Header Page of 123 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT HOÀNG ANH TUẤN ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH TẦNG CHỨA HYDROCACBON MIOCEN GIỮA PHÍA BẮC BỂ SÔNG HỒNG Ngành: Khoáng vật học Địa hóa học Mã số: 62.44.02.05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI - 2015 Footer Page of 123 Header Page of 123 Công trình hoàn thành Bộ môn Khoáng Thạch, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: 1) TS Đỗ Văn Nhuận Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2) TSKH Phan Trung Điền Hội Dầu khí Việt Nam Phản biện 1: PGS.TS Đỗ Đình Toát Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Trọng Tín Phản biện 3: TS Trần Đăng Hùng Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường Trường Đại học Mỏ - Địa chất (P Đức Thắng - Q Bắc Từ Liêm - Hà Nội) vào…… giờ, ngày…… , tháng…… năm 2015 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất Footer Page of 123 Header Page of 123 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài luận án Bể Sông Hồng bể trầm tích có tiềm dầu khí lớn Việt Nam Lịch sử phát triển địa chất bể phức tạp, đặc trưng hoạt động kiến tạo căng giãn-nén ép, nghịch đảo kiến tạo, lún chìm nhiệt, kèm theo thăng giáng mực nước biển Hệ hoạt động kiến tạo nhiều pha hình thành loạt tích tụ dầu khí, với mức độ quy mô phân bố khác Kết tìm kiếm thăm dò từ trước đến chứng minh tiềm dầu khí thành tạo địa chất tuổi trước Kainozoi Miocen khu vưc phía Bắc bể Sông Hồng Gần đây, số giếng khoan thăm dò lô 102-106 103-107 phát dầu khí trầm tích Miocen giữa, với tỷ lệ dầu (nhẹ)/khí tương đối cao Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá triển vọng dầu khí cho đối tượng thăm dò yêu cầu khách quan cần thiết giai đoạn Xuất phát từ tính cấp thiết nêu trên, tác giả lựa chọn đề tài “Đặc điểm trầm tích tầng chứa hydrocacbon Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng” cho Luận án nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận án Nghiên cứu, làm sáng tỏ đặc điểm thạch học - trầm tích, đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến tính rỗng - thấm dự báo diện phân bố đá chứa cát kết tuổi Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng (phạm vi lô 102-106 103-107) Nhiệm vụ luận án - Thu thập, tổng hợp tài liệu liên quan, làm rõ tranh lịch sử tìm kiếm thăm dò đặc điểm địa chất khu vực phía Bắc bể Sông Hồng (phạm vi lô 102-106 103-107); - Lựa chọn tổ hợp phương pháp địa chất - địa vật lý đề xuất quy trình nghiên cứu với đối tượng cát kết chứa hydrocacbon tuổi Miocen giữa; - Tổng hợp kết phân tích lát mỏng thạch học (thin section), hiển vi điện tử quét (SEM) nhiễu xạ rơnghen (XRD) để xác định đặc điểm thạch học trầm tích, như: thành phần hạt vụn, kích thước hạt, độ lựa chọn, độ mài tròn, xi măng, khoáng vật thứ sinh, độ rỗng, trình biến đổi thứ sinh trầm tích Miocen giữa; - Xây dựng sơ đồ, đồ môi trường tướng đá cổ địa lý biểu đồ, biểu bảng, hình vẽ minh họa nhằm phản ánh rõ đặc trưng thành phần vật chất, kiến trúc, nguồn gốc, hướng vận chuyển vật liệu… thành tạo trầm tích tuổi Miocen giữa; Footer Page of 123 Header Page of 123 - Thành lập biểu đồ mô hình quan hệ độ rỗng theo chiều sâu, nhằm đánh giá chi tiết yếu tố ảnh hưởng đến tính rỗng - thấm đá chứa; - Tổng hợp tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan, kết hợp với đồ môi trường để phân tích, suy đoán khoanh định sơ diện phân bố đá chứa cát kết tuổi Miocen khu vực nghiên cứu Nội dung luận án - Nghiên cứu đặc điểm địa chất khu vực phía Bắc bể Sông Hồng - Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất môi trường thành tạo trầm tích Miocen - Đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến tính rỗng-thấm đá chứa cát kết - Dự báo diện phân bố đá chứa cát kết tuổi Miocen khu vực nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Để khai thác, sử dụng có hiệu nguồn tài liệu thu thập, tổng hợp được, kết hợp với phân tích mới, NCS sử dụng tổ hợp phương pháp nghiên cứu, gồm: tổng hợp địa chất, địa vật lý, thạch địa tầng, sinh địa tầng phân tích thành phần vật chất Trong tổ hợp này, phân tích thành phần vật chất phương pháp đóng vai trò chủ đạo, với phân tích chuyên sâu thạch học lát mỏng, hiển vi điện tử quét nhiễu xạ rơnghen Phạm vi, đối tượng nghiên cứu sở tài liệu - Phạm vi: Khu vực phía Bắc bể trầm tích Sông Hồng, bao gồm phần diện tích lô 102-106 103-107, khơi Vịnh Bắc Bộ - Đối tượng: Đá chứa cát kết tuổi Miocen giữa, đối tượng chứa hydrocacbon quan trọng khu vực phía Bắc bể Sông Hồng - Cơ sở tài liệu: Luận án thực sở nguồn tài liệu tổng hợp địa chất - địa vật lý, bao gồm tài liệu địa chất khu vực, tài liệu địa chấn 2D/3D, tài liệu địa vật lý giếng khoan lô nghiên cứu, tài liệu phân tích thạch học lát mỏng, SEM, XRD… 150 mẫu loại (mẫu lõi, mẫu vụn, mẫu sườn) lấy từ 17 giếng khoan phạm vi lô 102-106 103-107, phía Bắc bể trầm tích Sông Hồng Các luận điểm bảo vệ - Luận điểm 1: Cát kết Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng chủ yếu loại acko litic, felspat litic (Li 15%); acko, dạng acko (Li 15%) Footer Page of 123 Header Page of 123 Cát loại hạt nhỏ hạt trung chiếm ưu thế, với thành phần xi măng gắn kết chủ yếu sét cacbonat Quá trình xi măng hóa nén ép đá xảy mức trung bình, đặc trưng tiếp xúc hạt chủ yếu dạng điểm đường thẳng - Luận điểm 2: Cát kết Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng hình thành lắng đọng môi trường trầm tích khác nhau, từ đồng châu thổ biển nông Đá có chất lượng chứa từ đến tốt phân bố chủ yếu phần Đông Nam khu vực nghiên cứu, đặc trưng tướng cát ven bờ, với độ chọn lọc, mài tròn liên thông lỗ hổng tương đối tốt Quá trình biến đổi xi măng khoáng vật sinh (bao gồm thạch anh, cacbonat khoáng vật sét chlorit, kaolinit, illit, smectit, hỗn hợp lớp illit-smectit) nguyên nhân gây nên suy giảm tính chất thấm - chứa tầng chứa cát kết tuổi Miocen Những điểm luận án - Làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất môi trường thành tạo tập trầm tích Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng thông qua nghiên cứu, tổng hợp tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan phân tích thực tế 150 mẫu thạch học lát mỏng, SEM, XRD từ giếng khoan khu vực - Xây dựng sơ đồ, đồ tướng đá cổ địa lý cho phụ tập nhỏ Miocen sở kết hợp tài liệu địa chấn tài liệu giếng khoan, từ dự báo khoanh định diện phân bố đá chứa tiềm nằm chủ yếu phần Đông Nam khu vực nghiên cứu - Đánh giá chi tiết mức độ biến đổi thứ sinh xây dựng mô hình biến đổi độ rỗng theo chiều sâu tầng cát kết Miocen sở khoa học trầm tích luận, góp phần quan trọng vào việc xác định yếu tố ảnh hưởng đến tính chất rỗng - thấm tầng chứa Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án - Ý nghĩa khoa học: Kết đạt luận án góp phần hoàn thiện quy trình nghiên cứu đá chứa nói chung đá chứa cát kết tuổi Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng nói riêng, sở khoa học trầm tích luận - Ý nghĩa thực tiễn: Thông qua công tác tổng hợp tài liệu khu vực phân tích mẫu thực tế giếng khoan, kết hợp với luận giải địa chất, tranh thành phần thạch học, kiến trúc tạo đá, yếu tố ảnh hưởng đến tính rỗng - thấm diện phân bố tiềm đá chứa cát kết tuổi Miocen phần làm sáng tỏ Kết nghiên cứu góp phần xác hóa hệ thống dầu khí trầm tích Kainozoi khu vực phía Bắc bể Sông Hồng, đồng thời tạo nguồn tài liệu tham khảo có giá Footer Page of 123 Header Page of 123 trị, hỗ trợ nâng cao hiệu công tác tìm kiếm thăm dò khu vực lô 102106, 103-107 lân cận giai đoạn 10 Bố cục luận án Luận án bố cục thành 04 chương chính, không kể phần mở đầu kết luận, phụ lục, tài liệu tham khảo danh mục công trình khoa học Toàn nội dung luận án trình bày 116 trang A4 (gồm 62 hình vẽ, 05 biểu bảng), 28 trang phụ lục, 02 trang danh mục công trình khoa học công bố NCS 03 trang đầu mục tài liệu tham khảo Chương ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC PHÍA BẮC BỂ SÔNG HỒNG 1.1 Khái quát khu vực nghiên cứu 1.1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu Khu vực nghiên cứu bao gồm diện tích lô 102-106 & 103-107, nằm phía Bắc bể Sông Hồng, khơi Vịnh Bắc Bộ (Hình A) 1.1.2 Lịch sử nghiên cứu tìm kiếm thăm dò - Giai đoạn trước năm 1975: chủ yếu gồm hoạt động khảo sát từ hàng không trọng lực, giúp đỡ chuyên gia Liên Xô Bước đầu sơ xác định cấu trúc địa chất khu vực vài cấu tạo nhỏ Đáng kể phát mỏ khí Tiền Hải C, trữ lượng khoảng 1,1 tỷ mét khối khí - Giai đoạn 1975 đến năm 2000: khảo sát gần 100.000km tuyến địa chấn 2D; đan dày, chi tiết hóa mạng lưới có thăm dò cấu tạo triển vọng Đã phát HC móng cacbonat trước Đệ Tam trầm tích Oligocen, Miocen cấu Hình A - Vị trí bể Sông Hồng khu vực nghiên cứu tạo B10, Hàm Rồng, Yên Tử… - Giai đoạn từ năm 2000 đến nay: 100.000km tuyến địa chấn 2D, khảo sát thêm 2.000km2 tuyến 3D số cấu tạo triển vọng Đã phát dầu khí móng cacbonat tuổi C-P trầm tích Miocen giếng khoan Hàm Rồng Nam, Phả Lại… Footer Page of 123 Header Page of 123 Kết nghiên cứu TKTD từ trước đến bước xác hóa cấu trúc địa chất hệ thống dầu khí bể, trầm tích Miocen xác định đối tượng có tiềm khu vực 1.2 Đặc điểm kiến tạo, hệ thống đứt gãy, phân vùng cấu trúc 1.2.1 Đặc điểm kiến tạo Lịch sử phát triển kiến tạo thể đặc trưng bản: - Pha tách giãn sụt lún xảy vào đầu Eocen (50 triệu năm trước đây), với hoạt động tách giãn (rifting) xảy mạnh mẽ Các địa hào, bán địa hào Eocen-Oligocen hình thành, lấp đầy trầm tích trẻ Giai đoạn Miocen xảy vào khoảng 15,5 trnt Miocen muộn khoảng 5,5 trnt, đánh dấu bề mặt bất chỉnh hợp mặt cắt địa chấn - Xuất pha nghịch đảo kiến tạo, tập trung vào Miocen muộn, tạo nhiều cấu tạo hình hoa, hình thành nên bẫy chứa dầu khí 1.2.2 Hệ thống đứt gãy Trong khu vực tồn hệ thống đứt gãy (Hình 1.2): - Hệ TB-ĐN: phát triển mạnh chiều dài lẫn biên độ, gồm đứt gãy cổ, tập trung phần TB bể - Hệ ĐB-TN: gồm đứt gãy cổ tái hoạt động, ngoại trừ đứt gãy nghịch hình thành cuối Oligocen, tập trung chủ yếu phần ĐB bể - Hệ kinh tuyến: gồm đứt gãy trẻ, hình thành vào thời kỳ tạo rift - Hệ thống đứt gãy vĩ tuyến: đứt gãy thuận, không đóng vai trò quan trọng việc hình thành cấu trúc khu vực Hình 1.2 - Sơ đồ hệ thống đứt gãy khu vực nghiên cứu Footer Page of 123 Header Page of 123 1.2.3 Phân vùng cấu trúc Khu vực phía Bắc bể Sông Hồng chia thành đới cấu trúc chính: đới rìa Tây Nam, đới rìa Đông Bắc Trũng Trung tâm Trong đó, đới nghịch đảo Miocen nằm Trũng Trung tâm, giới hạn đứt gãy Sông Chảy phía TN đứt gãy Vĩnh Ninh phía ĐB, có hoạt động nghịch đảo mạnh vào cuối Miocen, khiến cho cấu tạo hình thành trước bị nâng lên, bào mòn, cắt cụt, hình thành nhiều cấu tạo hình hoa liên quan đến bẫy dầu khí như: Cây Quất, Hoa Đào, Bạch Long, Địa Long… 1.3 Địa tầng - trầm tích Cột địa tầng tổng hợp khu vực nghiên cứu mô tả Hình B 1.3.1 Móng trước Kainozoi Bao gồm đá cacbonat Mesozoi, biến chất magma xâm nhập 1.3.2 Trầm tích Paleogen - Trầm tích Eocen hệ tầng Phù Tiên Phủ trực tiếp móng trước Kainozoi, thành tạo môi trường sườn tích, đầm hồ đồng châu thổ; thành phần gồm chủ yếu đá cát kết, sét bột kết màu nâu tím xen kẽ lớp cuội kết độ hạt khác - Trầm tích Oligocen Hệ tầng Đình Cao Chủ yếu gồm cát kết màu xám sáng, xám sẫm, xen kẹp lớp cuội kết, sạn kết, chuyển lên bột kết, sét kết màu xám, xám đen Môi trường thành tạo chủ yếu đầm hồ - aluvi, với bề dày thay đổi 300-1.150m 1.3.3 Trầm tích Neogen - Trầm tích Miocen hệ tầng Phong Châu Đặc trưng xen kẽ lớp cát kết hạt vừa, hạt nhỏ màu xám trắng, xám lục với lớp bột kết phân lớp mỏng Bề dày hệ tầng 4001.400m, thành tạo môi trường đồng châu thổ, xen yếu tố biển - Trầm tích Miocen hệ tầng Phù Cừ Gồm lớp cát kết hạt vừa, cát bột kết phân lớp mỏng dạng thấu kính, phân lớp xiên xen kẽ bột kết, sét kết cấu tạo khối Cát kết có độ lựa chọn mài tròn tốt, đôi chỗ gặp glauconit; xi măng gắn kết nhiều cacbonat, sét Bề dày hệ tầng thay đổi 1.500-2.000m, hình thành môi trường đồng châu thổ, chuyển dần sang tiền châu thổ - Trầm tích Miocen hệ tầng Tiên Hưng Có tính phân nhịp rõ ràng, bắt đầu sạn kết, cát kết chuyển lên bột kết, sét kết Bề dày hệ tầng 760-3.000m, hình thành môi trường đồng châu thổ xen biển ven bờ Footer Page of 123 Header Page of 123 1.3.4 Trầm tích Pliocen - Đệ Tứ Nằm bất chỉnh hợp trầm tích Miocen, xếp vào hệ tầng Vĩnh Bảo Chiều dày hệ tầng thay đổi khoảng 200-500m, tăng dần phía biển Trầm tích hình thành chủ yếu môi trường thềm biển, số nơi đồng châu thổ có ảnh hưởng yếu tố biển Hình B - Cột địa tầng tổng hợp phía Bắc bể Sông Hồng Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở lý thuyết 2.1.1 Những vấn đề chung đá trầm tích Đá trầm tích thể địa chất phát sinh bề mặt trái đất, thành tạo sản phẩm phá hủy, phong hóa đá có từ trước hoạt động sinh vật Quá trình thành tạo đá trầm tích trình lâu dài phức tạp, chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố nội, ngoại lực 2.1.2 Các giai đoạn thành tạo đá trầm tích - Quá trình phong hóa; - Quá trình vận chuyển lắng đọng vật liệu trầm tích; - Quá trình phân dị trầm tích; - Quá trình thành đá: biến đổi vật liệu trầm tích thành đá trầm tích 2.1.3 Các giai đoạn biến đổi thứ sinh đá trầm tích a Giai đoạn hậu sinh (katagenes): Làm biến đổi đá trầm tích, xảy vỏ trái đất, tác dụng nhiệt độ áp suất tăng cao b Giai đoạn biến sinh (metagenes): Đá bị biến đổi mạnh mẽ thành phần, kiến trúc, cấu tạo Các tác dụng xảy chủ yếu là: tái kết tinh, hòa tan, thay thế, trao đổi khoáng vật dung dịch lỗ hổng Footer Page of 123 Header Page 10 of 123 2.1.4 Thành phần phân loại đá trầm tích a Thành phần khoáng vật: gồm thành phần vô thành phần hữu b Phân loại đá trầm tích: gồm nhóm trầm tích vụn học, nhóm trầm tích sét nhóm trầm tích hóa học, sinh hóa c Phân loại đá cát kết - Dựa tiêu chí bản: + Kích thước độ hạt; + Thành phần khoáng vật hạt vụn; + Thành phần khoáng vật xi măng; + Mức độ biến đổi thứ sinh - Phân loại Folk, 1974 (Hình 2.2): Q+ F+ R= 100% - Phân loại Pettijohn, 1973 (Hình 2.3): Q+ F+ R= 100% Ghi chú: Q tổng hàm lượng thạch anh đơn tinh thạch anh đa tinh (quaczit, microquaczit); F tổng hàm lượng plagiocla, felspat kali, granitoid, gneis; R: tổng hàm lượng mảnh đá lại khoáng vật màu 2.1.5 Các thuật ngữ khái niệm biến đổi sau trầm tích a Giai đoạn hậu sinh (katagenes) sớm: xuất mặt đất, nước, xuất trình xi măng hóa sớm Độ rỗng thay đổi khoảng 25-40%, độ thấm 100-1.000mD, độ sâu chôn vùi 1.500-2.000m b Giai đoạn hậu sinh (katagenes) giữa: liên quan chủ yếu tới chiều sâu chôn vùi, nén ép xi măng hóa đóng vai trò quan trọng Độ rỗng thay đổi khoảng 10-25%, độ thấm 5-100mD Hình 2.2 - Phân loại cát kết theo Folk (1974) Footer Page 10 of 123 Header Page 13 of 123 11 Chương THÀNH PHẦN THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG THÀNH TẠO TRẦM TÍCH MIOCEN GIỮA 3.1 Thành phần thạch học 3.1.1 Thành phần khoáng vật a Thành phần hạt vụn - Thạch anh: chiếm hàm lượng chủ yếu đá (30-62,5%) Thạch anh đơn tinh thể chiếm đa số, thể đặc điểm tắt sáng đồng lát mỏng thạch học Một số mẫu tồn mảnh thạch anh cát kết xi măng cacbonat bị gặm mòn thay calcit - Felspat: chủ yếu loại giàu kali, với hàm lượng felspat kali từ 16% đến 20% Plagiocla chiếm tỷ lệ nhỏ, chủ yếu loại axit - Mảnh đá: chủ yếu gặp mảnh đá granit, mảnh đá vụn núi lửa, mảnh đá biến chất Mảnh đá granit có hàm lượng 3% đến 6%; mảnh đá vụn núi lửa chiếm 1% đến 4%; mảnh đá khác chiếm tỷ lệ nhỏ - Mica: chủ yếu biotit bị chlorit hoá nhẹ, muscovit tươi - Khoáng vật phụ: chủ yếu hạt epidot, sphen với hàm lượng nhỏ (0.2-1%) b Thành phần (matrix): Chủ yếu khoáng vật sét lượng nhỏ vật chất hữu Khoáng vật sét chiếm tỷ lệ thay đổi từ vết 20%, gồm chủ yếu kaolinit, illit, chlorit loại sét hỗn hợp lớp khác Vật chất hữu thường gặp dạng dải nhỏ, phân bố không đều, hàm lượng thay đổi từ vết 5% c Xi măng khoáng vật sinh Bao gồm chủ yếu khoáng vật sét (3-7%), calcit (0.8-6.6%) thạch anh (0-4%); bắt gặp pyrite, siderite glauconit số mẫu với tỷ lệ nhỏ Kết phân tích XRD cho thấy: thành phần sét kaolinit chiếm 24-77%, chlorit: 12-55%, illit: 4-38% sét hỗn hợp lớp loại illit-smectit: 0-24% Độ rỗng nhìn thấy đạt 15% 3.1.2 Phân loại gọi tên đá Đá chứa cát kết tuổi Miocen khu vực nghiên cứu chủ yếu lithic acko felspat litic, acko acko (Li15%) (Hình 3.2) Footer Page 13 of 123 Header Page 14 of 123 12 Hình 3.1 - Biểu đồ phân loại cát kết Hình 3.2 - Biểu đồ phân loại cát kết Miocen (Li15%) 3.1.3 Đặc điểm kiến trúc - Cát kết felspat litic chủ yếu loại hạt nhỏ đến trung, chọn lọc trung bình đến tốt (δ1=0.460.57) Cát kết hạt nhỏ có độ chọn lọc tốt - Cát kết lithic acko acko chủ yếu loại hạt trung (Md=0.180.5mm) loại hạt thô (Md=0.650.77mm) Cát kết hạt trung có độ chọn lọc từ trung bình đến tốt, với giá trị σ1=0.320.77 - Cát kết hạt thô có độ chọn lọc (δ1=1.231.40) Nhìn chung, hạt vụn cát kết có độ bào tròn kém, hạt vụn có dạng góc cạnh, bán góc cạnh, bán tròn cạnh Tiếp xúc hạt thường loại điểm, đường thẳng, tiếp xúc dạng đường cong 3.2 Tướng môi trường thành tạo trầm tích Miocen 3.2.1 Đặc trưng tướng môi trường theo tài liệu giếng khoan a Phụ tập U240-U220 Trầm tích phụ tập U240-U220 hình thành môi trường đồng châu thổ (delta plain) tiền châu thổ (delta front), đặc trưng kiểu trầm tích phủ thẳng đứng (aggradation) Ảnh hưởng môi trường biển giai đoạn không đáng kể b Phụ tập U220-U210 Đặc trưng log thể hệ thống trầm tích phủ thẳng đứng (aggradation) phần trầm tích phủ chồng tiến (progradation) Môi Footer Page 14 of 123 Header Page 15 of 123 13 trường đồng châu thổ chiếm ưu toàn khu vực nghiên cứu Bắt gặp dạng tướng dải cát cửa sông, dải cát ven sông, đồng ngập lụt kênh rạch nhiều giếng khoan (Hình 3.7) Hình 3.7 - Trích đoạn mặt cắt liên kết U220-210 với lớp trầm tích phủ thẳng đứng tới phủ chồng tiến c Phụ tập U210-U200 Môi trường đồng châu thổ bắt gặp tất giếng khoan Tướng kênh rạch gặp phần nhiều phần phụ tập Ít gặp dạng dải cát cửa sông, tướng đồng ngập lụt phổ biến, chứng tỏ chúng nằm rìa kênh rạch (channel) Đặc biệt, bắt gặp dải cát lòng sông (longshore bar) giếng khoan GK-T (Hình 3.9) GK-T Hình 3.9 - Đặc trưng log thể tướng dải cát lòng sông (longshore bar) giếng khoan GK-T Footer Page 15 of 123 Header Page 16 of 123 14 3.2.2 Đặc trưng tướng môi trường theo tài liệu địa chấn a Phụ tập U240-U220 Môi trường trầm tích giai đoạn thuận lợi cho hình thành tích tụ dầu khí, có mở rộng đồng châu thổ Sông Hồng cổ phía Tây Nam Trầm tích phụ tập U240-U220 bị vát mỏng phía Đông Nam, với nguồn vật liệu trầm tích vận chuyển đến từ hướng Tây Bắc (Hình 3.11) b Phụ tập U220-U210 Môi trường đồng châu thổ biển nông chiếm ưu Các trầm tích khu vực sườn châu thổ (delta front slope) quan sát rõ nhờ phản xạ địa chấn dạng phủ chồng tiến (progradation) dạng gá đáy (downlap), với hướng cung cấp vật liệu trầm tích đến từ phần Tây Bắc (Hình 3.14) c Phụ tập U210-U200 Môi trường đồng châu thổ chiếm ưu phía Bắc, phía Nam phát triển môi trường biển nông Nguồn cung cấp vật liệu trầm tích phát triển theo hệ thống kênh rạch hướng ĐB-TN (Hình 3.16) Hình 3.11 - Mặt cắt vát mỏng trầm tích theo hướng TB-ĐN Footer Page 16 of 123 Header Page 17 of 123 15 Hình 3.14 - Đặc trưng phản xạ địa chấn dạng phủ chồng tiến gá đáy U220-U210 môi trường trầm tích hình thành sườn châu thổ (delta-front slope) với nguồn cung cấp vật liệu đến từ hướng TB Hình 3.16 - Nguồn cung cấp vật liệu trầm tích theo hướng ĐBTN phụ tập U210-U200, khu vực lô 103-107 Footer Page 17 of 123 Header Page 18 of 123 16 3.2.3 Đặc trưng tướng môi trường theo tài liệu thạch học Cát kết Miocene phần lớn thuộc loại lithic acko, felspat litic felspat grauvac, acko grauvac lithic, thành phần giàu felspat lượng mảnh đá Vật liệu trầm tích hầu hết vận chuyển đến từ khối đá phun trào, biến chất cacbonat cổ Xi măng gắn kết chủ yếu sét, cacbonat thạch anh (Hình 3.4) Hàm lượng felspat cao trưởng thành thấp mặt hóa học Vật liệu tạo đá vận chuyển không xa nguồn lắng đọng môi trường hóa-lý có lượng biến đổi khác GK G GK F GK H GK E GK - K GK C GK Q GK Z GK N Hình 3.4 - Biểu đồ thành phần xi măng cát kết Miocen Chương ĐẶC ĐIỂM BIẾN ĐỔI THỨ SINH, CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH RỖNG - THẤM VÀ PHÂN BỐ TẦNG CHỨA CÁT KẾT MIOCEN GIỮA 4.1 Đặc điểm biến đổi thứ sinh Nghiên cứu biến đổi thứ sinh dựa yếu tố sau: - Sự thẩm thấu, xâm nhiễm khoáng vật sét tha sinh, thay đổi cấu tạo trầm tích, xi măng hoá sớm, kết tủa biến đổi sớm khoáng vật liên quan với môi trường trầm tích - Tổ hợp khoáng vật xi măng - khoáng vật sinh, thứ tự sinh thành chúng tiến trình thành đá chuyển hoá khoáng vật - Hình thái tiếp xúc hạt phản ánh mức độ nén ép học - Mức độ hoà tan, thay khoáng vật vụn - Sự suy giảm độ rỗng theo chiều sâu Footer Page 18 of 123 Header Page 19 of 123 17 4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính rỗng - thấm 4.2.1 Sự xuất xi măng khoáng vật sinh Tổ hợp khoáng vật xi măng khoáng vật sinh yếu tố ảnh hưởng phức tạp đến tính rỗng - thấm Có thể đánh giá ảnh hưởng thông qua đặc điểm thành phần khoáng vật, hình thái kiến trúc, xếp, mối quan hệ chúng với nhau, với hạt khung đá không gian lỗ hổng Nhận biết rõ qua phân tích SEM (Hình 4.5, 4.7) Hình 4.7 Mẫu sườn GK - N, độ sâu Hình 4.5 Mẫu sườn GK-E, độ sâu 1963m, độ phóng đại 1.300 lần 2628m, độ phóng đại 2.000 lần Mô tả: thạch anh thứ sinh (q) có kiến Mô tả: khoáng vật kaolinit (K) phủ trúc tự hình, kích thước >10m phần lên bề mặt hạt vụn, Thạch anh sét (Il) lấp nhét vào lỗ đồng thời lấp nhét vào lổ hổng hổng hạt, làm giảm độ rỗng hạt, làm giảm mạnh độ rỗng - thấm đá thấm đá 4.2.2 Quá trình nén ép tiếp xúc hạt Quá trình nén ép học cát kết Miocen nhìn chung xảy mức độ yếu, thể hình thái tiếp xúc hạt hầu hết thuộc loại điểm đường; độ rỗng đá bảo tồn tốt Quan sát rõ qua phân tích lát mỏng thạch học (Hình 4.8, 4.9) 4.2.3 Quá trình hòa tan biến đổi khoáng vật Xuất mức độ nhẹ, điển vài hạt khoáng vật felspat bị hoà tan tạo thành lỗ hổng thứ sinh, làm tăng độ rỗng đá Quan sát rõ lát mỏng thạch học SEM (Hình 4.12, 4.13) Footer Page 19 of 123 Header Page 20 of 123 Hình 4.8 Mẫu vụn GK-K, độ sâu 2000-2010m, chụp nicol vuông góc (Q: thạch anh, O: orthoclase, P: plagioclase, M: mica, v: vụn núi lửa, S: phiến sét, mũi tên: sét nền) 18 Hình 4.9 Mẫu vụn GK-K, độ sâu 20002010m, chụp nicol Mô tả: mẫu có độ rỗng liên thông (màu xanh) tương đối tốt, kích thước đo khoảng 0,1mm, cho thấy đá chứa có Mô tả: cát kết felspat litic hạt nhỏ chất lượng từ đến tốt đến nhỏ, kích thước trung bình (Md=0,063-0,125mm), chọn lọc tốt, mài tròn bán góc cạnh đến bán tròn cạnh, gắn kết trung bình, tiếp xúc hạt chủ yếu dạng điểm Hình 4.12 Mẫu sườn GK-C, độ sâu 1994m, chụp nicol Mô tả: cát kết ackos hạt trung (Md = 0,2-0,4mm), chọn lọc kém, nén ép trung bình, tiếp xúc điểm đường thẳng Felspat hòa tan (mũi tên hồng) làm tăng độ rỗng đá Footer Page 20 of 123 Hình 4.13 Mẫu sườn GK-C, độ sâu 1994m, chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM), độ phóng đại 800 lần Mô tả: Hạt felspat bị hòa tan, làm tăng độ rỗng đá (hình mũi tên) Header Page 21 of 123 19 4.2.4 Ảnh hưởng môi trường Cát kết Miocen khu vực nghiên cứu chủ yếu hình thành môi trường đồng châu thổ biển nông Một số lớp cát kết thành tạo doi cát kênh rạch, sông, cửa sông, cồn cát ven biển (tướng dải cát cửa sông, dải cát ven sông ) có chất lượng chứa thay đổi từ tốt (chọn lọc, mài tròn tốt) đến trung bình; số mẫu có chất lượng chứa Độ rỗng độ thấm chúng thường bị giảm độ chọn lọc cát có trộn lẫn vật liệu hạt mịn, đặc biệt khoáng vật sét tha sinh Một số mẫu có độ chọn lọc hạt vụn trung bình đến tốt có hàm lượng cao, thẩm thấu sét vào cát lượng môi trường giảm sét vận chuyển nước ngầm, dẫn đến giảm độ rỗng-thấm, tức giảm tính chất chứa đá 4.2.5 Ảnh hưởng thành phần kiến trúc tạo đá Cát kết khu vực nghiên cứu phần lớn có thành phần đa khoáng cao, có mặt nhiều mảnh vụn bền vững (đặc biệt felspat) mảnh đá vụn khác phun trào, phiến sét, cacbonat… Chính phong phú mảnh vụn bền vững nguyên nhân làm giảm độ rỗng-thấm, tức giảm chất lượng chứa đá, chúng chịu ảnh hưởng trình biến đổi địa chất khác Hàm lượng xi măng có ảnh hưởng lớn đến đặc tính rỗng-thấm đá Cát kết khu vực nghiên cứu có hàm lượng xi măng dao động khoảng 5-25%, cá biệt có chỗ 40%, lúc cát kết trở thành cát kết chứa sét Kết nghiên cứu cho thấy, hàm lượng xi măng dao động khoảng 15-20% độ rỗng đá thường