Chương 1: Trình bày khái quát chung về đặc điểm thân dầu móng mỏ STĐ, điều kiện địa lý tự nhiên, tính chất thấm chứa đặc tính chất lưu mức độ liên thông thủy động lực và động thái khai thác thân dầu móng mỏ Sư Tử Đen. Chương 2: Trình bày sơ lược các kết quả nghiên cứu về nước vỉa mỏ dầu trong nước và trên thế giới, nêu tóm tắt các phương pháp nghiên cứu nước vỉa mỏ dầu từ nghiên cứu mô hình mô phỏng vỉa từ đơn giản đến phức tạp, các phương pháp phân tích thành phần hóa học các Ion hòa tan, đồng vị bền, theo dõi qui luật thay đổi của các thông số thủy động lực theo thời gian. Chương 3: Phân tích, tổng hợp và đánh giá các dấu hiệu thủy động lực, sự thay đổi thành phần hóa học, đồng vị bền nhằm nhận diện sớm sự đóng góp, tỷ phần tham gia của nước vỉa trong quá trình khai thác thân dầu móng Sư Tử Đen, xác định vị trí phân bố, qui mô trữ lượng. Chương 4: Giới thiệu đặc điểm mô hình thủy động lực mô phỏng thân dầu móng, sử dụng mô hình thủy động lực đánh giá ảnh hưởng của tầng nước vỉa lên hiệu quả 6 khai thác, chế độ bơm ép nước nhằm đưa ra các giải pháp khai thác tối ưu cho các thân dầu móng có tầng nước vỉa duy trì sản lượng nâng cao hệ số thu hồi dầu.
Cuối cùng là phần kết luận và kiến nghị, danh mục các công trình công bố có liên quan đến luận án và tài liệu tham khảo. 7 ĐẶC ĐIỂM THÂN DẦU MÓNG MỎ SƯ TỬ ĐEN 1.1 Điều kiện tự nhiên mỏ Sư Tử Đen 1.1 Lịch sử tìm kiếm thăm dò mỏ Sư Tử Đen Bồn trũng Cửu Long bắt đầu được thăm dò khảo sát địa vật lý từ trước 1975, từ đó các kết quả được dùng để phân chia các lô cho công tác đấu thầu, ký các hợp đồng dầu khí. Lô 15-1 nằm ở phần Bắc-Đông Bắc bồn trũng Cửu Long thuộc thềm lục địa Nam Việt Nam, cách thành phố Hồ Chí Minh 180 km về phía Đông Nam và trải rộng trên diện tích 4. Lô 15-1 có hai phát hiện quan trọng là Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng.
Mỏ Sư Tử Đen đã được công bố thương mại ngày 8/8/2001. Các phát hiện này nằm ở phần phía Đông của lô, dọc theo hướng Tây Bắc đới nâng Rồng-Bạch Hổ-Rạng Đông-Ruby (Hình 1. Công ty liên doanh điều hành chung Cửu Long (Cuu Long JOC) lô 15-1 được thành lập vào ngày 26/10/1998 với 3 năm đầu là giai đoạn thăm dò, sau đó được gia hạn thêm 1 năm đến 25/10/2002. Các cam kết tối thiểu của giai đoạn thăm dò gồm xử lý lại 3,000 km tuyến địa chấn 2D hiện có, thu nổ-xử lý 280 km2 địa chấn 3D và khoan ba giếng tìm kiếm.
Nhà thầu đã thu nổ hai lần địa chấn 3D riêng biệt (337 km2 và 404 km2), tái xử lý cả địa chấn 2D và 3D, khoan tám giếng thăm dò và thẩm lượng. Quá trình khoan tìm kiếm thăm dò cấu tạo STĐ được tóm tắt như sau: Năm 1979, công ty Deminex khoan giếng đầu tiên của lô - 15-G-1X. Giếng khoan này có nhiều biểu hiện dầu khí trong trầm tích Miocene và Oligocene nhưng không đủ sâu để đánh giá đầy đủ tầng chứa trong móng [1]. Ngày 6/8/2000: Cửu Long JOC khoan giếng 1X ở phần Tây Nam cấu tạo Sư Tử Đen.
Giếng khoan đã thử được 5.655 thùng/ngày từ tầng móng, 1.366 thùng/ngày từ Oligocene và 5.600 thùng/ngày từ Miocene hạ. Ngày 11/3/2001: khoan giếng 2X Pilot, sau đó trong quá trình khoan đã mở rộng vị trí sang 2XST. Kết quả thử vỉa từ móng của 2XST là 13.223 thùng/ngày Tháng 7/2001: Kết quả thử vỉa giếng 2X-DEV nhận được 4.589 thùng/ngày từ móng và 6.443 thùng/ngày từ Miocene hạ. 8 Ngày 9/7/2001: Giếng 3X được khoan để thẩm lượng phần trung tâm của cấu tạo Sư Tử Đen, giếng khoan cho dòng với lưu lượng 2.763 thùng/ngày từ móng và 4.662 thùng/ngày từ Miocene hạ.
Giếng khoan này đã xác nhận sự có mặt của của dầu ở cả hai bên đứt gãy lớn chia đôi cấu tạo Sư Tử Đen.1 Vị trí địa lý mỏ Sử Tử Đen Việc đánh giá cấu tạo từ tài liệu địa chất, địa vật lý và những kết quả trên cho phép công bố phát hiện thương mại cấu tạo Sư Tử Đen ngày 8/8/2001. Ngày 14/9/2002 khoan giếng 4X để thẩm lượng phần Đông Bắc mỏ Sư Tử Đen. Kết quả thử vỉa: 7.576 th/ng từ móng và 14.000 th/ng từ Oligocene trên (C30). Mỏ Sư Tử Đen bắt đầu khai thác từ 10/2003 với lưu lượng ban đầu khoảng 60.2 Đặc điểm địa chất, lịch sử phát triển mỏ Sư Tử Đen 1.1 Hoạt động kiến tạo Bồn trũng Cửu Long là một bồn trũng tách giãn và căng giãn, dịch chuyển ngang, lịch sử phát triển bồn trũng trong mối liên quan với lịch sử kiến tạo khu vực có thể chia làm 3 thời kỳ chính [2]: 1.2 Thời kỳ trước tạo rift Vào thời kỳ Mezozoi, khu vực bể Cửu Long bị khống chế bởi hoạt động hút chìm của mảng Thái Bình Dương.
Sự hút chìm này gây nên các hoạt động cung đảo rộng rãi, chúng mở rộng về phía Đông Bắc từ Nam Việt Nam tới đới macma Yenshan thuộc Nam Trung Hoa [3]. Liên quan tới hoạt động này là các hoạt động macma mà các thành tạo của nó có thể quan sát thấy tại các vết lộ trên đất liền cũng như bắt gặp trong các giếng khoan ngoài khơi thuộc bồn trũng Cửu Long. Phổ biến là các loại granodiorit, thạch anh thành phần kiềm vôi thuộc phức hệ Định Quán, granit giàu kiềm thuộc phức hệ Đèo Cả, Ankroet và các đá mạch, phun trào andezit, riolit. Hiếm hơn là các loại đá cổ như diorit thạch anh thuộc phức hệ Hòn Khoai, các trầm tích núi lửa tương ứng với hệ tầng Bửu Long, Châu Thới trên đất liền Nam Việt Nam.
Vào cuối Creta đầu Paleogen, có hoạt động nâng và bào mòn trải rộng trên toàn khu vực, tạo ra sự phong hóa mạnh mẽ các đá granit Mezozoi, một trong những đối tượng chứa dầu khí chính trong khu vực.3 Thời kỳ đồng tạo rift Các hoạt động đứt gãy từ Eocene tới Oligocene-Miocene hạ có liên quan đến quá trình tách giãn đã tạo nên các khối đứt gãy và các trũng trong bể Cửu Long. Có nhiều đứt gãy định hướng theo phương Đ-T, B-N và ĐB- TN. Như đã đề cập ở trên, các đứt gãy chính điển hình là các đứt gãy thuận có góc dốc giảm dần theo độ sâu và dốc về ĐN. Do kết quả của các chuyển động theo các đứt gãy chính này, các khối cánh treo (khối bồn trũng Cửu Long) đã bị phá hủy mạnh mẽ và bị xoay khối với nhau.
Quá trình này đã tạo ra nhiều bán địa hào bị lấp đầy bằng các trầm tích của Tập “F”, Tập “E” tuổi Eocene - Oligocene hạ. Quá trình tách giãn và căng giãn tiếp tục phát triển làm cho bồn trũng lún chìm sâu hơn và tạo nên hố sâu trong đó đã tích tụ các tầng trầm tích sét hồ rộng lớn thuộc Tập “D”. Các trầm tích giàu cát hơn của Tập “C” được tích tụ sau đó. Ở 10 vùng trung tâm bồn trũng, nơi có các tầng sét hồ dày, mặt các đứt gãy trở nên cong hơn và kéo xoay các trầm tích Oligocene.
Vào cuối Oligocene, phần bắc của bể Cửu Long bị nghịch đảo đôi nơi và tạo nên một số cấu tạo dương hình hoa với sự bào mòn, vát mỏng mạnh mẽ của các trầm tích thuộc Tập C. Các cấu tạo dương hình hoa mới chỉ tìm thấy ở dọc theo hai cánh của phụ bể Bắc. Sự kết thúc hoạt động của phần lớn các đứt gãy và không chỉnh hợp ở nóc trầm tích Oligocene đã đánh dấu thời kỳ đồng tạo rift. Trầm tích Eocene - Oligocene trong các trũng chính có thể đạt đến 5.
Quá trình tách giãn tiếp tục, các hoạt động đứt gãy yếu vẫn còn xảy ra. Các trầm tích Miocene hạ đã phủ chờm lên địa hình Oligocene. Hoạt động biển tiến đã tác động lên phần đông bắc bồn trũng, trong khi đó ở phần tây bồn trũng vẫn ở điều kiện sông và châu thổ. Tầng đá núi lửa dày và phân bố rộng trong Miocene hạ ở phần đông phụ bồn trũng Bắc có lẽ liên quan đến sự kết thúc tách giãn đáy biển ở Biển Đông.
Vào cuối Miocene hạ trên phần lớn diện tích bồn trũng Cửu Long, nóc trầm tích Miocene hạ - Hệ tầng Bạch Hổ được đánh dấu bằng biến cố chìm sâu của bể với sự thành tạo tầng sét biển chứa Rotalia rộng khắp và tạo nên tầng đánh dấu địa tầng và tầng chắn khu vực rất tốt cho nửa phần phía bắc bồn.4 Thời kỳ sau tạo rift Vào Miocene trung, thượng đến Pliocene, Đệ tứ môi trường biển đã ảnh hưởng ít hơn lên bồn trũng Cửu Long. Đây là hời kỳ bắt đầu lạnh nguội và co ngót của dị thường nhiệt ở Biển Đông. Điều kiện này gây nên sụt lún và oằn võng mạnh của bể Cửu Long nói riêng và thềm lục địa Việt Nam nói chung. Trong thời gian này, môi trường sông tái thiết lập ở phần tây nam bồn trũng, ở phần đông bắc bồn trũng các trầm tích được tích tụ trong điều kiện ven bờ.
Từ Miocene thượng đến hiện hại, bồn trũng Cửu Long đã hoàn toàn thông với bể Nam Côn Sơn và sông Cửu Long trở thành nguồn cung cấp trầm tích cho cả hai bồn trũng. Các trầm tích hạt thô được tích tụ ở môi trường ven bờ ở phần nam bể và ở môi trường biển nông ở phần đông bắc bồn trũng. Các trầm tích hạt mịn hơn được vận chuyển vào vùng bể Nam Côn Sơn và tích tụ tại đây trong điều kiện nước sâu hơn. Nhưng do bể Cửu Long thuộc vỏ lục địa đã được cố kết nên tốc độ lún chìm chậm hơn các bể trầm tích khác ở thềm lục địa.
Hoạt động đứt gãy và uốn nếp 11 Các hệ thống đứt gãy ở bể Cửu Long có thể nhóm lại thành 4 hệ thống chính dựa trên đường phương của chúng: ĐB-TN, B-N, Đ-T và nhóm các đứt gãy khác, hệ đứt gãy Đ-T, ĐB-TN và B-N có vai trò quan trọng hơn cả, các đứt gãy hoạt động mạnh trong móng và trầm tích Oligocene, chỉ có rất ít đứt gãy còn hoạt động trong trầm tích Miocene hạ. Các nghiên cứu chi tiết về các hệ đứt gãy trong các cấu tạo thuộc đới cao Trung Tâm và ở phụ bồn trũng Bắc Cửu Long cho thấy các đứt gãy hướng ĐB-TN thường là các đứt gãy giới hạn cấu tạo và các đứt gãy phương Đ-T, B-N có vai trò quan trọng đặc biệt trong phạm vi từng cấu tạo.
