Đề tài Nghiên cứu và phân tích đặc điểm phát triển địa chất Kainozoi bể Cửu Long và tiềm năng dầu khí

MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Trong các bể trầm tích Đệ tam trên thềm lục địa Việt Nam, bể Cửu Long được xếp hàng đầu về mức độ nghiên cứu cũng như tính hấp dẫn về phương diện kinh tế Dầu khí. Trữ lượng và tiềm năng dự báo khoảng 700 – 800 triệu m3 quy đổi dầu chiếm khoảng 20% tổng trữ lượng tiềm năng toàn quốc. Bể được lấp đầy bởi các trầm tích lục nguyên, đôi chỗ chứa than với bề dày ở phần Trung tâm đạt trên 8000m và mỏng dần về phía các cánh. Hoạt động dầu khí ở đây được triển khai từ đầu những năm 1970, đến nay đã khoan thăm dò và phát hiện dầu trong Oligoxen, Mioxen dưới và móng phong hoá nứt nẻ. Dầu được khai thác đầu tiên ở mỏ Bạch Hổ cho đến nay đã có thêm nhiều mỏ được đưa vào khai thác là mỏ Rồng, Rạng Đông và Ruby và nhiều phát hiện dầu khí khác cần được thẩm lượng. Đặc biệt việc mở đầu phát hiện dầu trong móng phong hoá nứt nẻ ở mở Bạch Hổ là sự kiện nổi bật nhất, không những làm thay đổi phân bố trữ lượng và đối tượng khai thác mà còn tạo ra một quan niệm địa chất mới cho việc thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam.Với khoảng 100 giếng khai thác dầu từ móng của 4 mỏ Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, và Ruby cho lưu lượng giếng hàng trăm tấn/ngày đêm, có giếng đạt tới trên 1000tấn/ngày đêm đã và đang khẳng định móng phong hoá nứt nẻ có tiềm năng dầu khí lớn là đối tượng chính cần được quan tâm hơn nữa trong công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí trong tương lai của bể Cửu Long và vùng kế cận. Ngoài ra các dạng bẫy phi cấu tạo trong trầm tích Oligocen là đối tượng hy vọng có thể phát hiện các mỏ dầu khí mới ở đây. Tuy nhiên theo đánh giá một cách có cơ sở thì đến nay con số đã được phát hiện chiếm khoảng 71% và trữ lượng chưa phát hiện là khoảng 29%. Như vậy gần 1/3 trữ lượng chưa xác định rõ sự phân bố và thuộc đối tượng nào. Câu hỏi đặt ra cho ta phải suy nghĩ về phương hướng và cách tiếp cận để mở rộng công tác tìm kiếm và thăm dò ở khu vực này. Vì lý do đó mà học viên đã chọn bể trầm tích này để làm luận văn với tiêu đề: Đặc điểm phát triển địa chất của bể Cửu Long và tiềm năng dầu khí. Mục tiêu của luận văn Nghiên cứu các đặc điểm phát triển địa chất nhằm làm sáng tỏ quá trình hình thành, phát triển các cơ chế thành tạo và phạm vi ranh giới của bể Cửu Long Xác định đặc điểm địa chất, các phân vị địa tầng của bể Xác định đặc điểm cấu trúc, kiến tạo, hệ thống đứt gãy, hoạt động núi lửa và các pha nghịch đảo kiến tạo trong Kainozoi Nghiên cứu đặc điểm hệ thống dầu khí nhằm đánh giá và dự báo tiềm năng dầu khí của bể Kết quả đạt được của luận văn Làm sáng tỏ các đặc điểm phát triển địa chất trong Kainozoi và tiềm năng khoáng sản dầu khí của bể trầm tích Cửu Long Ý nghĩa Khoa học Các kết quả đạt được của luận văn này có thể làm sáng tỏ thêm quá trình lịch sử phát triển địa chất trong Kainozoi và các yếu tố khác trong hệ thống dầu khí như đá sinh, đá chứa, đá chắn, bẫy, thời gian sinh thành và dịch chuyển khi dầu khí sinh ra từ các tập đá mẹ đến nạp vào các bẫy. Kết quả này có thể là tài liệu tham khảo tốt cho các nhà lãnh đạo hoạch định phương hướng chiến lược tìm kiếm tiếp theo trong thời gian tới Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của luận văn này có thể áp dụng một phần trong công tác tìm kiếm – thăm dò và khai thác dầu khí ở bể Cửu Long trong thời gian tới. Lời cảm ơn Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS. TS Tạ Trọng Thắng, Chủ nhiệm Bộ môn Địa chất Dầu khí, Khoa Địa chất, Trường ĐHKHTN, ĐHQGHN. Trong quá trình xây dựng và hoàn thiện bản luận văn, học viên cũng đã được KS. Trần Hữu Thân, cán bộ TTNC Biển và Đảo, các thầy cô trong Bộ môn Địa chất Dầu khí và cán bộ của TTNC Biển và Đảo giúp đỡ tận tình, cung cấp tài liệu và phương tiện để học viên hoàn thành được bản luận văn này. Nhân dịp này học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới tất cả mọi người đã quan tâm, giúp đỡ trong suốt quá trình xây dựng và viết luận văn. Học viên cũng xin gửi tới gia đình, người thân và bè bạn đã tạo mọi điều kiện cho học viên hoàn thành nhiệm vụ của mình. Học viên xin trân trọng cảm ơn. CHƯƠNG 1: VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ BỂ CỬU LONG VỊ TRÍ ĐỊA LÝ BỂ CỬU LONG Bể trầm tích Kainozoi Cửu Long nằm ở vị trí có toạ độ địa lý trong khoảng 9o00’ - 11o00’ vĩ độ Bắc và 106o30’ - 109o00’ kinh độ Đông, nằm chủ yếu trên thềm lục địa phía Nam Việt Nam và một phần đất liền thuộc khu vực cửa sông Cửu Long còn phần lớn nằm trên thềm lục địa Việt Nam. Bể có hình bầu dục, nằm dọc theo bờ biển Vũng Tàu – Bình Thuận. Bể Cửu Long được xem là bể trầm tích Kainozoi khép kín điển hình của Việt Nam. Tuy nhiên, nếu tính theo đường đẳng dày trầm tích 1000m thì bể có xu hướng mở về phía ĐB, phía Biển Đông hiện tại. Bể Cửu Long tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bể Nam Côn Sơn và đới nâng Côn Sơn, phía TN là đới nâng Khorat- Natuna và phía ĐB là đới cắt trượt Tuy Hòa ngăn cách với bể Phú Khánh. Bể có diện tích khoảng 36.000 km2 , bao gồm các lô: 9,15, 16, 17 và một phần của các lô: 1, 2, 25 và 129. Bể được bồi lấp chủ yếu bởi trầm tích lục nguyên Đệ Tam, chiều dày lớn nhất tại trung tâm bể có thể đạt tới 8 km (Hình 1.1, Hình 1.2)
Hình 1.1: Vị trí Bể Cửu Long (Nguồn: Địa chất và Tài nguyên dầu khí Việt Nam) Hình 1.2: Mặt cắt địa chấn tuyến S18 cắt dọc bể Cửu Long (Nguồn: Tài liệu TTNC Biển và Đảo) Hình 1.2: Mặt cắt địa chấn tuyến S18 cắt dọc bể Cửu Long (Nguồn: Tài liệu TTNC Biển và Đảo) LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, TÌM KIẾM, THĂM DÒ VÀ KHAI THÁC DẦU KHÍ Trong công tác nghiên cứu, tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí trên thềm lục địa Việt Nam, bể Cửu Long là một trong những nơi được tiến hành đầu tiên. Với thành quả phát hiện các mỏ Bạch Hổ và Rồng, Rạng Đông… đã đưa vào khai thác và một loạt các phát hiện khác đã nói lên tầm quan trọng của bể trầm tích này về dầu khí hiện đại và tương lai đối với Việt Nam gần đây càng được chú trọng và tập trung nghiên cứu thích đáng. Căn cứ vào quy mô, mốc lịch sử và kết quả thăm dò, lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí của bể Cửu Long được chia ra thành các giai đoạn: Giai đoạn trước năm 1975 Từ trước năm 1975 đã có nhiều công ty nước ngoài đầu tư tìm kiếm, thăm dò dầu khí ở bể này. Năm 1967 US Navy Oceanographic Office đã tiến hành khảo sát từ hàng không gần khắp lãnh thổ Miền Nam. Năm 1967 – 1968 hai tàu Ruth và Maria của Alpine Geophysical Corporation đã tiến hành đo 19.500km tuyến địa chấn ở phía Nam Biển Đông trong đó có tuyến cắt qua bể Cửu Long. Từ những năm 1969 – 1970 cùng với thềm phía Nam, bể Cửu Long đã được phủ mạng lưới địa chấn 30 x 50 km do công ty MANDREL tiến hành. Năm 1973 – 1974 đã đấu thầu trên 11 lô, trong đó có 3 lô thuộc bể Cửu Long là 09,15 và 16. Năm 1974, công ty Mobil trúng thầu trên lô 09 đã tiến hành khảo sát địa vật lý, chủ yếu là địa chấn phản xạ 2D và tiến hành đo cổ từ và trọng lực với khối lượng là 3.000 km tuyến 2D. Vào cuối năm 1974 và đầu năm 1975 Công ty Mobil đã khoan giếng khoan tìm kiếm đầu tiên trong bể Cửu Long, giếng khoan BH – 1X ở phần đỉnh của cấu tạo Bạch Hổ. Kết quả thử vỉa đối tượng cát kết Miocen dưới ở chiều sâu 2.755 – 2.819m đã cho dòng dầu công nghiệp, lưu lượng dầu đạt 342m3 /ngày, đêm. Kết quả này đã khẳng định triển vọng và tiềm năng dầu khí của bể Cửu Long. Giai đoạn sau năm 1975 Với sự thay đổi chính trị của đất nước năm 1975, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí cũng có một bước ngoặt mới với nhiều thành quả đáng ghi nhận. Ngay sau khi thống nhất đất nước, năm 1976 Công ty địa vật lý CCG (Pháp) đã tiến hành khảo sát địa chấn 2D, các tuyến khu vực nhằm liên kết địa chất từ các lô 09, 16, 17 vào đất liền thuộc đồng bằng Cửu Long. Tổng cục dầu khí Việt Nam ngày đó đã tiến hành tìm kiếm, thăm dò ở một số vùng trong đồng bằng sông Cửu Long và đã tiến hành khoan tìm kiếm 2 giếng khoan CL – 1X và HG – 1X. Kết quả hai giếng khoan này cho phép các nhà địa chất dầu khí Việt Nam theo dõi sự thay đổi trong lát cắt trầm tích Đệ Tam trong khu vực này. Kết quả phân tích mẫu từ hai giếng khoan này cho thấy trầm tích Đệ Tam rất nghèo VCHC và hầu như không có khả năng sinh dầu. Tài liệu đánh giá địa hóa cho hai giếng khoan này chỉ dừng lại ở đây với những kết quả sơ bộ như vậy. Tiếp sau, Công ty địa vật lý GECO (Nauy) đã khảo sát địa chấn 2D trên một số lô với tổng số chiều dài 11.898,5 km tuyến và để làm chi tiết trên cấu tạo Bạch Hổ công ty Geeo đã đo địa chấn với mạng lưới tuyến 2x2, 1x1. Deminex cũng đã hợp đồng thu nổ địa chấn và khoan 4 giếng trên các cấu tạo triển vọng của lô 15 và kết quả là gặp các biểu hiện dầu khí trong cát kết Miocen dưới và Oligocen. Các giếng khoan còn lại có tìm thấy các dấu hiệu của Hydrocacbon nhưng không đáng kể, vì vậy năm 1981 công ty Deminex đã ngừng công việc tìm kiếm thăm dò tại lô 15 và rút khỏi Việt Nam.Trong giai đoạn này sự kiện có ý nghĩa trọng đại trong ngành dầu khí Việt Nam là việc ký hiệp định giữa hai chính phủ Liên Xô cũ và Việt Nam nhằm tìm kiếm thăm dò dầu khí ở khu vực Bạch Hổ và Rồng. Năm 1987 công ty Địa vật lý Thái Bình Dương của Liên Xô đã tiến hành khảo sát địa chấn, tổng số tuyến khảo sát lên tới 3.000km, khối lượng công tác địa vật lý khá đồ sộ và chi tiết đã tạo tiền đề quan trọng để Công ty Vietsovpetro lựa chọn được các giếng khoan thăm dò thích hợp ở khu vực đấu thầu và đã phát hiện dầu thô trong trầm tích Oligocen và Miocen ở cấu tạo Bạch Hổ. Từ năm 1981, Tổng Cục Dầu Khí đã chú ý một cách thích đáng công tác nghiên cứu khoa học, vì vậy hàng loạt đề tài cấp nhà nước, cấp nghành được triển khai trên khắp các bể trầm tích vùng thềm lục địa Việt Nam. Từ năm 1986-1990, theo đơn đặt hàng của Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu khí Vietsovpetro, Viện Dầu khí đã tiến hành hàng loạt các đề tài nghiên cứu về cấu trúc và đánh giá tiềm năng dầu khí của bể Cửu Long. Có thể nói từ năm 1981 – 1990 là bước khởi đầu song cũng chính là thời kỳ phát triển mạnh mẽ công tác nghiên cứu địa hóa dầu khí ở bể Cửu Long nói riêng và Việt Nam nói chung đã để lại một mốc son quan trọng trong lĩnh vực địa hóa dầu khí ở nước ta. Điểm nổi bật trong giai đoạn này là XNLD Vietsovpetro đã khoan 04 giếng trên các cấu tạo Bạch Hổ và Rồng trong đó 03 giếng phát hiện các vỉa dầu công nghiệp trong cát kết Miocen dưới và Oligocen, tháng 9 năm 1988 Vietsovpetro phát hiện dầu trong đá móng granit nứt nẻ. Giai đoạn từ năm 1989 đến nay: Đây là giai đoạn phát triển mạnh mẽ nhất công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí ở bể Cửu Long. Hàng loạt các giếng khoan thăm dò và khai thác được tiến hành ở hai mỏ Rồng và Bạch Hổ cũng như các cấu tạo lân cận như Bà Đen 1X, Tam Đảo 1X, Ba Vì 1X. Công tác nghiên cứu về cấu trúc kiến tạo đá móng granitoit cũng như nghiên cứu địa hóa dầu khí được tiến hành mạnh mẽ hơn bao giờ hết. Sau việc phát hiện ra dầu thô trong đá móng granodiorit đã lôi cuốn các công ty nước ngoài mạnh dạn đầu tư vào tìm kiếm thăm dò bể Cửu Long. Năm 1995 phòng Địa chất tìm kiếm thăm dò thuộc Viện NHIPI đã sử dụng tài liệu địa vật lý giếng khoan, tài liệu địa chấn 3D liên kết chi tiết các tầng trầm tích chứa dầu khí Oligocen dưới khu vực ĐB mỏ Bạch Hổ, từ đó xác định được mối quan hệ phân bố của tầng đá chứa Oligocen dưới với các tài liệu Carota, địa chấn, các biểu hiện của tầng tựa, tầng chứa để dự báo sự phát triển và phân bố các tầng đá chứa Oligocen dưới ở các khu vực có số liệu lỗ khoan hạn chế. Khối lượng khảo sát địa chấn trong giai đoạn này, 2D là 21.408km và 3D là 7.340,6km2. Khảo sát địa chấn 3D được tiến hành hầu hết trên các diện tích có triển vọng và trên các vùng mỏ đã phát hiện. Đến cuối năm 2003 đã có 9 hợp đồng TKTD được ký kết trên các lô với tổng số giếng khoan thăm dò, thẩm lượng, khai thác là 300 giếng trong đó Vietsovpetro chiếm khoảng 70%. Bằng kết quả khoan nhiều phát hiện dầu khí đã được xác định như: Rạng Đông (lô 15.2), Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Sư Tử Trắng (lô 15.1), Topaz North, Diamond, Pearl, Emerald (lô 01), Cá Ngừ Vàng (lô 09.2), Voi Trắng (lô 16.1), Đông Rồng, Đông Nam Rồng (lô 09.1). Trong số phát hiện này có 05 mỏ dầu: Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Sư Tử Đen, Hồng Ngọc hiện đang được khai thác với tổng sản lượng khoảng 45.000 tấn/ngày.