BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
NGUYỄN ANH ĐỨC
ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID
MỎ HẢI SƯ ĐEN TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TỔNG
HỢP TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN VÀ
THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA VẬT LÝ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC.
1. PGS. TS. NGUYỄN VĂN PHƠN
2. TS. NGUYỄN HUY NGỌC
HÀ NỘI – 2015
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong
một công trình nào khác.
Tác giả
Nguyễn Anh Đức
TRONG KHUNG CẤU TRÚC BỂ CỬU LONG
1.1 . Vị trí địa lý 1
1.2 . Lịch sử tìm kiếm thăm dò 1
1.3 . Đặc điểm địa chất, kiến tạo 8
1.3.1. Lịch sử phát triển địa chất 8
1.3.2. Các pha biến dạng hình thành đứt gãy, đới phá hủy trong móng Hải Sư Đen
11
1.3.3. Cấu trúc địa chất khu vực 14
1.3.4. Địa tầng khu vực nghiên cứu 17
1.3.5. Hệ thống dầu khí 24
CHƯƠNG 2 - PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA ĐỘ RỖNG NỨT NẺ TRONG ĐÁ
MÓNG MỎ HẢI SƯ ĐEN
2.1. Tổng quan về đá móng nứt nẻ 32
2.1.1. Hiện trạng và phương pháp nghiên cứu đá móng nứt nẻ 32
2.1.2. Cơ chế hình thành nứt nẻ trong đá móng granitoid 37
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chứa của đá móng nứt nẻ. 43
2.2. Đặc điểm địa chất – kiến tạo tầng móng granitoid ở cấu tạo Hải Sư Đen 45
2.2.1. Đặc điểm hình thái cấu trúc móng 45
2.2.2. Thành phần thạch học 46
iii
2.2.3. Hệ thống đứt gãy 46
2.3. Các phương pháp nghiên cứu đặc điểm nứt nẻ trong đá móng. 50
2.3.1. Các phương pháp Địa Chất 50
2.3.2. Các phương pháp Địa Vật Lý Giếng Khoan 51
2.3.3. Các phương pháp Địa Chấn 59
2.3.4. Các phương pháp toán học để tổ hợp số liệu 65
2.4. Phương pháp, quy trình xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ trong đá móng mỏ
Độ sâu các ngưỡng hiện tại của đá mẹ Oligoxen bể
Cửu Long
26
2
Bảng 3.1
Nhận biết các đới nứt nẻ và mạch phun trào thông
qua đặc tính các đường cong địa vật lý giếng khoan
77
3
Bảng 3.2
Đặc trưng vật lý các nhóm đá móng và các đới nứt
nẻ bể Cửu Long
78
4
Bảng 4.1
Bảng so sánh hệ số tương quan giữa độ rỗng từ mô
hình và độ rỗng từ giếng khoan VD-2X và HSD-
5XP
117
v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
STT
Tên hình
9
7
Hình 1.7
Sơ đồ minh họa các hoạt động kiến tạo khu vực Đông
Nam Á thời kỳ cuối Eoxen đầu Oligoxen. Khu vực
nghiên cứu đang ở chế độ kiến tạo tách giãn
10
8
Hình 1.8
Các giai đoạn biến dạng bể Cửu Long
12
9
Hình 1.9
Các pha biến dạng khu vực Hải Sư Đen
13
10
Hình 1.10
Sơ đồ phân chia các đơn vị cấu trúc bậc II trong bể Cửu
Long
14
11
Hình 1.11
Bản đồ cấu trúc trũng chính bể Cửu Long
15
12
Hình 1.12
Các mặt cắt đi qua các đới cấu trúc của trũng chính bể
Cửu Long
16
13
Hình 1.18
Đồ thị thể hiện độ trưởng thành của vật chất hữu cơ tại
thời điểm hiện tại
26
19
Hình 1.19
Đồ thị thể hiện phân loại cát kết và mối quan hệ giữa độ
rỗng và độ thấm, tập BI
27
20
Hình 1.20
Đồ thị thể hiện phân loại cát kết và mối quan hệ giữa độ
rỗng và độ thấm, tập C
29
21
Hình 1.21
Đồ thị thể hiện phân loại cát kết và mối quan hệ giữa độ
rỗng và độ thấm, tập E
29
22
Hình 1.22
Đồ thị thể hiện phân loại đá magma trong khu vực nghiên
cứu
30
23
Hình 1.23
Mô hình tổng quát hệ thống dầu khí bể Cửu Long
31
CHƯƠNG 2
24
39
30
Hình 2.7
Phân loại khe nứt trong mô hình elipxoit biến dạng. Các
trục ứng suất chính được ký hiệu là σ
1
, σ
2
, σ
3
(với quy
ước σ
1
> σ
2
> σ
3
)
40
31
Hình 2.8
Mối quan hệ giữa trường ứng suất và các loại đứt gãy.
41
32
Hình 2.9
Mối quan hệ giữa các loại đứt gãy và các khe nứt sinh
kèm
41
33
Hình 2.16
Hệ thống đứt gãy Tây Bắc – Đông Nam tại mỏ Hải Sư
Đen
49
40
Hình 2.17
Mặt cắt địa chấn dọc theo các giếng khoan HSD-1X và
HSD-5XP với hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến và kết quả đo
PLT
49
41
Hình 2.18
Mẫu lõi tại các giếng khoan mỏ Hải Sư Đen
50
viii
42
Hình 2.19
Mẫu phân tích lát mỏng thạch học của đá granit, bao gồm
các thành phần khoáng vật thạch anh, Feldspar,
plagioclase và mica
51
43
Hình 2.20
Mô hình đá móng điển hình
55
44
Hình 2.28
Sơ đồ biểu diễn các bước của phương pháp Co-Kriging
70
52
Hình 2.29
Sơ đồ biểu diễn các bước thực hiện trong phương pháp
xây dựng mô hình độ rỗng bằng phương pháp ANN và
Co-Kriging
72
CHƯƠNG 3
53
Hình 3.1
Đặc trưng đường cong Địa vật lý giếng khoan đối với
từng loại đá
75
54
Hình 3.2
Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của đá
granite, granodiorite và đới nứt nẻ
79
55
Hình 3.3
Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của các đá
mạch trẻ.
80
56
Hình 3.4
Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của các mạch
đá xâm nhập nông Aplit
81
84
62
Hình 3.10
Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa giá trị độ rỗng và giá trị
AI tại các giếng khoan trên cấu tạo hải Sư Đen.
85
63
Hình 3.11
Độ rộng của đới nứt nẻ có thể quan sát được trên tài liệu
địa chấn khu vực mỏ Hải Sư Đen là 14m.
86
64
Hình 3.12
Đặc điểm phản xạ địa chấn trong móng ghi nhận sự tồn
tại hệ thống khe nứt
87
65
Hình 3.13
Các cube địa chấn có trong khu vực mỏ Hải Sư Đen
87
66
Hình 3.14
Cube địa chấn AI inversion từ cube CBM 2009 cho hình
ảnh trong móng tốt hơn so với cube CBM 2009
87
67
Hình 3.15
Mặt cắt thể hiện thuộc tính relative acoustic impedance.
89
68
Hình 3.20
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và
HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải
độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính Envelope.
91
73
Hình 3.21
Mặt cắt thể hiện thuộc tính biến dị (variance).
92
74
Hình 3.22
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và các
mặt cắt ngang tại các độ sâu khác nhau thể hiện sự trùng
khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính Variance
92
75
Hình 3.23
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và
HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải
độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính Variance
93
76
Hình 3.24
Mặt cắt thể hiện thuộc sweetness.
Intensity. 95
81
Hình 3.29
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và
HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải
độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính Reflection Intensity.
96
82
Hình 3.30
Mặt cắt thể hiện thuộc tính côsin của pha
96
83
Hình 3.31
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và các
mặt cắt ngang tại các độ sâu khác nhau thể hiện sự trùng
khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính Cosine of
phase.
97
84
Hình 3.32
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và
HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải
độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
89
Hình 3.37
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và các
mặt cắt ngang tại các độ sâu khác nhau thể hiện sự trùng
khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính RMS
amplitude.
100
90
Hình 3.38
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và
HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải
độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính RMS Amplitude.
100
91
Hình 3.39
Mặt cắt thể hiện thuộc tính Ant-tracking.
101
92
Hình 3.40
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và các
mặt cắt ngang tại các độ sâu khác nhau thể hiện sự trùng
khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính Ant tracking
101
93
106
98
Hình 4.5
Mô hình độ rỗng từ phương pháp ANN.
107
99
Hình 4.6
Kiểm chứng kết quả giữa mô hình độ rỗng theo phương
pháp ANN và độ rỗng từ giếng khoan HSD-1X
107
100
Hình 4.7
Kiểm chứng kết quả giữa mô hình độ rỗng theo phương
pháp ANN và độ rỗng từ giếng khoan HSD-4X.
108
101
Hình 4.8
Kiểm chứng kết quả giữa mô hình độ rỗng theo phương
pháp ANN và độ rỗng từ giếng khoan HSD-5XP.
108
102
Hình 4.9
Đồ thị thể hiện mối quan hệ của độ rỗng theo độ sâu từ
nóc móng
110
103
Hình 4.10
Bản đồ mặt móng biểu diễn thuộc tính Variance giúp xác
định giá trị khoảng tối thiểu.
110
110
Hình 4.17
Các mặt cắt ngang từ mô hình độ rỗng Co-Kriging.
114
xiv
111
Hình 4.18
Mặt cắt qua giếng khoan HSD-1X cho thấy có sự tương
đồng giữa mô hình độ rỗng từ Co-Kriging và độ rỗng từ
giếng khoan.
115
112
Hình 4.19
Mặt cắt qua giếng khoan HSD-5XP cho thấy có sự tương
đồng giữa mô hình độ rỗng từ Co-Kriging và độ rỗng từ
giếng khoan
116
113
Hình 4.20
Mặt cắt qua giếng khoan HSD-4X cho thấy có sự tương
đồng giữa mô hình độ rỗng từ Co-Kriging và độ rỗng từ
giếng khoan.
116
114
Hình 4.21
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging
với độ rỗng từ giếng khoan HSD-1X
122
121
Hình 4.28
Mặt cắt dọc qua 06 phân vùng
123
122
Hình 4.29
Mặt cắt dọc qua phân vùng 2,3 và 4
123
123
Hình 4.30
Mặt cắt dọc qua phân vùng 1,2 và 3
124
124
Hình 4.31
Mặt cắt dọc qua phân vùng 2,3 và 5
124
xv
125
Hình 4.32
Mặt cắt dọc theo giếng khoan HSD-4X từ mô hình độ
rỗng Co-Kriging tại phân vùng 1và kết quả minh giải
FMI cho thấy hệ thống khe nứt chủ yếu phân bố theo
phương Tây Bắc – Đông Nam.
125
126
Hình 4.33
132
Hình 4.39
Kết quả minh giải FMI của giếng HSD-2X.
130 xvi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT
Kí hiệu
Chú thích
1
ANN
Mạng nơ-ron nhân tạo (Artificial Neural Network)
2
HSD
Hải Sư Đen
3
BCH
Bất chỉnh hợp
4
BLI
Dải tần số hữu hạn
5
CALI
Đường kính giếng khoan (Caliper)
16
LLD
Phương pháp đo điện kép sâu
17
LLS
Phương pháp đo điện kép nông
18
MD
Chiều sâu đo dọc giếng khoan
19
MLFN
Mạng nơ-ron nhiều lớp (Multi – Layer Feedforward Neural
Netword)
20
PLT
Đo trong quá trình thử vỉa (production logging test)
21
m
Mét
22
mD
Mili Đac-xi
23
ms
Mili giây
24
NGS
Phổ gamma tự nhiên
25
NPHI
Điện trở suất thực
34
R
w
Điện trở suất nước vỉa
35
Shl
Sét (Shale)
36
SNA
Tổng biên độ âm
37
SPA
Tổng biên độ dương
38
S
w
Độ bão hòa nước
39
TKTD
Tìm kiếm thăm dò
28
CBM
Dịch chuyển chùm tia (Control beam migration)
29
TVDSS
Chiều sâu thực thẳng đứng dưới mực nước biển (True Vertical
depth sub- Sea)
30
TWT
40
TKTD&KT
Tìm kiếm thăm dò và khai thác
xviii
41
BH
Bạch Hổ
42
PSTM
Dịch chuyển trước cộng trong miền thời gian (pre stack time
migration)
43
PSDM
Dịch chuyển trước cộng trong miền độ sâu (pre stack depth
migration)
44
ĐB-TN
Đông Bắc – Tây Nam
45
TB-ĐN
Tây Bắc – Đông Nam
46
Đ-ĐN
Đông – Đông Nam
47
Vp
Vận tốc sóng dọc
Để thực hiện đề tài luận án, NCS tập trung phân tích, đánh giá các công trình nghiên
cứu hiện có, nêu ra các vấn đề còn tồn tại trong công tác nghiên cứu đặc điểm nứt nẻ của
đá móng granitoid tại bể Cửu Long nói chung và mỏ Hải Sư Đen nói riêng nhằm định
hướng cho các công việc sẽ giải quyết của luận án: lựa chọn các phương pháp hiện đại
nghiên cứu đá chứa móng nứt nẻ và xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ cho móng ở mỏ
Hải Sư Đen.
2. Mục đích
Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu đặc tính nứt nẻ của đá móng dựa trên tài liệu
địa chất, địa vật lý giếng khoan và tài liệu địa chấn, từ đó lựa chọn phương pháp và tiến hành
xây dựng mô hình độ rỗng trong đá móng nứt nẻ của mỏ Hải Sư Đen – bể Cửu Long.
xx
3. Nhiệm vụ của luận án.
Để đạt được mục đích đã nêu trên các nhiệm vụ cần được giải quyết bao gồm:
Tìm hiểu tính chất của nứt nẻ trong đá móng granitoid, cơ chế hình thành và ảnh
hưởng của chúng lên tài liệu ĐVLGK và địa chấn.
Tổ hợp tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan, địa chấn và quan sát thực địa để làm
sáng tỏ sự tồn tại của hệ thống nứt nẻ chứa dầu khí trong đá móng granitoid mỏ Hải
Sư Đen.
Nghiên cứu áp dụng các phương pháp mô hình hóa nhằm tổ hợp và lựa chọn các
thuộc tính địa chấn với kết quả phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan, đo
kiểm tra khai thác (PLT), để xây dựng mô hình độ rỗng chứa dầu khí trong đá móng
granitoid trong khu vực nghiên cứu.
4. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu và cơ sở tài liệu
Phạm vi nghiên cứu là vùng mỏ Hải Sư Đen thuộc Lô 15-2/01, nằm ở sườn Tây Bắc bể
Cửu Long. Đối tượng nghiên cứu chính là đá móng granitoid.
Tài liệu dùng trong luận án.
Tài liệu địa chất bể Cửu Long.
Xây dựng mô hình độ rỗng bằng cách kết hợp phương pháp mạng nơron nhân tạo
ANN và thuật toán địa thống kê Co-Kriging.
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 minh giải
địa chấn hiện đại (thuộc tính địa chấn) tích hợp với phân tích tài liệu địa vật lý giếng
khoan và các tài liệu địa chất – kiến tạo khác để xây dựng được mô hình độ rỗng nứt
nẻ trong đá móng granitoid.
Ý nghĩa thực tiễn.
Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm phân bố các đới nứt nẻ và xây dựng mô hình độ
rỗng trong đá móng granitoid, từ đó giúp nâng cao hiệu quả khai thác dầu khí ở mỏ
Hải Sư Đen.
Các kết quả nghiên cứu của luận án không chỉ cung cấp thông tin bổ sung phục
vụ trực tiếp cho việc khai thác dầu khí ở mỏ Hải Sư Đen, mà còn có thể ứng dụng để
nghiên cứa cho các mỏ khai thác dầu khí trong đá móng nứt nẻ bể Cửu Long.
xxii
8. Luận điểm bảo vệ.
Luận điểm 1: Đá móng ở mỏ Hải Sư Đen là khối đá magma đa khoáng, bị xuyên
cắt bởi các đai mạch phun trào, tồn tại các đới nứt nẻ rất phức tạp. Các đới nứt nẻ
trong móng có những đặc điểm riêng biệt thể hiện qua tài liệu địa vật lý giếng
khoan và các thuộc tính địa chấn. Với tài liệu địa chấn thu được từ công nghệ thu
nổ và xử lý hiện đại, lựa chọn các thuộc tính địa chấn cần thiết để tích hợp với tài
liệu địa vật lý giếng khoan, cho phép ta không những phát hiện, khoanh định các
đới nứt nẻ trong đá móng granitoid mà còn dự đoán cả các đặc điểm của chúng
như phương phát triển và hướng cắm.
Luận điểm 2: Phép kết hợp giữa phương pháp mạng nơron nhân tạo (ANN) và
phương pháp địa thống kê (Co-Kriging) và khả năng tổ hợp có trọng số các thuộc
Cuối cùng, NCS xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các đồng nghiệp đã đóng góp
những ý kiến bổ ích và giúp đỡ để luận án có thể được hoàn thành tốt đẹp.
Copyright: Tài liệu đại học ©