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

Header Page 1 of 123.

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

Footer Page 1 of 123.


Header Page 2 of 123.

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.

Mã số.

Kỹ thuật địa vật lý
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

Footer Page 2 of 123.


Header Page 3 of 123.

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

Footer Page 3 of 123.

Header Page 4 of 123.

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

Footer Page 4 of 123.


Header Page 5 of 123.

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

Footer Page 5 of 123.


Header Page 6 of 123.

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 HSD5XP

117

Footer Page 6 of 123.

Header Page 7 of 123.

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

Hình 1.3

Các khảo sát địa chấn 2D và 3D tại khu vực mỏ Hải Sư

3

7

4

Hình 1.4

5

Hình 1.5

6

Hình 1.6

Đen
Bản đồ đẳng sâu nóc móng mỏ Hải Sư Đen và vị trí các
giếng khoan.
Sơ đồ vị trí kiến tạo của bể Cửu Long trong bình đồ kiến

Hình 1.7

8

tạo khu vực Đông Nam Á
Sơ đồ địa chất đới Đà Lạt chỉ ra sự phân bố của các phức

9

hệ Granitoid Định Quán, Cà Ná (Ankroet), Đèo Cả
Sơ đồ minh họa các hoạt động kiến tạo khu vực Đông

7

7

10

Nam Á thời kỳ cuối Eoxen đầu Oligoxen. Khu vực
nghiên cứu đang ở chế độ kiến tạo tách giãn

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

Sơ đồ phân chia các đơn vị cấu trúc bậc II trong bể Cửu

14

10

Hình 1.10

11

Hình 1.11 Bản đồ cấu trúc trũng chính bể Cửu Long

12

Hình 1.12

Long

Các mặt cắt đi qua các đới cấu trúc của trũng chính bể

Hình 1.13 giếng khoan tại cấu tạo Hải Sư Đen (Vừng Đông) và lân
cận

Footer Page 7 of 123.

16

Cửu Long
Biểu đồ phân loại thạch học cho các mẫu đá móng theo

13

15

19


Header Page 8 of 123.

vi

So sánh mẫu đá móng tại cấu tạo Hải Sư Đen với các
14

20

Hình 1.14 mẫu đá của phức hệ Định Quán, Đèo Cả và Ankroet lấy
tại các điểm lộ trên khu vực đới Đà Lạt

15

Hình 1.15 Cột địa tầng tổng hợp tại bể Cửu Long

16

Hình 1.16

17

Hình 1.17

18

Hình 1.18

19

Hình 1.19

20

Hình 1.20

Biểu đồ tiềm năng sinh dầu và phân loại vật chất hữu cơ

21
25

trầm tích Oligoxen
Biểu đồ tiềm năng sinh dầu và phân loại VCHC trầm tích

25

Mioxen sớm
Đồ thị thể hiện độ trưởng thành của vật chất hữu cơ tại

26

thời điểm hiện tại
Đồ thị thể hiện phân loại cát kết và mối quan hệ giữa độ

27

rỗng và độ thấm, tập BI
Đồ thị thể hiện phân loại cát kết và mối quan hệ giữa độ

29

rỗng và độ thấm, tập C
Đồ thị thể hiện phân loại cát kết và mối quan hệ giữa độ

21

Hình 1.21

22

Hình 1.22

23

Hình 1.23 Mô hình tổng quát hệ thống dầu khí bể Cửu Long

29

rỗng và độ thấm, tập E

Đồ thị thể hiện phân loại đá magma trong khu vực nghiên

30

cứu
31

CHƯƠNG 2
24

25

Hình 2.1

Hình 2.2

Sơ đồ phân bố trữ lượng trong móng ở bể Cửu Long

33

Các đới mạch hạt mịn (gouge) xuất hiện trên mặt đứt gãy

35

có thể đóng vai trò là các nêm chắn, ngăn sự di chuyển
của chất lưu lên các vỉa bên trên
Mô hình bẫy dầu khí móng nứt nẻ bể Cửu Long: (1) đá

26

Hình 2.3

chứa móng nứt nẻ; (2) Tập sét D – tầng chắn và tầng
sinh; (3) Đá chứa cát kết.

Footer Page 8 of 123.

37


Header Page 9 of 123.

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

Phân loại khe nứt trong mô hình elipxoit biến dạng. Các
30

Hình 2.7

trục ứng suất chính được ký hiệu là σ1, σ2, σ3 (với quy

40

ước σ1 > σ2 > σ3)
31

Hình 2.8

Mối quan hệ giữa trường ứng suất và các loại đứt gãy.

41

Mối quan hệ giữa các loại đứt gãy và các khe nứt sinh

41

32

Hình 2.9

33

Hình 2.10

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

kèm
Biến đổi độ rỗng đá móng nứt nẻ mỏ Bạch Hổ theo chiều

44

sâu

Thành phần thạch học trong móng cấu tạo Hải Sư Đen
36

Hình 2.13

dọc theo giếng khoan HSD-3X: từ nóc móng đến độ sâu

46

4200m gặp đá granodiorit, từ độ sâu 4200m trở xuống
gặp đá monzogranit

37

Hình 2.14 Hệ thống đứt gãy Á vĩ tuyến tại mỏ Hải Sư Đen.

38

Hình 2.15

39

Hình 2.16

Hệ thống đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam tại mỏ Hải Sư

48

Đen.
Hệ thống đứt gãy Tây Bắc – Đông Nam tại mỏ Hải Sư

49

Đen
Mặt cắt địa chấn dọc theo các giếng khoan HSD-1X và

40

47

49

Hình 2.17 HSD-5XP với hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến và kết quả đo
PLT

41

Hình 2.18 Mẫu lõi tại các giếng khoan mỏ Hải Sư Đen

Footer Page 9 of 123.

50


Header Page 10 of 123.

viii

Mẫu phân tích lát mỏng thạch học của đá granit, bao gồm
42

Hình 2.19 các thành phần khoáng vật thạch anh, Feldspar,

51

plagioclase và mica
43

Hình 2.20 Mô hình đá móng điển hình

44

Hình 2.21

45

Hình 2.22 Hình ảnh giếng khoan

58

46

Hình 2.23 Mạch địa chấn phức (Taner et al., 1979)

61

Quy trình tính toán độ rỗng trong đá móng bằng phương

55
56

pháp thể tích

Cường độ phản xạ tức thời và Tần số tức thời của xung

62

47

Hình 2.24

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

sóng địa chấn (Partyka, 2000)

Sơ đồ biểu diễn các bước thực hiện trong phương pháp
52

72

Hình 2.29 xây dựng mô hình độ rỗng bằng phương pháp ANN và
Co-Kriging
CHƯƠNG 3

53

Hình 3.1

54

Hình 3.2

55

56

Hình 3.3
Hình 3.4

Footer Page 10 of 123.

Đặc trưng đường cong Địa vật lý giếng khoan đối với

75

từng loại đá
Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của đá

79

granite, granodiorite và đới nứt nẻ
Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của các đá

80

mạch trẻ.
Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của các mạch
đá xâm nhập nông Aplit

81


Header Page 11 of 123.

57

Hình 3.5

58

Hình 3.6

ix

Đường FMI cho giá trị mức độ nứt nẻ cao (FMI
intensity) điềm chỉ vị trí các đới nứt nẻ
Biểu đồ thể hiện hướng dốc và góc dốc theo phân loại hệ

Hình 3.7

82

thống nứt nẻ trên tài liệu FMI khu vực mỏ Hải Sư Đen
So sánh khoảng phân bố của các đới nứt nẻ trên tài liệu

59

82

83

FMI và kết quả minh giải độ rỗng của giếng khoan HSD2X và HSD-3X
So sánh khoảng phân bố của các đới nứt nẻ trên tài liệu

60

Hình 3.8

83

FMI và kết quả minh giải độ rỗng của giếng khoan HSD4X và HSD-5XP

61

Hình 3.9

62

Hình 3.10

63

Hình 3.11

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.
Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa giá trị độ rỗng và giá trị
Độ rộng của đới nứt nẻ có thể quan sát được trên tài liệu

86

địa chấn khu vực mỏ Hải Sư Đen là 14m.
Đặc điểm phản xạ địa chấn trong móng ghi nhận sự tồn

Hình 3.12

65

Hình 3.13 Các cube địa chấn có trong khu vực mỏ Hải Sư Đen

66

Hình 3.14

67

Hình 3.15 Mặt cắt thể hiện thuộc tính relative acoustic impedance.

87

tại hệ thống khe nứt

Cube địa chấn AI inversion từ cube CBM 2009 cho hình

87
87

ảnh trong móng tốt hơn so với cube CBM 2009

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và các
68

85

AI tại các giếng khoan trên cấu tạo hải Sư Đen.

64

Hình 3.16

84

89
89

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

69

Hình 3.17

Footer Page 11 of 123.

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và
HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

90


Header Page 12 of 123.

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

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và các
71

Hình 3.19

mặt cắt ngang tại các độ sâu khác nhau thể hiện sự trùng

91

khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính Envelope
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và

72

Hình 3.20

HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

91

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính Envelope.

73

Hình 3.21 Mặt cắt thể hiện thuộc tính biến dị (variance).

92

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và các
74

Hình 3.22

mặt cắt ngang tại các độ sâu khác nhau thể hiện sự trùng

92

khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính Variance
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và

75

Hình 3.23

HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

93

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính Variance

76

Hình 3.24 Mặt cắt thể hiện thuộc sweetness.
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và các

77

Hình 3.25

93
94

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.
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và

78

Hình 3.26 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)

Footer Page 12 of 123.

94


Header Page 13 of 123.

xi

và thuộc tính sweetness.
79

Hình 3.27 Mặt cắt thể hiện thuộc Reflection intensity.

95

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
80

Hình 3.28 khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính Reflection

95

Intensity.
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và
81

Hình 3.29

HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

96

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính Reflection Intensity.

82

Hình 3.30 Mặt cắt thể hiện thuộc tính côsin của pha

96

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
83

97

Hình 3.31 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.
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và

84

Hình 3.32

HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

97

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính Cosine of phase.

85

Hình 3.33 Mặt cắt thể hiện thuộc tính Gradient magnitude.
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

86

Hình 3.34 khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính gradient
magnitude.

Footer Page 13 of 123.

98
98


Header Page 14 of 123.

xii

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và
87

Hình 3.35

99

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.

88

Hình 3.36 Mặt cắt thể hiện thuộc tính biên độ RMS

99

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
89

100

Hình 3.37 khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính RMS
amplitude.
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và

90

Hình 3.38

HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

100

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính RMS Amplitude.

91

Hình 3.39 Mặt cắt thể hiện thuộc tính Ant-tracking.

101

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và các
92

Hình 3.40

mặt cắt ngang tại các độ sâu khác nhau thể hiện sự trùng

101

khớp giữa kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu địa vật lý
giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính Ant tracking
Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và

93

Hình 3.41

HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

102

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)
và thuộc tính Ant tracking.
CHƯƠNG 4

94

95

Hình 4.1
Hình 4.2

Footer Page 14 of 123.

Lát cắt ngang tại độ sâu 3424m từ mô hình độ rỗng

105

ANN.
Lát cắt ngang tại độ sâu 3624m từ mô hình độ rỗng
ANN.

105


Header Page 15 of 123.

xiii

Lát cắt ngang tại độ sâu 4124m từ mô hình độ rỗng

106

96

Hình 4.3

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

Kiểm chứng kết quả giữa mô hình độ rỗng theo phương

107

99

Hình 4.6

100

Hình 4.7

101

Hình 4.8

102

Hình 4.9

103

Hình 4.10

104

Hình 4.11

105

Hình 4.12

106

Hình 4.13

107

Hình 4.14

ANN.

pháp ANN và độ rỗng từ giếng khoan HSD-1X
Kiểm chứng kết quả giữa mô hình độ rỗng theo phương
pháp ANN và độ rỗng từ giếng khoan HSD-4X.
Kiểm chứng kết quả giữa mô hình độ rỗng theo phương

108

pháp ANN và độ rỗng từ giếng khoan HSD-5XP.
Đồ thị thể hiện mối quan hệ của độ rỗng theo độ sâu từ

110

nóc móng
Bản đồ mặt móng biểu diễn thuộc tính Variance giúp xác

110

định giá trị khoảng tối thiểu.
Mặt cắt dọc qua các giếng khoan HSD-4X, VD-1X, VD-

110

2X, HSD-2X và HSD-3X từ mô hình độ rỗng Co-Kriging
Mặt cắt dọc qua các giếng khoan HSD-4X và HSD-1X từ

112

mô hình độ rỗng Co-Kriging.
Lát cắt ngang tại độ sâu 3424m từ mô hình độ rỗng Co-

112

Kriging.
Lát cắt ngang tại độ sâu 3624m từ mô hình độ rỗng Co-

113

Kriging.
Lát cắt ngang tại độ sâu 4124m từ mô hình độ rỗng Co-

108

Hình 4.15

109

Hình 4.16

110

Hình 4.17 Các mặt cắt ngang từ mô hình độ rỗng Co-Kriging.

Footer Page 15 of 123.

108

113

Kriging.
Phân bố độ rỗng dọc theo nóc móng từ mô hình Co-

114

Kriging.

114


Header Page 16 of 123.

xiv

Mặt cắt qua giếng khoan HSD-1X cho thấy có sự tương
111

115

Hình 4.18 đồng giữa mô hình độ rỗng từ Co-Kriging và độ rỗng từ
giếng khoan.
Mặt cắt qua giếng khoan HSD-5XP cho thấy có sự tương

112

116

Hình 4.19 đồng giữa mô hình độ rỗng từ Co-Kriging và độ rỗng từ
giếng khoan
Mặt cắt qua giếng khoan HSD-4X cho thấy có sự tương

113

116

Hình 4.20 đồng giữa mô hình độ rỗng từ Co-Kriging và độ rỗng từ
giếng khoan.

114

Hình 4.21

115

Hình 4.22

116

Hình 4.23

117

Hình 4.24

118

Hình 4.25

119

Hình 4.26

So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

118

với độ rỗng từ giếng khoan HSD-1X

So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

118

với độ rỗng từ giếng khoan HSD-2X
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

119

với độ rỗng từ giếng khoan HSD-4X
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

119

với độ rỗng từ giếng khoan VD-1X
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

120

với độ rỗng từ giếng khoan VD-2X
So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

121

với độ rỗng từ giếng khoan HSD-5XP
Sơ đồ phân chia các phân vùng các đặc điểm nứt nẻ khác

122

120

Hình 4.27

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

Footer Page 16 of 123.

nhau trong móng mỏ Hải Sư Đen.

Header Page 17 of 123.

xv

Mặt cắt dọc theo giếng khoan HSD-4X từ mô hình độ
125

Hình 4.32

125

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.
Mặt cắt dọc theo giếng khoan HSD-1X và HSD-5XP từ

126

Hình 4.33

126

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

127

Hình 4.34 Kết quả minh giải FMI của giếng HSD-5XP.

128

Hình 4.35

Mặt cắt dọc theo giếng khoan HSD-1X và VD-2X từ mô

130

127

hình độ rỗng Co-Kriging tại phân vùng 3
Mặt cắt dọc từ mô hình độ rỗng Co-Kriging qua phân

129

126

128

Hình 4.36 vùng 3 và phân vùng 4 cho thấy phân vùng 4 có độ rỗng
kém, hệ thống nứt nẻ thưa thớt, rải rác
Hình 4.37

Mặt cắt dọc từ mô hình độ rỗng Co-Kriging qua phân
vùng 4 và phân vùng 5
Mặt cắt dọc từ mô hình độ rỗng Co-Kriging qua phân

131

Hình 4.38

132

Hình 4.39 Kết quả minh giải FMI của giếng HSD-2X.

Footer Page 17 of 123.

129

130

vùng 4, 5 và 6
130


Header Page 18 of 123.

xvi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Kí hiệu

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

11

GR

12

I

13

HC

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

20

PLT

21

m

22

mD

Mili Đac-xi

23

ms

Mili giây

24

NGS

Phổ gamma tự nhiên

25

NPHI

Độ rỗng bằng phương pháp nơtron

Footer Page 18 of 123.

Chú thích

Địa vật lý giếng khoan
Cường độ bức xạ gamma (Gamma ray)
Trở sóng
Hydrocacbon

Mạng nơ-ron nhiều lớp (Multi – Layer Feedforward Neural
Netword)
Đo trong quá trình thử vỉa (production logging test)
Mét


Header Page 19 of 123.

xvii

26

PHIE

Độ rỗng hiệu dụng

27

PNN

Mạng nơ ron xác suất (Probabilistic Neural Network)

28

PP

29

PSC

30

R

31

RHOB

32

RMS

33

Rt

Điện trở suất thực

34

Rw

Điện trở suất nước vỉa

35

Shl

Sét (Shale)

36

SNA

Tổng biên độ âm

37

SPA

Tổng biên độ dương

38

Sw

Độ bão hòa nước

39

TKTD

Tìm kiếm thăm dò

28

CBM

Dịch chuyển chùm tia (Control beam migration)

29

TVDSS

30

TWT

31

VCHC

32

Vshl

Thể tích sét

33

@

Tại

34

ft

Bộ (foot)

35

µs

Micro giây

36

Ωm

ôm mét

37



38

FMI

Hình ảnh thành giếng khoan (Fullbore Formation
MicroImager)

39

PLT

Production logging tool

40

Phương pháp
Hợp đồng phân chia sản phẩm
Điện trở suất
Mật độ
Trung bình bình phương

Chiều sâu thực thẳng đứng dưới mực nước biển (True Vertical
depth sub- Sea)

Thời gian truyền sóng hai chiều (Two Way Time)
Vật chất hữu cơ

Điện trở suất

TKTD&KT Tìm kiếm thăm dò và khai thác

Footer Page 19 of 123.


Header Page 20 of 123.

41

BH

42

PSTM

xviii

Bạch Hổ
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

Footer Page 20 of 123.


Header Page 21 of 123.

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.

Footer Page 21 of 123.


Header Page 22 of 123.

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.

Footer Page 22 of 123.


Header Page 23 of 123.

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.

Footer Page 23 of 123.


Header Page 24 of 123.

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.

Footer Page 24 of 123.


Header Page 25 of 123.

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.

Footer Page 25 of 123.