Tóm tắt Luận án Ảnh hưởng của các yếu tố địa chất và giải pháp nâng cao hệ số thu hồi đối với thân dầu trong đá móng nứt nẻ mỏ sư tử đen và sư tử vàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT 
******************** 
Đặng Ngọc Quý 
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐỊA CHẤT VÀ 
GIẢI PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ THU HỒI ĐỐI 
VỚI THÂN DẦU TRONG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ MỎ 
SƯ TỬ ĐEN VÀ SƯ TỬ VÀNG 
Ngành: Kỹ thuật địa chất 
Mã số: 62.52.05.01 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT 
Hà Nội – 2014
Công trình được hoàn thành tại: 
Bộ môn Địa chất dầu - Khoa Dầu khí 
Trường Đại học Mỏ - Địa chất 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
1. TS. Phan Từ Cơ: Trường Đại học Mỏ - Địa Chất 
2. PGS-TS. Hoàng Văn Quý: Hội Dầu khí Việt Nam 
à Nội 
Phản biện 1: TS. Cù Minh Hoàng - Công ty Thăm dò Khai 
thác Dầu khí Nước ngoài 
Phản biện 2: TS. Cù Xuân Bảo - Công ty Liên doanh Điều 
hành Hoàng Long – Hoàn Vũ 
Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Văn Phơn - Hội Dầu khí Việt 
Nam 
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp 
Trường tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi ..giờ  
ngày  tháng năm 2014 
Có thể tìm hiểu luận án tại: 
Thư viện Quốc gia-Hà Nội 
 hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chấtchất 
1 
MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết của luận án 
Cho đến nay, dầu được khai thác ở mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng 
chủ yếu từ móng nứt nẻ trước Kainozoi bằng các giếng khai thác với 
chiều dài và góc nghiêng lớn, nhưng động thái khai thác và trữ lượng 
thu hồi của các giếng rất khác nhau. Đặc biệt tỷ số khí dầu hay độ ngập 
nước của giếng khai thác tăng rất mạnh trong thời gian ngắn làm cho 
lưu lượng khai thác giảm nhanh và đáng kể, dẫn đến sản lượng khai 
thác thực tế thấp hơn nhiều so với dự báo trong sơ đồ công nghệ. 
Nhiều ý kiến cho rằng, do: (i) ảnh hưởng của việc khai thác với lưu 
lượng cao, (ii) mạng lưới giếng khai thác và bơm ép, (iii) lưu lượng 
bơm ép chưa hợp lý, và (iv) đặc điểm các yếu tố địa chất của mỏ đã 
ảnh hưởng tới hệ số thu hồi dầu. Ba lý do đầu là chủ quan, riêng lý do 
cuối cùng cần phải được nghiên cứu một cách kỹ lưỡng nhằm đưa ra 
các giải pháp khai thác hợp lý và hiệu quả. Vì vậy, việc nghiên cứu 
xác định những yếu tố địa chất ảnh hưởng tới hệ số thu hồi dầu, đồng 
thời nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao hệ số thu hồi đối với 
thân dầu trong đá móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng là nhiệm 
vụ cần thiết và rất cấp thiết. 
2. Tổng quan về các kết quả nghiên cứu đã có tại vùng nghiên cứu. 
Đã có trên 10 giếng khoan thăm dò và thẩm lượng, và trên 30 giếng 
phát triển và khai thác vào khối móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử 
Vàng. Tài liệu và các công trình nghiên cứu về địa chất, địa chấn, địa 
vật lý giếng khoan, sơ đồ công nghệ, tài liệu khai thác, mô hình địa 
chất và mô hình mô phỏng  trong khu vực nghiên cứu khá phong 
phú. 
2 
Tính chất vỉa và động thái khai thác của các khu vực có biểu hiện 
khác nhau, hệ số thu hồi dầu phụ thuộc nhiều vào bản chất địa chất 
của vỉa sản phẩm. Tuy nhiên cho đến hiện nay chưa có công trình 
nghiên cứu quy mô và tổng hợp nhằm xác định các yếu tố địa chất của 
đá móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng có ảnh hưởng đến khả 
năng thu hồi dầu. 
Nhà điều hành đã áp dụng nhiều giải pháp nhằm gia tăng hệ số thu 
hồi, kết quả cho thấy có những giải pháp cho kết quả khả quan, nhưng 
có giải pháp chưa cho kết quả như mong đợi. 
3. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận án 
Mục tiêu của luận án:(i) làm sáng tỏ những yếu tố địa chất ảnh 
hưởng tới khả năng thu hồi dầu; (ii) từ đó đề xuất các giải pháp nâng 
cao hệ số thu hồi đối với thân dầu trong móng nứt nẻ trước Kainozoi 
mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng. 
Nhiệm vụ của luận án: (i) xác định những yếu tố địa chất có ảnh 
hưởng tới thu hồi dầu trong móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử 
Vàng; (ii) đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố địa chất tới hệ 
số thu hồi dầu của đối tượng nghiên cứu; (iii) đánh giá các giải pháp 
khai thác gia tăng thu hồi cho móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử 
Vàng. 
4. Các phương pháp nghiên cứu 
- Thu thập, phân tích và tổng hợp các tài liệu hiện có về địa chất, địa 
chấn, địa vật lý giếng khoan, và thủy động lực. 
- Xây dựng mô hình địa chất, mô hình mô phỏng cho các đặc trưng 
địa chất của đá móng nứt nẻ, nhằm xác định và đánh giá mức độ ảnh 
hưởng của các yếu tố địa chất đến hệ số thu hồi dầu và hiệu quả của 
các giải pháp khai thác. 
3 
5. Các luận điểm bảo vệ 
- Luận điểm 1: Những yếu tố địa chất chính có ảnh hưởng đến 
hệ số thu hồi dầu trong đá móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng 
bao gồm: Đặc điểm thạch học của đá móng; đặc điểm đứt gãy và khe 
nứt; quá trình biến đổi thứ sinh của đá móng; nguồn nước áp sườn; 
mức độ lưu thông thủy lực; và tính chất PVT của dầu chứa trong đá 
móng nứt nẻ. Trong đó, đặc điểm đứt gãy và khe nứt, mức độ lưu thông 
thủy động lực, nguồn nước áp sườn và tính chất PVT của dầu có ảnh 
hưởng mạnh mẽ nhất đến khả năng thu hồi dầu và có thể can thiệp 
hiệu quả để gia tăng hệ số thu hồi dầu. 
- Luận điểm 2: Giải pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu bằng việc 
hướng đến hạn chế ảnh hưởng xấu và tăng cường các ảnh hưởng có 
lợi của các yếu tố địa chất bao gồm: tối ưu hệ thống khai thác; bơm ép 
nước và khí; hạn chế ảnh hưởng của nước áp sườn; và khoan đan dày 
ở những khối có mức độ lưu thông thủy động lực kém hay có chế độ 
thủy động lực riêng biệt. 
6. Các điểm mới của luận án 
- Các yếu tố địa chất ảnh hưởng đến hệ số thu hồi trong thân dầu móng 
nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng đã được tổng hợp, phân tích một 
cách đầy đủ, hệ thống và biện chứng. Từ đó xác định được 6 yếu tố 
địa chất chính ảnh hưởng tới hệ số thu hồi. 
- Đánh giá mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố địa chất, từ đó xác định 
được 4 yếu tố địa chất quan trọng bao gồm: đặc điểm đứt gãy và khe 
nứt; nguồn nước áp sườn; tính chất PVT của dầu; và mức độ lưu thông 
thủy động lực có ảnh hưởng mạnh đến hệ số thu hồi dầu, và các yếu 
tố này có thể can thiệp hiệu quả nhằm gia tăng hệ số thu hồi dầu. 
- Các giải pháp gia tăng hệ số thu hồi trong thân dầu móng nứt nẻ mỏ 
Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng đã được đưa ra trên cơ sở hướng đến hạn 
4 
chế ảnh hưởng xấu và tăng cường ảnh hưởng tích cực của các yếu tố 
địa chất. 
7. Ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa khoa học 
Ý nghĩa thực tiễn: (i) Các giải pháp khai thác được Công ty Điều hành 
chung Cửu Long áp dụng cũng như các giải pháp mới mà NCS đề xuất 
được phân tích đánh giá biện luận có cơ sở khoa học gắn liền với các 
yếu tố địa chất trong móng nứt nẻ. Những giải pháp được đánh giá có 
hiệu quả cao và tức thời như bơm ép nước hoặc bơm ép khí bằng hệ 
thống giếng bơm hiện có hoặc sử dụng những giếng có độ ngập nước 
cao để bơm ép khí – khai thác luân phiên cần xem và áp dụng; (ii) Do 
đối tượng móng nứt nẻ trước Kainozoi ở bể Cửu Long có nhiều đặc 
điểm địa chất tương đồng với mỏ Sư Tư Đen và Sư Tử Vàng, nên các 
giải pháp khai thác nâng cao hệ số thu hồi dầu có thể được xem xét áp 
dụng cho các mỏ móng nứt nẻ khác. 
Ý nghĩa khoa học: Việc nghiên cứu xác định những yếu tố địa chất và 
mức độ ảnh hưởng của chúng đến hệ số thu hồi dầu đóng vai trò vô 
cùng quan trọng cho việc xác định và lựa chọn các giải pháp gia tăng 
hệ số thu hồi dầu. Vì vậy, luận án không chỉ có giá trị áp dụng cho 
thân dầu trong móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng, mà còn có 
thể áp dụng cho các thân dầu trong móng nứt nẻ nói chung cũng như 
các đối tượng chứa khác. 
8. Cơ sở tài liệu 
- Các tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan đã được công bố, kết quả 
phân tích thạch học và minh giải địa chấn đã được công bố đến tháng 
12 năm 2012. 
- Tài liệu khai thác đến hết tháng 12 năm 2012, mô hình địa chất – mô 
hình mô phỏng khu vực mỏ Sư Tử Vàng năm 2013. 
5 
- Các tài liệu nghiên cứu, tạp chí, báo cáo sản xuất về chuyên ngành 
địa chất, kiến tạo và dầu khí, mô hình địa chất, mô hình mô phỏng  
đã công bố của các nhà khoa học và các công ty dầu khí. 
- Nguồn tài liệu sử dụng trong luận án có chất lượng tốt và độ tin cậy 
cao. 
9. Bố cục và khối lượng của luận án 
Luận án gồm 142 trang, 24 bảng, 119 hình vẽ và đồ thị, 3 công 
trình đã công bố liên quan đến luận án và 32 tài liệu tham khảo (7 tiếng 
Việt, 25 tiếng Anh), trình bày thành 4 chương. 
CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – HỆ THỐNG DẦU KHÍ – 
VÀ ĐỘNG THÁI KHAI THÁC KHU VỰC MỎ SƯ TỬ ĐEN VÀ 
SƯ TỬ VÀNG 
1.1. Vị trí địa lý – địa chất mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng 
Mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng thuộc phía Đông lô 15-1 nằm ở 
phần Tây Bắc bồn trũng trầm tích Cửu Long, cách thành phố Vũng 
Tàu khoảng 120km về phía Đông Đông Nam. 
1.2. Các thành tạo địa chất 
Tham gia vào cấu trúc địa chất ở khu vực mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử 
Vàng gồm móng trước Kainozoi và trầm tích lớp phủ Kainozoi. Móng 
trước Kainozoi gồm các đá granit, grandodiorit và các đai mạch. Các 
thành tạo trầm tích lớp phủ Kainozoi được chia thành 6 hệ tầng (Trà 
Cú, Trà Tân, Bạch Hổ, Côn Sơn, Đồng Nai và Biển Đông) tương ứng 
với 7 tập địa chấn (E, D, C, BI, BII, BIII và A). 
1.3. Đặc điểm kiến trúc 
1.3.1. Hình thái kiến trúc nóc móng và các tầng 
Theo đường khép kín 3100m, cấu tạo Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng 
được phân chia thành 3 cấu tạo bậc hai là cấu tạo Sư Tử Đen, cấu tạo 
Sư Tử Vàng và cấu tạo Sư Tử Chúa. Cấu tạo Sư Tử Đen có chiều dài 
6 
15km và chiều rộng 3km, cấu tạo Sư Tử Vàng có chiều dài 13km và 
chiều rộng 2,2km. 
Tập E phủ bất chỉnh hợp lên móng và vắng mặt ở phần trung tâm 
của cấu tạo Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng. Trong khi đó các tập D, C và 
BI phân bố rộng khắp khu vực nghiên cứu. 
1.3.2. Đặc điểm hệ thống đứt gãy chính 
Trong phạm vi vùng nghiên cứu đã ghi nhận 21 đứt gãy và hệ đứt 
gãy chính cắt qua móng đóng vai trò quan trọng trong lịch sử hình 
thành các cấu tạo gây phá hủy cũng như khống chế cấu tạo móng được 
chia làm 4 nhóm đứt gãy chính theo phương: nhóm phương vĩ tuyến, 
á vĩ tuyến; nhóm phương Đông Bắc – Tây Nam; nhóm phương Tây 
Bắc – Đông Nam; và nhóm phương kinh tuyến – á kinh tuyến. 
1.3.3. Phân tầng cấu trúc 
Tham gia vào cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu gồm 3 tầng 
kiến trúc phản ánh 3 chế độ địa động lực khác nhau: tầng kiến trúc 
móng trước Kainozoi; tầng kiến trúc rift Kainozoi sớm; và tầng kiến 
trúc lớp phủ thềm Kainozoi muộn. 
1.4. Lịch sử phát triển địa chất khu vực mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử 
Vàng 
Sau khi thành tạo móng trước Kainozoi, bồn trũng Cửu Long chịu 
ảnh hưởng của giai đoạn tạo rift Eoxen – Oligoxen và giai đoạn sau 
tạo rift Mioxen – Đệ Tứ. Các hoạt động kiến tạo trong các giai đoạn 
này ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vỉa của khối móng trước 
Kainozoi. 
1.4.1. Giai đoạn tạo rift 
Đây là giai đoạn phá hủy bề mặt san bằng, tạo nên các địa hòa, bán 
địa hào và địa lũy có ảnh hưởng mạnh mẽ đến việc hình thành hệ thống 
7 
đứt gãy trong móng và các trầm tích phủ trực tiếp lên móng được khởi 
đầu vào Eoxen – Oligoxen và kết thúc vào cuối Oligoxen trên. 
1.4.2. Giai đoạn rìa lục địa thụ động bình ổn (giai đoạn sau tạo rift) 
Xảy ra vào thời kỳ Mioxen dưới cho đến hiện nay, các hoạt động 
đứt gãy rất yếu và gần như không còn, trầm tích có đặc điểm chung là 
phân bố rộng, không biến vị uốn nếp và gần như nằm ngang. 
1.5. Đặc điểm hệ thống dầu khí khu vực mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử 
Vàng 
Trong khu vực nghiên cứu,trầm tích Oligoxen rất giàu vật chất hữu 
cơ là nguồn sinh dầu khí chính, tồn tại hai loại đá chứa chủ đạo gồm 
móng nứt nẻ và cát kết, trong đó móng nứt nẻ trước Kainozoi là đối 
tượng chứa dầu chính (đối tượng nghiên cứu của luận án) được chắn 
bởi tập sét thuộc trầm tích Oligoxen. 
1.6. Đặc điểm động thái khai thác 
Khu vực nghiên cứu có đặc điểm chung về động thái khai thác là 
giai đoạn đầu giếng thường được khai thác với lưu lượng dầu cao và 
ổn định, sau khi nước xâm nhập vào giếng khai thác thì lưu lượng dầu 
giảm đáng kể, và độ ngập nước tăng nhanh. Quá trình bơm ép nước 
chủ yếu chỉ được triển khai trong khu vực khai thác sớm, mặc dù bơm 
ép không liên tục, nhưng áp suất vỉa luôn được duy trì khoảng 3000psi 
cao hơn áp suất bão hòa của dầu (1100psi). 
Khác với khu vực Tây Nam mỏ Sư Tử Đen và mỏ Sư Tử Vàng, 
khu vực Đông Bắc mỏ Sư Tử Đen không chỉ có độ ngập nước tăng 
theo thời gian, mà tỷ số khí dầu của một số giếng khai thác còn tăng 
lên do áp suất vỉa giảm xuống dưới áp suất bão hòa (4050psi) sau vài 
tháng đưa vào khai thác, làm giảm đáng kể lưu lượng khai thác. Mặc 
dù có nhiều giếng khai thác với độ ngậm khí của dầu cao, nhưng cho 
8 
tới nay, khu vực Đông Bắc mỏ Sư Tử Đen chưa áp dụng giải pháp 
bơm ép nước duy trì áp suất vỉa. 
CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM CÁC YẾU TỐ ĐỊA CHẤT TRONG 
MÓNG NỨT NẺ TRƯỚC KAINOZOI MỎ SƯ TỬ ĐEN VÀ SƯ 
TỬ VÀNG 
2.1. Đặc điểm thạch học của móng nứt nẻ trước Kainozoi 
Móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng có thể chia thành hai 
nhóm đá chính: (i) đá macma xâm nhập gồm granit và granodiorit, 
trong đó chủ là granit được chia thành hai loại là granit biotit và granit 
biotit – hocblend dựa theo thành phần khoáng vật mafic; (ii) các đá 
mạch gồm đai mạch felsic và đai mạch mafic. 
Các loại đá granodiorit và đai mạch chiếm thể tích không lớn và 
chưa thể xác định được sự phân bố của chúng trong không gian (Hình 
2.1) 
Hình 2.1. Tỷ lệ loại đá móng 
nứt nẻ trước Kainozoi của khu 
vực mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử 
Vàng 
2.2. Hoạt động biến đổi thứ sinh ở mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng 
Quá trình biến đổi thứ sinh của đá móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và 
Sư Tử Vàng gồm quá trình phong hóa và quá trình thủy nhiệt. 
2.2.1. Quá trình phong hóa 
Quá trình phong hóa làm tăng tính chất rỗng thấm trong những 
vùng gần nóc móng chịu tác động trực tiếp của nắng, gió và sự thay 
đổi của khí hậu. Tuy nhiên, sản phẩm của quá trình phong hóa là những 
khoáng vật thứ sinh như sét chúng di chuyển và lấp từng phần hay toàn 
54.2
29.1
7.3
5.6
3.8
Granit biotit
Granit biotit hocblend
Granodiorit
 ch felsic
 ch maf ic
9 
phần hệ thống nứt nẻ được hình thành trước đó nằm sâu trong khối 
móng làm giảm tính chất rỗng thấm của khối móng. 
2.2.2. Quá trình biến đổi thủy nhiệt 
Quá trình biến đổi thủy nhiệt gồm serixit hóa, canxit hóa, epidot 
hóa, saussurit hóa, clorit hóa và zeolit hóa của plagiocla xuất hiện ở 
các mức độ khác nhau và xảy ra ở tất cả các loại đá. Sản phẩm của các 
quá trình này là các khoáng vật thứ sinh, có ảnh hưởng trực tiếp đến 
chất lượng đá chứa. 
2.2.3. Mức độ biến đổi thứ sinh của đá móng nứt nẻ trước Kainozoi 
Căn cứ vào tổng hàm lượng các khoáng vật thứ sinh và tính toán 
bán định lượng cho thấy mức độ biến đổi của đá trong khu vực mỏ Sư 
Tử Đen và Sư Tử Vàng ở mức độ mạnh và ở mỏ Sư Tử Đen nhìn 
chung mạnh hơn ở mỏ Sư Tử Vàng. 
2.3. Đặc điểm đứt gãy và khe nứt 
Trong phạm vi mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng ghi nhận được 243 
đứt gãy phân bố ở độ sâu từ nóc móng đến 4200m. Các đứt gãy này 
gây phá hủy móng, khống chế các khối kiến trúc trong móng, làm dịch 
chuyển nóc móng và tạo các đới nứt nẻ sinh  ... . 
Các mô hình trong bảng 3.3 được NCS sử dụng để nghiên cứu. 
15 
Bảng 3.3. Mô tả sơ bộ các loại mô hình sử dụng trong nghiên cứu 
Tên mô hình 
Số lượng đứt 
gãy trong mô 
hình 
Đặc điểm cơ bản của mô hình 
Mô hình đồng 
nhất đơn giản 
1 
Độ rỗng thấm phân bố đồng nhất 
trong đới đứt gãy và đới nứt nẻ. 
Mô hình bất 
đồng nhất đơn 
giản 
1 
Độ rỗng thấm thay đổi theo chiều 
sâu và khoảng cách tới bề mặt của 
đứt gãy. 
Mô hình bất 
đồng nhất cao 
Theo kết quả 
minh giải địa 
chấn của khu 
vực Tây Nam 
mỏ Sư Tử 
Vàng 
Độ rỗng thấm thay đổi theo chiều 
sâu và khoảng cách tới đứt gãy; 
tính chất này thay đổi theo từng loại 
đứt gãy; và mô hình được lặp lại 
lịch sử khai thác của các giếng đến 
tháng 12/2012. 
3.3.1. Ảnh hưởng của đặc điểm đứt gãy và khe nứt. 
Mỗi loại đứt gãy ảnh hưởng trực tiếp đến trữ lượng dầu khí tại chỗ, 
động thái khai thác của giếng (Hình 3.4), nhưng không ảnh hưởng 
nhiều đến hệ số thu hồi. Tuy nhiên, nếu tổng trữ lượng dầu tại chỗ của 
đứt gãy không đổi, trữ lượng dầu phân bố trong đới đứt gãy càng nhỏ, 
thì độ ngập nước càng tăng nhanh, và hệ số thu hồi dầu càng giảm. 
16 
Hình 3.4. So sánh động thái khai thác của từng loại đứt gãy 
3.3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố địa chất khác 
NCS sử dụng mô hình bất đồng nhất cao trong bảng 3.3 cho việc 
dự báo các trường hợp khai thác đến hết năm 2024 (hết thời hạn hợp 
đồng của lô 15.1) để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố địa 
chất khác đến hệ số thu hồi dầu. 
3.3.2.1. Ảnh hưởng của nguồn năng lượng vỉa – nước áp sườn 
Nguồn nước áp sườn có vai trò rất quan trọng cho quá trình duy trì 
áp suất vỉa, tăng hệ số thu hồi dầu khoảng 31% so với trường hợp 
không có nguồn nước có áp. Nhưng đồng thời là yếu tố địa chất ảnh 
hưởng trực tiếp tới mức độ ngập nước của các giếng khai thác, và làm 
cho lưu lượng khai thác giảm nhanh. 
3.3.2.2. Ảnh hưởng của tính chất dầu 
Nếu khu vực Tây Nam mỏ Sư Tử Vàng chứa dầu có áp suất bão 
hòa cao (4050psi) tương tự như khu vực Đông Bắc mỏ Sư Tử Đen và 
mạng lưới giếng được thiết kế và hoàn thiện tương tự cho dầu có áp 
-
200,000 
400,000 
600,000 
800,000 
1,000,000 
1,200,000 
-
200 
400 
600 
800 
1,000 
1,200 
7-Nov-12 6-May-13 2-Nov-13 1-May-14 28-Oct-14 26-Apr-15 23-Oct-15 20-Apr-16
Sả
n 
lư
ợ
ng
 c
ộn
g 
dồ
n 
 t
h
ù
n
g
)
L
ư
u 
lư
ợn
g 
 t
hù
ng
 n
gà
y
)
Đứt gãy loại 1
Đứt gãy loại 2
Đứt gãy loại 3
Đứt gãy loại 4
17 
suất bão hòa thấp (1100psi) thì hệ số thu hồi dầu giảm khoảng 50% so 
với hệ số thu hồi dầu có độ bão hòa thấp. 
Tóm lại, 6 yếu tố địa chất chính ảnh hưởng tới hệ số thu hồi dầu, 
trong đó đặc điểm đứt gãy và khe nứt, tính chất dầu khí, nguồn nước 
áp sườn, và mức độ lưu thông thủy động lực là những yếu tố địa chất 
có ảnh hưởng mạnh mẽ đến khả năng thu hồi dầu trong đá móng nứt 
nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng. Những yếu tố địa chất này có thể 
can thiệp để gia tăng hệ số thu hồi dầu bằng công nghệ hiện nay. Mức 
độ ảnh hưởng của các yếu tố địa chất đến hệ số thu hồi dầu được xếp 
hạng như bảng 3.4. 
Bảng 3. 4. Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố địa chất đến hệ số thu 
hồi 
STT Những yếu tố địa chất chính 
Mức độ ảnh 
hưởng tới hệ số 
thu hồi dầu 
1 Đặc điểm đứt gãy và khe nứt Rất mạnh 
2 Tính chất PVT của dầu Mạnh 
3 Nguồn nước áp sườn Mạnh 
4 Mức độ lưu thông thủy động lực Mạnh 
5 Đặc điểm thạch học của móng 
Trung bình (Ảnh 
hưởng tốt) 
6 Quá trình phong hóa và thủy nhiệt Yếu 
CHƯƠNG 4. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ THU HỒI 
DẦU 
4.1. Các phương pháp khai thác dầu 
Phương pháp khai thác sơ cấp, khai thác thứ cấp và khai thác tam 
cấp là ba phương pháp khai thác cơ bản cho các mỏ dầu. Hệ số thu hồi 
18 
dầu của các phương pháp phụ thuộc vào yếu tố địa chất và yếu tố công 
nghệ. Trong khu vực nghiên cứu đang được áp dụng phương pháp khai 
thác sơ cấp và thứ cấp. 
4.2. Các giải pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu trong đá móng mỏ 
Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng 
Bốn nhóm giải pháp khai thác nhằm hạn chế ảnh hưởng xấu hoặc 
tăng cường ảnh hưởng tích cực của các yếu tố địa chất để nâng cao hệ 
số thu hồi trong thân dầu móng mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng bao 
gồm: tối ưu hệ thống giếng khai thác; tối ưu khai thác và bơm ép; hạn 
chế ảnh hưởng của nước áp sườn; và khoan đan dày ở những khối có 
chế độ thủy động lực kém. 
4.3. Đánh giá hiệu quả các giải pháp gia tăng thu hồi dầu 
4.3.1. Tối ưu hệ thống giếng khai thác 
4.3.1. Optimization of production well system 
Để gia tăng hệ số thành công và nâng cao tiềm năng khai thác, các 
giếng khai thác được thiết kế khoan vào những khu vực có mật độ đứt 
gãy lớn, với hướng vuông góc và cắt qua các đới đứt gãy. Tuy nhiên, 
quỹ đạo giếng như vậy có thể gây ảnh hưởng xấu tới hệ số thu hồi dầu 
của những đới đứt gãy chưa ngập nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy 
việc khoan giếng khai thác với góc nghiêng lớn không những tăng khả 
năng gặp đới đứt gãy có tính chất vỉa tốt và tăng bán kính ảnh hưởng 
khai thác của giếng mà còn giúp gia tăng hệ số thu hồi dầu khoảng 
13% và giảm được chi phí đầu tư khoan giếng. 
4.3.2. Tối ưu khai thác và bơm ép 
4.3.2.1. Tăng chỉ số khai thác 
Phương pháp xử lý axít vùng cận đáy giếng và phương pháp nứt 
vỉa thủy lực có thể được xem xét áp dụng nhằm tăng chỉ số khai thác 
19 
nhằm giảm chênh áp giúp cân bằng mặt ranh giới dầu và nước trong 
quá trình khai thác: 
Xử lý axít vùng cận đáy giếng 
Thực tế cho thấy việc xử lý a xít vùng cận đáy giếng có thể tăng 
chỉ số khai thác 20% do khoáng vật nguyên sinh và thứ sinh của khối 
móng có những thành phần như canxít (CaCO3), oxít sắt, zeolit,... 
chiếm tỷ trọng không lớn so với thành phần thạch học chính 
(Plagiocla, orthocla và thạch anh, ) của khối móng, nhưng chúng đã 
tham gia lấp đầy một phần hay và toàn phần mạng vi nứt nẻ. Tuy 
nhiên, giải pháp xử lý axít vùng cận đáy giếng không mang lại kết quả 
khả quan đối với các giếng đã có chỉ số khai thác cao do những nguyên 
nhân sau: (i) các giếng có chỉ số khai thác cao thường cắt qua những 
đới nứt nẻ và đứt gãy có độ thấm cao; (ii) khi tiến hành xử lý axít, hỗn 
hợp dung môi axít chủ yếu đi vào những đới nứt nẻ có độ thấm cao, 
trong khi những đới nứt nẻ có độ thấm kém không hoặc ít được tiếp 
xúc với dung môi axít. 
Nứt vỉa thủy lực 
Do phần khung đá chủ yếu là granit có nguồn gốc từ macma xâm 
nhập, rất cứng, và có áp suất tới hạn phá vỡ lớn hơn nhiều so với đá 
trầm tích lục nguyên nên khi áp dụng giải pháp nứt vỉa thủy lực, năng 
lượng của máy bơm bị phân tán và tập trung ở những đới nứt nẻ có 
diện tích bề mặt lớn, dẫn đến áp lực bơm ép khó vượt qua áp lực tới 
hạn phá vỡ của khung đá. Do đó việc áp dụng giải pháp nứt vỉa thủy 
lực đối với móng khu vực mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng sẽ không 
mang lại hiệu quả. 
4.3.2.2. Tối ưu chế độ khai thác 
Kết quả dự báo của mô hình cho thấy khai thác với lưu lượng thấp, 
tốc độ ngập nước chậm hơn so với trường hợp khai thác với lưu lượng 
20 
cao, nhưng chưa xác định được ảnh hưởng bởi lưu lượng khai thác đến 
hệ số thu hồi dầu. 
4.3.2.3. Bơm ép nước hoặc bơm ép khí 
Giải pháp bơm ép nước và bơm ép khí giúp tăng hệ số thu hồi dầu 
từ 8% đến 24% so với trường hợp không duy trì năng lượng bằng bơm 
ép, đặc biệt với trường hợp dầu có áp suất bão hòa cao (4050psi) tương 
tự như khu vực Đông Bắc mỏ Sư Tử Đen, giải pháp bơm ép có thể 
tăng hệ số thu hồi dầu từ 55% đến 74% so với trường hợp khai thác sơ 
cấp. 
4.3.3. Giải pháp hạn chế ảnh hưởng của nước áp sườn 
4.3.3.1. Hoàn thiện giếng tối ưu 
Giải pháp hoàn thiện tối ưu cho phép ngừng khai thác ở những đới 
có độ ngập nước hay khí cao, có thể tăng hệ thu hồi dầu lên khoảng 
10% so với trường hợp không áp dụng giải pháp này. 
4.3.3.2. Sử dụng khí nâng (gaslift) 
Hệ số thu hồi dầu của trường hợp sử dụng gaslift tăng từ 22% đến 
37% so với hệ số thu hồi dầu của trường hợp không sử dụng gaslift, 
do các nguyên nhân sau: (i) nguồn nước áp sườn làm độ ngập nước 
của giếng tăng cao dẫn đến áp lực do cột thủy tĩnh trong giếng tăng và 
chênh áp giảm; (ii) khi sử dụng phương pháp khai thác bằng gaslift 
làm giảm tỷ trọng cột thủy tĩnh trong giếng, làm tăng chênh áp và cho 
phép duy trì khai thác ở những giếng có độ ngập nước cao. 
4.3.3.3. Bơm ép khí – khai thác luân phiên bằng giếng khai thác 
Để khai thác lượng dầu còn lại trong phần đỉnh của cấu tạo do mực 
nước đã dâng lên cao, giải pháp dùng giếng khai thác có độ ngập nước 
cao bơm ép khí một thời gian sau đó đưa giếng khai thác trở lại như 
được minh họa trên hình 4.1. 
21 
Hình 4. 1. Minh họa trạng thái chất lưu trong vỉa khi sử dụng giải 
pháp bơm ép và khai thác luân phiên. Hình trái – trước khi bơm ép 
khí, hình giữa – sau khi bơm ép khí, hình phải – sau khi khai thác. 
Kết quả nghiên cứu cho thấy giải pháp này làm lưu lượng dầu tăng 
lên, độ ngập nước giảm, và lượng dầu khai thác tăng khi lưu lượng khí 
bơm tăng. 
Như vậy, qua nghiên cứu hiệu quả các giải pháp khai thác đối với 
việc gia tăng hệ số thu hồi dầu, giải pháp khai thác tương ứng với từng 
yếu tố địa chất được trình bày trong bảng 4.1. 
Bảng 4. 1. Các giải pháp khai thác tương ứng với các yếu tố địa chất 
STT 
Những yếu tố địa chất 
chính 
Giải pháp khai thác 
1 Đặc điểm đứt gãy và khe nứt Tối ưu hệ thống giếng 
2 Tính chất PVT của dầu Bơm ép nước hoặc bơm ép khí 
3 Nguồn nước áp sườn 
Hoàn thiện tối ưu, sử dụng 
gaslift, và bơm ép khí – khai 
thác luân phiên. 
4 
Mức độ lưu thông thủy động 
lực 
Khoan đan dày ở những khối 
có mức độ lưu thông kém, và 
áp dụng các giải pháp trên. 
22 
5 Đặc điểm thạch học 
Xử lý axít và tối ưu hệ thống 
giếng 
6 
Quá trình phong hóa và thủy 
nhiệt 
KẾT LUẬN 
1. Móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng có thành phần thạch 
học tương đối đồng nhất chủ yếu là đá granit có tính chất vỉa tốt hơn 
các đá còn lại, vì vậy đặc điểm thạch học có ảnh hưởng tốt tới hệ số 
thu hồi của đối tượng nghiên cứu. 
2. Sự hình thành và phát triển của hệ thống đứt gãy và khe nứt là yếu 
tố địa chất chủ đạo ảnh hưởng trực tiếp đến đặc trưng rỗng thấm, mức 
độ bất đồng nhất về tính chất lưu thông thủy động lực cũng như khả 
năng khai thác và hệ số thu hồi của khối móng. 
3. Nguồn nước có áp tồn tại trong các lớp trầm tích nằm kề áp khối 
móng giữ vai trò chủ đạo để duy trì áp suất vỉa và gia tăng hệ số thu 
hồi dầu, nhưng cũng là yếu tố địa chất gây ra ngập nước nhanh và lưu 
lượng dầu khai thác giảm đáng kể khi nước xâm nhập vào giếng. 
4. Khu vực Đông Bắc mỏ Sư Tử Đen chứa dầu có áp suất bão hòa cao 
làm ảnh hưởng xấu đến chế độ khai thác và hệ số thu hồi dầu nếu 
không áp dụng giải pháp bơm ép. 
5. Khu vực mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng chịu ảnh hưởng của quá 
trình phong hóa ở phần đỉnh của cấu tạo làm gia tăng độ rỗng của khu 
vực nằm gần nóc móng (dày khoảng 50m) và hình thành nên các 
khoáng vật thứ sinh như sét. Chúng di dịch và lấp đầy từng phần hay 
toàn phần hệ thống các khe nứt nằm sâu trong móng, làm giảm tính 
chất rỗng thấm và ảnh hưởng xấu đến khả năng khai thác của khối 
móng. 
23 
6. Quá trình biến đổi thủy nhiệt khá phổ biến trong khu vực mỏ Sư Tử 
Đen và Sư Tử Vàng, quá trình biến đổi này thành tạo các khoáng vật 
thứ sinh làm lấp từng phần hay toàn phần không gian rỗng của các đới 
nứt nẻ, và làm giảm tính chất rỗng thấm của khối móng, dẫn đến làm 
giảm khả năng thu hồi dầu. 
7. Tất cả các yếu tố địa chất đều có ảnh hưởng tới hệ số thu hồi trong 
thân dầu đá móng mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng, trong đó đặc điểm 
đứt gãy và khe nứt, nguồn nước áp sườn, tính chất PVT của dầu, và 
mức độ lưu thông thủy động lực là các yếu tố chủ đạo ảnh hưởng đến 
hệ số thu hồi dầu mà có thể can thiệp hiệu quả bằng công nghệ và kỹ 
thuật hiện nay. 
8. Với mục đích nâng cao hệ số thu hồi dầu, các giải pháp khai thác 
hướng tới hạn chế ảnh hưởng tiêu cực và gia tăng ảnh hưởng tích cực 
của các yếu tố địa chất tới hệ số này bao gồm: tối ưu hệ thống giếng; 
tối ưu chế độ khai thác; hạn chế ảnh hưởng của nước áp sườn; và giải 
pháp khoan đan dày ở các khối có mức độ lưu thông thủy động lực 
kém hay có chế độ thủy động lực riêng biệt, cụ thể như sau: 
o Các giếng phát triển cần được thiết kế và khoan với góc nghiêng 
lớn và có xu hướng vuông góc với hệ thống đứt gãy chính (Đông Bắc 
– Tây Nam và Tây Bắc - Đông Nam) không chỉ giúp tăng hệ số thành 
công của giếng mà còn gia tăng hệ số thu hồi dầu khoảng 13% và giảm 
số lượng giếng khai thác. 
o Để hạn chế ảnh hưởng xấu của nước vỉa đến động thái khai thác 
của giếng, giải pháp hoàn thiện tối ưu giúp tăng hệ số thu hồi dầu 
khoảng 10%, giải pháp sử dụng khí nâng tăng hệ số thu hồi dầu từ 
22% đến 37%, và giải pháp bơm ép khí – khai thác luân phiên ở những 
giếng có độ ngập nước cao nhằm tận thu dầu có trong phần nóc vỉa. 
24 
o Giải pháp bơm ép (nước hoặc khí) giúp tăng hệ số thu hồi dầu từ 
8% đến 24% của phần lớn khu vực nghiên cứu, và đặc biệt có hiệu quả 
đối với khu vực Đông Bắc mỏ Sư Tử Đen. 
o Đối với khu vực có chế độ thủy động lực riêng biệt ngoài việc áp 
dụng các giải pháp trên, giải pháp khoan đan dày cần xem xét để nâng 
cao hệ số đẩy và quét dầu. 
KIẾN NGHỊ 
1. Để tăng hệ số thành công khi khoan giếng và nâng cao hệ số thu 
hồi dầu, các giếng phát triển khai thác nên tiếp tục thiết kế và khoan 
với góc nghiêng lớn và có xu hướng vuông góc với hệ thống đứt gãy 
hướng Đông Bắc – Tây Nam và Tây Bắc – Đông Nam. 
2. Giải pháp bơm ép nước và/hoặc bơm ép khí cần xem xét áp dụng 
để nâng cao hệ số thu hồi dầu, đặc biệt đối với khu vực Đông Bắc mỏ 
Sư Tử Đen. 
3. Giải pháp hoàn thiện tối ưu và sử dụng gaslift cho giếng khai thác 
nên tiếp tục áp dụng, nên xem xét áp dụng giải pháp bơm ép khí – khai 
thác luân phiên ở những giếng có độ ngập nước cao. 
4. Phương án xử lý axít vùng cận đáy giếng chỉ nên áp dụng cho những 
giếng có chỉ số khai thác thấp và khả năng cho dòng phân bố đồng đều 
cho các hệ thống đứt gãy. 
5. Trong quá trình điều hành khai thác mỏ cần lựa chọn lưu lượng khai 
thác tối ưu nhằm hạn chế những rủi ro khi mô hình mô phỏng chưa 
phản ánh hết mức độ phức tạp của khối móng. 
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN 
LUẬN ÁN 
1. Đặng Ngọc Quý, Trần Vĩnh Lưu. “Các phương pháp xác 
định ranh giới dầu-nước trong quá trình khai thác dầu 
tầng móng nứt nẻ”, tạp chí dầu khí số 2-2009, tr.40-44. 
2. Đặng Ngọc Quý. “Xác định nguồn gốc nước khai thác 
trong thân dầu đá móng khu vực tây nam mỏ Sư Tử Đen”, 
tạp chí dầu khí số 8-2009, tr. 42-45. 
3. Đặng Ngọc Quý, Hoàng Văn Quý. “Thân dầu trong đá 
móng trước Đệ Tam mỏ Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng và các 
yếu tố địa chất ảnh hưởng tới khả năng thu hồi dầu” tạp 
chí dầu khí số 2-2014, tr. 12-16.