B GIÁO D O I H C M - A CH T PH M THANH LIÊM NGHIÊN C M, PHÂN B B Y CH A D U KHÍ D A T NG TU I MIOCENE GI A/MU N- PLIOCENE KHU V C TRUNG TÂM B Ngành: K thu a ch t Mã s : 62520501 TÓM T T LU N ÁN TI A CH T Hà N i 2014 c hoàn thành t i: B môn Tìm ki a ch t i h c M - a ch t Hà N i ng d n khoa h c: 1. TS. Hoàng Ng u khí; 2. PGS. TS. Lê H i An i h c M - a ch t Hà N i. Ph n bi n 1: PGS. TS. Ph m Huy Ti n T ng h a ch t Vi t Nam; Ph n bi n 2: TS. Cù Minh Hoàng T ng công ty u khí; Ph n bi n 3: TS. Phan Ti n Vi n T u khí Vi t Nam. Lu n án s c b o v c H n án c ng, h p t i h c M - a ch t, c Th ng, qu n B c T Liêm, Hà N i, vào 08h30 ngày tháng . Có th tìm hi u lu n án t i: n Qu c gia, Hà N i ho i h c M - a ch t Hà N i. MỞ ĐẦ U 1. Tính cấp thiết của luận án Thực tế kết quả công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí thời gian qua ở Việt Nam cho thấy tiềm năng dầu khí của Việt Nam cần phải được đầu tư nghiên cứu chuyên sâu hơn. Các mỏ, các phát hiện dầu khí phần lớn tập trung ở bể Cửu Long, các mỏ dầu khí đã và đang được khai thác trong các đối tượng chủ yếu là móng granite phong hóa nứt nẻ trước Đệ Tam, các trầm tích clastics tuổi Miocen, Oligocen, trầm tích cacbonat Việc triển khai công tác nghiên cứu TKTD nhằm tìm kiếm các đối tượng mới (các dạng bẫy địa tầng, phi cấu tạo…) trong phạm vi thềm lục địa Việt Nam là nhiệm vụ được đặt ra cho Tập đoàn Dầu khí Việt Nam trong giai đoạn phát triển tiếp theo ở trong nước, nằm trong kế hoạch 2011-2015 và chiến lược phát triển ngành dầu khí trong giai đoạn tiếp theo. Đề tài luận án “Nghiên cứu đặc điểm, phân bố bẫy chứa dầu khí dạng địa tầng tuổi Miocene giữa/muộn - Pliocene khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn” với mục tiêu nghiên cứu đối tượng bẫy chứa dầu khí dạng địa tầng ở bể Nam Côn Sơn, có ý nghĩa thiết thực trong công 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 Côn Sơn” (trích nội dung Báo cáo định hướng công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí giai đoạn 2011-2015 của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, tháng 12/2009). 2. Mục đích nghiên cứu của luận án Các bẫy chứa địa tầng thành tạo sau giai đoạn tách giãn (sau thời gian hình thành bất chỉnh hợp khu vực vào cuối Miocen giữa) khu vực trung tâm bể là các quạt turbidite có tuổi Miocen muộn - Pliocen nên mục đích nghiên cứu của luận án là làm sáng tỏ đặc điểm thành tạo, khả năng hình thành và quy luật phân bố bẫy chứa địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể, từ đó xây dựng và đề xuất quy trình và tổ hợp phương pháp nghiên cứu đối tượng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn nói riêng và ở các khu vực, bể lân cận có điều kiện địa chất tương tự. 2 3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của luận án là khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn (lô HĐDK 04-1, 04-3, 05-1bc, 05-2, 05-3, 06-1, 06/94…). Đối tượng nghiên cứu của luận án là bẫy chứa dầu khí địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn-Pliocen khu vực trung tâm bể. 4. Nội dung và nhiệm vụ của luận án a. Nội dung của luận án - Nghiên cứu đặc điểm hình thành và phát triển bể trầm tích Nam Côn Sơn trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý khu vực bể Nam Côn Sơn; - Nghiên cứu đặc điểm thành tạo, quy mô phân bố bẫy địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn: o Minh giải tài liệu ĐVLGK các giếng khoan thăm dò, thẩm lượng và khai thác khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn; o Minh giải tài liệu địa chấn 3D và phân tích các thuộc tính địa chấn trên tài liệu địa chấn 3D, minh giải tài liệu ĐVLGK xác định tính chất tầng chứa; o Ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo tích hợp kết quả phân tích thuộc tính địa chấn và phân tích ĐVLGK để xác định phân bố bẫy địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn; - Xây dựng và đề xuất quy trình nghiên cứu đối tượng bẫy địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn. b. Nhiệm vụ của luận án - Làm sáng tỏ đặc điểm thành tạo (hình thái, các yếu tố khống chế…), khả năng tồn tại, quá trình hình thành và quy luật phân bố của bẫy chứa dầu khí địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn; - Lựa chọn tổ hợp phương pháp địa chất - địa vật lý để nghiên cứu đối tượng bẫy địa tầng dạng quạt turbidite; 3 - Xây dựng và đề xuất quy trình nghiên cứu đối tượng bẫy địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn nói riêng và ở các khu vực, bể lân cận có điều kiện địa chất tương tự; - Xác định diện phân bố của đối tượng bẫy địa tầng dạng quạt turbidite và sơ bộ đánh giá về triển vọng dầu khí của đối tượng bẫy địa tầng tuổi Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn. 5. Cơ sở tài liệu và phƣơng pháp nghiên cứu a. Cơ sở tài liệu Tài liệu được sử dụng trong luận án bao gồm tài liệu tổng hợp về địa chất, tài liệu địa vật lý: tài liệu địa chấn 3D lô 04-1 và 05-1bc, tài liệu ĐVLGK của các giếng thăm dò, thẩm lượng và khai thác khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn. b. Phương pháp nghiên cứu - Phân tích tài liệu ĐVLGK các giếng khoan trong khu vực nghiên cứu để đưa ra các chỉ tiêu về định lượng (bề dày, tỷ lệ cát/sét, độ rỗng, độ thấm…) của đối tượng nghiên cứu; - Phương pháp địa tầng phân tập và địa chấn địa tầng nghiên cứu đặc điểm, phân bố bẫy chứa dầu khí dạng quạt turbidite; - Phân tích, minh giải các thuộc tính địa chấn trên tài liệu địa chấn 3D; - Sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo (Artificial Neural Network) để khoanh định diện phân bố của đối tượng nghiên cứu là bẫy chứa dầu khí địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án a. Ý nghĩa khoa học: - Luận án làm rõ hơn về đặc điểm và phân bố không gian các dạng bẫy địa tầng ở bể Nam Côn Sơn, đặc điểm và phân bố bẫy địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn; - Luận án góp phần hoàn thiện phương pháp luận tìm kiếm thăm dò và đánh giá khả năng chứa dầu khí của bẫy địa tầng dạng quạt turbidite 4 tuổi Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn nói riêng và ở các bể tương tự ở lân cận như Tư Chính – Vũng Mây, Phú Khánh… nói chung. b. Ý nghĩa thực tiễn: - Góp phần nâng cao hiệu quả công tác nghiên cứu tìm kiếm thăm dò ở bể Nam Côn Sơn trong giai đoạn tới; - Những kết quả nghiên cứu là tài liệu có giá trị tham khảo về công tác định hướng tìm kiếm thăm dò đối tượng chứa bẫy địa tầng dạng quạt turbidite ở bể Nam Côn Sơn và ở các bể trầm tích tương tự khác của Việt Nam. 7. Các luận điểm bảo vệ - Luận điểm 1: Bẫy địa tầng tuổi Miocen muộn - Pliocen ở bể Nam Côn Sơn là các trầm tích dạng dòng chảy rối (quạt turbidite) được thành tạo sau giai đoạn tách giãn, trong môi trường biển sâu; quạt turbidite thành tạo trong thời kỳ Miocen muộn có độ hạt thô hơn, tỷ lệ cát/sét cao hơn, bề dày trầm tích dày hơn (có khả năng chứa tốt hơn) so với các quạt turbidite hình thành trong thời kỳ Pliocen; - Luận điểm 2: Các quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen phân bố ở phần chuyển tiếp giữa thềm và sườn khu vực trung tâm bể, nằm ngay chân sườn thềm thuộc đới chuyển tiếp; quạt turbidite hình thành trong thời kỳ Miocen muộn có diện phân bố hẹp hơn, nằm gần chân sườn thềm hơn so với các quạt turbidite hình thành trong thời kỳ Pliocen. 8. Những điểm mới của luận án - Làm sáng tỏ đặc điểm, phân bố đối tượng bẫy chứa dầu khí địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn; - Xây dựng được các luận cứ khoa học nhằm lựa chọn tổ hợp các thuộc tính địa chấn phù hợp kết hợp đồng thời với sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo để xác định và khoanh định diện phân bố bẫy chứa dầu khí địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn – Pliocen. Trên cơ sở đó đề xuất phương pháp nghiên cứu turbidite phù hợp với điều kiện địa chất ở bể Nam Côn Sơn. 5 9. Bố cục của luận án Luận án gồm 03 chương chính chưa kể phần mở đầu và phần kết luận, kiến nghị, các phụ lục, danh mục tài liệu tham khảo và các công trình khoa học. Toàn bộ nội dung luận án được trình bày trong 133 trang A4, trong đó phần nội dung gồm 114 trang, 83 hình vẽ, 11 biểu bảng, 9 danh mục các công trình khoa học, các bài viết, các đề tài của nghiên cứu sinh đã được công bố và 55 đầu mục tài liệu tham khảo. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BỂ NAM CÔN SƠN 1.1. Địa chất khu vực Nghiên cứu sinh theo quan điểm cho rằng bể NCS và các bể Đệ Tam ở Việt Nam nằm trong đới nén ép do va chạm (collision- extrusion area) giữa mảng Úc ở phía Tây Nam bị hút chìm từ Miến-điện đi xuống phía Nam dọc theo cung đảo Sumatra-Java. Đới hút chìm này phát triển từ Miến Điện qua vòng cung đảo Indonesia (H.N.Đang, 2005; N.Hiệp, N.V.Đắc, 2007) (Hình 1). Hình 1. Các yếu tố kiến tạo khu vực ĐNA ảnh hưởng đến quá trình hình thành bể NCS 1.2. Đặc điểm hình thái, cấu trúc Phần lớn được trích dẫn từ đề án NCKH cấp Nhà nước “Đánh giá tiềm năng dầu khí bể Nam Côn Sơn” của Viện Dầu khí Việt Nam (Nguyễn Trọng Tín, Lê Chi Mai và nnk, 2012). 1.2.1. Đặc điểm hệ thống đứt gãy: Gồm 3 hệ thống đứt gãy chính, có phương: (i) Bắc-Nam (BĐB-NTN, á kinh tuyến); (ii) Đông-Tây (á vĩ tuyến); (iii) Đông Bắc-Tây Nam. 6 1.2.2. Các đơn vị cấu trúc: Theo N.T.Tín (2012), bể NCS gồm các đơn vị cấu trúc sau (Hình 2): Hình 2. Hình dạng bể trầm tích NCS và các hệ thống đứt gãy chính - Đới phân dị phía Tây: phụ đới rìa Tây; phụ đới phân dị phía Tây; - Đới trũng Trung tâm: Phụ đới rìa ĐN đới nâng Côn Sơn; Trũng Trung tâm (Phụ đới trũng phía Bắc, phụ đới rìa Đông Nam, phụ đới trũng Trung tâm, dải nâng Đại Hùng - Mãng Cầu); - Đới nâng Hồng - Natuna. 1.3. Đặc điểm địa tầng Là một bể trầm tích có tuổi Đệ Tam điển hình, bể Nam Côn Sơn gồm các phân vị địa tầng: (i) Móng trước Kainozoi; (ii) Hệ tầng Cau; (iii) Hệ tầng Hình 3. Cột địa tầng bể NCS 7 Dừa; (iv) Hệ tầng Thông - Mãng Cầu; (v) Hệ tầng Nam Côn Sơn; (vi) Hệ tầng Biển Đông (Hình 3). 1.4. Lịch sử phát triển địa chất Lịch sử phát triển địa chất bể NCS gắn liền với quá trình tách giãn Biển Đông đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu (Hình 4). Chia làm 3 giai đoạn chính: (i) trước tách Hình 4. Tổng hợp lịch sử phát triển địa chất bể NCS giãn; (ii) đồng tách giãn; (iii) sau tách giãn. 1.5. Các loại bẫy chứa dầu khí ở bể NCS Luận án đã thống kê các dạng bẫy cấu trúc có mặt ở bể NCS, giới thiệu sơ bộ đặc điểm của từng dạng bẫy chứa, bao gồm: (i) Bẫy chứa móng phong hóa nứt nẻ trước Đệ Tam; (ii) Bẫy chứa trầm tích vụn tuổi Oligocen; (iii) Bẫy chứa trầm tích vụn tuổi Miocen đến Pliocen; (iv) Bẫy chứa cacbonat tuổi Miocen giữa-muộn; (v) Bẫy chứa turbidite (Hình 5). Hình 5. Các dạng bẫy chứa ở bể NCS 8 1.6. Các loại bẫy chứa dầu khí dạng địa tầng ở bể NCS Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu thống kê, phân chia các dạng bẫy địa tầng theo đặc điểm hình thái: (i) Bẫy địa tầng chỉnh hợp (dạng thấu kính, dạng doi cát lòng sông); (ii) Bẫy vát nhọn địa tầng; (iii) Bẫy địa tầng kiểu thành đá; (iv) Bẫy kề áp mặt bất chỉnh hợp (kề áp trên, kề áp dưới, độc lập, liên tục). Cách thống kê, phân loại trên mới chỉ theo đặc điểm về hình thái, chưa phản ánh được bản chất hình thành các bẫy chứa địa tầng theo đặc điểm lịch sử phát triển địa chất của khu vực. Có thể phân chia các dạng bẫy địa tầng có mặt ở bể NCS theo đặc điểm môi trường trầm tích và theo thời gian thành tạo như sau: 1.6.1. Dạng bẫy thành tạo trong môi trường lục địa (Oligocen) Thời kỳ Oligocen toàn bộ bể NCS là môi trường lục địa. Hệ tầng Cau (E 2 c) thành tạo trong thời kỳ đầu hình thành bể, giai đoạn đầu phát triển trầm tích tướng lục địa bao gồm lũ tích xen kẽ trầm tích đầm hồ, sông ngòi, vũng vịnh. Đến cuối Oligocen, môi trường tích tụ trầm tích thay đổi mạnh từ tây sang đông: từ nón alluvi chuyển sang môi trường đồng bằng, phát triển rộng môi trường tam giác châu (delta), đầm hồ, vũng, vịnh ở phần Đông Bắc. Ở khu vực phía Tây và Nam, trầm tích Oligocen vắng mặt do hoạt động nâng, bào mòn. 1.6.2. Dạng bẫy thành tạo trong môi trường ven bờ (Miocen sớm- giữa) Các trầm tích ven bờ được tích tụ trong nhiều môi trường khác nhau: môi trường tam giác châu (delta), đồng bằng ven biển (delta plain, tidal flat), vùng bờ và thềm biển (shoreface), cửa sông (estuarines). Trầm tích Miocen dưới thuộc hệ tầng Dừa (N 1 1 d) tích tụ trong môi trường ven bờ, sông hồ, cửa sông, ven bờ nước lợ, đôi khi còn xen kẹp bởi các trầm tích biển hở. Thời kỳ này đã xảy ra cùng lúc cả hai quá trình lún chìm và tốc độ tích tụ trầm tích cao. Trầm tích Miocen giữa của hệ tầng Thông-Mãng Cầu (N 1 2 tmc) được thành tạo chủ yếu trong điều kiện thềm nông (riêng phía Tây, Tây Nam gặp trầm tích sườn delta) đến thềm sâu (outer-sublitoral: deep marine). [...]... (iii) dạng phân lớp trầm tích và sự phân bố các tướng hạt thô và mịn bên trong quạt turbidite – cho biết thể tích và đặc trưng tướng bên trong quạt CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BẪY CHỨA ĐỊA TẦNG DẠNG QUẠT TURBIDITE TUỔI MIOCEN MUỘN PLIOCEN KHU VỰC TRUNG TÂM BỂ NAM CÔN SƠN 2.1 Cơ sở lý thuyết 10 Để xây dựng hệ phương pháp nghiên cứu bẫy chứa dầu khí dạng địa tầng ở bể NCS nói chung và bẫy địa tầng tuổi. .. Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể nói riêng, cần thiết phải nắm rõ cơ sở lý thuyết về: (i) địa tầng phân tập và địa chấn địa tầng; (ii) đặc điểm hình thành bẫy chứa dầu khí dạng quạt turbidite trên cơ sở nghiên cứu địa tầng phân tập; (iii) cơ sở lựa chọn thuộc tính địa chấn phân tích; (iv) phổ biên độ SpecDecomp và ứng dụng trong nghiên cứu phân bố bẫy địa tầng dạng quạt turbidite 2.1.1 - Địa tầng. .. MIOCEN MUỘN - PLIOCEN KHU VỰC TRUNG TÂM BỂ NAM CÔN SƠN 3.1 Các nghiên cứu bẫy chứa địa tầng trên thế giới và ở Việt Nam Bằng việc kết hợp nghiên cứu đặc điểm môi trường trầm tích và tướng đá cổ địa lý, cổ cấu tạo… trong chương này sẽ đi sâu vào nghiên cứu, phân tích điều kiện thành tạo bẫy địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn- Pliocen khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn, trong đó giới thiệu 3 yếu tố... đá chứa turbidite tuổi Mio muộn- Pliocen 3.3 Phân bố bẫy chứa dạng địa tầng tuổi Miocen muộn- Pliocen Trên cơ sở nghiên cứu tổ hợp một (và nhiều) thuộc tính địa chấn, bản đồ dự báo khả năng phân bố bẫy chứa dầu khí dạng địa tầng (quạt turbidite) tuổi Miocen muộn- Pliocen đã được xây dựng và kiểm chứng thông qua việc chạy các phần mềm chuyên dụng Petrel, OpendTect Các thuộc tính đã được phân tích cho 2 mặt... các thân chứa turbidite tuổi Miocen muộn- Pliocen khu vực trung tâm bể NCS thuộc các phát hiện Hải Thạch, Mộc Tinh, Đại Nguyệt, Sông Tiền có trữ lượng thu hồi dự kiến khoảng 21% tổng trữ lượng dầu khí bể Nam Côn Sơn, cho thấy đây là một đối tượng chứa tốt (đặc biệt đối với các quạt turbidite nằm gần nguồn trầm tích, sát chân sườn dốc) cần quan tâm nghiên cứu trong hệ thống dầu khí của bể Nam Côn Sơn trong... Pliocen tại khu vực lô 04-1, sau đó nghiên cứu áp dụng cho khu vực trung tâm bể 3.3.1 Phân bố bẫy chứa dạng địa tầng tuổi Miocen muộn- Pliocen phạm vi khu vực lô 04-1 Tại lô 04-1, hình dạng thân cát với hướng đổ trầm tích từ phía Tây tới, bề dày thân cát được kiểm chứng qua tài liệu giếng khoan A-1X và A-2X (Hình 16) Theo mô hình của C Cremez (2006) và E Mutti (2011) (Hình 12), đối chiếu với tài liệu phân. .. thân chứa turbidite được thể hiện trên các bản đồ môi trường trầm tích khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn qua từng thời kỳ, phản ánh đặc trưng của phân bố turbidite môi trường biển sâu, cụ thể là: (i) hướng dòng chảy (kênh dẫn vật liệu trầm tích turbidite); (ii) quy mô phân bố theo diện của các quạt turbidite (i) (ii) (iii) Hình 17 Sơ đồ môi trường trầm tích và phân bố quạt turbidite khu vực trung tâm bể: ... định của pha trong khu vực nhất định Dựa vào những thay đổi về biên độ và pha cho phép minh giải cũng như xây dựng được bản đồ biến đổi của đất đá trong khu vực nghiên cứu địa chấn 3D một cách hiệu quả 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Quy trình (Work Flow) cho công tác nghiên cứu Hình 9 Quy trình nghiên cứu của Luận án (Work Flow) 2.2.2 - Tổng hợp các nghiên cứu địa chất /địa vật lý Cổ địa lý tướng đá... Côn Sơn trong thời gian tới Quy trình nghiên cứu đối tượng bẫy chứa dầu khí dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn- Pliocen với các bước triển khai như sau (Hình 9 và Hình 18): - Trên cơ sở kết hợp với các tài liệu tổng hợp nghiên cứu về địa chất /địa vật lý của khu vực, tài liệu địa chấn (2D/3D) được minh giải và sẽ phân tích thuộc tính cho đối tượng là dạng bẫy địa tầng: o o Các thuộc tính khối xác định... 3.2.2.1 Địa tầng, trầm tích và môi trường Trên tài liệu mô tả địa tầng trầm tích, các thành tạo turbidite thuộc hệ tầng Nam Côn Sơn (N13 ncs) phân bố ở khu vực trung tâm bể NCS thuộc môi trường biển sâu, nằm ở đới chuyển tiếp thềm/sườn thềm Quá trình hình thành các thành tạo turbidite môi trường biển sâu cho thấy bề dày phân bố các tập cát turbidite có đặc trưng khác nhau đối với từng khu vực (quạt