Tài liệu đặc điểm và mô hình địa chất 3d thành tạo mioxen đông bắc lô 103, bể trầm tích sông hồng phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò dầu kh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------------------- Nguyễn Hiến Pháp ĐẶC ĐIỂM VÀ MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D THÀNH TẠO MIOXEN ĐÔNG BẮC LÔ 103, BỂ TRẦM TÍCH SÔNG HỒNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC TÌM KIẾM THĂM DÒ DẦU KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------------------- Nguyễn Hiến Pháp ĐẶC ĐIỂM VÀ MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D THÀNH TẠO MIOXEN ĐÔNG BẮC LÔ 103, BỂ TRẦM TÍCH SÔNG HỒNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC TÌM KIẾM THĂM DÒ DẦU KHÍ Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 60440201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THẾ HÙNG XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học TS. Nguyễn Thế Hùng GS.TS. Trần Nghi Hà Nội - 2016 Luận văn Thạc sĩ MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của luận văn .............................................................................. 1 2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn ................................................................. 1 2.1. Mục tiêu ........................................................................................................ 1 2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 2 3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu của luận văn.............................................. 2 4. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài ............................................. 2 5. Cấu trúc của luận văn ....................................................................................... 2 CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU .................... 3 1.1. Giới thiệu bể trầm tích Sông Hồng ............................................................... 3 1.2. Đới nghịch đảo Miocen Tây Bắc bể Sông Hồng .......................................... 7 1.3. Đặc điểm địa tầng ........................................................................................... 8 1.4. Vị trí kiến tạo của lô 103-107 ....................................................................... 11 1.5. Hệ thống dầu khí của khu vực nghiên cứu ................................................ 13 1.5.1. Đá sinh ..................................................................................................... 13 1.5.2. Đá chứa .................................................................................................... 14 1.5.3. Đá chắn..................................................................................................... 15 1.5.4. Nạp bẫy .................................................................................................... 15 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 17 2.1. Cơ sở tài liệu.................................................................................................. 17 2.2. Cách tiếp cận vấn đề và phƣơng pháp nghiên cứu ................................... 18 2.2.1. Cách tiếp cận vấn đề ................................................................................ 18 2.2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu................................................................... 18 CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D KHU VỰC ĐÔNG BẮC LÔ 103 ..... 21 3.1. Phƣơng pháp xây dựng mô hình địa chất 3D ............................................ 21 3.1.1. Định nghĩa ................................................................................................ 21 3.1.2. Địa chất thống kê ..................................................................................... 21 3.1.3. Variogram ................................................................................................ 24 HVCH: Nguyễn Hiến Pháp HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ 3.2. Quy trình xây dựng mô hình địa chất 3D .................................................. 28 3.2.1. Mô hình hóa cấu trúc ............................................................................... 30 3.2.2. Thô hóa dữ liệu giếng khoan .................................................................... 32 3.2.3. Mô hình phân bố thạch học và trầm tích .................................................. 33 3.2.4. Mô hình thông số ..................................................................................... 34 3.2.5. Tính toán trữ lƣợng tại chỗ và đánh giá rủi ro ......................................... 35 3.2.6. Chuyển giao sang nhóm mô hình khai thác (MHKT).............................. 37 3.3. Mô hình địa chất cho mỏ khí X, Đông Bắc lô 103 ..................................... 37 3.3.1. Giới thiệu mỏ khí X ................................................................................. 37 3.3.2. Mô hình cấu trúc ...................................................................................... 40 3.3.3. Thô hóa dữ liệu giếng khoan .................................................................... 44 3.3.4. Phân tích dữ liệu....................................................................................... 45 3.3.5. Mô hình phân bố thạch học ...................................................................... 46 3.3.6. Mô hình thông số ..................................................................................... 54 3.3.7. Tính trữ lƣợng tại chỗ .............................................................................. 61 3.3.8. Rủi ro của mô hình ................................................................................... 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 63 1. Kết luận ............................................................................................................ 63 2. Kiến nghị .......................................................................................................... 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 65 HVCH: Nguyễn Hiến Pháp HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bể Sông Hồng .................................. 3 Hình 1.2. Vị trí của bắc bể Sông Hồng, bể bắc Vịnh Bắc Bộ và trên bản đồ ............. 5 H nh 1.3. Mặt cắt địa chấn khu vực theo hƣớng ĐB-TN cắt qua lô 102-106 ............ 6 H nh 1.4. Mặt cắt địa chấn biểu diễn các cấu trúc nghịch đảo đặc trƣng khu vực .......... 8 Hình 1.5. Cột địa tầng tổng hợp bể Sông Hồng [2] .................................................. 10 Hình 1.6. Vị trí lô 103-107 trên b nh đồ kiến tạo khu vực [13]................................ 11 H nh 1.7. Các đới triển vọng dầu khí bể sông Hồng [2] ........................................... 16 Hình 3.1. Minh họa giả thiết về tính bất biến ........................................................... 22 H nh 3.2. Ƣớc tính giá trị bằng Kriging.................................................................... 23 Hình 3.3. Minh họa về mô hình và thực tế (Corbett và Jensen 1992) ...................... 24 Hình 3.4. Biểu đồ Variogram đơn giản..................................................................... 25 Hình 3.5. Các dạng hàm mẫu, với γ chuẩn hóa đến 1(Deutsch 2002) [12] .............. 26 Hình 3.6. So sánh 3 mô hình mẫu ............................................................................. 27 Hình 3.7. Quy trình xây dựng mô h nh địa chất [16]................................................ 28 Hình 3.8. Giới thiệu phần mềm Petrel [16] .............................................................. 28 H nh 3.9. Các bƣớc mô hình hóa cấu trúc ................................................................ 30 Hình 3.10. Minh họa chia kích cỡ ô lƣới [12] .......................................................... 31 Hình 3.11. Minh họa quá trình thô hóa dữ liệu......................................................... 32 Hình 3.12. Mô hình thạch học cho hệ thống sông .................................................... 34 Hình 3.13. Hình ảnh thực địa và mô hình thông số dựa vào dữ liệu giếng khoan ... 35 Hình 3.14. Vị trí mỏ X và khu vực nghiên cứu [13]................................................. 38 Hình 3.15. Mặt cắt dọc mỏ khí X ............................................................................. 39 Hình 3.16. Bản đồ cấu tạo tầng C50, C90 mỏ X ...................................................... 39 H nh 3.17. Mô h nh đứt gãy mỏ khí X...................................................................... 40 H nh 3.18. Đầu vào mô phỏng bề mặt địa tầng ........................................................ 41 Hình 3.19. Bề mặt địa tầng mô phỏng của tầng C50, C70 mỏ khí X ....................... 41 Hình 3.20. Mô phỏng các tập chứa ........................................................................... 42 Hình 3.21. Phân chia các lớp .................................................................................... 43 H nh 3.22. Đánh giá mô h nh cấu trúc ...................................................................... 44 HVCH: Nguyễn Hiến Pháp HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ H nh 3.23. So sánh đƣờng cong sau khi thô hóa với đƣờng ban đầu ....................... 44 H nh 3.24. Đƣờng cong xác suất phân bố theo từng lớp C70................................... 45 Hình 3.25. Bản đồ tƣớng khu vực mỏ khí X............................................................. 46 Hình 3.26. Mô phỏng phân bố thạch học bằng phƣơng pháp SIS ............................ 48 Hình 3.27. Quy trình tính toán và phân tích các thuộc tính địa chấn ....................... 51 Hình 3.28. Kết quả phân tích thuộc tính địa chấn..................................................... 52 Hình 3.29. Thuộc tính biên độ cực tiểu tầng C90 ..................................................... 52 Hình 3.30. Mô phỏng phân bố thạch học cho mỏ X ................................................. 53 Hình 3.31. Kết quả mô phỏng thạch học bằng phƣơng pháp SIS cho tầng C90 ...... 54 Hình 3.32. Một số lát cắt ở độ sâu khác nhau trong mô hình phân bố thạch học ..... 54 Hình 3.33. Mô phỏng độ rỗng bằng phƣơng pháp GRSF ......................................... 55 H nh 3.34. So sánh độ rỗng mô phỏng với độ rỗng giếng khoan ............................. 56 Hình 3.35. Quan hệ rỗng thấm mỏ X ........................................................................ 56 Hình 3.36. Minh họa độ bão hòa nƣớc ..................................................................... 57 H nh 3.37. Độ bão hòa nƣớc, chiều cao cột chất lỏng và chất lƣợng của đá chứa ... 58 Hình 3.38. Quan hệ chất lƣợng đá chứa và áp suất mao dẫn .................................... 58 Hình 3.39. Quan hệ giữa độ bão hòa nƣớc và áp suất mao dẫn mỏ khí X ............... 59 H nh 3.40. Phƣơng tr nh tính độ bão hoà nƣớc ........................................................ 60 H nh 3.41. So sánh độ bão hòa nƣớc tại giếng và mô hình C70 ............................... 60 H nh 3.42. Độ bão hòa nƣớc trung bình vỉa chứa C70, C90 .................................... 61 Hình 3.43. Phân bố trữ lƣợng tại chỗ với 200 lần chạy mô phỏng ........................... 62 HVCH: Nguyễn Hiến Pháp HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1. Ranh giới khí nƣớc của mỏ X .................................................................. 43 Bảng 3.2. Các thông số Variogram ........................................................................... 45 Bảng 3.3. Mối quan hệ giữa các thông số địa chất và địa chấn [1] .......................... 49 Bảng 3.4. Kết quả tính trữ lƣợng .............................................................................. 62 HVCH: Nguyễn Hiến Pháp HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BCH Bất chỉnh hợp ĐN Đông Nam MVHN Miền võng Hà Nội NNK Những ngƣời khác NTG Tỉ số bề dày chứa hiệu dụng/bề dày vỉa chứa TB Tây Bắc TTB-ĐĐN Tây Tây Bắc - Đông Đông Nam TVDSS HVCH: Nguyễn Hiến Pháp True vertical depth subsea - Chiều sâu thực theo phƣơng thẳng đứng so với mực nƣớc biển HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận văn Đất nƣớc ta đang trên đà phát triển không ngừng các ngành công nghiệp. Trong đó, ngành công nghiệp dầu khí đang là một ngành mũi nhọn trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế, chính trị, xã hội. Để đảm bảo nguồn khí bổ sung cho sản lƣợng khí đang suy giảm tại Miền võng Hà Nội, Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) cũng nhƣ tập đoàn dầu khí Việt Nam đang tiếp tục đầu tƣ t m kiếm thăm dò dầu khí ở lô 103. Với các kết quả phân tích tổng hợp tài liệu địa chất-địa vật lý hiện có ở lô 103 và vùng lân cận cho thấy đặc điểm địa chất khu vực phía Bắc bể Sông Hồng rất phức tạp, bao gồm nhiều đơn vị cấu trúc với tiềm năng dầu khí khác nhau cần phải nghiên cứu chi tiết hơn. Mặc dù đã có một số giếng khoan xác nhận sự tồn tại dầu khí trong khu vực nghiên cứu song do số lƣợng các giếng khoan thăm dò và tài liệu địa chấn 3D còn hạn chế nên những hiểu biết về đặc điểm cấu trúc địa chất, quy luật phân bố các thân cát vẫn còn nhiều điểm chƣa rõ. Những vấn đề này đã làm ảnh hƣởng nhiều đến việc khoanh vùng đánh giá triển vọng dầu khí, lựa chọn các cấu tạo tiềm năng và vị trí đặt lỗ khoan thăm dò thẩm lƣợng tiếp theo. Để giảm thiểu rủi ro và góp phần nâng cao hiệu quả công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí trong khu vực lô 103, Bồn trũng Sông Hồng, việc tiến hành các nghiên cứu làm sáng tỏ cấu trúc địa chất, dự đoán quy luật phân bố các thân cát, tính toán các thông số vỉa chứa theo mô hình 3D là một yêu cầu cấp thiết và có ý nghĩa thực tế sản xuất. Do vậy, học viên lựa chọn đề tài "Đặc điểm và mô h nh địa chất 3D thành tạo Miocen Đông Bắc lô 103, bể trầm tích Sông Hồng phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí" làm luận văn tốt nghiệp cao học. 2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn 2.1. Mục tiêu Đề tài nghiên cứu nhằm các mục tiêu sau: - Làm sáng tỏ các đặc điểm địa chất dầu khí của khu vực nghiên cứu. - Mô h nh hóa 3D để làm rõ phân bố đá chứa trong Miocen. - Đánh giá trữ lƣợng dầu khí của vỉa đá chứa Miocen. HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 1 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ 2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm, cấu trúc địa chất khu vực lô 103, Bồn trũng Sông Hồng. - Nghiên cứu sự phân bố của các đá chứa Miocen, mô hình hóa 3D và tính trữ lƣợng dầu khí của đối tƣợng này trong vùng nghiên cứu. 3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu của luận văn - Đối tƣợng nghiên cứu là tầng chứa Miocen trong Kainozoi. - Phạm vi nghiên cứu: Đông Bắc lô 103, Bắc bồn trũng Sông Hồng. 4. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài - Góp phần làm sáng tỏ về đặc điểm cấu trúc kiến tạo vùng nghiên cứu phục vụ cho việc nghiên cứu địa chất khu vực. - Chính xác hóa phân bố thân cát chứa dầu khí phục vụ cho công tác tìm kiếm và thăm dò dầu khí. - Tính toán các thông số vỉa chứa và trữ lƣợng của từng vỉa chứa để đƣa ra các phƣơng án phát triển mỏ. 5. Cấu trúc của luận văn Luận văn đƣợc bố cục thành 3 chƣơng, không kể phần mở đầu và kết luận, trong đó nội dung chính tập trung vào chƣơng 3 mô h nh địa chất 3D khu vực Đông Bắc lô 103, các chƣơng mục theo thứ tự nhƣ sau: CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D KHU VỰC ĐÔNG BẮC LÔ 103 HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 2 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ CHƢƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Giới thiệu bể trầm tích Sông Hồng Bể trầm tích Sông Hồng nằm trong khoảng 105030' - 110030' kinh độ Đông, 14030' - 21000' vĩ độ Bắc. Bể có dạng kéo dài phát triển theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam (TB-ĐN) với khoảng 650 km chiều dài, 150 km chiều rộng với độ dày trầm tích tại trũng sâu nhất có thể lên đến 17 km (Ren JY và nnk., 2011). Ranh giới bể đƣợc xác định về phía Đông Bắc tiếp giáp với phụ bể Bạch Long Vĩ và bể Hoàng Sa nằm ở phía Nam. Phần trên đất liền thuộc bể Sông Hồng đƣợc gọi là Miền Võng Hà Nội (Hình 1.1) [2]. Hình 1.1. Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bể Sông Hồng (1) Vùng phíaTây Bắc; (2) Vùng Trung Tâm; (3) Vùng Phía Nam HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 3 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ Tổng diện tích bể khoảng 220.000 km2, phía Việt Nam chiếm khoảng 126.000 km2. Bể Sông Hồng có cấu trúc địa chất phức tạp thay đổi từ đất liền ra biển theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam và Nam, bao gồm các vùng địa chất khác nhau. Vùng phía Tây Bắc bao gồm miền võng Hà Nội và một số lô phía Tây Bắc của vịnh Bắc Bộ nhƣ 103-107, 102-106. Đặc điểm cấu trúc nổi bật của vùng này là cấu trúc uốn nếp phức tạp kèm nghịch đảo kiến tạo Miocen. Vùng Trung tâm từ lô 108-110 đến lô 114-115. Vùng này cũng có cấu trúc phức tạp. Các cấu tạo có cấu trúc khép kín kế thừa trên móng ở phía Tây, đến các cấu trúc sét diapir nổi bật ở giữa trung tâm. Vùng phía Nam từ lô 115 đến lô 121. Vùng này có cấu trúc khác hẳn so với hai vùng trên v có móng nhô cao trên địa lũy Tri Tôn tạo thềm carbonat và ám tiêu san hô, bên cạnh phía Tây là địa hào Quảng Ngãi và phía Đông là các bán địa hào Lý Sơn có tuổi Oligocen. Về cấu trúc bể Sông Hồng đƣợc giới hạn bởi 02 hệ thống đứt gãy chính phát triển theo hƣớng Tây Bắc-Đông Nam và hƣớng Đông Bắc-Tây Nam (Hình 1.2). Các đứt gãy hƣớng Tây Bắc-Đông Nam có nguồn gốc liên quan đến hoạt động giãn tách mở rộng Biển Đông, là đứt gãy trƣợt bằng rất đặc trƣng trong khu vực đới đứt gãy Sông Hồng [11]. Hai đứt gãy chính khống chế hình dạng cũng nhƣ khối lƣợng trầm tích đổ vào bể là đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Sông Lô. Hƣớng chuyển động trƣợt bằng và kiểu đứt gãy này đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển và hình thành của bể Sông Hồng là chủ đề của rất nhiều đề tài nghiên cứu. Ru (1988) cho rằng bể Sông Hồng có hƣớng phát triển TB dọc theo mặt trƣợt Riedel (mặt trƣợt thứ sinh) dƣới tác động của trƣờng ứng suất tách giãn hƣớng TTB-ĐĐN. Nghiên cứu của Zhang và Hao (1979), Gong và Li (1997) hay Li và nnk., (1998) lại cho rằng bể Sông Hồng là bể kéo toạc do hoạt động trƣợt bằng phải tạo nên các đứt gãy phát triển theo hƣớng TN và BN. Tuy nhiên, Guo và nnk., (2001) lại coi bể đƣợc thành tạo theo cơ chế trƣợt bằng trái theo mô hình bể kéo toạc với hệ đứt gãy sụt bậc không cân xứng liên quan đến hoạt động tách giãn hƣớng ĐN và quay theo chiều kim đồng hồ của khối Đông Dƣơng (Indochina) dọc theo hệ đứt gãy Sông Hồng. HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 4 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ Các nghiên cứu ở phần trên bờ của bể Sông Hồng cho thấy hệ đứt gãy Sông Hồng là đứt gãy trƣợt bằng trái và sụt bậc trong giai đoạn từ 35 đến 20 triệu năm trƣớc (Ma) (Leloup và nnk., 1995; Zhang & Zhong, 1996), sau đó chuyển sang chuyển động trƣợt bằng phải vào khoảng 5 Ma. Hình 1.2. Vị trí của bắc bể Sông Hồng, bể bắc Vịnh Bắc Bộ và trên bản đồ phân vùng kiến tạo lãnh thổ Việt Nam và vùng kế cận [13] Sự hình thành và phát triển của bể Sông Hồng chịu sự khống chế chặt chẽ của đới đứt gãy Sông Hồng liên quan đến hoạt động giãn tách trên phạm vi lớn và hiện tƣợng xoay theo chiều kim đồng hồ của khối Đông Dƣơng mà nguyên nhân là do sự va chạm của mảng Ấn Độ và mảng Á-Âu. Ban đầu bể hình thành với việc giãn tách từ từ theo hƣớng TB-ĐN trong thời kỳ đầu kỷ Eocen là hƣớng chung của khu vực liên quan đến hƣớng mở rộng biển Đông Việt Nam cổ theo hƣớng ĐB-TN với việc khu vực đƣợc nâng lên tạo ra hàng loạt các bể giãn tách phát triển dọc theo rìa Nam của thềm Trung Hoa (Nielsen và nnk., 1998). Sự va chạm của mảng Ấn Độ với mảng Á-Âu trong thời gian cuối HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 5 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ Eocen đến đầu Oligocen (40 Ma) làm cho khối Đông Dƣơng xoay về phía Đông Nam. Trong khi khối Đông Dƣơng bị đẩy lên và xoay về phía Đông Nam th khối Nam Trung Hoa vẫn đứng yên (Yang và Besse, 1993). Hiện tƣợng tách giãn trƣợt bằng trái gây ra hoạt động kiến tạo sụt bậc và trƣợt của khối Đông Dƣơng kéo theo sự xoay một góc từ 15-20 độ theo chiều kim đồng hồ làm cho đứt gãy Sông Hồng dịch chuyển so với vị trí ban đầu một khoảng 200-800 km (Tapponnier và nnk., Leloup, 1991). Chuyển động trƣợt bằng trái này khởi đầu cho việc hình thành nên bể Sông Hồng. Hoạt động trƣợt bằng chủ yếu xuất hiện dọc theo đứt gãy sông Chảy và Sông Lô. Trong suốt giai đoạn tách giãn các địa hào và bán địa hào đƣợc hình thành và lấp đầy bởi trầm tích sông, đầm hồ. Do sụt lún tiếp tục, thể tích nƣớc tăng lên các hồ đƣợc mở rộng tiến đến giao thoa với biển tạo ra khoảng trống rộng lớn cho các trầm tích biển đến biển nông, biển r a. Tuy nhiên, đến thời kỳ Oligocen muộn, dƣới ảnh hƣởng của hoạt động giãn tách đáy mở rộng biển Đông về phía Đông Nam gây ra hiện tƣợng nén ép ở bể Sông Hồng. Hoạt động này dẫn đến sự đảo ngƣợc và nâng lên của một số khu vực trong bể Sông Hồng hình thành các cấu tạo dạng vòm đƣợc phủ lên bởi các trầm tích trẻ hơn, trong suốt thời kỳ cuối Oligocen. Một lƣợng trầm tích đáng kể trong mặt cắt Oligocen đã bị mất đi. Các mặt BCH góc quan sát khá phổ biến trên các tuyến địa chấn. Bề mặt BCH này đƣợc coi là mốc đánh dấu quan trọng phân tách tập trầm tích đồng giãn tách (syn-rift) với tập trầm tích sau giãn tách (post-rift). Hình 1.3. Mặt cắt địa chấn khu vực theo hƣớng ĐB-TN cắt qua lô 102-106 HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 6 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ Chuyển động trƣợt bằng trái tiếp tục dọc theo hệ đứt gãy Sông Hồng kết hợp với lún chìm nhiệt sau giai đoạn tách giãn mở làm bể Sông Hồng lún chìm nhanh. Hiện tƣợng sụt lún nhanh đƣợc đánh dấu bởi trầm tích biển tiến làm cho bể đƣợc mở rộng về phía đất liền trong thời kỳ Miocen sớm. Tuy nhiên, đến Miocen giữa, sự trôi về hƣớng Đông của khối Đông Dƣơng bị mảng Sunda chặn lại (Lee và Lawver,1994,1995; Hall, 1996), làm cho đứt gãy Sông Hồng chuyển từ trƣợt bằng trái sang trƣợt bằng phải vì khối Trung Hoa tiếp tục trôi về phía Đông trong khi mảng Ấn Độ tiếp tục chìm về phía bắc. Sự thay đổi của hƣớng chuyển động đƣợc ghi nhận trong khu vực bể Sông Hồng bằng sự hình thành của bất chỉnh hợp gần đáy Miocen trung và trên tài liệu địa chấn nhiều nơi quan sát thấy xuất hiện tƣớng kênh rạch sâu (deep channel incision) cũng nhƣ việc dễ dàng nhận thấy sự chuyển dịch vị trí của đới trũng trầm tích (Vejbaek et al., 1996). Tuy nhiên, nhiều tác giả khác lại cho rằng sự chuyển hƣớng dịch chuyển từ trái sang phải xảy ra trong thời gian cuối Miocen đến thời kỳ đầu Pliocen - sớm (Phách, 1994; Pigott và Ru năm 1994; Rangin và nnk., 1995). Các hoạt động trƣợt bằng làm h nh thành các cấu trúc nghịch đảo là một yếu tố đáng kể trong cơ chế h nh thành bẫy dầu khí ở bể Sông Hồng. 1.2. Đới nghịch đảo Miocen Tây Bắc bể Sông Hồng Đới này nằm trong một địa hào sâu, chiều sâu móng trên 8 km trong phạm vi từ đất liền ra đến lô 102,103,107 nhƣng sau đó bị nghịch đảo trong thời kỳ từ Miocen giữa đến cuối Miocen muộn, ở vài nơi nghịch đảo kiến tạo còn hoạt động trong cả đầu thời kỳ Pliocen. Đới nghịch đảo nằm kẹp giữa đứt gãy Sông Chảy ở phía Tây Nam và đứt gãy Vĩnh Ninh ở phía Đông Bắc, kéo dài từ đất liền ra biển. Nguồn gốc nghịch đảo kiến tạo là do dịch chuyển trƣợt bằng phải của hệ thống đứt gãy Sông Hồng vào thời kỳ cuối Miocen. Vì vậy, mặt cắt trầm tích Miocen bị nén ép, nâng lên, bị bào mòn cắt xén mạnh, mất trầm tích từ vài trăm và có thể đến hàng nghìn mét, thời gian thiếu vắng trầm tích từ một đến vài triệu năm. Càng về phía Tây-Nam của MVHN, hiện tƣợng bào mòn cắt cụt càng mạnh hơn. HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 7 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ Hình 1.4. Mặt cắt địa chấn biểu diễn các cấu trúc nghịch đảo đặc trƣng khu vực 1.3. Đặc điểm địa tầng Các hệ tầng chính của bể trầm tích Sông Hồng nói chung, khu vực các lô 103-107 bao gồm từ đá móng cacbonat trƣớc Đệ Tam, đá móng biến chất và các trầm tích Oligocen, Miocen đã đƣợc xác lập bởi nhiều giếng khoan ngoài khơi cũng nhƣ trên đất liền khu vực miền Bắc Việt Nam (Hình 1.5). Móng trƣớc Đệ Tam Đá móng đã đƣợc phát hiện bởi các giếng khoan 106-YT-1X, 106-HL-1X, 106-YT-2X và 106-HR-2X, 107-PL-1X. Thành phần thạch học bao gồm các đá trầm tích biến chất mạnh và đá Cacbonat có tuổi từ kỷ Péc-mi tới kỷ Devon thậm chí có thể già hơn. Đá móng cacbonat quan sát ở một số giếng khoan thƣờng có phần trên đã bị phong hóa và nứt nẻ mạnh. Đá móng cacbonat phong hóa nứt nẻ là đối tƣợng thăm dò chính trong lô 106 và phần phía Đông của lô 107. Đá móng trầm tích-biến chất tuổi Devon bắt gặp tại một số điểm lộ ở Đồ Sơn và các đảo trên vịnh Bái Tử Long. Thành hệ này cũng đƣợc phát hiện trong các giếng khoan trên đất liền nhƣ ở cấu tạo B10. Ngoài ra đá móng biến chất còn đƣợc gặp trong các giếng khoan trong khu vực nhƣ 104-QN-1X hay phía Đông Bắc lô 107 tại 101-CB-1X. HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 8 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ Trầm tích Oligocen-Eocen (Hệ tầng Đình Cao-Phù Tiên) Đá trầm tích Oligocen-Eocen đã gặp trong các giếng khoan 102-TB-1X, PV107-BAL-1X, 107-PA-1X, 106-DS-1X và 101-HM-1X. Trầm tích Oligocen-Eocen đặc trƣng bởi các đá cát kết, sét kết và các lớp mỏng đá vôi xen kẽ với các lớp than mỏng. Theo kết quả minh giải địa vật lý giếng khoan của các giếng PV-107-BAL1X, 107-PA-1X và 102-TB-1X thành hệ này thƣờng có độ rỗng nhỏ (nhỏ hơn 10%), độ thấm cũng rất thấp do đá bị nép ép và biến đổi thứ sinh. Một số vỉa trong thành hệ này đã đƣợc thử nhƣng không cho dòng. Trái ngƣợc với các giếng kể trên, độ rỗng của cát kết tuổi Oligocen trong giếng 106-DS-1X và 101-HM-1X tốt hơn, nằm trong khoảng từ 12% tới 17%. Trầm tích Miocene dƣới (Hệ tầng Phong Châu) Thành hệ này đã gặp trong 6 giếng khoan là 102-TB-1X, 102-CQ-1X, 103TH-1X, 103T-G-1X, PV-107-BAL-1X và 103-HAL-1X. Trầm tích Miocen dƣới bao gồm các lớp cát kết, sét kết và các lớp đá vôi với các lớp than mỏng. Tƣơng tự nhƣ đá tuổi Oligocen-Eocen, chất lƣợng chứa của Miocen dƣới rất thấp do bị nén ép và thạch học biến đổi thứ sinh. Cát kết mỏng với độ rỗng thấp (từ 7% đến 10%). Độ thấm của cát kết Miocen dƣới nhƣ kết quả phân tích mẫu của giếng khoan 103T-G1X cũng rất thấp. Trầm tích Miocen giữa (Hệ tầng Phù Cừ) Trầm tích Miocen giữa Hệ tầng Phù Cừ đƣợc đã gặp trong tất cả các giếng khoan trong lô 103-107. Trầm tích Miocen giữa bao gồm cát kết, sét kết và các lớp bột kết. Độ rỗng trong khoảng từ 13% đến 20% , độ thấm trong khoảng từ 10 mD đến 120 mD. Đây là đối tƣợng thăm dò chính. Trầm tích Miocen trên (Hệ tầng Tiên Hƣng) Trầm tích Hệ tầng Tiên Hƣng gồm cát kết, sét kết và bột kết xen kẹp. Dựa vào các tài liệu địa vật lý giếng khoan và tài liệu karota khí thì các vỉa trong Miocen trên đều chứa nƣớc. Biểu hiện chứa dầu khí trong lớp trầm tích này đã bắt gặp tại các giếng nhƣ 106-HL-1X và 107-PL-1X. Theo kết quả liên kết địa chấn và mô hình bể, dầu khí biểu hiện trong tập U170 và U150 (107-PL-1X) đƣợc cho có nguồn gốc di cƣ từ đá mẹ ở dƣới sâu. HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 9 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ Trầm tích Pliocen-Đệ Tứ (Hệ tầng Vĩnh Bảo-Hải Dƣơng-Kiến Xƣơng) Trầm tích này đƣợc tất cả các giếng khoan phát hiện bao gồm bột/sét xen kẹp, với độ hạt trầm tích từ mịn đến trung b nh. Sét thƣờng có màu xám sáng xám xanh, bở rời. Cát sạch, màu xám sáng, bở rời, chứa nhiều thạch anh có sắc mờ đục đến trong suốt với độ hạt từ mịn đến trung b nh đôi chỗ có cả các mảnh vỡ hóa thạch trùng lỗ (foraminiferal) với pyrit và glauconit. Bột kết màu xám, bở rời cấu trúc khối đến bán khối, với đá khung là argilit. Thành hệ này đƣợc biết đến nhƣ một tầng đánh dấu khu vực. Các vỉa cát ở phần dƣới mặt cắt có thể là đá chứa tốt. Hình 1.5. Cột địa tầng tổng hợp bể Sông Hồng [2] HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 10 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ 1.4. Vị trí kiến tạo của lô 103-107 Hình 1.6. Vị trí lô 103-107 trên b nh đồ kiến tạo khu vực [13] Trên b nh đồ kiến tạo hiện nay (Hình 1.6), diện tích lô 103&107 trải dài trên nhiều khu vực khác nhau: diện tích phần phía tây của lô 103 thuộc đới Sông Mã, diện tích phần trung tâm của lô 103 thuộc đới nâng Nam Định, diện tích phần phía đông của lô 103 và phần phía tây của lô 107 thuộc vùng trũng trung tâm của bắc bể Sông Hồng, diện tích phần trung tâm và phía đông của lô 107 thuộc vùng phía tây của bể vinh Bắc Bộ. Bề mặt nóc móng khu vực lô 103&107 bị tác động và chia cắt bởi nhiều đứt gãy lớn khu vực phƣơng TB-ĐN: đứt gãy Sông Hồng (F7), đứt gãy Sông Chảy (F6), phần kéo dài của đứt gãy Vĩnh Ninh (F5) và đứt gãy Sông Lô (F4). Các đứt gãy này đóng vai trò là ranh giới phân chia các khu vực nhƣ đã đề cập ở trên đồng HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 11 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng Luận văn Thạc sĩ thời phân cấp về chiều sâu nóc móng tạo nên các khu vực có độ sâu khác nhau. Ngoài ra, phần trung tâm và phía tây của lô 107 nằm trên vùng phía tây của Vịnh Bắc Bộ (Tonkin Gulf), bề mặt móng chịu sự phá hủy mạnh bởi các hệ thống đứt gãy thuận và nghịch phƣơng ĐB-TN. Lô 103-107 nằm ở ngoài khơi phía Bắc vịnh Bắc Bộ và phía Tây Bắc của bể sông Hồng cách 150 km về phía Tây Nam của cảng Hải Phòng. Diện tích của bể sông Hồng khoảng 126.000 km2 thì diện tích lô nghiên cứu khoảng 13.478 km2. Lô 103-107 trải dài trên các đới kiến tạo khác nhau. Để tiện cho phần thể hiện các nội dung tiếp theo, chúng tôi chia lô khu vực lô 103-107 làm 4 đới nhƣ sau: Đới 1: nằm ở rìa phía Tây Nam của lô 103 thuộc đới kiến tạo sông Mã trong phông kiến tạo chung. Giới hạn bởi đứt gãy Sông Hồng. Tại khu vực trong lô nghiên cứu, đến thời điểm hiện tại chƣa có giếng khoan nào cũng nhƣ chƣa có dữ liệu gì về đới này. Đới 2: nằm ở phần trung tâm của lô 103 thuộc đới kiến tạo Nam Định trong phông kiến tạo chung, kéo dài theo phƣơng Tây Bắc-Đông Nam với bề rộng đới khoảng 30km, giới hạn về phía Tây Nam là đứt gãy sông Hồng và phía Đông Bắc bởi đứt gãy Sông Chảy. Tại khu vực này tuy trong lô nghiên cứu chƣa có tài liệu giếng khoan nhƣng tại cận lô 103 về phía Nam đã có 3 giếng khoan là 104-QV-1X, 104-QN-1X, 104-QMV-1X, theo tài liệu giếng khoan QMV-1X thành phần thạch học ở đây chủ yếu là cát kết, sét kết, các lớp than mỏng, đá granite và đôi khi có lớp đá vôi mỏng xen kẽ. Đới 3: nằm ở phần giữa của lô 103-107 thuộc đới kiến tạo Bắc bể Sông Hồng trong phông kiến tạo chung, trải dài theo phƣơng Tây Bắc-Đông Nam, giới hạn bởi phần hợp nhau của đứt gãy Vĩnh Ninh và đứt gãy Sông Lô về phía Đông Bắc và đứt gãy Sông Chảy về phía Tây Nam. Tại khu vực này có rất nhiều giếng đã đƣợc khoan nhƣ: T-G-1X, T-H-1X, HD-1X, HAL-1X, HALN-1X, DL-1X, DL-2X, HOL-1X, BAL-1X….theo tài liệu giếng khoan, thành phần thạch học ở đây chủ yếu là sét kết, cát kết, những lớp đá vôi và lớp than mỏng, trầm tích tại khu vực này tƣơng đối dày, ở trũng của phần trung tâm đạt đến độ sâu lớn nhất gần 9500 m đƣợc lấp đầy trầm tích Kainozoi. Phạm vi nghiên cứu của luận văn nằm hoàn toàn trong đới 3 này. HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 12 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng