MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đè tài Bồn trũng Nam Côn Sơn đã đƣợc tiến hành thăm dò và khai thác từ rất sớm, đến nay nhiều mỏ dầu khí đã đƣợc phát hiện và đƣa vào khai thác nhƣ: Đại Hùng, Rồng Đôi, Hải Thạch, Mộc Tinh, Lan Tây, Đại Nguyệt, Sao Vàng… tuy nhiên theo các nguồn tài liệu thu thập thì sản lƣợng dầu khí khai thác đang suy giảm. Vấn đề gia tăng trữ lƣợng dầu khí, xác định các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sinh hydrocarbon của đá mẹ, mức độ trƣởng thành vật liệu hữu cơ cũng nhƣ sự di cƣ và tích lũy hydrocarbon vào bẫy. Đặc biệt, làm sáng tỏ sự phân bố tầng đá mẹ ở khu vực lô X bồn trũng Nam Côn Sơn cũng là vấn đề thiết yếu.
Do đó, đề tài “Sự phân bố đá mẹ và mô hình trƣởng thành nhiệt lô X và khu vực lân cận trong bồn trũng Nam Côn Sơn” là hết sức cần thiết nhằm phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí. Tổng quan tình hình nghiên cứu Trên thế giới: - Christian Hermanrud, 1993, “Basin modeling techniques – an overview”. Basin modeling advances and applications: Norwegian Petroleum Society (NPF) Special Publication: đƣa ra các quan điểm về quá trình sinh, giải phóng cũng nhƣ di cƣ và nạp bẫy của hydrocarbon. Bên cạnh đó, qua lịch sử hình thành bể trầm tích và hệ thống dầu khí, tác giả giới thiệu về kỹ thuật xây dựng mô hình địa hóa đá mẹ.
- Meng He, Stephan Graham, Allegra Hosford Scheirer, Kenneth E. Peters, “A basin modeling and organic geochemistry study in the Vallecitos syncline, San Joaquin Basin, California”: xác định nguồn gốc mẫu dầu khí từ kết quả phân tích địa hóa và mô hình đá mẹ 2D. Theo đó, xác định hai hệ thống dầu khí đang hoạt động trong các nếp lõm Vallecitos. - Ron Hill1, Philipp Kuhn, Rolando diPrimio, and Brian Horsfield, “Integrated Geochemistry and Basin Modeling Study of the Bakken Formation, Williston Basin, USA”, 2011: Nghiên cứu hệ thống dầu khí trong khu vực cũng nhƣ các tác động của quá trình địa chất và kiến tạo: quá trình chênh áp, đứt gãy mở và kín có thể liên quan đến sự trƣởng hydrocarbon cũng nhƣ hình thành bẫy của hệ thống dầu khí ở Bakken.
Trong nƣớc: - Nguyễn Thị Dậu và nnk, 2000, “Mô hình địa hóa bể trầm tích Nam Côn Sơn”, Viện Dầu khí Việt Nam: qua kết quả mô hình địa hóa đá mẹ, tác giả nhận thấy trầm tích sét Miocen giữa, Miocen dƣới và Oligocen đạt tiêu chuẩn đá mẹ, các tích tụ hydrocarbon trong khu vực nghiên cứu không bị ảnh hƣởng bởi quá trình phá hủy bào mòn tạo bất chỉnh hợp cuối Miocen muộn và sớm hơn sẽ có nhiều cơ hội nạp sản phẩm. - Võ Vân Anh, 2015, “Áp dụng chỉ số thời nhiệt xác định mức độ trưởng thành của vật liệu hữu cơ theo mặt cắt Tây Bắc – Đông Nam và Tây nam – Đông Bắc bể Cửu Long”: Kết quả mô hình địa hóa Cửu Long cho thấy trầm tích Miocene dƣới chƣa rơi vào đới trƣởng thành và chứa vật liệu hữu cơ chủ yếu là kerogene loại III, các tập trầm tích Eocene trên (?) + Oligocene dƣới và đáy trầm tích Oligocne trên thì kerogen loại II chiếm ƣu thế và là nơi cung cấp lƣợng dầu khí chính cho bể Cửu Long, các tập C và phần trên của tập D phần trên của trầm tích Oligocene trên) chỉ mới bƣớc vào giai đoạn trƣởng thành sớm, chƣa đạt đến ngƣỡng tạo dầu. Và thời gian sinh dầu bắt đầu từ Miocene sớm, nhƣng phải đến giai đoạn Miocene trung – muộn thì lƣợng HC mới sinh ra ồ ạt và thuận lợi cho quá trình di cƣ, tích lũy vào bẫy chứa. Bên cạnh các công trình nghiên cứu, Viện Dầu Khí Việt Nam và Vietsovpetro đã tiến hành khảo sát và nghiên cứu các số liệu địa hóa ở bồn trũng Nam Côn Sơn.
Nhiều trung tâm nghiên cứu ứng dụng chƣơng trình PetroMod để mô phỏng quá trình sinh dầu. Từ đây cho thấy rằng, việc nghiên cứu địa hóa, cũng nhƣ xác định mức độ trƣởng thành vật liệu hữu cơ, quá trình sinh thành dầu khí ở bồn trũng Nam Côn Sơn là việc làm rất quan trọng và thiết thực. Vì vậy, chƣơng trình PetroMod có điều chỉnh chế độ nhiệt là cần thiết cho phù hợp cấu trúc không gian của bồn trũng trầm tích. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiêm cứu Dựa vào kết quả phân tích địa hóa tại các giếng khoan đánh giá đá mẹ lô X và đối chiếu kết quả chạy mô hình trƣởng thành đá mẹ qua tổng hợp tài liệu địa chất, địa chấn và địa vật lý.
Từ đó đánh giá triển vọng dầu khí tại khu vực phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò dầu khí. Đối tƣợng nghiên cứu Tầng đá mẹ lô X và khu vực lân cận bồn trũng Nam Côn. Nguồn tài liệu Thu thập các tài liệu cần thiết từ các trung tâm lƣu trữ của Vietsovpetro, Viện Dầu khí Việt Nam (VPI), PVEP và các tài liệu đã công bố. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của luận văn cho phép xác định tiềm năng dầu khí khu vực lô X và khu vực lân cận bồn trũng Nam Côn Sơn.
Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả này cho phép tìm các bẫy chứa dầu khí có hiệu quả hơn đặc biệt đối với các bẫy nằm trong hoặc gần đới sinh thành, dựa trên cơ sở quy luật sinh thành dầu khí. Đặc biệt đối với các bẫy phi cấu tạo trên đƣờng di cƣ của hydrocarbon. MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN .2 Lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí .3 Đặc điểm địa tầng trầm tích .4 Lịch sử phát triển địa chất .5 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo .1 Đặc điểm kiến tạo khu vực .2 Hệ thống đứt gãy .12 CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT LÔ X .3 Đặc điểm địa tầ .1 Móng trước Kainozoi .2 Trầm tích Kainozoi .17 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỊ .1 Các phương pháp xác định độ trưởng thành nhiệt của vật liệu hữu cơ .1 Độ phản xạ vitrinite %R0 .2 Chỉ tiêu Tmax .3 Chỉ tiêu thời nhiệt TTI .4 Các chỉ tiêu khác .2 Các phương pháp xác định số lượng và thành phần hydrocarbon trong đá mẹ .1 Tổng hàm lượng carbon hữu cơ (TOC) .2 Phương pháp nhiệt phân Rock - Eval .3 Phương pháp xây dựng mô hình địa hóa PetroMod .1 Mô hình độ trưởng thành nhiệt 1D .2 Mô hình trưởng thành nhiệt 2D. 27 CHƢƠNG 4: SỰ PHÂN BỐ ĐÁ MẸ VÀ MÔ HÌNH TRƢỞNG THÀNH NHIỆT LÔ X VÀ KHU VỰC LÂN CẬN BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN .1 Theo các phương pháp truyền thống .1 Đặc điểm đá mẹ tầng Oligocen .2 Đặc điểm đá mẹ tầng Miocen dưới và một phần tầng Miocen giữa .2 Phương pháp mô hình hóa đá mẹ .1 Mô hình trưởng thành 1D .2 Mô hình độ trưởng thành 2D .54 Kết luận và kiến nghị .57 Tài liệu tham khảo .59 Sự phân bố đá mẹ và mô hình trƣởng thành nhiệt lô X và khu vực lân cận trong bồn trũng Nam Côn Sơn 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN 1.1 Bồn trũng Nam Côn Sơn có diện tích gần 100000 km2, nằm trong 6000’ – 9045’ vĩ độ Bắc và 106000’ – 109000’ kinh độ Đông.
Ranh giới phía Bắc của bồn trũng là đới nâng Côn Sơn, phía Tây và Nam là đới nâng Khorat – Natuna, còn phía Đông là bồn trũng Tƣ Chính – Vũng Mây và phía Đông Bắc là bồn trũng Phú Khánh (Hình 1-1). Độ sâu nƣớc biển trong phạm vi của bồn trũng thay đổi rất lớn, từ vài chục mét ở phía Tây đến hơn 1000m ở phía Đông. Hình 1-1: Vị trí bồn trũng Nam Côn Sơn. Học Viên: Nguyễn Thị Thanh Ngà 1 Sự phân bố đá mẹ và mô hình trƣởng thành nhiệt lô X và khu vực lân cận trong bồn trũng Nam Côn Sơn 1.2 Lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí Hoạt động tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ XX.
Đã có hơn 30 nhà thầu dầu khí nƣớc ngoài tiến hành khảo sát gần 80000 km tuyến địa chấn 2D và gần 7000 km² địa chấn 3D, khoan hơn 80 giếng khoan thăm dò, hàng chục giếng thẩm lƣợng và khai thác. Chiều sâu của vỉa dầu khí trong trầm tích Kainozoi đạt tới gần 4600m. Đây là chiều sâu phát hiện dầu khí lớn nhất trên thềm lục địa Việt Nam hiện nay. Các phát hiện ở ời gian qua chủ yếu là khí và condensat.
Chúng đƣợc phát hiện trong tất cả các đối tƣợng: móng nứt nẻ trƣớc Đệ Tam (Đại Hùng, 04-A, Bồ Câu, Gấu Ong), cát kết tuổi Oligocen (Dừa, Hải Thạch, Thanh Long, Nguyệt Thạch, Hƣớng Dƣơng Bắc, Bồ Câu, 12-C), cát kết tuổi Miocen (Đại Hùng, Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây, Hải Thạch, Kim Cƣơng Tây, Mộc Tinh, Sông Tiền, Ngựa Bay, Hƣơu Trắng, Đại Bàng, 04-A, Thanh Long, Rồng Bay, Gấu Ong, Ngân Hà, Phi Mã, Cá Pecca Đông, Rồng Vĩ Đại, 12-C, Hải Âu, Đại Nguyệt, Chim Sáo, Cá Rồng Học Viên: Nguyễn Thị Thanh Ngà 2 Sự phân bố đá mẹ và mô hình trƣởng thành nhiệt lô X và khu vực lân cận trong bồn trũng Nam Côn Sơn Đỏ), carbonat tuổi Miocen (Đại Hùng, Lan Tây, Lan Đỏ, Thanh Long, Đại Bàng, Mía, Bạc, Dừa, 04-A, Đại Nguyệt), cát kết tuổi Pliocen (Hải Thạch, Mộc Tinh, Thanh Long, Kim Cƣơng Tây) (Hình 1-2). Trong đó đã phát triển đƣa vào khai thác các mỏ Đại Hùng, Lan Tây – Lan Đỏ, Rồng Đôi – Rồng Đôi Tây, Hải Thạch, Chim Sáo, và một số mỏ nhƣ Cá Rồng Đỏ, Đại Nguyệt, đang đƣợc phát triển để đƣa vào khai thác trong thời gian tới. Ngoài ra còn một số phát hiện đang đƣợc thẩm lƣợng.3 Đặc điểm địa tầng trầm tích Đá móng trƣớc Kainozoi gặp ở các giếng khoan củ thành phần không đồng nhất bao gồm các đá macma và biến chất nhƣ Granit, Diorit thạch anh, Granodiorit và các đá biến chất tuổi Mesozoi. Lịch sử phát triển địa chấ ảnh hƣởng trực tiếp tới môi trƣờng lắng đọng trầ sinh dầu khí của các tầng đá mẹ trong vùng nghiên cứu.
Theo đặc điểm từng loại môi trƣờng, kết hợp với các yếu tố chỉ thị môi trƣờng theo tài liệu giếng khoan, có thể phân ra các đới môi trƣờng tích tụ trầm tích vào từng thời (theo VPI) (Hình 1-3).1 Hệ Paleogen Thống Oligocen, Hệ tầng Cau (E3c) Hệ tầng Cau đặc trƣng bởi các trầm tích lục nguyên phủ bất chỉnh hợp lên đá móng trƣớc Kainozoi không đồng nhất.
