Đặc điểm nứt nẻ trong đá móng granitoid mỏ Hải Sư Đen trên cơ sở phân tích tổng hợp tài liệu ĐVLGK và thuộc tính địa chấn

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

HÀ NỘI – 2015




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

Ngành. Kỹ thuật địa vật lý
Mã số. 62520502

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

ii



MỤC LỤC

Lời cam đoan i
Mục lục ii
Danh mục các bảng iv
Danh mục các hình vẽ v
Danh mục các kí hiệu, viết tắt xvi
Mở đầu xix
Lời cảm ơn xxiv
CHƯƠNG 1 – ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT - ĐỊA VẬT LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU

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

Hải Sư Đen. 71
2.4.1. Cơ sở dữ liệu 71
2.4.2. Các bước thực hiện 71
CHƯƠNG 3 - ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID MỎ HẢI SƯ
ĐEN THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
3.1 . Đặc điểm nứt nẻ theo tài liệu Địa Vật Lý Giếng Khoan 75
3.2 . Đặc điểm nứt nẻ theo tài liệu Địa chấn 85
CHƯƠNG 4 - MÔ HÌNH ĐỘ RỖNG NỨT NẺ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NỨT
NẺ TRONG MÓNG MỎ HẢI SƯ ĐEN
4.1. Mô hình độ rỗng nứt nẻ theo phương pháp mạng nơ-ron nhân tạo (Artificial
Neural Network – ANN) 103
4.2. Áp dụng phương pháp Co-Kriging để xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ. 109
4.3. Kiểm tra, so sánh, đối chiếu kết quả 115
4.4. Đánh giá đặc điểm và phân vùng khu vực nứt nẻ mỏ Hải Sư Đen . 122
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 131
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA NCS 133
TÀI LIỆU THAM KHẢO 134

iv



DANH MỤC CÁC BẢNG

STT
Tên hình
Nội dung
Trang
1
Bảng 1.1

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

Nội dung
Trang
CHƯƠNG 1
1
Hình 1.1
Vị trí địa lý bể Cửu Long
2
2
Hình 1.2
Vị trí địa lý mỏ Hải Sư Đen - Lô 15-2/01
2
3
Hình 1.3
Các khảo sát địa chấn 2D và 3D tại khu vực mỏ Hải Sư
Đen
7
4
Hình 1.4
Bản đồ đẳng sâu nóc móng mỏ Hải Sư Đen và vị trí các
giếng khoan.
7
5
Hình 1.5
Sơ đồ vị trí kiến tạo của bể Cửu Long trong bình đồ kiến
tạo khu vực Đông Nam Á
8
6
Hình 1.6
Sơ đồ địa chất đới Đà Lạt chỉ ra sự phân bố của các phức
hệ Granitoid Định Quán, Cà Ná (Ankroet), Đèo Cả

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 1.13
Biểu đồ phân loại thạch học cho các mẫu đá móng theo
giếng khoan tại cấu tạo Hải Sư Đen (Vừng Đông) và lân
cận
19
vi



14
Hình 1.14
So sánh mẫu đá móng tại cấu tạo Hải Sư Đen với các
mẫu đá của phức hệ Định Quán, Đèo Cả và Ankroet lấy
tại các điểm lộ trên khu vực đới Đà Lạt
20
15
Hình 1.15
Cột địa tầng tổng hợp tại bể Cửu Long
21
16
Hình 1.16
Biểu đồ tiềm năng sinh dầu và phân loại vật chất hữu cơ
trầm tích Oligoxen
25
17
Hình 1.17
Biểu đồ tiềm năng sinh dầu và phân loại VCHC trầm tích
Mioxen sớm
25
18

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

Hình 2.1
Sơ đồ phân bố trữ lượng trong móng ở bể Cửu Long
33
25
Hình 2.2
Các đới mạch hạt mịn (gouge) xuất hiện trên mặt đứt gãy
có thể đóng vai trò là các nêm chắn, ngăn sự di chuyển
của chất lưu lên các vỉa bên trên
35
26
Hình 2.3
Mô hình bẫy dầu khí móng nứt nẻ bể Cửu Long: (1) đá
chứa móng nứt nẻ; (2) Tập sét D – tầng chắn và tầng
sinh; (3) Đá chứa cát kết.
37
vii



27
Hình 2.4
Phân loại các đá móng theo phân vị địa chất và thạch học
38
28
Hình 2.5
Phân loại đá granitoid một số giếng khoan bể Cửu Long
38
29
Hình 2.6
Các kiểu khe nứt nguyên sinh của đá magma xâm nhập

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 2.10
Biến đổi độ rỗng đá móng nứt nẻ mỏ Bạch Hổ theo chiều
sâu
44
34
Hình 2.11
Bản đồ chiều sâu nóc móng cấu tạo Hải Sư Đen
45
35
Hình 2.12
Mặt cắt địa dọc theo cấu tạo Hải Sư Đen
45
36
Hình 2.13
Thành phần thạch học trong móng cấu tạo Hải Sư Đen
dọc theo giếng khoan HSD-3X: từ nóc móng đến độ sâu
4200m gặp đá granodiorit, từ độ sâu 4200m trở xuống
gặp đá monzogranit

46
37
Hình 2.14
Hệ thống đứt gãy Á vĩ tuyến tại mỏ Hải Sư Đen.
47
38
Hình 2.15
Hệ thống đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam tại mỏ Hải Sư
Đen.
48
39

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 2.21
Quy trình tính toán độ rỗng trong đá móng bằng phương
pháp thể tích
56
45
Hình 2.22
Hình ảnh giếng khoan
58
46
Hình 2.23
Mạch địa chấn phức (Taner et al., 1979)
61
47
Hình 2.24
Cường độ phản xạ tức thời và Tần số tức thời của xung
sóng địa chấn (Partyka, 2000)
62
48
Hình 2.25
Mạng nơ-ron điển hình
66
49
Hình 2.26
Mô hình của một nơ-ron
68
50
Hình 2.27
Hàm kích hoạt sigmoid
68
51

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

ix



57
Hình 3.5
Đường FMI cho giá trị mức độ nứt nẻ cao (FMI
intensity) điềm chỉ vị trí các đới nứt nẻ
82
58
Hình 3.6
Biểu đồ thể hiện hướng dốc và góc dốc theo phân loại hệ
thống nứt nẻ trên tài liệu FMI khu vực mỏ Hải Sư Đen
82
59
Hình 3.7
So sánh khoảng phân bố của các đới nứt nẻ trên tài liệu
FMI và kết quả minh giải độ rỗng của giếng khoan HSD-
2X và HSD-3X
83
60
Hình 3.8
So sánh khoảng phân bố của các đới nứt nẻ trên tài liệu
FMI và kết quả minh giải độ rỗng của giếng khoan HSD-
4X và HSD-5XP
83
61
Hình 3.9
Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa giá trị Vp/Vs theo độ
sâu tại các giếng khoan trên cấu tạo hải Sư Đen.

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 3.16
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 Relative AI
89
69
Hình 3.17
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và
HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải
90
x



độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính Relative AI
70
Hình 3.18
Mặt cắt thể hiện thuộc tính biên ngoài (Envelope).
90
71
Hình 3.19
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 Envelope

91
72

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.

93
77
Hình 3.25
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 sweetness.
94
78
Hình 3.26
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)

94
xi



và thuộc tính sweetness.
79
Hình 3.27
Mặt cắt thể hiện thuộc Reflection intensity.
95
80
Hình 3.28
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 Reflection

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)

và thuộc tính Cosine of phase.

97
85
Hình 3.33
Mặt cắt thể hiện thuộc tính Gradient magnitude.
98
86
Hình 3.34
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 gradient
magnitude.
98
xii



87
Hình 3.35
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 gradient magnitude.
99
88
Hình 3.36
Mặt cắt thể hiện thuộc tính biên độ RMS
99

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

Hình 3.41
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 Ant tracking.

102
CHƯƠNG 4
94
Hình 4.1
Lát cắt ngang tại độ sâu 3424m từ mô hình độ rỗng
ANN.
105
95
Hình 4.2
Lát cắt ngang tại độ sâu 3624m từ mô hình độ rỗng
ANN.
105
xiii



96
Hình 4.3
Lát cắt ngang tại độ sâu 4124m từ mô hình độ rỗng
ANN.
106
97
Hình 4.4
Phân bố độ rỗng dọc theo nóc móng từ mô hình ANN.

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

104
Hình 4.11
Mặt cắt dọc qua các giếng khoan HSD-4X, VD-1X, VD-
2X, HSD-2X và HSD-3X từ mô hình độ rỗng Co-Kriging
110
105
Hình 4.12
Mặt cắt dọc qua các giếng khoan HSD-4X và HSD-1X từ
mô hình độ rỗng Co-Kriging.
112
106
Hình 4.13
Lát cắt ngang tại độ sâu 3424m từ mô hình độ rỗng Co-
Kriging.
112
107
Hình 4.14
Lát cắt ngang tại độ sâu 3624m từ mô hình độ rỗng Co-
Kriging.
113
108
Hình 4.15
Lát cắt ngang tại độ sâu 4124m từ mô hình độ rỗng Co-
Kriging.
113
109
Hình 4.16
Phân bố độ rỗng dọc theo nóc móng từ mô hình Co-
Kriging.
114

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

118
115
Hình 4.22
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging
với độ rỗng từ giếng khoan HSD-2X
118
116
Hình 4.23
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging
với độ rỗng từ giếng khoan HSD-4X
119
117
Hình 4.24
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging
với độ rỗng từ giếng khoan VD-1X
119
118
Hình 4.25
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging
với độ rỗng từ giếng khoan VD-2X
120
119
Hình 4.26
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging
với độ rỗng từ giếng khoan HSD-5XP
121
120
Hình 4.27
Sơ đồ phân chia các phân vùng các đặc điểm nứt nẻ khác
nhau trong móng mỏ Hải Sư Đen.

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

Mặt cắt dọc theo giếng khoan HSD-1X và HSD-5XP từ
mô hình độ rỗng Co-Kriging tại phân vùng 2 và kết quả
minh giải FMI cho thấy hệ thống khe nứt chủ yếu phân
bố theo phương Đông Tây
126
127
Hình 4.34
Kết quả minh giải FMI của giếng HSD-5XP.
126
128
Hình 4.35
Mặt cắt dọc theo giếng khoan HSD-1X và VD-2X từ mô
hình độ rỗng Co-Kriging tại phân vùng 3
127
129
Hình 4.36
Mặt cắt dọc từ mô hình độ rỗng Co-Kriging qua phân
vùng 3 và phân vùng 4 cho thấy phân vùng 4 có độ rỗng
kém, hệ thống nứt nẻ thưa thớt, rải rác
128
130
Hình 4.37
Mặt cắt dọc từ mô hình độ rỗng Co-Kriging qua phân
vùng 4 và phân vùng 5
129
131
Hình 4.38
Mặt cắt dọc từ mô hình độ rỗng Co-Kriging qua phân
vùng 4, 5 và 6
130

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)

6
CNL
Phương pháp nơtron
7
DLL
Phương pháp đo sâu sườn
8
DT
Thời gian truyền sóng siêu âm (DT)
9
DST
Thử vỉa cần khoan
10
ĐVLGK
Địa vật lý giếng khoan
11
GR
Cường độ bức xạ gamma (Gamma ray)
12
I
Trở sóng
13
HC
Hydrocacbon
14
K
Độ thấm
15
km
Kilômet

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

Độ rỗng bằng phương pháp nơtron
xvii



26
PHIE
Độ rỗng hiệu dụng
27
PNN
Mạng nơ ron xác suất (Probabilistic Neural Network)
28
PP
Phương pháp
29
PSC
Hợp đồng phân chia sản phẩm
30
R
Điện trở suất
31
RHOB
Mật độ
32
RMS
Trung bình bình phương
33
R
t

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

Thời gian truyền sóng hai chiều (Two Way Time)
31
VCHC
Vật chất hữu cơ
32
V
shl
Thể tích sét
33
@
Tại
34
ft
Bộ (foot)
35
µs
Micro giây
36
Ωm
ôm mét
37

Điện trở suất
38
FMI
Hình ảnh thành giếng khoan (Fullbore Formation
MicroImager)
39
PLT
Production logging tool

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

48
Vs
Vận tốc sóng ngang




xix



MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, dầu khí đã được tìm thấy ngày càng nhiều hơn trong các
đá móng nứt nẻ khác nhau trên thế giới. Tại Việt Nam nhiều mỏ dầu đã được phát hiện và
khai thác trong móng granitoid nứt nẻ như các mỏ: Bạch Hổ, Rồng, Sư Tử Đen, Sư Tử
Vàng, Sư Tử Nâu, Cá Ngừ Vàng, Rạng Đông, Phương Đông, Hải Sư Đen, Diamond,
Ruby, Hổ Xám South, Thăng Long, Đông Đô, Đồi Mồi, Kình Ngư Trắng, Kình Ngư Trắng
Nam, Kình Ngư Vàng Nam.
Tiềm năng dầu khí còn lại ở bể Cửu Long là rất lớn, trong khi đó mỏ lại nhỏ, hệ
thống nứt nẻ phức tạp dẫn đến việc khoan thăm dò thẩm lượng và khai thác gặp nhiều rủi
ro (ví dụ như Rạng Đông, Phương Đông, Cá Ngừ Vàng, Azurite, Hổ Xám và Hải Sư
Đen). Có nhiều nguyên nhân mà trong đó nổi bật nhất là do khoan không vào các đới nứt
nẻ tốt của mỏ gây thiệt hại kinh tế rất lớn. Chính vì thế việc nghiên cứu để dự đoán hệ
thống nứt nẻ là rất cần và cấp thiết.
Để góp phần giải quyết nhu cầu cấp thiết trên, NCS đã chọn đề tài luận án nghiên cứu
“Đặc điểm nứt nẻ trong đá móng granitoid mỏ Hải Sư Đen trên cơ sở phân tích tổng
hợp tài liệu ĐVLGK và thuộc tính địa chấn”. Đây là một công trình nghiên cứu thực
tiễn, có tính cấp thiết cao, sẽ đóng góp nhất định trong sản xuất và nghiên cứu, góp phần
đảm bảo sản lượng dầu khí trong những năm tới.

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.

 Tài liệu địa chấn 3D xử lý bằng CBM (controlled beam migration) và APSDM
(Anisotropy pre stack depth migration) năm 2009 của mỏ Hải Sư Đen.
 Tài liệu địa vật lý giếng khoan của 7 giếng: HSD-1X, HSD-2X/ST, HSD-3X,
HSD-4X, HSD-5XP, VD-1X, VD-2X, đo kiểm tra khai thác, thử vỉa tại khu vực
mỏ Hải Sư Đen.
 Các tài liệu nghiên cứu địa chất và kiến tạo lô 15-2/01.
5. Nội dung nghiên cứu
 Tổng hợp tài liệu địa chất, kiến tạo, địa vật lý và giếng khoan ở khu vực mỏ Hải
Sư Đen nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm địa chất, địa vật lý, cơ chế hình thành và
biến đổi của nứt nẻ trong móng mỏ Hải Sư Đen.
 Phân tích, minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan và mẫu lõi để xác định độ rỗng
nứt nẻ trong đá móng của các giếng khoan khu vực mỏ Hải Sư Đen.
xxi



 Minh giải tài liệu địa chấn 3D và phân tích khả năng của các thuộc tính địa chấn
trong dự báo nứt nẻ mỏ Hải Sư Đen.
 Ứng dụng các phần mềm hiện có (Petrel) để lựa chọn tổ hợp tối ưu các thuộc tính
địa chấn trong xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ cho đá móng granitoid.
 Nghiên cứu tích hợp các kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu giếng khoan và phân
tích thuộc tính địa chấn kết hợp với các thông tin địa chất và kiến tạo trong vùng
bằng phương pháp kết hợp các công cụ toán học: địa thống kê và mạng nơron.
6. Phương pháp nghiên cứu.
 Phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan, đo kiểm tra khai thác, thử vỉa
trong khu vực nghiên cứu để xác định đặc điểm của các hệ thống nứt nẻ, tính toán
độ rỗng.
 Phân tích tổ hợp tài liệu địa chấn ba chiều (thuộc tính địa chấn) với tài liệu địa vật
lý giếng khoan để xác định sự phân bố và đặc tính của các đới nứt nẻ trong móng
granitoid.

 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

tính địa chấn, kết quả minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan và các thông tin địa
chất – kiến tạo có được trong vùng nghiên đã cho phép xây dựng được mô hình
độ rỗng nứt nẻ trong đá móng granitoid mỏ Hải Sư Đen với độ chính xác và độ tin
cậy cao.
9. Những điểm mới của luận án
- Lần đầu tiên mô hình độ rỗng nứt nẻ trong móng granitoid mỏ Hải Sư Đen đã
được xây dựng bằng phương pháp mạng nơron nhân tạo và phương pháp địa
thống kê. Mô hình có sự phù hợp tốt với kết quả khoan, minh giải tài liệu địa vật
lý giếng khoan và thử vỉa.
- Khẳng định khả năng và vai trò quan trọng của các thuộc tính địa chấn và tài liệu
địa vật lý giếng khoan trong nghiên cứu các hệ thống nứt nẻ trong móng granitoid
mỏ Hải Sư Đen và các khu vực khác có các đặc điểm địa chất dầu khí tương tự.
10. Cấu trúc luận án.
Nội dung luận án bao gồm: phần mở đầu, 4 chương , kết luận và kiến nghị, danh sách tài
liệu tham khảo và các công trình khoa học. Toàn bộ luận án được trình bày trong 137 trang
đánh máy khổ giấy A4, 132 hình vẽ, 4 biểu bảng và 33 tài liệu tham khảo.

xxiii



LỜI CẢM ƠN.
Trong quá trình tiến hành nghiên cứu luận án, NCS đã nhận được sự giúp đỡ tận tình
của các thầy giáo hướng dẫn. NCS xin được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến tập thể giáo viên
thuộc bộ môn Địa Vật Lý trường Đại Học Mỏ - Địa chất và đặc biệt là PGS. TS. Nguyễn
Văn Phơn và TS. Nguyễn Huy Ngọc.
NCS xin trân trọng cám ơn các thầy cô trong hội đồng cùng các phản biện đã đóng
góp ý kiến quý báu cho luận án. Xin được chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại Học
Mỏ - Địa chất và Tổng Công Ty Thăm Dò Khai Thác Dầu Khí (PVEP) đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi về thời gian, phương tiện để NCS có thể hoàn thành luận án của mình.

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.