BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Nguyễn Thị Minh Hồng ĐẶC TÍNH THẤM CHỨA TRONG TRẦM TÍCH MIOXEN KHU VỰC CÁC LÔ 103 VÀ 107 Ngành: Kỹ thuật Địa chất Mã số: 62520501 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2014 Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa chất dầu khí, khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Lê Hải An PGS. TS Nguyễn Trọng Tín Phản biện 1: TS. Hoàng Ngọc Đang Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí Phản biện 2: TS. Trịnh Xuân Cường Viện Dầu khí Việt Nam Phản biện 3: PGS. TS Phan Từ Cơ Hội Dầu khí Việt Nam Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi … giờ … ngày … tháng… năm 2014 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất 1 1. Tính cấp thiết của đề tài Bể Sông Hồng là bể trầm tích Kainozoi lớn nhất của Việt Nam. Công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể Sông Hồng đã được bắt đầu từ những năm 60 của thế kỷ trước và mỏ khí Tiền Hải C đã được phát hiện vào năm 1975. Đến thời điểm hiện tại, một khối lượng lớn công tác khảo sát địa vật lý và khoan ở cả phần đất liền cũng như ngoài biển đã được thực hiện. Ở khu vực phía Bắc của bể Sông Hồng (các lô 102, 103, 106 và 107), từ năm 1989 đến 1993, hai công ty Idemitsu và Total đã khoan 5 giếng khoan thăm dò nhưng chỉ có 1 giếng được coi là thành công với việc phát hiện khí có lưu lượng hạn chế từ các vỉa cát tuổi Mioxen giữa và sớm. Trong thời gian gần đây, tại lô 103&107, PVEP POC và các nhà thầu đã khoan thêm 4 giếng khoan và đều có phát hiện khí. Tại đây, những kỹ thuật mới nhất trong công tác thu nổ địa chấn 3D, xử lý đặc biệt và minh giải các tài liệu địa chấn (phân tích thuộc tính địa chấn, nghịch đảo địa chấn, phân tích AVO và phân tích phổ) đã được sử dụng để lựa chọn và xác định vị trí các giếng khoan thăm dò. Để nâng cao hơn nữa xác suất thành công và giảm thiểu rủi ro cho công tác tìm kiếm thăm dò, việc tích hợp và tổng hợp thông tin từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau thông qua tổng hợp tài liệu địa chất, địa vật lý hiện có, sử dụng các phương pháp nghiên cứu truyền thống và các phương pháp với công nghệ hiện đại như phân tích thuộc tính địa chấn; tích hợp tài liệu phân tích địa vật lý giếng khoan và tài liệu thuộc tính địa chấn bằng công cụ toán học mạng nơ-ron …để đánh giá chất lượng tầng chứa góp phần dự báo tiềm năng dầu khí và định hướng cho công tác tìm kiếm thăm dò tại lô 103&107 là thực sự cần thiết. Xuất phát từ yêu cầu đó, nghiên cứu sinh đã lựa chọn đề tài “Đặc tính thấm chứa trong trầm tích Mioxen khu vực các lô 103&107 Bắc Bể Sông Hồng” 2.Mục đích nghiên cứu Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu đặc điểm địa chất, phân tích tổng hợp tài liệu địa chất - địa vật lý để đánh giá đặc điểm, đặc tính rỗng – thấm của các tầng chứa dầu khí trong trầm tích Mioxen khu vực lô 103&107, Bắc Bể Sông Hồng. 3.Nhiệm vụ của luận án Với mục đích nghiên cứu đã nêu trên, nhiệm vụ chính của luận án là: - Tổng hợp tài liệu địa chất, địa vật lý và khoan ở bể Sông Hồng, tập trung vào khu vực các lô 103&107 nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm địa chất, điều kiện thành tạo và môi trường trầm tích của trầm tích Mioxen. 2 - Nghiên cứu áp dụng các phương pháp phân tích minh giải địa chấn hiện đại (thuộc tính địa chấn, nghịch đảo địa chấn) đồng thời nghiên cứu tích hợp các tài liệu phân tích minh giải địa chấn với tài liệu phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan, mẫu lõi, thử vỉa sử dụng các công cụ toán học (hồi quy thống kê và mạng nơ-ron) và phần mềm hiện đại, để xác định đặc điểm, độ rỗng và độ thấm cũng như phân bố của các tầng chứa dầu khí trong trầm tích Mioxen (tầng phản xạ địa chấn U200 đến tầng phản xạ địa chấn U260) ở khu vực nghiên cứu. 4.Đối tượng, phạm vi nghiên cứu và cơ sở tài liệu Phạm vi nghiên cứu là khu vực Bắc của Bể Sông Hồng, bao gồm các lô 103&107, đối tượng nghiên cứu chính là trầm tích Mioxen giữa hệ tầng Phủ Cừ N12, từ tầng phản xạ địa chấn U200 (nóc của Mioxen giữa) đến tầng phản xạ địa chấn U260 (nóc của Mioxen sớm). Cơ sở tài liệu sử dụng trong luận án bao gồm: - Tài liệu địa chất khu vực, địa chất bể trầm tích Sông Hồng và các lô 103&107 - Tài liệu địa chấn 3D lô 103 - Tài liệu giếng khoan của 05 giếng - Tài liệu phân tích mẫu lõi, phân tích thạch học, cổ sinh địa tầng 5.Nội dung nghiên cứu Tổng hợp tài liệu địa chất, địa vật lý và khoan ở khu vực các lô 103&107 nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm địa chất, điều kiện thành tạo và môi trường trầm tích của trầm tích Mioxen. Phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan, khoan và mẫu lõi xác định độ rỗng và độ thấm trong các giếng khoan ở khu vực các lô 103&107. Phân tích và minh giải tài liệu địa chấn 3D: phân tích thuộc tính địa chấn và phân tích nghịch đảo địa chấn. Nghiên cứu tích hợp các tài liệu phân tích thuộc tính địa chấn với tài liệu độ rỗng và độ thấm từ phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan, sử dụng các công cụ toán học: hồi quy thống kê và mạng nơ-ron. Ứng dụng các phần mềm hiện đại (HRS và Petrel) để lựa chọn tổ hợp các thuộc tính địa chấn nhằm xác định đặc điểm, đặc tính rỗng thấm cũng như phân bố của các tầng chứa dầu khí trong trầm tích Mioxen (tầng phản xạ địa chấn U200 đến tầng phản xạ địa chấn U260) ở khu vực nghiên cứu. 6.Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu địa chất-địa vật lý: làm sáng tỏ các đặc điểm địa chất, môi trường trầm tích và xác định đặc tính rỗng thấm của trầm tích Mioxen. 3 - Các phương pháp và công nghệ xử lý số liệu địa vật lý mới bao gồm phân tích thuộc tính địa chấn, nghịch đảo địa chấn, thống kê đa biến và mạng nơ-ron để xây dựng mô hình tính toán các tham số tầng chứa và phân bố của các tầng chứa trong trầm tích Mioxen thông qua thiết lập các mối quan hệ tuyến tính và phi tuyến giữa các thuộc tính địa chấn và các tính chất thấm chứa (độ rỗng, độ thấm) được xác định từ tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan. 7.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học Làm sáng tỏ khả năng, công nghệ và kỹ thuật áp dụng các phương pháp phân tích địa chấn hiện đại (nghịch đảo địa chấn và thuộc tính địa chấn) tích hợp với phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan (độ rỗng và độ thấm) sử dụng các phương pháp và công nghệ tiên tiến của toán học (hồi quy thống kê và mạng nơ-ron) nhằm xác định đặc điểm tầng chứa, đặc tính thấm chứa và phân bố của chúng trong không gian. Ý nghĩa thực tiễn Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, điều kiện thành tạo, môi trường trầm tích và đặc tính rỗng thấm các tầng chứa dầu khí tiềm năng trong trầm tích Mioxen để nâng cao hiệu quả công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể Sông Hồng. Các kết quả nghiên cứu của luận văn cung cấp thông tin bổ sung phục vụ đánh giá tiềm năng dầu khí của trầm tích Mioxen, các lô 103&107. 8.Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Tích hợp tài liệu địa vật giếng khoan với tài liệu địa chấn được sử dụng kết hợp cùng các phương pháp hồi quy bội tuyến tính, mạng nơ-ron MLNN và mạng nơ-ron PNN đã dự báo được phân bố và xác định đặc tính rỗng thấm của tầng chứa trầm tích Mioxen đồng thời khoanh định được các khu vực có tầng chứa tốt cho thăm dò dầu khí ở các lô 103&107 có độ tin cậy phù hợp với điều kiện địa chất đặc trưng ở khu vực nghiên cứu. Luận điểm 2: Trầm tích Mioxen các lô 103&107 bao gồm cát kết, cát bột kết, sét bột kết, sét than được thành tạo trong môi trường đồng bằng châu thổ, tiền châu thổ và châu thổ ngầm với ảnh hưởng của thềm biển nông. Tầng chứa chính là cát kết và cát-bột kết có độ rỗng từ vài % đến 20%, độ thấm thay đổi trong khoảng rộng nhưng chủ yếu từ 0,1mD đến 1,0mD, có khuynh hướng tăng dần từ Tập I lên Tập III. Các đới có đặc tính rỗng thấm tốt nhất ( phân đới loại 3) và tốt (phân đới loại 2) hầu hết tập trung ở các vòm nâng và thay đổi về diện từ dưới lên trên. 4 9.Những điểm mới của luận án Đây là công trình nghiên cứu tổng hợp và đề xuất phương pháp tiếp cận mới trong tích hợp tài liệu địa chấn với địa vật lý giếng khoan để giải quyết các nhiệm vụ địa chất, cụ thể như sau: - Sử dụng các kết quả phân tích nghịch đảo địa chấn (theo PP mô hình và PP tần số hữu hạn) làm đầu vào cùng với kết quả phân tích thuộc tính địa chấn để lựa chọn các tổ hợp tối ưu xây dựng nên các mô hình dự báo độ rỗng, kết hợp cả phương pháp lựa chọn ngẫu nhiên dựa trên phân tích thống kê và phương pháp lựa chọn cố định tham số đầu vào đầu tiên. - Sử dụng mô hình tích hợp bao gồm nhiều mô hình thành viên dự báo độ rỗng và độ thấm. Phương pháp mới này cho kết quả tin tưởng hơn và làm giảm yếu tố không chắc chắn của mỗi mô hình thành viên khi dự báo độ rỗng và độ thấm. - Sử dụng mô hình tích hợp trung bình và tích hợp trọng số cho phép dự báo phân bố độ rỗng và độ thấm của cát kết tuổi Mioxen. Dựa trên kết quả đó đã khoanh định các đối tượng có tiềm năng chứa dầu khí trong khu vực có độ tin cậy cao hơn so với chỉ sử dụng một mô hình thành viên. 10. Bố cục của luận án Luận án được trình bày qua 134 trang, 117 hình vẽ, 7 bảng biểu và bố cục gồm có mở đầu, 04 chương chính, kết luận và kiến nghị, các phụ lục, danh mục tài liệu tham khảo và các công trình khoa học Chương 1 - KHÁI QUÁT ĐỊA CHẤT PHẦN BẮC BỂ SÔNG HỒNG Vùng nghiên cứu các lô 103/107 nằm trong khu vực phía Bắc bể trầm tích Sông Hồng. Khu vực Bắc bể Sông Hồng bao gồm toàn bộ Miền Võng Hà Nội (MVHN), khu vực biển nông, các lô 102, 106, Vịnh Hạ Long, Vịnh Bái Tử Long, các lô 101, 103 và 107. Lịch sử phát triển địa chất của khu vực này gắn liền với sự thành tạo các địa hào tại các vùng rìa bị lấp đầy bằng các trầm tích tuổi Eoxen-Oligoxen và sự hình thành của châu thổ Sông Hồng có trầm tích Kainozoi dày tới hàng chục km do quá trình hoạt động mạnh và rất phức tạp của nhiều pha kiến tạo khác nhau. 1.1. Cấu trúc địa chất khu vực Khu vực phía Bắc bể trầm tích Sông Hồng có thể chia thành các đới (miền) cấu trúc, mỗi đới đều có những đặc điểm riêng về kiến tạo, trầm tích, lịch sử phát triển, hệ thống dầu khí và cả đối tượng tìm kiếm thăm dò, [...]... lựa chọn và phương pháp tích hợp các tổ hợp thuộc tính địa chấn với các đặc trưng thấm chứa (độ rỗng và độ thấm) 24 được phân tích tổng hợp theo tài liệu địa chất - địa vật lý giếng khoan là phù hợp với điều kiện địa chất đặc trưng ở khu vực nghiên cứu để xác định đặc điểm các tầng chứa trong trầm tích Mioxen, lô 103& 107 - Tầng chứa dầu khí trong khu vực nghiên cứu là cát kết và bột kết tuổi Mioxen giữa... tài liệu địa chấn có độ phân giải thấp nhưng có phân bố không gian tốt để xác định đặc điểm và phân bố của các tầng chứa tiềm năng tuổi Mioxen trong khu vực lô 103 Sử dụng mô hình tích hợp trung bình và tích hợp trọng số cho phép dự báo phân bố độ rỗng và độ thấm của cát kết tuổi Mioxen trong khu vực và có độ tin cậy cao hơn so với chỉ sử dụng một mô hình Các kết quả đã chỉ ra rằng trong khu vực nghiên... nên các nghiên cứu về độ thấm chưa có tính đại diện cho toàn bộ trầm tích của các tầng chứa trong khu vực nghiên cứu Một phương trình quan hệ hồi quy của độ rỗng – độ thấm được sử dụng để tính toán độ thấm cho các tầng chứa trong trầm tích Mioxen Dù hệ số tương quan của quan hệ hồi quy giữa độ rỗng và độ thấm tương đối cao (R2=0,61) nhưng kết quả phân tích thạch học cho thấy cát kết tầng chứa Mioxen. .. cát kết tuổi Mioxen sử dụng mô hình tích hợp thay đổi từ 0,01mD đến vài ngàn mD, nhưng chủ yếu tập trung vào khoảng độ thấm thấp - Một số dị thường độ thấm quan sát được ở khu vực xung quanh giếng D 4.3 Đánh giá kết quả dự báo tính chất thấm chứa NCS đã áp dụng các phương pháp và công nghệ hiện đại trong phân tích tổng hợp tài liệu địa chất và địa vật lý, tích hợp tài liệu địa vật lý đo ghi trong giếng... tăng Môi trường trầm tích ở tất cả các giếng tại lô 103 được xác định là tiền châu thổ đến châu thổ ngầm Hình 3.22 Đặc trưng ĐVLGK môi trường trầm tích Hình 3.23 Mô hình Tập III (giếng B) môi trường trầm tích tập III 3.5 Đặc tính rỗng thấm tầng chứa Mioxen từ tài liệu ĐVLGK và mẫu lõi 3.5.1 Độ rỗng Kết quả phân tích ĐVLGK cho thấy các tầng chứa tiềm năng tuổi Mioxen trong khu vực bao gồm các tập cát kết-cát... thấp Một số khu vực có độ thấm tốt tương ứng với những khu vực có độ rỗng tốt Nhìn chung, chất lượng tầng chứa Mioxen thay đổi từ trung bình đến tốt, các tầng chứa chủ yếu là chứa khí Dựa trên kết quả dự báo độ thấm, độ rỗng và kết quả khoanh định các dị thường thuộc tính địa chấn, NCS đã khoanh định, đánh giá và phân loại các khu vực có chất lượng tầng chứa trung bình - loại 1, tốt - loại 2 và rất 23... xuất các thể địa chất (geobody) có độ rỗng tốt (hình 4.28 đến hình 4.31) Hình 4.28 Phân vùng chất lượng tầng Hình 4.29 Phân vùng chất lượng tầng chứa Tập I chứa Tập II Hình 4.30 Phân vùng chất lượng tầng Hình 4.31 Các thân địa chất có độ rỗng chứa Tập III tốt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: - Áp dụng các phương pháp và công nghệ hiện đại trong phân tích tổng hợp tài liệu địa chất và địa vật lý, tích. .. áp dụng các phương pháp và công nghệ hiện đại trong phân tích tổng hợp tài liệu địa chất và địa vật lý, tích hợp tài liệu địa vật lý đo ghi trong giếng khoan có độ phân giải cao nhưng phân bố hẹp với tài liệu địa chấn có độ phân giải thấp nhưng có phân bố không gian tốt để xác định đặc điểm và phân bố của các tầng chứa tiềm năng tuổi Mioxen trong khu vực lô 103 4.1 Dự báo độ rỗng từ thuộc tính địa chấn... tầng chứa tuổi Mioxen lô 103 Trong luận án, NCS xây dựng nhiều mô hình khác nhau để dự báo độ rỗng và dự báo riêng biệt cho trầm tích Mioxen giới hạn từ U200 đến U240 và từ U240 đến U260 Mô-đun EMERGE của phần mềm Hampson-Russell được sử dụng để xây dựng các mô hình hồi quy bội và mạng nơ-ron dự báo độ rỗng từ các thuộc tính địa chấn Ngoài các thuộc tính địa chấn được tính toán trực tiếptừ tài liệu địa. .. 3.2 Đặc điểm địa chấn trầm tích Mioxen Trong trầm tích Mioxen giữa, các tầng phản xạ địa chấn chính trong khu vực nghiên cứu được đặt tên là U260, U240, U210 và U200 lần lượt tương ứng với nóc Phong Châu, nóc Phủ Cừ 1, bất chỉnh hợp trong Phủ Cừ 2 và nóc Phủ Cừ 3 (hình 3.1) Hình 3.2 trình bày mặt cắt địa chấn qua các giếng khoan trong khu vực nghiên cứu, từ Bắc xuống Nam và sang Đông qua các giếng khoan