Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu phương pháp tìm kiếm bẫy phi cấu tạo trên cơ sở phân tích tài liệu địa chất – địa vật lý; Ứng dụng thực tế tại khu vực lô 09-1, bồn trũng Cửu Long

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:137

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu chính của luận án "Nghiên cứu phương pháp tìm kiếm bẫy phi cấu tạo trên cơ sở phân tích tài liệu địa chất – địa vật lý; Ứng dụng thực tế tại khu vực lô 09-1, bồn trũng Cửu Long" là xây dựng được một hệ phương pháp hiệu quả trong nghiên cứu tìm kiếm các bẫy phi cấu tạo và áp dụng thử nghiệm trong việc tìm kiếm bẫy phi cấu tạo tại lô 09-1, bồn trũng Cửu Long.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu phương pháp tìm kiếm bẫy phi cấu tạo trên cơ sở phân tích tài liệu địa chất – địa vật lý; Ứng dụng thực tế tại khu vực lô 09-1, bồn trũng Cửu Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ QUỐC GIAVIỆT NAM VIỆN DẦU KHÍ VIỆT NAM ……..……… NGUYỄN LÂM ANH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM BẪY PHI CẤU TẠO TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT – ĐỊA VẬT LÝ; ỨNG DỤNG THỰC TẾ TẠI KHU VỰC LÔ 09-1, BỒN TRŨNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI – 2023
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ QUỐC GIAVIỆT NAM VIỆN DẦU KHÍ VIỆT NAM ……..……… NGUYỄN LÂM ANH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM BẪY PHI CẤU TẠO TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT – ĐỊA VẬT LÝ; ỨNG DỤNG THỰC TẾ TẠI KHU VỰC LÔ 09-1, BỒN TRŨNG CỬU LONG Chuyên ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 9.52.06.04 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. NGUYỄN THANH TÙNG 2. PGS.TS. HOÀNG VĂN QUÝ HÀ NỘI – 2023
LỜI CAM ĐOAN Nghiên cứu sinh xin cam đoan luận án tiến sĩ với tiêu đề “Nghiên cứu phương pháp tìm kiếm bẫy phi cấu tạo trên cơ sở phân tích tài liệu địa chất – địa vật lý; Ứng dụng thực tế tại khu vực lô 09-1, bồn trũng Cửu Long” do nghiên cứu sinh thực hiện dưới dự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Thanh Tùng và PGS.TS. Hoàng Văn Quý. Những số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là xác thực, không trùng lặp hay sao chép với bất cứ công trình nào đã được công bố bởi các tác giả khác từ trước đến này ở trong và ngoài nước; tài liệu tham khảo được trích dẫn đầy đủ, trung thực và khách quan, Một số kết quả minh giải về cấu trúc – kiến tạo, môi trường trầm tích và triển vọng bẫy là kết quả nghiên cứu chung với một số nhà khoa học tại VPI, VSP và VPI-Lab đã được công bố chung trong các công trình công bố và đã được tập thể tác giả chấp thuận cho NCS. sử dụng trong luận án bằng văn bản. Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận án Nguyễn Lâm Anh i
LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thanh Tùng và PGS.TS. Hoàng Văn Quý đã tận tình hướng dẫn trong suốt thời gian qua để hoàn thành luận án này, đáp ứng được các yêu cầu chuyên môn và thực tiễn đặt ra trong việc tìm kiếm và phát hiện những đối tượng phi truyền thống, góp phần gia tăng trữ lượng dầu khí cho khu vực lô 09-1, bồn trũng Cửu Long. Để hoàn thành luận án, NCS. cũng đã được cơ sở đào tạo là Viện Dầu khí Việt Nam tạo điều kiện về các thủ tục hành chính, tham khảo tài liệu và môi trường học tập nghiên cứu thuận lợi đầy đủ cho tác giả. Đồng thời NCS. cũng nhận được sự hỗ trợ rất lớn và kịp thời từ Tập đoàn Dầu khí Quốc Gia Việt Nam, Liên doanh Dầu khí VietSovpetro, Tổng công ty Thăm dò và Khai thác dầu khí PVEP và các đơn vị thành viên, các nhà thầu trong và ngoài nước trong việc cung cấp thông tin khoa học, tài liệu tham khảo phục vụ cho việc thực hiện đề tài luận án này. NCS. xin được bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đối với sự giúp đỡ của cơ sở đào tạo và các cơ quan hữu quan trong suốt thời gian qua; đồng thời, xin được cảm ơn tới các nhà khoa học của Tập đoàn Dầu khí Quốc Gia Việt Nam, Viện Dầu khí Việt Nam, Liên doanh Dầu khí Việt – Nga VietSovpetro, các nhà khoa học trong và ngoài ngành dầu khí đã tận tình tư vấn, trao đổi chuyên môn và đưa ra những góp ý có giá trị khoa học, góp phần nâng cao chất lượng luận án. Để hoàn thành luận án này, không thể thiếu vắng sự hỗ trợ từ những người thân và gia đình, đã gánh vác công việc, luôn luôn đồng hành và khích lệ NCS. vượt qua mọi khó khăn. Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận án Nguyễn Lâm Anh ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................vi DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................vi MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .......................................7 1.1. Vị trí địa lý và bối cảnh kiến tạo bồn trũng Cửu long ..............................................7 1.1.1. Pha tách giãn rift I (Eocen sớm) ............................................................................9 1.1.2. Pha tách giãn rift II (Eocen muộn – Oligocen sớm) ............................................11 1.1.3. Pha ép nén, nghịch đảo kiến tạo Oligocen muộn – Miocen sớm ........................12 1.1.4. Pha sụt lún nhiệt Miocen – Hiện nay...................................................................13 1.2. Đặc điểm địa tầng ...................................................................................................13 1.2.1. Địa tầng các thành tạo đá móng trước Kainozoi .................................................13 1.2.2. Địa tầng các thành tạo trầm tích Kainozoi ..........................................................15 1.3. Magma ....................................................................................................................19 1.4. Lịch sử nghiên cứu địa chất và tìm kiếm – thăm dò dầu khí..................................21 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................27 2.1. Cơ sở tài liệu ...........................................................................................................27 2.2. Cách tiếp cận vấn đề ...............................................................................................29 2.2.1. Cách tiếp cận truyền thống ..................................................................................29 2.2.2. Cách tiếp cận hiện đại..........................................................................................29 2.2.3. Cách tiếp cận đa chiều .........................................................................................29 2.2.4. Cách tiếp cận hệ thống ........................................................................................30 2.3. Các phương pháp nghiên cứu .................................................................................30 2.3.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu ..........................................................30 2.3.2. Nhóm các phương pháp Địa vật lý ......................................................................31 2.3.3. Nhóm các phương pháp địa chất .........................................................................33 CHƯƠNG 3. XÁC LẬP KHUNG ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP CHO MÔI TRƯỜNG SÔNG-HỒ VÀ HỆ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BẪY PHI CẤU TẠO .............42 3.1. Những đặc trưng cơ bản của trầm tích môi trường sông – hồ ................................42 3.1.1. Trầm tích môi trường sông ..................................................................................42 3.1.2. Trầm tích môi trường hồ .....................................................................................43 iii
3.2. Đặc điểm chi tiết môi trường hồ .............................................................................45 3.2.1. Phân loại hồ .........................................................................................................45 3.2.2. Đặc điểm tướng đá môi trường hồ ......................................................................48 3.3. Đề xuất khung địa tầng phân tập cho trầm tích Oliogocen – Miocen dưới của vùng nghiên cứu .....................................................................................................................53 3.3.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................53 3.3.2. Phân chia các miền hệ thống dựa trên tài liệu ĐVL giếng khoan .......................57 3.3.3. Đề xuất khung địa tầng phân tập áp dụng cho khu vực nghiên cứu....................59 3.4. Xác lập hệ phương pháp nghiên cứu bẫy phi cấu tạo áp dụng cho lô 09-1 bể Cửu Long 64 3.4.1. Khái quát về bẫy phi cấu tạo ...............................................................................64 3.4.2. Nghiên cứu bẫy phi cấu tạo dựa trên luận giải cấu trúc – kiến tạo .....................68 3.4.3. Nghiên cứu bẫy phi cấu tạo dựa trên tài liệu cổ sinh ..........................................72 3.4.4. Nghiên cứu bẫy phi cấy tạo dựa trên phân tích địa tầng phân tập và môi trường trầm tích .........................................................................................................................74 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU BẪY PHI CẤU TẠO LÔ 09-1 BỂ CỬU LONG 76 4.1. Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo lô 09-1 và lân cận .....................................................76 4.1.1. Giai đoạn tách giãn ..............................................................................................76 4.1.2. Giai đoạn nén ép nghịch đảo ...............................................................................82 4.1.3. Giai đoạn lún chìm nhiệt .....................................................................................83 4.2. Đặc điểm địa tầng ...................................................................................................83 4.3. Đặc điểm tướng thạch học và môi trường trầm tích của các tập ............................86 4.3.1. Thời kỳ SH10-SH11 ............................................................................................87 4.3.2. Thời kỳ SH8-SH9 ................................................................................................87 4.3.3. Thời kỳ SH7-SH8 ................................................................................................92 4.3.4. Thời kỳ SH5-SH6 ................................................................................................92 4.3.5. Thời kỳ SH3-SH4 ................................................................................................92 4.4. Bẫy phi cấu tạo lô 09-1 bồn trũng Cửu Long .........................................................99 4.4.1. Cơ sở dữ liệu........................................................................................................99 4.4.2. Liên kết với thông tin giếng khoan ....................................................................100 4.4.3. Minh giải địa chấn .............................................................................................101 4.4.4. Xây dựng mô hình địa chất và dự báo bẫy phi cấu tạo .....................................103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................113 1. Kết luận....................................................................................................................113 iv
2. Kiến nghị .................................................................................................................114 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................116 Phụ lục 1: Khung phân chia chi tiết địa tầng phân tập gồm hai miền hệ thống HAST (LA) và LAST (HA) cho các thành tạp trầm tích Oligocen – Miocen dưới của khu vực nghiên cứu ...................................................................................................................119 v
DANH MỤC BẢNG Bảng 3. 1: So sánh trầm tích sông-hồ với trầm tích biển ..............................................43 Bảng 3. 2: Đặc trưng của 3 tổ hợp tướng trầm tích bể hồ .............................................51 Bảng 3. 3: Các tiêu chí phân biệt Miền hệ thống không gian tích tụ cao và miền hệ thống không gian tích tụ thấp ..................................................................................................57 Bảng 3. 4: Phân chia địa tầng khu vực lô 09-1 ..............................................................61 Bảng 4. 1: Các dạng tướng địa chấn đặc trưng trong khu vực nghiên cứu .................102 DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1: Vị trí địa lý và hình thái cấu trúc khu vực nghiên cứu (Theo Hoàng Ngọc Đông, 2012) [2] ...............................................................................................................7 Hình 1. 2: Sơ đồ cấu trúc - kiến tạo khu vực và bồn trũng Cửu Long (theo Schmidt et al., 2019) [4] ....................................................................................................................8 Hình 1. 3: Mặt cắt địa chấn phương TB-ĐN cắt qua trục bồn trũng Cửu Long thể hiện đá móng trước KZ bị phá hủy bởi hệ thống các đứt gãy tách giãn kiểu rift ...................9 Hình 1. 4: Mặt cắt minh giải và bản đồ từ - trọng lực cho thấy cấu trúc vỏ lục địa trước KZ bị phá hủy tách giãn tạo thành bồn trũng Cửu Long và các bồn trầm tích Đệ Tam trên thềm lục địa Việt Nam [8] ......................................................................................10 Hình 1. 5: Bình đồ cấu trúc bể Cửu Long: Các đứt gãy phương á kinh tuyến được hình thành trong gian đoạn Rift I, liên quan đến hoạt động của đứt gãy Maeng-Ping và đứt gãy Sông Cửu Long về phía Đông Nam (theo Flyn et al., 2009) [9] ............................11 Hình 1. 6: Mặt cắt địa chấn khu vực cắt ngang qua trung tâm bồn trũng Cửu Long cho thấy bề mặt đá móng ở giữa bồn bị nâng cao bởi sự tái hoạt động của các pha ép nén về sau ..................................................................................................................................12 Hình 1. 7: Cột địa tầng tổng hợp bồn trũng Cửu Long [1, 7] ........................................14 Hình 1. 8: Mặt cắt liên kết các giếng khoan thể hiện vị trí của hệ tầng Trà Cú tương đương tập E trên mặt cắt địa chấn cắt qua phần trung tâm của bể ................................17 Hình 1. 9: Các thành tạo đá móng granit, granitoid và diorit trên đất liền được cho là tương tự với đá móng nứt nẻ chứa dầu ở bể Cửu Long theo Faure M. (2019) và Tran V.T. et al. ( 2020), Nguyễn Đức Thắng và nnk. (1994, 1998) [11-14] .........................21 Hình 2. 1: Sơ đồ tài liệu địa chấn 3D, 3D – 4C và các giếng khoan chính được tham khảo và sử dụng để minh giải địa chất ở khu vực lô 09-1, bồn trũng Cửu Long [19] ..28 Hình 2. 2: Hệ thống phân loại các kiểu gián đoạn phản xạ địa chấn theo Vail et al., 1997 [30] và Veenken, 2013 [31] ...........................................................................................31 Hình 2. 3: Mối quan hệ giữa tướng địa chấn và động lực bồn trầm [20] ......................32 Hình 2. 4: Sơ đồ (trên) và hình thái các đường cong ĐVL. giếng khoan và minh giải thạch học đi kèm (dưới) [35] .........................................................................................33 vi
Hình 2. 5: Mối quan hệ giao cắt ranh giới giữa thời địa tầng và thạch địa tầng theo Royhan và Bhattacharya [36] ........................................................................................34 Hình 2. 6: Phân chia thạch địa tầng dựa trên tài liệu thạch học và địa vật lý giếng khoan tại giếng khoan X-3, bể Cửu Long ................................................................................35 Hình 2. 7: Mô hình phân chia các miền hệ thống tương ứng với các giai đoạn thăng giáng mực nước biển trong địa tầng phân tập theo Catuneanu, 2020 [37] ...................35 Hình 2. 8: Biên độ dịch chuyển L1 và L2 trên cùng một đứt gãy ở cánh phía Đông Nam của khu vực nghiên cứu không tương đồng nhau cho thấy đứt gãy này tái hoạt động trong ít nhất là 2 pha ......................................................................................................38 Hình 2. 9: Mặt bào mòn/bất chỉnh hợp nóc Oligocen quan sát được trên mặt cắt địa chấn dọc theo cấu tạo Rồng, bể Cửu Long ............................................................................38 Hình 2. 10: Thay đổi chiều dày trầm tích do sự dịch chuyển trung tâm lắng đọng (depocenter) trước và sau khi hình thành bề mặt bất chỉnh hợp được gây ra bởi biến dạng vòm sét ...........................................................................................................................40 Hình 3. 1: Các tướng trầm tích liên quan đến môi trường sông (theo Trista, L. & Thornberry-Ehrlich) [39] ...............................................................................................42 Hình 3. 2: Các loại hình nguồn gốc hình thành bể hồ ...................................................46 Hình 3. 3: Mô hình 3 loại bể hồ: a – Hồ tràn, b – Hồ cân bằng, c – Hồ thiếu (theo Bohacs et al., 2000) [40, 42] ......................................................................................................47 Hình 3. 4: Tổ hợp tướng sông hồ (Theo Bohacs, 2012) [42] ........................................49 Hình 3. 5: Tướng hồ cân bằng (tướng dao động- Fluctuating profundal facies) (Theo Bohacs, 2012) [42] ........................................................................................................50 Hình 3. 6: Tướng hồ cạn (tướng bay hơi- Evaporative facies) (Theo Bohacs, 2012) [42] .......................................................................................................................................50 Hình 3. 7: Phân chia địa tầng theo quan điểm miền hệ thống phủ chồng cao – thấp, áp dụng cho hệ thống trầm tích sông- hồ theo Shaley và McCabe, 1993 [44] ..................54 Hình 3. 8: Các đặc trưng cơ bản của miền hệ thống phủ chồng cao – thấp, áp dụng cho hệ thống trầm tích sông- hồ theo Catuneanu, 2020 [44] ...............................................55 Hình 3. 9: Mô hình phân chia tập gồm hai miền hệ thống theo Catuneanu, 2006 [43] áp dụng cho môi trường sông – hồ: a – miền hệ thống phủ chồng cao gồm nhiều thân cát lòng sông phủ chồng lên nhau khi dòng chảy dịch chuyển ngang; b- miền hệ thống phủ chồng thấp gồm thân cát đơn lẻ phân bố trong trầm tích bột/sét đồng bằng ngập lụt...56 Hình 3. 10: Hình dạng đường cong địa vật lý giếng khoan và các tướng-môi trường trầm tích liên quan theo Ulasi et al., 2012 [46]......................................................................59 Hình 3. 11: Nón phóng vật châu thổ ngầm từ tài liệu địa vật lý giếng khoan và mẫu lõi .......................................................................................................................................60 Hình 3. 13: Phân loại bẫy phi cấu tạo theo hình thái và phân bố không gian (Theo Allen, 2006) [47, 48] ................................................................................................................66 Hình 3. 14: Chu trình nghiên cứu địa chấn cho đối tượng bẫy phi cấu tạo trong môi trường sông - hồ bể Cửu Long ......................................................................................67 vii
Hình 3. 15: Phương pháp phân tích thời gian hoạt động biến dạng ..............................70 Hình 3. 16: Sử dụng bản đồ đẳng dày kết hợp với mặt cắt địa chấn để xác định thời gian hoạt động đứt gãy và địa hình cổ ...................................................................................71 Hình 3. 17: Các đứt gãy ngầm không biểu hiện trên bề mặt, nhưng vẫn tạo dấu hiệu biến dạng và biến đổi địa hình bề mặt (Gawthorpe và Leeder 2000; Wolfe và c.s. 2019) ...71 Hình 3. 18: Sự phát triển chu kỳ bào tử phấn theo nguồn gốc tương ứng với sự phát triển trong một chu kỳ trầm tích (Theo Poumot 1989 và Rull 1997) [49, 50] ......................73 Hình 4. 1: Các đơn vị cấu trúc khu vực nghiên cứu trên nền bản đồ cổ địa hình thời kỳ SH8.2-SH10 và các mặt cắt địa chất tiêu biểu qua khu vực nghiên cứu thể hiện cấu trúc địa chất từ Bắc xuống Nam ...........................................................................................77 Hình 4. 2: Mặt cắt A-B và hình phóng to của các đứt gãy tụt bậc; các mặt ranh giới SHB – SH7 cắt qua khu vực nghiên cứu (SH10 là mặt bất chỉnh hợp) .................................78 Hình 4. 3: Mặt cắt C-D dịch về phía Nam của mặt cắt A-B và hình phóng to của các đứt gãy tụt bậc, các mặt ranh giới SHB – SH7 cắt qua khu vực nghiên cứu (SH10 là mặt bất chỉnh hợp) ......................................................................................................................79 Hình 4. 4: Mặt cắt E-F nằm ở phía Nam của mặt cắt C-D và hình phóng to của các đứt gãy tụt bậc, các mặt ranh giới SHB – SH7 cắt qua khu vực nghiên cứu (SH10 là mặt bất chỉnh hợp) ......................................................................................................................79 Hình 4. 5: Mặt cắt G-H nằm ở phía Nam của mặt cắt E-F và hình phóng to của các đứt gãy tụt bậc, các mặt ranh giới SHB – SH7 cắt qua khu vực nghiên cứu (SH10 là mặt bất chỉnh hợp) ......................................................................................................................80 Hình 4. 6: Mặt cắt số I-J dịch về phía Nam của mặt cắt G-H và hình phóng to của các đứt gãy tụt bậc, các mặt ranh giới SHB – SH7 cắt qua khu vực nghiên cứu (SH10 là mặt bất chỉnh hợp) ................................................................................................................80 Hình 4. 7: Mặt cắt K-L song song với trục kéo dài của bồn trũng Cửu Long theo phương ĐB-TN thể hiện các hệ thống đứt gãy thuận khống chế các cấu trúc địa hào và địa lũy. Cấu trúc địa chất bị phức tạp hóa bởi sự tham gia của hệ thống đứt gãy phương BĐB- NTN ...............................................................................................................................81 Hình 4. 8: Chu Trình Phân tập trầm tích theo tài liệu cổ sinh địa tầng áp dụng cho trầm tích sông hồ bể Cửu Long..............................................................................................84 Hình 4. 9: Đặc điểm phân bố tướng trầm tích môi trường hồ dựa trên phân bố của các hoá thạch bảo tử phấn (Morley 2019) [53] ....................................................................84 Hình 4. 10: Cột địa tẩng tổng hợp bể Cửu Long theo kết quả phân tích cổ sinh địa tầng của Morley et al. (2019) [53] .........................................................................................85 Hình 4. 11: Kết quả phân tập trầm tích theo tài liệu cổ sinh địa tầng kết hợp với tài liệu ĐVL giếng khoan, cyclolog cho trầm tập B1.1 ở giếng khoan X-6 ở lô 09-1 ..............86 Hình 4. 12: Sơ đồ minh giải môi trường trầm tích Oligocen tập D bể Cửu Long dựa trên kết quả phân tích tài liệu cổ sinh địa tầng (Báo cáo Murphy 2017) ..............................89 Hình 4. 13: Phân bố môi trường theo từng miền hệ thống trầm tích SH10 ..................90 Hình 4. 14: Phân bố môi trường theo từng miền hệ thống, trầm tích SH8 ...................91 viii
Hình 4. 15: Phân bố môi trường theo từng miền hệ thống, trầm tích SH7 ...................94 Hình 4. 16. Phân bố môi trường theo từng miền hệ thống, trầm tích SH5 ...................95 Hình 4. 17: Phân bố môi trường theo từng miền hệ thống, trầm tích SH5 (tiếp theo) ..96 Hình 4. 18: Phân bố môi trường theo từng miền hệ thống, trầm tích SH3 ...................97 Hình 4. 19: Phân bố môi trường theo từng miền hệ thống, trầm tích SH3 (tiếp theo) ..98 Hình 4. 20: So sánh tài liệu OBC với tài liệu trước đây của lô 09-1, các yếu tố cấu trúc được thể hiện rõ ràng hơn (ví dụ như các đứt gãy nghịch, các phản xạ ở vòng tròn vàng) .......................................................................................................................................99 Hình 4. 21: Ví dụ minh giản trên một tuyến địa chấn cắt qua khu vực nghiên cứu sử dụng phần mềm Paleoscan cho kết quả chi tiết hơn ....................................................100 Hình 4. 22: Tuyến địa chấn hướng Nam – Bắc thể hiện các liên kết/minh giải các phản xạ chính........................................................................................................................101 Hình 4. 23: Bản đồ thuộc tính địa chấn cho các cửa sổ khác nhau trên nền bản đồ địa hình ..............................................................................................................................105 Hình 4. 24: Bản đồ thuộc tính biên độ phản ánh các thân cát có nguồn từ khu vực phía Đông giai đoạn đầu SH-8.1 .........................................................................................106 Hình 4. 25: Mặt cắt và mô hình khối 3D dự báo vị trí thân cát trong tầng SH8 ở vị trí E- BH2 ..............................................................................................................................107 Hình 4. 26: Mô hình bẫy phi cấu tạo kiểu “pinch-out” phù hợp với các vỉa chứa kiểu quạt trầm tích ...............................................................................................................108 Hình 4. 27: Bản đồ thuộc tính địa chấn và bản đồ cấu trúc thể hiện các thân cát và hướng vận chuyển trầm tích ...................................................................................................111 Hình 4. 28: Vị trí các bẫy phi cấu tạo tiềm năng tổng hợp trên cơ sở dị thường địa chấn và mô hình trầm tích ....................................................................................................112 Hình PL1. 1: Ví dụ minh hoạ phân tập trầm tích theo các miền hệ thống LA-HA trên giếng giếng khoan X-10 ..............................................................................................120 Hình PL1. 2: Liên kết giếng khoan theo mô hình LA-HA cho mặt SH3 qua các giếng X- 10 – X-16 – X-17 – X-18 ............................................................................................121 Hình PL1. 3: Liên kết địa chấn theo mô hình LA-HA cho mặt SH3 qua các giếng X-10 – X-16 – X-17 – X-18 .................................................................................................122 Hình PL1. 4: Liên kết mặt cắt theo mô hình LA-HA cho mặt SH3 qua các giếng X-16 – X-17 – X18 ..................................................................................................................123 Hình PL1. 5: Liên kết giếng khoan theo mô hình LA-HA cho mặt SH8 qua các giếng X- 11 – X-12 – X-13 – X-14 – X-15 ................................................................................124 Hình PL1. 6: Liên kết địa chấn theo mô hình LA-HA cho mặt SH8 qua các giếng X-11 – X-12 – X-13 – X-14 – X-15 .....................................................................................125 Hình PL1. 7: Liên kết môi trường theo mô hình LA-HA cho mặt SH8 qua các giếng X- 11 – X-12 – X-13 – X-14 – X-15 ................................................................................126 ix
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Bể trầm tích Cửu Long là một trong những bể trầm tích Đệ Tam chứa dầu quan trọng nhất nằm về phía Đông Nam thềm lục địa Việt Nam với diện tích khoảng 40.000 km2 [1, 2]. Bể được hình thành do quá trình phá hủy đá móng trước Kainozoi theo cơ chế tách giãn rift nội lục được bắt đầu từ Eocen. Với sự trợ giúp của các chuyên gia Liên Xô, đây được coi là bể trầm tích đầu tiên phát hiện ra dầu khí thương mại từ những năm 80 của thế kỷ trước. Dầu khí đã được phát hiện và từng bước được đưa vào khai thác với sản lượng lớn. Cho đến nay, dầu thô khai thác từ bể Cửu Long đã đóng góp tới trên 80% tổng sản lượng dầu thô của cả nước. Trong suốt nhiều thập kỷ qua, phần lớn sản lượng dầu khai thác được đều từ trong các vỉa chứa là đá móng granit và granitoid có tuổi trước Kainozoi bị nứt nẻ mạnh hoặc trong các vỉa chứa là tầng cát kết tuổi Oligocen trong các bẫy cấu tạo truyền thống. Trải qua gần 40 năm tìm kiếm thăm dò và khai thác, đến nay có thể nói các bẫy cấu tạo và khối nhô móng có tiềm năng ở bể Cửu Long đã được thăm dò hết, chỉ còn lại một số cấu tạo nhỏ, nhiều rủi ro. Nếu không có những quan điểm tìm kiếm thăm dò hoặc đối tượng tìm kiếm thăm dò mới thì trong tương lai không xa sẽ không còn cấu tạo để gia tăng trữ lượng ở bể Cửu Long trong khi các mỏ dầu đang khai thác thì nhanh chóng cạn kiệt. Với đặc điểm Bể Cửu Long có tầng sinh dầu tốt nhất trong khu vực Đông Nam Á và tầng chắn khu vực là tập sét của hệ tầng Bạch Hổ có chất lượng chắn cao, tài nguyên dầu khí đã phát hiện còn rất khiêm tốn so với lượng dầu khí dự báo có thể sinh ra từ đá mẹ, nhiều khả năng dầu khí còn tích tụ trong các bẫy phi cấu tạo chưa được phát hiện ở bể Cửu Long. Đã có nhiều nghiên cứu đề cập và chỉ ra tiềm năng đối với bẫy phi cấu tạo ở bể này. Tuy nhiên những nghiên cứu này đa số mang tính định hướng, chủ yếu dựa trên một số dấu hiệu trên tài liệu địa chấn và ý tưởng về đặc điểm môi trường trầm tích chưa có phương pháp luận hoàn chỉnh để có thể xác định định lượng các bẫy phi cấu tạo với độ tin cậy cao. Chính vì vậy, gần như chưa có giếng khoan thăm dò nào đặt đối tượng chính là bẫy phi cấu tạo dẫn đến các phát hiện dầu khí trong bẫy phi cấu tạo cũng còn rất hạn chế, nếu có thì ít nhiều mang tính tình cờ. 1
Bên cạnh đó, sự thành công của các giếng khoan thăm dò gần đây tại mỏ Kèn Bầu ở khu vực bể Sông Hồng phát hiện ra hydrocarbon trong các bẫy địa tầng càng khẳng định tầm quan trọng của bẫy phi cấu tạo không chỉ với riêng bể Cửu Long mà còn với cả các bể trầm tích khác trên thềm lục địa Việt Nam trong giai đoạn tới. Trong khi đó, những phương pháp tìm kiếm thăm dò đối tượng này vẫn còn là vấn đề mới mẻ, chưa có hệ phương pháp đầy đủ cũng như chưa có kinh nghiệm áp dụng trong thực tế tìm kiếm thăm dò. Việc xây dựng được hệ phương pháp tìm kiếm thăm dò bẫy phi cấu tạo và áp dụng thành công cho bể Cửu Long sẽ có ý nghĩa rất lớn đối với việc duy trì và phát triển khâu đầu của ngành dầu khí trong tương lai ngắn hạn cũng như dài hạn. Với những lý do đó, NCS lựa chọn đề tài “Nghiên cứu phương pháp tìm kiếm bẫy phi cấu tạo trên cơ sở phân tích tài liệu địa chất – địa vật lý; Ứng dụng thực tế tại khu vực lô 09-1, bồn trũng Cửu Long” để làm luận án tiến sĩ của mình với mong muốn giải quyết được một số vấn đề cấp thiết về khoa học và thực tiễn nêu trên. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Mục tiêu nghiên cứu chính của luận án là xây dựng được một hệ phương pháp hiệu quả trong nghiên cứu tìm kiếm các bẫy phi cấu tạo và áp dụng thử nghiệm trong việc tìm kiếm bẫy phi cấu tạo tại lô 09-1, bồn trũng Cửu Long. 3. Đối tượng và pham vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là các thành tạo trầm tích có có tuổi Oligocen – Miocen sớm thuộc các hệ tầng Trà Tân (E32 tt – Tập D, C) và Bạch Hổ (N11 bh – Phụ tập BI.1). 3.2. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của luận án trên bình đồ là lô 09-1, bồn trũng Cửu Long; trên mặt cắt địa chấn được giới hạn bởi mặt phản xạ từ SH5 đến SH11. 4. Nội dung nghiên cứu 4.1. Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu liên quan của các công trình nghiên cứu trước đây 2
Trong nội dung này, NCS. đã tiến hành thu thập các tài liệu địa chất, địa vật lý và địa hóa liên quan đến cấu trúc địa chất, địa tầng, đặc điểm địa hóa và hệ thống dầu khí của các công trình tìm kiếm – thăm dò dầu khí cũng như các bài báo khoa học đã được công bố để tiến hành đánh giá và đưa ra được những đặc điểm chính về địa chất và tiềm năng dầu khí của bể Cửu Long nói chung và lô 09-1 nói riêng; Đồng thời xác định các vấn đề còn tồn tại và những thách thức cần giải quyết trong việc tìm kiếm các bẫy phi cấu tạo tại lô 09-1. 4.2. Nghiên cứu xây dựng mô hình địa tầng phân tập và xác lập hệ phương pháp nghiên cứu bẫy phi cấu tạo Các tài liệu minh giải địa chấn (3D-4C), tài liệu giếng khoan, tài liệu phân tích mẫu (thành phần trầm tích, cổ sinh, địa hóa,…) được tổng hợp, luận giải để làm sáng tỏ các đặc trưng cơ bản của trầm tích môi trường sông - hồ so với trầm tích biển; từ đó tiến hành đối sánh với các mô hình địa tầng phân tập được đề xuất bởi các tác giả khác nhau cho các môi trường và hệ thống trầm tích khác nhau để lựa chọn, cải tiến và xây dựng được thống khung địa tầng phân tập gồm miền hệ thống phủ chổng cao (HAST) và miền hệ thống phủ chồng thấp (LAST) phù hợp với đặc điểm cụ thể của trầm tích sông - hồ tuổi Oligocen – Miocen sớm trong khu vực lô 09-1 và vùng lân cận. Trên cơ sở địa tầng phân tập được đề xuất, tiến hành nghiên cứu đặc điểm cổ địa hình, môi trường trầm tích, đặc trưng thạch học của các miền hệ thống trầm tích để xác lập hệ phương pháp địa chất, địa vật lý phù hợp trong tìm kiếm các bẫy phi cấu tạo. 4.3. Nghiên cứu đặc điểm tướng, môi trường trầm tích và phân chia địa tầng cho các thành tạo trầm tích Oligocen – Miocen sớm tại lô 09-1 Dựa trên các nguyên tắc xác định ranh giới và đặc trưng của hai miền hệ thống HAST và LAST, tiến hành phân tích các đặc trưng tướng thạch học, môi trường trầm tích tương ứng để làm cơ sở phân chia trầm tích Oligocen – Miocen sớm của khu vực thành các tập và miền hệ thống dựa trên các đặc trưng về thành phần thạch học, môi trường trầm tích và đường cong ĐVL giếng khoan cũng như trên mặt cắt địa chấn. 4.4. Áp dụng thử nghiệm hệ phương pháp tìm kiếm, phát hiện bẫy phi cấu tạo tại lô 09-1 3
Dựa trên cách tiếp cận mới về mô hình địa tầng phân tập và hệ phương pháp nghiên cứu bẫy phi cấu tạo, NCS. tiến hành nghiên cứu đặc điểm tướng, môi trường trầm tích và khôi phục lịch sử phát triển địa chất lô; Lựa chọn các tiêu chí và áp dụng phân tích tài liệu địa chất, địa vật lý để khoanh vùng dự báo các bẫy phi cấu tạo trên mặt cắt và bình đồ. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của luận án đã xác lập được hệ phương pháp địa chất – địa vật lý phù hợp trong nghiên cứu địa tầng phân tập đối với môi trường trầm tích sông – hồ và nghiên cứu các cơ sở khoa học để nhận biết bẫy phi cấu tạo đối với môi trường này để áp dụng cho các bể trầm tích Đệ Tam có đặc điểm hệ thống trầm tích tương tự trên thềm lục địa Việt Nam. 5.2. Ý nghĩa thực tiễn Việc áp dụng hệ phương pháp nghiên cứu bẫy phi cấu tạo đã góp phần xác định được các bẫy phi cấu tạo tiềm năng cho lô 09-1, bồn trũng Cửu Long. Đây là những đóng góp quan trọng cho việc phát hiện ra những mỏ dầu khí mới, tối ưu hóa tài nguyên thiên nhiên, gia tăng trữ lượng và bảo đảm an ninh năng lượng từ nguồn tài nguyên dầu khí cho quốc gia. 6. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: NCS. đã xây dựng và đề xuất được khung địa tầng phân tập áp dụng cho các thành tạo trầm tích nguồn gốc sông – hồ tuổi Oligocen – Miocen sớm phần sớm của khu vực nghiên cứu. Khác với địa tầng phân tập áp dụng cho môi trường biển, một tập địa tầng áp dụng cho trầm tích sông – hồ trong đề tài luận án được phân chia thành hai miền hệ thống, gồm Miền hệ thống phủ chồng cao (HAST) và miền hệ thống phủ chồng thấp (LAST). Dựa trên nguyên tắc phân chia này, các thành tạo trầm tích Oligocen – Miocen dưới – phần dưới tại lô 09-1 bể Cửu Long đã được phân chia thành 11 tập, mỗi tập gồm hai miền hệ thống HAST và LAST, với ranh giới tập là các mặt bào mòn bất chỉnh hợp chính. Luận điểm 2: Các bẫy phi cấu tạo được dự báo cho phần trên của tập D, tập C và tập BI.1 (SH5 – SH8B), tuổi Oligocen – Miocen muộn – phần sớm tại lô 09-1 bể Cửu 4
Long được xác định là các quạt trầm tích hạt thô có thuộc tính biên độ cao nằm kề áp vào các sườn dốc của các khối nâng và ven rìa bồn trũng, đó là các thân cát lòng sông, quạt trầm tích ven hồ thuộc miền hệ thống phủ chồng cao và/hoặc ít hơn là các thân cát nằm ở trũng sâu của hồ có liên quan đến các thành tạo trầm tích turbidite. 7. Những điểm mới của luận án • Những kết quả cập nhật và nghiên cứu mới từ các giếng khoan và tài liệu địa chấn 3D gần đây được tiến hành chi tiết và định lượng đã góp phần làm sáng tỏ sự khác biệt về đặc điểm trầm tích của môi trường sông – hồ, được giới hạn từ mặt ranh giới SH5 đến SH11 của lô 09-1 về các khía cạnh tướng thạch học, môi trường lắng đọng, hình thái kích thước và phân bố không gian cũng như quy luận biến đổi tướng trầm tích theo không và thời gian so với trầm tích trong môi trường biển; • NCS. đã xây dựng được khung địa tầng phân tập phù hợp cho việc phân chia địa tầng của các thành tạo trầm tích môi trường sông – hồ, với những cách tiếp cận khác so với hệ thống phân chia địa tầng phân tập truyền thống áp dụng cho môi trường biển; Cụ thể là một tập đối với các thành tạo trầm tích hình thành trong môi trường sông – hồ gồm hai miền hệ thống: (i). Miền hệ thống phủ chồng cao (HAST) và (ii). miền hệ thống phủ chồng thấp (LAST) dựa trên tỷ lệ tương đối giữa các tập trầm tích hạt thô tướng lòng sông, quạt ven hồ và các tập trầm tích hạt mịn tướng đồng bằng ngập lụt và đầm hồ); • Kết quả của luận án đã đề xuất được hệ phương pháp nghiên cứu hợp lý và hiệu quả trong nghiên cứu phát hiện các bẫy phi cấu tạo phục vụ cho việc nâng cao hiệu quả tìm kiếm – thăm dò dầu khí; Trong đó phương pháp địa tầng phân tập gồm hai miền hệ thống áp dụng cho môi trường trầm tích sông – hồ được cho là phương pháp chủ đạo để tìm kiếm các thân cát có triển vọng chứa trong miền hệ thống HAST; • Lần đầu tiên áp dụng hệ phương pháp nghiên cứu phù hợp, đã bước đầu dự báo được một số bẫy phi cấu tạo triển vọng chứa dầu khí cho lô 09-1, bồn trũng Cửu Long. 8. Bố cục của luận án Bản luận án TS của NCS. được trình bày trong 04 chương, không kể phần mở đầu và kết luận, cụ thể như sau: 5
Mở đầu; Chương I: Tổng quan về khu vực nghiên cứu: Trình bày các thông tin chung về vị trí địa lý, bối cảnh địa chất khu vực và lịch sử nghiên cứu địa chất lô 09-1; Chương II: Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu: Nội dung chương này bao gồm danh mục các tài liệu sử dụng và hệ các phương pháp nghiên cứu, cách tiếp cận vấn đề được áp dụng trong đề tài luận án; Chương III: Xác lập khung địa tầng phân tập cho môi trường sông-hồ và hệ phương pháp nghiên cứu bẫy phi cấu tạo: Chương 3 trình bày những đặc trưng của trầm lắng đọng trong tích sông – hồ so với môi trường biển, cơ sở khoa học để xác lập khung địa tầng phân tập gồm 2 miền hệ thống HAST và LAST áp dụng cho trềm tích sông – hồ; Chương IV: Kết quả nghiên cứu bẫy phi cấu tạo tại lô 09-1 bể Cửu Long: những vấn đề chính của chương 4 là những kết quả nghiên cứu chi tiết về địa chất và các bẫy phi cấu tạo đã bước đầu được xác định trong các thành tạo trầm tích Oligocen – Miocen của lô 09-1; Kết luận và kiến nghị; Tài liệu tham khảo. 9. Nơi thực hiện đề tài Đề tài luận án tiến sĩ của NCS. được thực hiện tại Viện Dầu khí Việt Nam và Công ty Liên doanh dầu khí VietSovpetro. 6
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Vị trí địa lý và bối cảnh kiến tạo bồn trũng Cửu long Khu vực nghiên cứu thuộc lô 09-1, nằm về phía Đông Nam bồn trũng Cửu Long (Hình 1.1). Đây là một trong những bồn trũng Đệ Tam có triển vọng dầu khí lớn nhất trên thềm lục địa Việt Nam. Phía Đông Bắc tiếp nối với bể Phú Khánh, sườn Tây Bắc là đồng bằng châu thổ sông Cửu Long, giới hạn phía Đông Nam được ngăn cách với bể Nam Côn Sơn qua đới nâng Côn Sơn. Bể kéo dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam với kích thước ~110x360 km, diện tích khoảng 40.000 km2 [1, 2]. Hình 1. 1: Vị trí địa lý và hình thái cấu trúc khu vực nghiên cứu (Theo Hoàng Ngọc Đông, 2012) [2] Về mặt hình thái, bồn trũng Cửu Long có trục kéo dài phương Đông Bắc – Tây Nam, song song với trục tách giãn biển Đông. Mặc dù có nhiều ý kiến khác nhau về cơ chế và thời gian bắt đầu hình thành bồn trũng Cửu Long song tất cả đều nhận địng rằng quá trình hình thành và tiến hóa bồn trũng Cửu Long có mối quan hệ chặt chẽ với sự 7
tách giãn biển Đông, sự thúc trồi của địa khối Đông Dương về phía Đông Nam đi kèm với hoạt động trượt bằng trái của các hệ thống đứt gãy khu vực phát triển theo phương Tây Bắc – Đông Nam khi mảng Ấn Độ va chạm với mảng Âu-Á trong giai đoạn Kainozoi (KZ) [3-6]. Cụ thể hơn, quá trình biến dạng và tiến hóa bể Cửu Long có mối quan hệ chặt chẽ với hoạt động của đứt gãy Maeng-Ping phương Tây Bắc – Đông Nam và trục tách giãn biển Đông phương Đông Bắc – Tây Nam (Hình 1.2). Hình 1. 2: Sơ đồ cấu trúc - kiến tạo khu vực và bồn trũng Cửu Long (theo Schmidt et al., 2019) [4] 8
Kết quả minh giải tài liệu từ, trọng lực và đặc biệt là tài liệu địa chấn Hình 1.3 và 1.4) đã khẳng định bồn trũng Cửu Long là một bể kiểu rift sau cung thực thụ được hình thành theo cơ chế tách giãn và phá hủy vỏ lục địa là các thành tạo đá móng trước Kainozoi. Hình 1. 3: Mặt cắt địa chấn phương TB-ĐN cắt qua trục bồn trũng Cửu Long thể hiện đá móng trước KZ bị phá hủy bởi hệ thống các đứt gãy tách giãn kiểu rift Kết quả nghiên cứu địa tầng từ các giếng khoan thăm dò dầu khí cho thấy, thành tạo trầm tích cổ nhất có mặt ở phần thấp nhất của bể có tuổi Eocen [1, 7], đồng nghĩa với việc quá trình hình thành bể được bắt đầu sớm nhất là từ Eocen. Trong khi đó, tài liệu minh giải địa chấn liên kết với tài liệu sinh địa tầng đã cho phép phân chia lịch sử phát triển kiến tạo của bồn trũng Cửu Long thành các giai đoạn sau đây: 1.1.1. Pha tách giãn rift I (Eocen sớm) Đây là pha tách giãn sớm nhất, đánh dấu quá trình mở bể bởi trường ứng suất căng giãn, với trục tách giãn phương á kinh tuyến. Pha này phát triển không rộng khắp toàn bể mà chủ yếu mang tính cục bộ với sự có mặt của các đứt gãy thuận không liên tục, phát triển theo phương á kinh tuyến (Hình 1.5). Sự hình thành và phát triển của các đứt gãy này được cho là quá trình mở rộng hoạt động của đứt gãy Maeng-Ping và đứt gãy Sông Cửu Long về phía Đông Nam [4]. Kết quả của pha tách giãn sớm là tạo thành các 9