Khái niệm cơ bản về tài nguyên dầu khí (Tiếp theo và hết)

Kỳ 2 : Dầu khí được hình thành và khai thác như thế nào

Trên cơ sở thành phần hóa học chính của dầu khí là hỗn hợp giữa hydro và carbon, những người theo thuyết hữu cơ cho rằng những xác sinh vật cây cối dưới biển hay trên đất liền khi bị chôn vùi dưới những lớp đất đá dày và trong điều kiện thiếu oxygen, với nhiệt độ và áp suất thích hợp sẽ biến thành những chất sáp nhờn và sau đó sẽ trở thành dầu thô. Thuyết này được nhiều nhà địa chất ủng hộ.

Những người theo thuyết vô cơ thì cho rằng, dầu khí phát sinh từ phản ứng hóa học giữa carbua kim loại với nước tại nhiệt độ cao ở sâu trong lòng trái đất tạo thành các hydrocarbon và sau đó bị đẩy lên trên (thuyết Carbid); hay khả năng xuất hiện hydrocarbua trong đới mắc-ma nằm trong dòng phún xuất và tro của núi lửa đã và đang hoạt động (thuyết tạo dầu núi lửa); hoặc sự hiện diện các khí hydrocarbua hòa tan trong mắc-ma nóng chảy (thuyết vũ trụ).

Ngoài ra trong thời gian gần đây (năm 2003) xuất hiện thuyết tạo dầu thứ ba gọi là thuyết hạt nhân, cho rằng các hợp chất hydrocarbon được tạo ra bởi những phản ứng hạt nhân trong lòng trái đất.

Dầu mỏ hiện diện

ở đâu?

Người ta thường tìm thấy những mỏ dầu ở dưới những lớp đá trầm tích. Khi đất hay đá bị nước hay gió xoáy mòn thì cát, phù sa hay bùn bị cuốn trôi ra theo dòng nước, tích tụ lại, lớp này chồng chất lên lớp kia, liên kết những vật liệu trầm tích lại với nhau. Nhờ những phản ứng hóa học xảy ra mà tạo nên những chất kết dính như xi-măng, để hình thành nên những lớp đá trầm tích. Phụ thuộc vào điều kiện môi trường tích tụ mà độ rỗng và độ thấm có các đặc tính khác nhau trong các lớp trầm tích đó. Những tích tụ dầu khí với trữ lượng khác nhau, thường được phân bố trong các lớp trầm tích dưới đất, nơi chúng bị uốn nếp hay bị đứt gãy tạo thành những cái bẫy để chứa dầu. Xung quanh các túi dầu này là lớp đá trầm tích, nơi dầu được phát sinh và phía trên chúng là lớp đá rắn chắc, giữ không cho dầu thấm qua. Dầu khí cũng có thể tích tụ trong các lớp đá vôi, trong nứt nẻ, hang hốc của các đá mắc-ma, đá biến chất…

Các giai đoạn tìm kiếm và khai thác dầu khí

Thời xa xưa, dầu khí được khai thác ở những chỗ có biểu hiện dầu khí trên mặt đất. Nhưng trong thực tế tìm dầu thì không phải bất cứ chỗ nào có biểu hiện dầu khí là có mỏ dầu. Từ đây xuất hiện câu hỏi: Tìm dầu khí như thế nào, khoan ở đâu?

Theo quan điểm của đại đa số các nhà địa chất thì dầu và khí sẽ ở chỗ mà đá trầm tích tích tụ lâu đời. Do đó ở những chỗ có trầm tích dày là dấu hiệu tìm kiếm quan trọng. Mặt khác, những tập trầm tích dày có nhiều dầu không phải ở khắp nơi mà chỉ ở những chỗ có cấu tạo dạng vòm, có tồn tại tầng chứa, tầng chắn, giàu vật chất hữu cơ. Như vậy để tồn tại một mỏ dầu cần thiết phải có đầy đủ các yếu tố thuận lợi của hệ thống dầu khí - tổ hợp các đặc tính thấm - chứa, sinh, chắn và bẫy dầu khí.

Các giai đoạn tìm kiếm và khai thác dầu khí ở mỗi quốc gia có những cách phân chia khác nhau. Nhưng tựu trung lại gồm các giai đoạn nghiên cứu khu vực, giai đoạn tìm kiếm - đánh giá và giai đoạn khai thác.

1. Giai đoạn nghiên cứu khu vực.

Mục đích các công tác nghiên cứu khu vực là đánh giá các đặc trưng chính yếu về cấu trúc địa chất của các bể trầm tích và các khu vực, các phức hệ thạch học - địa tầng của chúng, dự báo tiềm năng dầu khí, xác định và lựa chọn thứ tự ưu tiên các khu vực và các phức hệ thạch học - địa tầng nhằm hoạch định với khối lượng cụ thể công tác tìm kiếm dầu khí tiếp theo.

Phù hợp với các nhiệm vụ đặt ra, giai đoạn này gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn dự báo mức độ chứa dầu khí và giai đoạn đánh giá các đới tích tụ dầu khí.

Trong giai đoạn dự báo mức độ chứa dầu khí, tiến hành phân tích tổng hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý, địa chất thủy văn, cấu trúc - địa mạo, địa hóa trên khu vực, tiến hành lựa chọn các đối tượng ưu tiên - các khu vực, vùng, có khả năng tồn tại hệ thống dầu khí tiềm năng; khoan các giếng khoan thông số trên các tuyến chuẩn có các điều kiện về cấu trúc - tướng đá khác nhau; dự báo tiềm năng chứa dầu khí, biện luận cơ sở lựa chọn các hướng chính và các đối tượng ưu tiên nghiên cứu tiếp theo.

Trong giai đoạn đánh giá các đới tích tụ dầu khí: các đới tích tụ dầu khí được đánh giá trên cơ sở kết quả nghiên cứu địa chất và đánh giá tiềm năng dầu khí; biện luận cơ sở lựa chọn các khu vực và xác lập thứ tự ưu tiên tiến hành công tác tìm kiếm tiếp theo.

2. Giai đoạn tìm kiếm - đánh giá. Mục đích của công tác tìm kiếm - đánh giá là nhằm phát hiện các mỏ dầu khí và đánh giá trữ lượng của chúng.

Giai đoạn tìm kiếm - đánh giá bao gồm giai đoạn xác định các đối tượng khoan tìm kiếm, chuẩn bị các đối tượng cho khoan tìm kiếm, tìm kiếm và thẩm lượng - đánh giá mỏ (vỉa).

a. Giai đoạn xác định các đối tượng phục vụ khoan tìm kiếm.

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu tài liệu địa chất - địa vật lý xác định các đối tượng phục vụ khoan tìm kiếm, thành lập các báo cáo về các kết quả nghiên cứu địa chất và dự báo tiềm năng tài nguyên dầu khí của đối tượng.

b. Giai đoạn chuẩn bị các đối tượng phục vụ khoan tìm kiếm: Lập báo cáo về các kết quả nghiên cứu địa chất - địa vật lý… và bản thuyết minh về lựa chọn các đối tượng - cấu tạo theo thứ tự ưu tiên cùng với kết quả đánh giá trữ lượng tiềm năng của chúng.

c. Giai đoạn tìm kiếm

Tiến hành nghiên cứu địa chất - địa vật lý các cấu tạo - bẫy đã được chuẩn bị cho công tác khoan tìm kiếm, lập thiết đồ địa chất - kỹ thuật đối với mỗi một giếng khoan và tiến hành khoan các giếng tìm kiếm trên cấu tạo đã xác định, đánh giá sơ bộ trữ lượng dầu khí của vỉa (mỏ) nếu giếng khoan phát hiện dầu khí.

d. Giai đoạn thẩm lượng - đánh giá mỏ (các vỉa).

Trong trường hợp phát hiện dầu khí sẽ tiến hành khoan các giếng khoan thẩm lượng nhằm chính xác hóa trữ lượng dầu khí, chuẩn bị các tài liệu địa chất - địa vật lý cần thiết để lập sơ đồ công nghệ khai thác và thiết kế khai thác thử (nếu cần) - công nghiệp các mỏ dầu khí, cũng như để lựa chọn các phương pháp nâng cao hệ số thu hồi.

Theo kết quả công việc trong giai đoạn này sẽ tiến hành hệ thống hóa các tài liệu địa chất - địa vật lý và lập báo cáo tính trữ lượng dầu, condensate, khí tự nhiên và các thành phần đồng hành, biện luận cơ sở kinh tế - kỹ thuật gia tăng hệ số thu hồi dầu, khí và condensate.

3. Giai đoạn khai thác.

Sau khi trữ lượng dầu khí của mỏ đã được các cơ quan có thầm quyền phê duyệt sẽ tiến hành soạn thảo phương án phát triển sơ bộ (Outline Development plan - ODP), phương án phát triển tổng thể (Full Field Development Plan - FFDP), trong đó đề xuất các phương án về số lượng giếng khoan, sản lượng, phương pháp khai thác, các phương pháp gia tăng hệ số thu hồi, thu gom, vận chuyển sản phẩm, thiết bị và xây dựng mỏ, tính toán kinh tế, thu dọn mỏ…

Công tác xây dựng mỏ và khai thác dầu khí sẽ được tiến hành sau khi phương án phát triển mỏ đã được lựa chọn và được cấp có thẩm quyền phê duyệt.

TSKH Trần Lê Đông