Phân tích minh giải tài liệu mudlogging để phân loại và đánh giá đặc trưng phân bố dầu khí mỏ bò cạp vàng bồn trũng nam côn sơn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN MẠNH HƯỞNG

PHÂN TÍCH – MINH GIẢI TÀI LIỆU
MUD LOGGING ĐỂ PHÂN LOẠI VÀ
ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG PHÂN BỐ
DẦU KHÍ MỎ BỊ CẠP VÀNG BỒN
TRŨNG NAM CƠN SƠN
CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT DẦU KHÍ
MÃ SỐ NGÀNH: 60 52 06 04

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2015


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tn

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: NCS. Nguyễn Mạnh Hùng

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày 06
tháng 02 năm 2015.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. ...................................................................................................................
2. ...................................................................................................................
3. ...................................................................................................................
4. ...................................................................................................................
5. ...................................................................................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

TRƯỞNG KHOA

i

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Mạnh Hưởng

MSHV: 13410338

Ngày, tháng, năm sinh: 12/02/1986

Nơi sinh: TP. Hải Phòng

Chuyên ngành: Địa chất dầu khí ứng dụng

Mã số : 60520604

I.

TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích – Minh giải tài liệu Mud Logging để phân loại và đánh
giá đặc trưng phân bố dầu khí mỏ Bị Cạp Vàng bồn trũng Nam Cơn Sơn.

II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Sử dụng các phương pháp phân tích, đánh giá các
chỉ số khác nhau để xác định thành phần khí trong q trình khoan, từ đó so sánh và
đưa ra đánh giá sơ bộ chung nhất về tầng sản phẩm. Minh giải các tài liệu địa vật lý
giếng khoan từ đó phân loại và đánh giá đặc trưng phân bố của dầu khí.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 07/07/2014
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/12/2014
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS. TRẦN VĨNH TUÂN
NCS. NGUYỄN MẠNH HÙNG

Tp. HCM, ngày 28 tháng 12 năm 2014
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA….………
(Họ tên và chữ ký)

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

ii

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, lời đầu tiên, học viên xin được gửi lời cảm ơn chân
thành sâu sắc nhất tới sự hướng dẫn nhiệt tình, tận tuỵ của thầy PGS.TS Trần Vĩnh
Tuân và NCS Nguyễn Mạnh Hùng. Mặc dù trong q trình thực hiện luận văn có những
thời điểm không thực sự được thuận lợi nhưng cả thầy và trị đã cùng nhau cố gắng
hồn thành. Học viên rất trân trọng khoảng thời gian quý báu được làm việc cùng thầy.
Học viên xin gửi lời cảm ơn đến tập thể cán bộ giảng viên khoa Địa chất & Dầu
khí – Đại học Bách Khoa TP. HCM vì đã tận tâm giảng dạy, truyền đạt kiến thức trong
suốt quá trình học viên học tập tại trường, là cơ sở cho học viên hồn thành luận văn

này.
Bên cạnh đó học viên cũng xin được gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo, các đồng
nghiệp, đặc biệt là tập thể các anh chị em thuộc Phịng Mud Logging (Surface Logging
System) – Cơng ty TNHH Weatherford Việt Nam đã giúp đỡ và tạo điều kiện để học
viên có thể hồn thành luận văn của mình.
Và sau cùng, học viên xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã luôn
luôn ủng hộ và tạo điều kiện tốt nhất cho học viên trong suốt quá trình học tập tại
trường cũng như quãng thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp này.
Do sự hạn chế về mặt thời gian, tài liệu của khu vực nghiên cứu chưa đủ cũng như
kinh nghiệm nghiên cứu chưa nhiều nên ít nhiều đã ảnh hưởng đến kết quả giải đoán,
tham vấn đối chiếu kết quả từ các phương pháp khác. Rất mong nhận được ý kiến đóng
góp của Q thầy, cơ và các anh chị học viên.
Trân trọng cảm ơn!

Học viên

Nguyễn Mạnh Hưởng

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

iii

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Mỏ Bị Cạp Vàng toạ lạc tại lơ 12W trong vùng bồn trũng Nam Côn Sơn, cách bờ
biển Vũng Tàu khoảng 350km. Cơng ty khai thác dầu khí Premier Oil (Anh) và các đối
tác đã phát hiện ra mỏ Mỏ Bị Cạp Vàng vào tháng 11-2006, được Chính phủ Việt Nam
cho phép khai thác vào năm 2009. Tháng 10-2011, Công ty Premier Oil đã đón dịng
dầu đầu tiên, đánh dấu việc khai thác thành cơng dầu và khí tại mỏ Bò Cạp Vàng.
Giàn khoan Ensco 107 đã khoan tổng độ sâu là 85 km trong thời gian hai (02) năm
bao gồm chín (09) giếng khai thác, sáu (06) giếng bơm ép và ba (03) giếng khoan xiên.
Tầng sản phẩm hydrocacbon chủ yếu đến từ các tập cát MDS-1, MDS0, MDS1, MDS2,
MDS3 tại tầng chứa Mioxen sớm. Luận văn được trình bày trong bốn (04) chương, cụ
thể như sau:
Chương 1: Điều kiện tự nhiên bồn trũng Nam Côn Sơn và mỏ Bị Cạp Vàng
-

Khái qt chung về bồn Nam Cơn Sơn

-

Khái quát chung mỏ Bò Cạp Vàng

Chương 2: Các phương pháp phân loại và đánh giá đặc trưng phân bố dầu khí
-

Các phương pháp phân loại

-

Các phương thức đánh giá đặc trưng phân bố

Chương 3: Các phương pháp ghi nhận và phân tích khí
-

Cơ sở lý thuyết

-

Các thiết bị ghi nhận và phân tích khí

Chương 4: Kết quả phân tích – minh giải tài liệu mud logging trong việc phân
loại và đánh giá đặc trưng phân bố dầu khí
-

Kết quả phân loại

-

Đánh giá đặc trưng phân bố

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

iv

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

SUMMARY
The Bo Cap Vang field is located at Block 12W, approximately 350 km South

South – Eastward of Vung Tau and in the Nam Con Son Basin, Offshore Vietnam.
Premier Oil is the operator of the Bo Cap Vang field and Partners discovered in Nov
2006. Vietnam government permitted to produce in 2009. Production commenced on 11
October 2011 with an initial production, sign about successful exploitation at Bo Cap
Vang field.
The drilling rig, Ensco 107, drilled 85 kilometers of hole in Bo Cap Vang in a 2
year drilling program. As per the original plan, 9 producers and 6 water injectors were
drilled. Predominantly produce hydrocarbons from the MDS-1, MDS0, MDS1, MDS2,
MDS3 in the Early Miocene Sandstones. The thesis was presented as below:
Chapter 1: The natural conditions of Nam Con Son basin and Bo Cap Vang field
-

Overview of the Nam Con Son basin

-

Overview of the Bo Cap Vang field

Chapter 2: The classification methods and evaluation about oil and gas
distribution characteristic
-

The classification methods

-

The specific methods distribution evaluation

Chapter 3: Recorded methods and gas analyses
-

Theoretical foundations

-

The recorded devices and gas analyses

Chapter 4: The analysis results – Mud Logging data interpretation in the
classification and evaluation of oil and gas distribution characteristic
-

Classification Results

-

Distribution characteristic evaluation

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

v

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

(i)

Luận văn này là sản phẩm nghiên cứu của tôi.

(ii)

Các số liệu trong luận văn được thu thập trung thực và chính xác.

(iii)

Tên của cấu tạo, toạ độ và vị trí của mỏ đã được chỉnh sửa nhằm mục đích
bảo mật theo u cầu của khách hàng.

(iv)

Tơi xin chịu trách nhiệm về kết quả nghiên cứu của mình.

Học viên

Nguyễn Mạnh Hưởng

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

vi

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ........................................................................................... iv
SUMMARY ............................................................................................................... v
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... vi
MỤC LỤC ............................................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ ...................................... x
DANH MỤC HÌNH ẢNH........................................................................................ xi
DANH MỤC BIỂU BẢNG .................................................................................... xiii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. xiv
CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN VÀ MỎ
BÒ CẠP VÀNG ......................................................................................................... 1
1.1.

Khái quát chung về bồn trũng Nam Cơn Sơn ...................................... 1

1.1.1. Vị trí địa lý ........................................................................................... 2
1.1.2. Đặc điểm địa chất ................................................................................. 2
1.2.

Khái quát chung mỏ Bị Cạp Vàng ....................................................... 6

1.2.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 6
1.2.2 Đặc điểm địa chất ................................................................................. 8
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC
TRƯNG PHÂN BỐ DẦU KHÍ .............................................................................. 13
2.1.

Các phương pháp phân loại ................................................................ 13

2.1.1. Phân loại theo màu sắc ....................................................................... 13
2.1.2. Phân loại dựa theo thành phần nhóm hydrocacbon ............................ 14
2.1.3. Phân loại dựa theo thành phần phi hydrocacbon ................................ 15
2.1.4. Phân loại theo phương pháp hoá học .................................................. 17
2.1.5. Phân loại theo phương pháp vật lý ..................................................... 19

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

vii

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

2.2.

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

Các phương thức đánh giá đặc trưng phân bố .................................... 20

2.2.1. Phương pháp địa chấn (Seismic) ........................................................ 21
2.2.2. Phương pháp mẫu lõi (Core Sample) ................................................. 22
2.2.3. Phương pháp Thử vỉa (Well test) ....................................................... 23
2.2.4. Phương pháp Carota khí (Mud Logging) ........................................... 24
CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI – GHI NHẬN VÀ PHÂN
TÍCH KHÍ ............................................................................................................... 26

3.1.

Cơ sở lý thuyết .................................................................................... 26
3.1.1. Các phương pháp phân loại .................................................... 26
3.1.2. Thiết bị Total Gas và Varian .................................................. 32
3.1.3.

3.2.

Thiết bị GC – Tracer .............................................................. 32

Các thiết bị ghi nhận và phân tích khí ................................................ 33
3.2.1.

Thiết bị Varian ....................................................................... 33

3.2.2.

Khí thành phần (Gas Component Tracer – GCT) .................. 34

3.2.3.

Khí Tổng (Total Gas) ............................................................. 37

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH – MINH GIẢI TÀI LIỆU MUD
LOGGING TRONG VIỆC PHÂN LOẠI VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG PHÂN
BỐ DẦU KHÍ .......................................................................................................... 41
4.1.

Kết quả phân loại ................................................................................ 41

4.1.1. Phân loại theo Sắc ký khí tam giác (Triangular
Chromatograph) ...................................................................................42
4.1.2. Phân loại dựa theo các chỉ số chính của GC – Tracer ............. 50
4.1.2.1. Phân loại theo Tổng hàm lượng hydrocacbon (THC) ........... 50
4.1.2.2. Phân loại theo Hàm lượng Metan (MC) ................................ 50
4.1.2.3. Phân loại theo Độ linh động chất lỏng (Fluid Mobility) ....... 51
4.1.2.4. Phân loại theo Tỷ lệ

C1
........................................................ 52
C2

4.1.2.5. Phân loại theo Tỷ lệ Khí/Lỏng (G/L)..................................... 53
HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

viii

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

4.1.2.6. Phân loại theo Wetness, Balance và Character Ratio ............ 54
4.2.

Đánh giá đặc trưng phân bố ................................................................ 57

KẾT LUẬN ............................................................................................................. 62

KIẾN NGHỊ ............................................................................................................. 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 64

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

ix

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ
STT

Các thuật ngữ

Viết tắt

Nghĩa

1 Bò Cạp Vàng

BCV

Mỏ Bò Cạp Vàng

2 Balance Hydrocarbon Ratio

Bh

Chỉ số cân bằng

3 Character Hydrocarbon Ratio

Ch

Chỉ số đặc trưng

4 Constant Volume Trap

CVT

Thiết bị bẫy khí (giống Gas Trap)

5 Flame Ionization Detector

FID

Đầu dị ion bằng lửa

6 Fluid Mobility

FM

Độ linh động của chất lỏng

7 Gas/Liquid

G/L

Tỷ lệ Khí/Lỏng

8 Gas Trap

GT

Bẫy khí

9 Measured Depth

mMD

Độ sâu theo trục giếng

10 Measured While Drilling

MWD

Đo trong khi khoan

11 Methane – Decan

C1-C10 Dãy đồng đẳng của ankan

12 Methane Content

MC

Hàm lượng metan

13 Middle Dua Sand

MDS

Tập cát Dừa giữa

14 Quantitative Gas Measurement

QGM

Thiết bị bẫy khí (giống Gas Trap)

15 Thermal Conductivity Detector TCD

Đầu dị cảm ứng nhiệt

16 Total Gas

TG

Khí tổng

17 Total Hydrocarbon

THC

Tổng hàm lượng hydrocacbon

18 Triangular Chromatograph

TC

Sắc ký khí tam giác

19 True Vertical Depth

mTVD

Độ sâu thẳng đứng

20 Wetness Hydrocarbon Ratio

Wh

Chỉ số ẩm ướt

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

x

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Tiêu đề

STT Hình

Trang

1 1.1

Sơ đồ vị trí bể trầm tích Nam Côn Sơn

1

2 1.2

Cột địa tầng tổng hợp bể Nam Côn Sơn

3

3 1.3

Bản đồ khu vực nghiên cứu

6

4 1.4

Kế hoạch khoan tại mỏ Bò Cạp Vàng

8

5 1.5

Sơ đồ cấu trúc giếng khoan BCV-S16P

9

6 1.6

Bản đồ cấu trúc tầng MDS1

10

7 1.7

Mặt cắt địa chấn giếng BCV-S16P

11

8 2.1

Mơ hình khái qt hệ thống địa chấn

21

9 2.2

Thí dụ về lát cắt địa chấn

22

10 2.3

Thí dụ về việc khoan và lấy mẫu lõi

22

11 3.1

Nguyên tắc hoạt động của Gas Trap

32

12 3.2

Đầu dò thiết bị GC – Tracer (probe)

32

13 3.3

Varian CP-4900-GC

33

14 3.4

Kết quả Varian hiển thị trên màn hình trong quá trình khoan

34

15 3.5

Thiết bị GC-Tracer

35

16 3.6

Kết quả GC – Tracer hiển thị trên màn hình trong q trình khoan

36

17 3.7

Các thơng số của GC – Tracer

37

18 3.8

Các bộ phận bên trong thiết bị Khí Tổng

38

19 3.9

Bảng điều khiển khí Tổng

40

20 4.1

Đồ thị Triangular Chromatograph tại 4293.5 mMD

42

21 4.2

Đồ thị Triangular Chromatograph tại 4305.5 mMD

43

22 4.3

Đồ thị Triangular Chromatograph tại 4367.5 mMD

44

23 4.4

Đồ thị Triangular Chromatograph tại 4420 mMD

45

24 4.5

Đồ thị Triangular Chromatograph tại 4458.5 mMD

46

25 4.6

Đồ thị Triangular Chromatograph tại 4458.5 mMD

47

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

xi

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

26 4.7

Đồ thị Triangular Chromatograph tại 4559.5 mMD

48

27 4.8

Đồ thị Triangular Chromatograph tại 4611.5 mMD

49

28 4.9

Đặc trưng phân bố dầu khí tại đỉnh 4293.5 & 4305.5

57

29 4.10

Đặc trưng phân bố dầu khí tại đỉnh 4367.5

58

30 4.11

Đặc trưng phân bố dầu khí tại đỉnh 4420 & 4458.5

59

31 4.12

Đặc trưng phân bố dầu khí tại đỉnh 4534 & 4559.5

60

32 4.13

Đặc trưng phân bố dầu khí tại đỉnh 4611.5

61

33 5.1

Thiết bị QGM

63

34 5.2

Thiết bị CVT

63

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

xii

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

DANH MỤC BIỂU BẢNG
Tiêu đề

STT Bảng

Trang

1 1.1

Bảng tóm tắt thơng số giếng khoan

7

2 1.2

Các tập trầm tích giếng BCV-S16P

11

3 2.1

Thành phần và tính chất vật lý cơ bản của các chất lưu (Wall, 1982)

13

4 2.2

Phân loại dầu thô theo phương pháp của Viện dầu mỏ Hoa Kỳ

17

5 2.3

Phân loại dầu thô theo Groznii

18

6 2.4

Phân loại dầu thô theo Viện dầu mỏ Pháp (IFP)

19

7 3.1

Phân loại theo Balance và Wetness Ratio

31

8 3.2

Tốc độ phân tích mẫu bởi GC – Tracer

36

9 4.1

Các đỉnh khí (Gas Peaks) của giếng BCV-S16P

41

10 4.2

Phân loại theo tổng hàm lượng hydrocacbon

50

11 4.3

Phân loại theo hàm lượng Metan

51

12 4.4

Phân loại theo độ linh động của chất lỏng

52

13 4.5

Phân loại theo tỷ lệ

14 4.6

Phân loại theo tỷ lệ khí/lỏng

54

15 4.7

Kết quả phân loại theo Balance và Wetness Ratio

55

16 4.8

Kết quả phân loại theo Character Ratio

56

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

C1
C2

53

xiii

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Dầu khí là một ngành cơng nghiệp mũi nhọn và then chốt trong ngành công
nghiệp nặng của Việt Nam nói riêng cũng như trên phạm vi tồn thế giới nói chung.
Dầu khí là tài ngun thiên nhiên không tái tạo, nhu cầu tiêu thụ ngày càng nhiều, trữ
lượng ngày càng cạn kiệt và chưa thể thay thế bằng các dạng nhiên liệu khác. Khơng
cịn những mỏ lớn nằm nông trên đất liền và dễ khai thác như ở những thập niên đầu thế
kỷ 20. Hiện nay cơng tác tìm kiếm và khai thác được triển khai ra các vùng nước sâu, xa
bờ, trên ba hoặc bốn ngàn mét trong lòng đất và sâu hơn, và ngay cả ở vùng quanh năm
băng giá như Bắc Băng dương và sa mạc xa xơi. Mỏ thường có trữ lượng nhỏ, đầu tư

lớn, giá thành khai thác cao, trong khi giá dầu luôn biến động là một rủi ro lớn, bất kỳ
lúc nào cũng có thể tạo cuộc khủng hoảng về năng lượng. Áp lực về năng lượng và kinh
tế đòi hỏi phải phát triển nhanh những mỏ cận biên đó.
Xu thế chung hiện nay trong ngành cơng nghiệp dầu khí là tập trung nỗ lực vào
việc mở rộng và phát triển các mỏ hiện có hơn là tìm kiếm thêm các mỏ mới để duy trì
trữ lượng. Những năm trước đây, sản lượng dầu khí đã khai thác được của Việt Nam tập
trung chủ yếu trong đá móng nứt nẻ (móng Bạch Hổ, Rạng Đơng, Ruby, …), đóng góp
trên 80% sản lượng hàng năm, nhưng hiện tại sản lượng dầu khí khai thác được trong đá
móng chỉ chiếm 40 – 50% tổng sản lượng. Tiềm năng dầu khí hầu hết được chứa trong
các tầng chứa đá trầm tích mảnh vụn Mioxen, Oligoxen và ngày đang có dấu hiệu suy
giảm về sản lượng. Chính vì lý do đó học viên đã chọn đề tài “Phân tích – Minh giải
tài liệu Mud Logging để phân loại và đánh giá đặc trưng phân bố dầu khí mỏ Bị Cạp
Vàng bồn trũng Nam Côn Sơn”. Với mục tiêu nghiên cứu là phân loại và đánh giá đặc
điểm dầu khí dựa trên các đỉnh khí (gas peaks) trong các tập cát kết Mioxen sớm, có ý
nghĩa thiết thực trong cơng tác nghiên cứu điều tra cơ bản về đánh giá tiềm năng và
triển vọng dầu khí của đối tượng này, nằm trong mục tiêu đề ra của ngành dầu khí trong
giai đoạn phát triển tiếp theo: “...gia tăng trữ lượng giai đoạn 2012-2015 và về sau được
cho rằng sẽ dựa vào nguồn tài nguyên của bể Nam Cơn Sơn” (trích nội dung Báo cáo
định hướng cơng tác tìm kiếm thăm dị dầu khí giai đoạn 2011-2015 của Tập đồn Dầu
khí Việt Nam, tháng 12/2009).
HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

xiv

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
Sử dụng dữ liệu mudlogging để đánh thành hệ địa chất (Geologic formation
evaluation during Mud Logging). Tác giả đã đánh giá thành hệ địa chất tại nơi hạ đặt
giàn khoan dựa trên cơ sở phân loại chất lưu (theo Bh, Ch, Wh), đặc tính của chất lưu,
độ rỗng, độ thấm, áp suất đất đá, các thông tin liên quan tới địa chất, thạch học và địa
vật lý (Petrowiki and OnePetro).
Hội nghị quốc tế lần thứ 18 về Kỹ thuật cơ khí, 06/11/2005, Hệ thống phân loại tự
động cho giếng khoan dầu trong việc sử dụng dữ liệu Mud Logging (Automated
classification system for petroleum well drilling using Mud Logging data) dựa vào
bốn thơng số khoan chính: Bit Depth, Weight on Hook (WOH), Stand Pipe Pressure
(SPP) và Drillstring Rotation (RPM). Sự phát triển của một hệ thống phân loại tự động
dựa trên các thông số khoan trong giai đoạn cơ bản của hoạt động khoan là nỗ lực ban
đầu để xây dựng một hệ thống phân loại phức tạp hơn ở các giai đoạn phức tạp hơn. Hệ
thống phân loại có thể được sử dụng hoặc để phân loại dữ liệu Mud Logging được lưu
trữ trong tập dữ liệu (database) hoặc là phân loại dữ liệu Mud Logging trực tuyến ngay
trên giàn khoan. Do mức độ chi tiết liên quan tới các giai đoạn thực hiện được cung cấp
bởi hệ thống phân loại, nó có thể là hữu ích để phân tích hiệu quả cho mỗi giếng khoan
riêng biệt. Thông tin về tổng thời gian cho từng giai đoạn kết hợp với các chi phí kinh tế
liên quan có thể được sử dụng để đánh giá các lợi ích nhằm giảm chi phí thực tế bởi
chương trình khoan tối ưu và việc giới thiệu các công nghệ khoan mới.
3. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của đề tài là phân loại và đánh giá đặc điểm dầu khí dựa trên các đỉnh
khí (gas peaks) trong các tập cát kết Mioxen sớm có được từ tập dữ liệu (database)
trong q trình khoan bằng các phương pháp khác nhau. Từ tài liệu phân loại dầu khí
bằng mud logging có tác dụng dự đốn/phân loại nhanh tầng sản phẩm trong q trình
khoan. Kết quả thu được là nguồn tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu và phát
triển mỏ trong các giai đoạn tiếp theo.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

xv

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài là sử dụng các phương pháp phân tích, đánh giá
các chỉ số khác nhau (thiết bị Varian, GC – Tracer và Total Gas) để xác định thành phần
khí trong q trình khoan, từ đó so sánh và đưa ra đánh giá sơ bộ chung nhất về tầng
sản phẩm. Minh giải các tài liệu địa vật lý giếng khoan từ đó phân loại và đánh giá đặc
trưng phân bố của dầu khí.
5. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các tập cát, cát bột kết trong mở Bò Cạp Vàng.
Học viên lựa chọn phạm vi nghiên cứu cho đề tài này là khu vực giếng BCV – S9P,
BCV – S16P.
6. Phương pháp nghiên cứu (phương pháp luận)
Phương pháp nghiên cứu là phân tích và minh giải tài liệu mudlogging kết hợp với
các tài liệu địa chất, tài liệu địa vật lý, tổng hợp tài liệu, đánh giá kết quả nghiên cứu.
7. Nguồn tài liệu tham khảo
Thu thập dữ liệu từ các giếng khoan thăm dị và khai thác từ cơng ty Premier Oil
(Anh) kết hợp với sổ tay, phần mềm, thiết bị phân tích khí (Basic – Advanced Mud
Logging, Mud Logging handbook, GC – Tracer Operator Manual) và kiến thức thực tế.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học: Luận văn làm rõ hơn về việc phân loại và đánh giá đặc trưng
phân bố của dầu khí trong khu vực, tuổi Mioxen sớm. Từ tài liệu phân loại dầu khí bằng

Mud Logging có tác dụng dự đốn/phân loại nhanh tầng sản phẩm trong quá trình
khoan. Kết quả là nguồn tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu và phát triển mỏ
trong giai đoạn tiếp theo. Luận văn cũng góp phần làm hồn thiện hơn các phương pháp
tìm kiếm thăm dị tại khu vực nghiên cứu nói riêng và cho tồn bộ bồn Nam Cơn Sơn
nói chung.
Ý nghĩa thực tiễn: Luận văn góp phần nâng cao hiệu quả cơng tác tìm kiếm thăm
dị ở bể Nam Cơn Sơn trong giai đoạn tới. Kết quả nghiên cứu là tài liệu có giá trị tham
khảo để dự báo tầng sản phẩm trong vỉa; đồng thời góp phần xây dựng đề án nghiên cứu
kỹ thuật – thiết kế sơ bộ cho mỏ Dừa, một mỏ cận biên với mỏ Bò Cạp Vàng.

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

xvi

MSHV:13410338


Luận văn Thạc sĩ

1

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN BỒN TRŨNG NAM CƠN SƠN VÀ
MỎ BỊ CẠP VÀNG
1.1. Khái quát chung về bồn trũng Nam Côn Sơn
Bồn trũng Nam Cơn Sơn hay cịn gọi là bể Nam Cơn Sơn là một bồn trũng lớn
có diện tích khoảng 100.000 km², nằm trong khoảng giữa 6000’ đến 9045’ vĩ độ
Bắc, 106000’ đến 109000’ kinh độ Đông nằm ở thềm lục địa Nam Việt Nam (Hình
1.1). Cùng với bể Cửu Long, Nam Côn Sơn là một trong những bể có tiềm năng dầu

khí lớn nhất Việt Nam.

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí bể trầm tích Nam Cơn Sơn.
HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

MSHV: 13410338


Luận văn Thạc sĩ

2

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

1.1.1. Vị trí địa lý
Bể Nam Cơn Sơn bị giới hạn về phía Bắc bởi đới nâng Phan Rang, ngăn cách
với bể Phú Khánh ở phía Tây Bắc bởi đới nâng Cơn Sơn, ngăn cách với bể Cửu
Long ở phía Tây và phía Nam bởi đới nâng Khorat – Natuna. Ranh giới phía Đông,
Đông Nam của bể được giới hạn bởi đơn nghiêng Đà Lạt – Vũng Mây và bể
Trường Sa, phía Đơng Nam là bể Vũng Mây. Bể này nằm trên kiểu vỏ chuyển tiếp
giữa các miền vỏ lục địa và kiểu vỏ đại dương. Độ sâu nước biển trong phạm vi của
bể thay đổi rất lớn, từ vài chục mét ở phía Tây đến hơn 1000m ở phía Đơng.
1.1.2. Đặc điểm địa chất
Các vùng ngoài khơi Việt Nam liên quan đế các chuyển động tương đối phức
tạp của khối Indochina, bán đảo Malaysia, Borneo và biển Đông Việt Nam trong
suốt đại Kainozoi, điều này đã tạo nên những cấu trúc địa chất phức tạp trong đó có
bể Nam Cơn Sơn.
Móng của bồm trũng bao gồm các đá macma, trầm tích và đá núi lửa có tuổi
thuộc Đại Trung Sinh. Có hơn 100 giếng khoan ở thềm lục địa miền Nam Việt Nam
đã được tiến hành cho đến năm 1991 và một nửa trong số đó gặp đá móng của bồn

trũng. Đặc điểm thạch học của các mẫu lõi khoan trong 26 giếng trong móng chủ
yếu là granit và granitoid có tuổi từ 178 đến 98 triệu năm, tức thuộc Jura Trung –
Creta Trung.
Phủ trên móng là các trầm tích Mioxen trung cách đây khoảng 15 triệu năm
trên cùng là trầm tích Mioxen muộn – Đệ Tứ. Nguồn cung cấp trầm tích chính cho
bể Nam Cơn Sơn được cho là từ hệ thống sơng Cửu Long.
- Địa tầng:
Trong Paleogen, có các trầm tích được xếp vào hệ tầng Cau (E3c). Hệ tầng
này bao gồm cát kết thạch anh thô đến mịn, độ chọn lọc kém, xi măng sét, cacbonat
với bề dày trung bình khoảng 358m.

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

MSHV: 13410338


Luận văn Thạc sĩ

3

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

Hình 1.2: Cột địa tầng tổng hợp bể Nam Côn Sơn
HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

MSHV: 13410338


Luận văn Thạc sĩ

4

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

Trong Neogen, bao gồm các trầm tích từ dưới lên thuộc hệ tầng Dừa, hệ tầng
Thông – Mãng Cầu, và hệ tầng Nam Cơn Sơn (Hình 1.2).
Trong Plioxen – Đệ Tứ, gồm hệ tầng Biển Đơng, hệ tầng này phân bố ra ngồi
khu vực bể Nam Côn Sơn ra khắp thềm lục địa Việt Nam.
- Cấu trúc địa chất:
Hai yếu tố chính chi phối cấu trúc bồn trũng là sự va chạm của mảng Ấn Độ
với Á – Âu và tách giãn biển Đơng (Việt Nam). Thêm vào đó, một yếu tố nữa là sự
hút chìm ở rãnh Sunda – Java và sự xoay chuyển phần lớn các khối vỏ lục địa và
đại dương. Sự va chạm làm cho cao nguyên Thanh Tạng được nâng lên trong kỷ
Neogen đã ảnh hưởng phần lớn cấu trúc của bồn trũng. Đầu tiên là sự tách giãn bắt
đầu từ Eoxen – Oligoxen sớm, sau đó là hoạt động nâng lên và xoay của các phần
vỏ vào Oligoxen muộn. Q trình bào mịn các phần được nâng lên đánh dấu sự
chuyển đổi từ cơ chế tách giãn sang sụt lún khu vực thuộc bể Cửu Long. Tách giãn
trong giai đoạn hai (02) bắt đầu trong bể Nam Côn Sơn kéo dài cho đến Mioxen
muộn. Các phần của bể Nam Côn Sơn trải qua giai đoạn đảo ngược từ Mioxen
trung đến Mioxen muộn.
Trong cơng tác tìm kiếm, thăm dị dầu khí, việc nhận dạng các bẫy là rất quan
trọng. Các bẫy cấu trúc được phát hiện ở bể Nam Cơn Sơn gồm: bẫy nẻ/phong hóa,
bẫy thạch học trong đá cacbonat và bẫy địa tầng với kích thước từ 6 x 2km2 đến 20
x 8km2.
- Thăm dò & khai thác dầu khí:
Hoạt động tìm kiếm thăm dị dầu khí ở đây được bắt đầu từ thập niên 1970 của
thế kỷ 20. Đã có 26 nhà thầu dầu khí nước ngoài tiến hành khảo sát gần 60.000 km
địa chấn 2D và 5400 km² địa chấn 3D, khoan 78 giếng khoan thăm dò, thẩm lượng
và khai thác, xác lập được 5 mỏ và 17 phát hiện dầu khí (tính tới năm 2004).
Năm 2006, Santos thông báo đạt được thỏa thuận thăm dị dầu khí ngồi khơi

Việt Nam. Theo thỏa thuận, Santos giữ 37,5% cổ phần Premier Oil (37,5%, điều

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

MSHV: 13410338


Luận văn Thạc sĩ

5

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

hành), Delek Energy (25%) theo hình thức Hợp đồng phân chia sản phẩm (PSC) ở
lô 12W (được gộp từ lô 12W và 12E) với diện tích khoảng 3.447,5 km² thuộc bể
Nam Cơn Sơn. Hai giếng thăm dò được khoan vào năm 2006, với khí và dầu thơ
được phát hiện trong cấu trúc Dừa, và dầu trong giếng Chim Sáo.
Tháng 11 năm 2006, KNOC và Tập đồn Dầu khí Quốc gia Việt Nam bắt đầu
khai thác khí thiên nhiên tại hai mỏ mới là Rồng Đôi (Twin Dragon) và Rồng Đôi
Tây (Twin Dragon West). Vào tháng 5 năm 2007, sản lượng khí khai thác tại hai
mỏ này đạt 130 triệu foot khối/ngày (47,5 tỷ foot khối/năm). Các mỏ này có trữ
lượng dự báo đạt 856 tỷ foot khối, và KNOC cũng đang khoan các giếng thăm dò
khác trong khu vực này. Hầu hết lượng khí khai thác từ hai mỏ này được dẫn vào
bờ phục vụ cho tổ hợp điện Phú Mỹ.
- Các mỏ dầu, khí đã được thăm dị và khai thác:
Mỏ Đại Hùng được Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro phát hiện trong cát kết
Mioxen năm 1988.
Mỏ khí Lan Đỏ là mỏ khí không đồng hành được phát hiện tại Lô 06.1 năm
1992 và mỏ khí Lan Tây được phát hiện năm 1993, cách mỏ khí Lan Đỏ 25 km, trữ
lượng hai mỏ này khoảng 58 tỷ mét khối khí và được dự kiến khai thác trong 20

năm. Mỏ khí Lan Tây được đưa vào khai thác từ năm 2002.
Mỏ khí Thạch Hải được phát hiện vào năm 1995 bởi tổ hợp công ty BP,
Statoil. Đối tượng chứa sản phẩm chính của mỏ là các đá có tuổi từ Mioxen sớm
đến Mioxen muộn, và có trữ lượng trung bình là 0,7 tỷ bộ khối khí và 87,3 triệu
thùng condensat, năm 2007.
Mỏ khí Mộc Tinh được xác định trữ lượng trung bình là 0,5 tỷ bộ khối khí và
9,59 triệu thùng condensat, năm 2007.
Rồng Đơi và Rồng Đơi Tây, có trữ lượng dự báo đạt 856 tỷ foot khối, với
công suất khai thác năm 2007 là 130 triệu foot khối/ngày.

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

MSHV: 13410338


Luận văn Thạc sĩ

1.2.

6

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

Khái quát chung mỏ Bị Cạp Vàng

1.2.1. Vị trí địa lý
Mỏ Bị Cạp Vàng nằm trong lô 12W và 12E thuộc bể Nam Cơn Sơn. Vị trí mỏ
Bị Cạp Vàng được giới hạn trong khoảng 7019'57.391" vĩ độ Bắc và
108017'48.828" kinh độ Đông, cách bờ biển Vũng Tàu 350 km (Hình 1.3). Mực
nước biển tại nơi hạ đặt giàn khoan là 95.5 mét. Mỏ Bị Cạp Vàng có trữ lượng

khoảng 50 triệu thùng, trong đó Premier Oil của Anh giữ 53,125% cổ phần khai
thác, tập đoàn Santos của Australia giữ 31,875% và PetroVietnam chiếm 15%
(Bảng 1.1).

Hình 1.3: Bản đồ khu vực nghiên cứu
Dự kiến sản lượng khai thác tại mỏ Bò cạp Vàng đạt khoảng 25.000 thùng dầu
và 7,62 triệu mét khối khí mỗi ngày. Mỏ Bị cạp Vàng đã được cơng ty Premier Oil
cùng các đối tác phát hiện vào tháng 11-2006 sau khi khoan xuống độ sâu 4.058
mét, được Chính phủ Việt Nam phê duyệt dự án phát triển mỏ vào tháng 12-2009.
Dự án phát triển mỏ bao gồm tàu chứa và xử lý (FPSO), giàn đầu giếng và hệ thống
ống ngầm để vận chuyển dầu khí….

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

MSHV: 13410338


Luận văn Thạc sĩ

7

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

Bảng 1.1: Bảng tóm tắt thơng số giếng khoan
Tên giếng

BCV-S16P

Vị trí

Ngồi khơi Việt Nam

Lô

12W

Đối tác

Premier Oil Vietnam Offshore B.V.

53.125%

Santos

31.875%

PVEP

15%

Kiểu giếng

Giếng khai thác

Tọa độ

7°19'57.391" vĩ độ Bắc

Giàn khoan / Nhà giàn

ENSCO 107 / ENSCO

Chiều cao sàn khoan

42.17 m

Độ sâu cột nước

95.5 m

Tổng độ sâu

3410.8 mTVDBRT

108°17'48.828" kinh độ Đông

4639.0 mMDBRT

Áp suất dự kiến
8.4 – 8.5 ppg

Áp suất và Nhiệt độ

Nhiệt độ dự kiến
Đỉnh

Độ sâu mTVDSS

Nhiệt độ

Mudline

95.5

MDS0

3198.3

132°C

MDS1

3237.4

133°C

TD

3410.8

138°C

Thời gian dự kiến

18.0 ngày (bao gồm lỗ khoan 12-1/4” và 8-1/2”)

Chi phí dự kiến

14.575 triệu đơ la Mỹ (bao gồm lỗ khoan 16”)

Tình trạng giếng sau cùng

Giếng khai thác

20°C

Dầu thơ từ mỏ Bị cạp Vàng được chuyển đến tàu FPSO Lewek Emas có cơng
suất xử lý khoảng 50.000 thùng dầu/ngày, sau đó xuất qua các tàu chở dầu. Khí đốt
thu được sẽ được chuyển vào đất liền cung cấp cho các nhà máy nhiệt điện ở Việt
Nam.

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

MSHV: 13410338


Luận văn Thạc sĩ

8

GVHD: PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân

1.2.2. Đặc điểm địa chất
Giếng BCV-S16P tọa lạc tại phía Nam của mỏ Bò Cạp Vàng, được khoan
nghiêng 520 tới các tầng sản phẩm hydrocacbon trong tập cát MDS1 (Hình 1.6) tại
tầng cát kết Dừa giữa. Giếng sẽ được khoan vào phần trung tâm phía Nam của mỏ,
gần đỉnh của cấu trúc (Hình 1.5).

Hình 1.4: Kế hoạch khoan tại mỏ Bị Cạp Vàng.
Giàn khoan Ensco 107 đã khoan tổng độ sâu là 85 km trong thời gian hai (02)

năm bao gồm chín (09) giếng khai thác, sáu (06) giếng bơm ép và ba (03) giếng
khoan xiên (Hình 1.4).

HVTH: Nguyễn Mạnh Hưởng

MSHV: 13410338