ địa chấn.

  3. Sai số trong bản đồ đẳng thời và đẳng sâu ảnh hưởng thế nào đến kết quả nghiên cứu?
    Sai số lớn có thể làm lệch vị trí đứt gãy và cấu trúc, ảnh hưởng đến đánh giá trữ lượng và thiết kế khai thác. Nghiên cứu đạt sai số thời gian dưới 10 ms và độ sâu dưới 20 m, đảm bảo độ tin cậy cao.

  4. Làm thế nào để tích hợp dữ liệu giếng khoan với dữ liệu địa chấn trong nghiên cứu?
    Dữ liệu giếng khoan cung cấp thông tin vận tốc, mật độ và đặc tính đá, được sử dụng để xây dựng băng địa chấn tổng hợp, giúp liên kết pha sóng địa chấn thực tế với các lớp địa chất, tăng độ chính xác minh giải.

  5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các bồn trũng khác không?
    Có, phương pháp minh giải địa chấn 3D và áp dụng thuộc tính Curvature là kỹ thuật phổ biến, có thể điều chỉnh phù hợp với điều kiện địa chất và chất lượng dữ liệu của các bồn trũng khác để xác định hệ thống đứt gãy và cấu trúc địa chất.

Kết luận

  • Luận văn đã minh giải chi tiết cấu trúc địa chất mỏ Diamond, xác định rõ các tầng Miocene, Oligocene và thân dầu móng với chiều dày và đặc điểm trầm tích cụ thể.
  • Áp dụng thành công thuộc tính Curvature để xác định hệ thống đứt gãy và nứt nẻ sinh kèm, làm rõ các cấu trúc nhỏ mà phương pháp truyền thống khó phát hiện.
  • Xây dựng bản đồ đẳng thời và đẳng sâu với sai số thấp, tăng cường độ chính xác cho việc phân tích và thiết kế khai thác.
  • Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả thăm dò, khai thác dầu khí tại mỏ Diamond và có thể áp dụng cho các khu vực tương tự.
  • Đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng dữ liệu, mở rộng ứng dụng thuộc tính địa chấn và phát triển mô hình địa chất 3D tích hợp trong giai đoạn tiếp theo.

Next steps: Tiếp tục thu thập dữ liệu địa chấn mới, áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại và đào tạo nâng cao năng lực chuyên môn cho cán bộ kỹ thuật.

Call-to-action: Các đơn vị liên quan nên phối hợp triển khai các đề xuất nhằm tối ưu hóa tiềm năng mỏ Diamond và phát triển bền vững ngành dầu khí Việt Nam.