GVHD: Thái Bá Ngọc
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KĨ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ

ĐỒ ÁN ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ
“Xây dựng mô hình trưởng thành của vật liệu hữu cơ theo mặt
cắt AB bể Cửu Long bằng phần mềm Petromod”

SVTH:

Nguyễn Đăng Khoa 31201701
Nguyễn Tấn Đạt

GVHD:

31200720

Th.S Thái Bá Ngọc

TPHCM tháng 1 năm 2016

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

i


GVHD: Thái Bá Ngọc

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt


Bể Cửu Long từ lâu là một trong những bể cung cấp nguồn năng lượng cho ngành
dầu khí Việt Nam. Theo dự đoán thì trong vài chục năm tới nguồn tài nguyên ở Bể Cửu
Long sẽ từ từ suy giảm và cạn kiệt. Từ đó, mục tiêu của đồ án này là xác định rõ các
đới sinh dầu khí và tính toán mức độ trưởng thành của chúng. Từ đó, sẽ có kế hoạch tìm
kiếm và khai thác hiệu quả hơn.
Được nghiên cứu từ nhiều năm trước, cho thấy Bể Cửu Long có ba tầng đá mẹ
chính: tầng trầm tích Miocene dưới, tầng Oligocene trên và trầm tích Eocene trên.
Các lý thuyết về tính chất, thông số địa hóa dùng để xác định mức độ trưởng thành
của VLHC cũng được đề cập tới để làm rõ các giá trị sau khi mô phỏng.
Phương pháp nghiên cứu được đề cập tới là phương pháp mô phỏng mặt cắt từ dữ
liệu giếng khoan đo đạc các thông số địa vật lý giếng, địa hóa và địa chấn khu vực. Sau
đó sẽ dựng lại cột địa tầng cùng với những giá trị tính được, so sánh với các thực nghiệm
đã được chứng minh từ trước để xác định mức độ trưởng thành của VLHC. Mô hình
mô phỏng là mô hình 1D và 2D.
Từ hai mô hình đó, ta thấy được là trầm tích Miocene dưới chưa đạt mức sinh dầu
khí và kerogen chủ yếu loại III. Trong khi đó, tập Eocene trên và Oligocene trên và dưới
đều chiếm đa số là kerogen loại II và trong đới sinh dầu chính, vì vậy hai tập này là
nguồn cung cấp dầu khí chủ yếu cho bể Cửu Long ở thời điểm hiện tại.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

iv


GVHD: Thái Bá Ngọc

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Bể Cửu Long là một trong những bể có nhiều tiềm năng dầu khí nhất nước ta,
đồng thời đây cũng là khu vực có đặc điểm địa chất rất phức tạp. Việc tìm hiểu, nghiên

bể trầm tích.
Tập trung chủ yếu vào tính chất địa hóa và hóa lý để đánh giá mức độ trưởng thành
của vật liệu hữu cơ, từ đó xây dựng mô hình bằng phần mềm Petromod.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học là đánh giá được tầng chứa mặt cắt bể Cửu Long.
Ý nghĩa thực tiễn là xác định tiềm năng dầu khí và lập kế hoạch phát triển trong
tương lai.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

vi


GVHD: Thái Bá Ngọc

MỤC LỤC
I.ĐẶC ĐIỂM CỦA BỒN TRŨNG CỬU LONG
1.1. Đặc điểm địa chất và hệ thống dầu khí ở bể Cửu Long: [1]

1
1

1.1.1. Vị trí nghiên cứu:

1

1.1.2. Đặc điểm và hệ thống dầu khí:

2


2.2.1 Phục hồi lịch sử chôn vùi

24

2.2.2 Gradient địa nhiệt và nhiệt độ cổ:

25

2.2.3 Chỉ số thời nhiệt:

25

2.3 Phương pháp nhiệt phân Rock-Eval [5]

26

2.4 Phương pháp xác định tổng hàm lượng Carbon hữu cơ (TOC)

29

2.4.1 Xác định từ mẫu lõi – phương pháp LECO [1]:

29

2.4.2 Xác định TOC từ tài liệu giếng khoan [9]:

29

2.5 Xác định chỉ số HI (Hydrocarbon Index):


HỮU CƠ BẰNG PHẦN MỀM PETROMOD
4.1 Phương pháp truyền thống [1]

40
40

4.2 Phương pháp mô hình hóa bể trầm tích đánh giá mức độ trưởng thành của vật liệu
hữu cơ

41

4.2.1 Giới thiệu phần mềm PetroMod.

41

4.2.2 Mô hình độ trưởng thành 1D

41

4.2.3 Mô hình độ trưởng thành 2D

48

KẾT LUẬN

58

KIẾN NGHỊ

58

2.1

Kính hiển vi LEITZ

2.2

Lịch sử chôn vùi điểm X (Trũng Đông Bạch Hổ) (Võ Vân Anh-2015)

2.3

Quá trình nhiệt phân Rock-Eval

2.4

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

Mối quan hệ giữa LOM và phản xạ Vitrinite (Crain's Petrophysical
Handbook)
Mô hình lịch sử chôn vùi 1D mặt cắt A-B bể Cửu Long theo hệ số phản
xạ Vitrinite
Mô hình lịch sử chôn vùi 1D mặt cắt A-B bể Cửu Long theo TOC
Mô hình lịch sử chôn vùi 1D mặt cắt A-B bể Cửu Long theo hệ số phản

kerogen tương ứng (AAPG Wiki)
Đánh giá mức độ trưởng thành của VLHC dựa vào chỉ số thời nhiệt TTI

2.2

(Hoàng Đình Tiến, 2007)

2.3

Chỉ số PI và mức độ trưởng thành của VLHC (AAPG Wiki)

2.4

Tmax và mức độ trưởng thành của VLHC (AAPG Wiki)

2.5

Phân cấp vật liệu theo TOC (Moldowan J.M, et. al)

2.6

3.1

3.2

Phân loại kerogen và sản phẩm dựa theo chỉ số HI (Kareem Bakr, Well site
Geologist)
Các tầng đá mẹ chủ yếu ở bồn trũng Cửu Long
Các đặc tính cơ bản của các tầng đá mẹ bể Cửu Long (Địa chất và tài nguyên
dầu khí Việt Nam – Nguyễn Hiệp)

Phân cấp vật liệu theo phản xạ vitrinite (Burnham and Weeney, PetroMod)

4.5

Giá trị Ro và TTI của tầng đá mẹ bể Cửu Long

4.6

Nhận xét lịch sử sinh dầu bể Cửu Long

4.7

Nhận xét về lịch sử sinh dầu ở Bể Cửu Long

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

xi


Chương 1

GVHD: Thái Bá Ngọc

I.ĐẶC ĐIỂM CỦA BỒN TRŨNG CỬU LONG
1.1. Đặc điểm địa chất và hệ thống dầu khí ở bể Cửu Long: [1]
1.1.1. Vị trí nghiên cứu:
Bể Cửu Long nằm chủ yếu trên thềm lục địa phía Nam Việt Nam, có tọa độ địa lý
khoảng 9000'-11000' vĩ Bắc và 106030'-109000' kinh Đông, với diện tích khoảng 36.000
km2.


Tây đóng vai trò chủ yếu. Các đứt gãy này hoạt động khá mạnh vào cuối Oligocene đến
Miocene sớm. Do đặc điểm phủ chồng lên móng Đệ Tam và chịu sự chi phối của các
hoạt động kiến tạo trong suốt lịch sử hình thành và phát triển, bể Cửu Long được phân
chia ra các đơn vị cấu trúc sau: đơn nghiêng, các đới trũng, các đới nâng và các đới
phân dị.
 Các đơn nghiêng
 Các đơn nghiêng Tây Bắc
Còn gọi là địa trũng Vũng Tàu-Phan Rang nằm ở phía Tây-Tây Bắc của bể, do sự
phân cắt của các đứt gãy Đông Bắc-Tây Nam nên cấu trúc đơn nghiêng có dạng bậc
thang.
 Các đơn nghiêng Đông Nam
Nằm phía Đông Nam của bể và kề áp với khối nâng Côn Sơn. So với đơn nghiêng
Tây Bắc thì đơn nghiêng này ít bị phân dị hơn và được ngăn cách với trung tâm bởi các
đứt gãy chính có hướng Đông Bắc-Tây Nam.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

2


Chương 1

GVHD: Thái Bá Ngọc

 Các đới trũng
Các đới trũng quan trọng là cấu trúc lõm kế thừa từ mặt móng Kainozoi và sau đó
có sự mở rộng trong quá trình tách giãn và kéo tách vào cuối Oligocene, Miocene sớm
rồi bị tách, oằn võng trong Miocene, có 4 đới trũng chủ yếu sau:
 Đới trũng Tây Bạch Hổ
Nằm ở Phía Tây cấu tạo Bạch Hổ và là một trong số cấu tạo sâu nhất của bể Cửu

là đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam. Qua các bản đồ đẳng dày ta thấy các đới nâng này phát
triển kế thừa một cách bền vững và liên tục từ móng trước Kainozoi đến tầng "rotalid".
 Đới nâng Trà Tân - Đồng Nai
Nằm ở phía Bắc - Đông Bắc của bể và phát triển theo hướng Đông Bắc - Tây Nam
và có xu thế nối với các cấu tạo Ba Vì qua sườn dốc của đơn nghiêng Tây Bắc. Đặc
điểm cấu trúc của đới này thể hiện khá rõ ở mặt móng và trong các thành tạo Miocene.
Toàn bộ đới nâng của Trà Tân - Đồng Nai bị khống chế bởi hệ thống đứt gãy Đông Bắc
- Tây Nam và bị phân cách bởi các đứt gãy Tây Bắc - Đông Nam sau đó bị chặn lại ở
phía Tây Nam bởi đứt gãy có hướng Đông Tây.
 Đới nâng Tam Đảo - Bà Đen
Phát triển kế thừa trên các khối nhô của móng Đệ Tam và phát triển liên tục tới
đầu Miocene. Dưới tác động phân cắt của đứt gãy Đông Tây tạo ra một số cấu tạo nhỏ
cục bộ và phức tạp thêm đặc tính cấu trúc của đới.
 Đới phân dị cấu trúc Tây Nam
Là loại có cấu trúc địa phương bị khống chế bởi hệ thống đứt gãy Đông Bắc - Tây
Nam và bị phân cắt bởi đứt gãy địa phương Đông Bắc - Tây Nam và Tây Bắc - Đông
Nam tạo ra các khối nâng, khối sụt cục bộ và phân dị theo hướng hạ dần về trung tâm
của bể.
B. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG
Theo tài liệu khoan, địa tầng được mở ra của bể Cửu Long gồm đá móng cổ trước
Kainozoi và trầm tích lớp phủ Kainozoi. Đặc trưng thạch học - trầm tích, hóa thạch của
mỗi phân vị địa tầng được thể hiện tóm tắt trên cột địa tầng tổng hợp của bể. Để tiện
cho công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí các phân vị địa tầng được đối sánh
với các tập địa chấn. Các mặt phản xạ địa chấn đều trùng với các ranh giới của các phân
vị địa tầng.
SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

4



kết, sạn sỏi kết và các mảnh đá có thành phần chủ yếu là andesite và granite.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

5


Chương 1

GVHD: Thái Bá Ngọc

Tuổi của hệ tầng được Phan Huy Quynh (1979, 1980), Lê Văn Cự (1980), Nguyễn
Địch Dĩ, Đinh Văn Thuận (1985), Nguyễn Giao, Lê Trọng Cán (1987), Đỗ Bạt (1993,
2000) đã xác định là Paleogene theo phức hệ bào tử phấn. Bào tử phấn chủ yếu thuộc
đới Florschuetzia trilobata, các phụ đới Magnastriatites howardi, Crassoretitriletes
nanhaiensis, Crassoretitriletes vanraadshoovenri, errutricolporites pachydermus. Các
phân tích cổ sinh của VDK cho các giếng khoan ngày nay đều xác định tuổi Oligocene
sớm.
Hệ tầng Trà Cú nằm phủ không chỉnh hợp trên phức hệ đá móng trước Kainozoi
và nằm dưới hệ tầng Trà Tân. Các trầm tích hệ tầng Trà Cú gồm chủ yếu là các trầm
tích cát kết, sét kết (sét kết chứa vật liệu hữu cơ), đôi khi có các lớp than mỏng. Các
trầm tích của hệ tầng có thể nằm nghiêng với góc dốc lớn.
Các trầm tích hệ tầng Trà Cú được tích tụ trong điều kiện môi trường sông ở vùng
cao, hồ ở trung tâm bể, được lấp đầy ở vùng trũng sâu quanh cấu tạo Bạch Hổ, Bà Đen,
Rồng, Sói và cấu tạo Sư Tử Trắng ở đới trũng Cửu Long Bắc. Các trầm tích của hệ tầng
Trà Cú được phủ trực tiếp trên đá móng và đóng vai trò tầng chứa, mang tính địa
phương.
Hệ Paleogene
Thống Oligocene
Phụ thống Oligocene thượng

Tầng Trà Tân dưới được liên kết với tập địa chấn E gồm chủ yếu cát kết

xen kẹp sét kết, bột kết. Cát kết arkose, lithic arkose, độ hạt mịn, trung bình - rất thô và
cuội kết , độ bào tròn từ bán góc cạnh đến bán tròn cạnh, được gắn kết khá chắc bởi xi
măng carbonate, sét, thạch anh. Sét kết màu nâu đậm - nâu đen giàu vật chất hữu cơ. Tỉ
lệ cát kết/ sét kết (cát chiếm 45 - 65%), tăng dần khi đi từ trung tâm của bể về phía Tây
Nam ở lô 16, lô 17. Các trầm tích của tầng có thể nằm nghiêng với góc dốc lớn, được
tích tụ trong môi trường đồng bằng ven hồ, hồ nước ngọt và đồng bằng alluvi. Tầng Trà
Tân dưới là tầng chứa dầu quan trọng.


Tầng Trà Tân giữa được liên kết với tập địa chấn D gồm chủ yếu sét kết,

bột kết xen kẹp cát kết và các lớp than mỏng. Sét kết dày màu nâu đậm - nâu đen rất
giàu vật chất hữu cơ. Các trầm tích của tầng có thể nằm nghiêng thoải - biến đổi nhiều,
được lắng đọng trong môi trường hồ, hồ sâu đến vũng vịnh, đồng bằng ven bờ, diện tích
phân bố tương đối rộng gần khắp toàn bể. Tầng Trà Tân giữa đóng vai trò tầng sinh
dầu/ khí chính, đồng thời cũng là tầng chắn khu vực của bể Cửu Long.


Tầng Trà Tân trên được liên kết với tập địa chấn C gồm chủ yếu cát kết xen

kẹp sét kết, bột kết. Cát kết hạt thô, màu xám trắng, sét kết màu nâu đậm - nâu đen giàu
vật chất hữu cơ giàu loại humic và sapropel, được lắng đọng trong môi trường đầm hồ
nước lợ, vũng nước ngọt và đồng bằng alluvi, nghèo Bosedinia spp..., chiếm ưu thế
trong các mặt cắt giếng khoan. Các trầm tích tầng Trà Tân trên phân bố rộng khắp bể,
có thể nằm nghiêng - ít biến đổi nhiều. Tại nhiều giếng khoan ở các lô 01/97 và lô 02/97

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt


(khá ổn định từ 400m - 800m).
Các trầm tích hệ tầng Bạch Hổ lắng động trong môi trường sông, đầm lầy, đồng
bằng ven bờ ở phần dưới chuyển sang môi trường trầm tích ven bờ biển nông ở phần
trên.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

8


Chương 1

GVHD: Thái Bá Ngọc

Hệ tầng Bạch Hổ được chia hai tầng gồm tầng Bạch Hổ dưới và tầng Bạch Hổ
trên.


Tầng Bạch Hổ dưới: Các trầm tích chủ yếu gồm cát kết xen kẽ với sét kết,

bột kết. Cát kết màu trắng, hồng đục, hơi xám, độ hạt mịn đến trung bình, trung bình
đến thô, rất thô, độ bào mòn từ sắc cạnh đến bán tròn cạnh, độ chọn lọc từ vừa đến tốt,
gắn kết kém. Sét kết màu xám tối, nâu đậm, nâu đỏ, vàng, đỏ. Xi măng gắn kết là sét
kaolinite với ít xi măng calcite, mica, sericite và carbonate. Bột kết màu xám đến nâu,
xanh lá nhạt đến xám, chứa sét carbonate, bột kết từ xốp đến cứng vừa, giàu kaolinite,
chứa biotite và xi măng sét. Các trầm tích được tích tụ trong môi trường đầm lầy, ven
sông, chúng thuộc phần giữa tam giác châu xa cửa sông. Đá magma phun trào gặp ở
nóc của tầng, phổ biến ở phía Bắc bể chủ yếu ở lô 01/97, 02/97, một ít ở cấu tạo Ruby
thành phần chủ yếu basalt, andesite - basalt, trachyt - basalt, andesite và tuff.


định gồm cả tầng sét Rotalia) đã xác định hệ tầng Côn Sơn ở giếng khoan 15B - 1.
Các phân tích cổ sinh hiện nay của VDK cho các giếng khoan mới đều xác định
tuổi Miocene trung cho hệ tầng này. Tuổi hệ tầng Côn Sơn được xác lập theo tập hợp
foramminifera gồm chủ yếu Ammonia tochigiensis, Ammonia, Trochamiana, Orbulina
universa, thuộc đới (N9 - N15) và bào tử phấn hoa chủ yếu gồm Florschuetzia levipoli,
Acrostichum, Florschuetzia trilobata, Florschuetzia semilobata.
Hệ tầng Côn Sơn được liên kết với tập địa chấn BII bao gồm toàn bộ các trầm tích
phủ không chỉnh hợp góc yếu lên các trầm tích của hệ tầng Bạch Hổ. Sự thay đổi đột
ngột vật liệu trầm tích từ sét Rotalia đến cát kết dạng khối rắn chắc, xi măng giàu vôi,
calcite, anhydrite và xen các lớp mỏng sét kết. Ranh giới dưới được thể hiện rõ trên các
phân tích cổ sinh, qua sự thay đổi đột ngột môi trường trầm tích cũng như mức độ phong
phú các phức hệ cổ sinh khi qua ranh giới. Ranh giới dưới được xác định là nóc hệ tầng
Bạch Hổ (nóc lớp sét Rotalia) - nóc tập BI.. Ranh giới trên được xác định là đáy tầng
cát dày của trầm tích hệ tầng Đồng Nai - nóc tập BII nằm ngang.
Các trầm tích hệ tầng Côn Sơn chủ yếu là cát kết hạt mịn, trung - thô xen với các
lớp bột kết, đá vôi và vỉa than mỏng, phong phú glauconite. Cát kết màu xám vàng nhạt
- xám, nâu nhạt, độ hạt từ mịn đến thô, độ bào mòn từ á sắc cạnh đến tròn cạnh, độ chọn
lọc từ kém đến trung bình, gắn kết kém đến cứng - rất cúng. Nhiều mảnh đá, vật liệu
than, ít pirite. Xi măng sét giàu dolomite, anhydrite và calcite ở phần dưới của hệ tầng.
Hệ tầng được thành tạo trong môi trường sông, đầm lầy và ven bờ biển nông.
Hệ Neogene
Thống Miocene
Phụ thống Miocene thượng
Hệ tầng Đồng Nai_Tập địa chấn BIII
Hệ tầng Đồng Nai được Ngô Thường San xác lập năm 1980 ở giếng khoan 15 - G
- 1X. Tuổi của hệ tầng được xác lập theo tập hợp phong phú bào tử phấn và
SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

10


gắn kết yếu được thành tạo trong môi trường sông ở phía Tây, biển nông và lòng sông
ở phía Đông. Các trầm tích hệ tầng gần như nằm ngang, nghiêng thoải và không biến
vị, không có tiềm năng dầu khí.
Thống Pliocene - hệ Đệ Tứ
Hệ tầng Biển Đông_Tập địa chấn A
Hệ tầng Biển Đông được Lê Văn Cự, Hồ Đắc Hoài xác lập năm 1982. Tuổi của
hệ tầng được xác lập theo tập hợp phong phú các hóa đá foraminifera, Nannoplaktonic
và bào tử phấn hoa. Foraminifera chủ yếu là Asterorotalia trispinosa, Pseudorotalia,
Globoratalia inflate, Pulleniatina, Pseudorotalia, Globigerinoides, (N19 - N23).
Nannoplanktonic chủ yếu Discoaster brouweri, (NN12 - NN19) và bào tử phấn hoa chủ
yếu là Pinus, Rhizophora, Dacrydium, Phyllocladus, tuổi Pliocene - Đệ Tứ. Hệ tầng
Biển Đông là tầng trầm tích nằm trên cùng, nằm gần như ngang, nghiêng thoải và không
bị biến vị, nằm phủ lên trên hệ tầng Đồng Nai.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

11


Chương 1

GVHD: Thái Bá Ngọc

Hệ tầng Biển Đông gồm chủ yếu cát hạt mịn với ít lớp mỏng sét kết màu xám nhạt, rất
giàu hóa đá biển (đôi khi tạo thành khoảng địa tầng chủ yếu là các mảnh sinh vật biển).
Các trầm tích được thành tạo trong môi trường biển nông trong và giữa.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

12

Kainozoi sớm.
 Vào đầu Kainozoi do sự va chạm mạnh ở góc hội tụ Tây Tạng giữa các mảng Ấn
Độ và Âu - Á làm vi mảng Indosinia bị thúc trồi xuống Đông Nam theo các đứt gãy
trượt bằng lớn như đứt gãy sông Hồng, Maeping - Hậu Giang - Three Pagodas và
kinh tuyến 110, với xu thế trượt trái ở phía Bắc và trượt phải ở phía Nam tạo nên
các trũng Đệ Tam trên các đới khâu ven rìa, trong đó có bể Cửu Long. Kết quả đã
hình thành các hệ thống đứt gãy khác có hướng gần Đông Bắc - Tây Nam. Như vậy,
bể Cửu Long bên cạnh hướng ĐB - TN còn có các hệ đứt gãy có hướng cận kề
chúng
 Hệ thống đứt gãy Đông - Tây có tuổi trẻ hơn phân cắt hệ thống đứt gãy trước,
nhiều nơi thấy rõ sự dịch chuyển ngang Đông - Tây. Một điểm lưu ý là bức tranh
cấu trúc ở nơi gặp giữa các đứt gãy Đông - Tây với đới nâng trung tâm, đặc biệt là
ở phía Tây cấu tạo Bạch Hổ, ở đây xảy ra quá trình nén ép cục bộ và xuất hiện một
số đứt gãy chòm nghịch có xu hướng hội tụ ở vòm trung tâm.
 Vào cuối Oligocene muộn, do các chuyển động xoay và nén ép đã hình thành hệ
thống đứt gãy Bắc - Nam, tập trung chủ yếu ờ phía Đông của bể.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Tấn Đạt

14