ĐỊA LÝ VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Để hoàn thành đồ án này tôi xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thanh Tùng và PGS.TS Phan Thiên Hƣơng đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong thời gian viết đồ án. Xin chân thành cảm ơn Th.S Tống Duy Cƣơng đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian thực tập tại phòng Địa vật lý – Trung tâm nghiên cứu tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí (EPC)- Viện Dầu khí Việt Nam (VPI). Tôi xin đƣợc gửi lòng cảm ơn tới các thầy cô trong bộ môn Địa Vật Lý đã tạo mọi điều kiện cho tôi đƣợc đi thực tập tới nơi mà tôi có nguyện vọng, cũng nhƣ giúp tôi đƣợc bảo vệ đồ án tốt nghiệp một cách tốt đẹp. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các cô chú, anh chị trong phòng Địa vật lý – Trung tâm nghiên cứu tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí (EPC)- Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi đƣợc thực tập tốt nghiệp tại đây. Sự nồng nhiệt, cởi mở và giúp đỡ tận tình của các cô chú, anh chị trong trung tâm đã để lại cho tôi những ấn tƣợng không thể nào quên. Cuối cùng tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo nhà trƣờng đã tạo điều kiện tốt cho tôi đƣợc học tập và rèn luyện trong thời gian quý giá khi là sinh viên Trƣờng Đại học Mỏ - Địa Chất. Mặc dù đã rất cố gắng nhƣng do kiến thức chuyên môn còn hạn chế và thời gian có hạn nên đồ án này không thể tránh khỏi những thiết sót. Tôi rất mong nhận đƣợc sự thông cảm và góp ý thêm của thầy, cô cùng độc gi

M ỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 3

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT 7

MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUANVỀ ĐỊA LÝ VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 11

1.1 V ị trí địa lý tự nhiên 11

1.2 L ịch sử nghiên cứu tìm kiếm thăm dò dầu khí 13

1.3 Đặc điểm địa chất chung khu vực 14

1.3.1 Các y ếu tố cấu trúc chính 14

1.3.2 L ịch sử phát triển bể Phú Khánh 16

1.3.3 Đặc điểm đứt gãy 19

1.3.4 Địa tầng trầm tích bể Phú Khánh 21

1.3.5 H ệ thống dầu khí 24

CHƯƠNG 2:PHƯƠNG PHÁP MINH GIẢI ĐỊA CHẤN 2D 28

2.1 Minh gi ải lát cắt địa chấn 28

2.1.1 Xây d ựng băng địa chấn tổng hợp 31

2.1.2 Phân tích các m ặt ranh giới 32

2.1.3 Xác định các đứt gãy kiến tạo 40

2.1.4 Xác định đặc điểm trường sóng địa chấn của các tập trầm tích 41

2.1.5 Thành l ập các bản đồ cấu trúc 47

2.2 Chương trình phần mềm Kingdom 52

CHƯƠNG 3 :KẾT QUẢ MINH GIẢI ĐỊA CHẤN, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC 54

3.1 Cơ sở dữ liệu 54

3.1.1 Tài li ệu địa chấn và tài liệu giếng khoan khu vực nghiên cứu 54

3.1 2 Đánh giá tài liệu địa chấn khu vực nghiên cứu 59 3.2 Minh gi ải địa chấn 59 3.2.1 Liên k ết địa chấn – giếng khoan 59 3.2.2 Đặc trƣng các mặt phản xạ và hệ thống đứt gãy (hình 3.10 và 3.11) 62 3.2.3 Đặc trƣng các tập địa chấn 64 3.3 Xác định cấu trúc 72 3.3.1 Xây d ựng các bản đồ và chuyển đổi thời gian – độ sâu 72 3.3.2 Đặc điểm cấu trúc tầng Miocen trung theo kết quả minh giải địa chấn 80

KẾT LUẬN 86 KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

L ỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án này tôi xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn

Thanh Tùng và PGS.TS Phan Thiên Hương đã tận tình hướng dẫn tôi trong thời

gian viết đồ án Xin chân thành cảm ơn Th.S Tống Duy Cương đã giúp đỡ tôi rất

nhiều trong thời gian thực tập tại phòng Địa vật lý – Trung tâm nghiên cứu tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí (EPC)- Viện Dầu khí Việt Nam (VPI)

Tôi xin được gửi lòng cảm ơn tới các thầy cô trong bộ môn Địa Vật Lý đã tạo

mọi điều kiện cho tôi được đi thực tập tới nơi mà tôi có nguyện vọng, cũng như giúp tôi được bảo vệ đồ án tốt nghiệp một cách tốt đẹp

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các cô chú, anh chị trong phòng Địa

vật lý – Trung tâm nghiên cứu tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí (EPC)- Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi được thực tập tốt nghiệp tại đây

Sự nồng nhiệt, cởi mở và giúp đỡ tận tình của các cô chú, anh chị trong trung tâm đã để

lại cho tôi những ấn tượng không thể nào quên

Cuối cùng tôi xin được gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo nhà trường đã tạo điều

kiện tốt cho tôi được học tập và rèn luyện trong thời gian quý giá khi là sinh viên Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức chuyên môn còn hạn chế và thời gian

có hạn nên đồ án này không thể tránh khỏi những thiết sót Tôi rất mong nhận được sự thông cảm và góp ý thêm của thầy, cô cùng độc giả

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN

2 Hình 1.2 Vị trí khu vực nghiên cứu trong bể trầm tích Phú

9 Hình 2.2 Mô hình xây dựng băng địa chấn tổng hợp [3] 33

10 Hình 2.3 Một số kiểu cấu trúc trước (a) và sau khi chịu

ảnh hưởng của các hoạt động kiến tạo (b) [3] 34

12 Hình 2.5 Mô hình tổng hợp các kiểu bất chỉnh hợp địa

13 Hình 2.6 Dạng phủ đáy thể hiện trên lát cắt địa chấn [3] 36

14 Hình 2.7 Bất chỉnh hợp gá đáy thể hiện trên lát cắt địa

18 Hình 2.11 Các chỉ tiêu xác định ranh giới bất chỉnh hợp [3] 41

20 Hình 2.13 Đánh dấu đứt gãy để xác định vị trí và hướng

21 Hình 2.14 Thí dụ phân tích lát cắt địa chấn và chuyển số

26 Hình 2.19 Quy trình minh giải trên phần mềm Kingdom

27 Hình 3.1 Các tuyến địa chấn trên khu vực nghiên cứu 56

28 Hình 3.2 Vị trí các giếng khoan trên khu vực nghiên cứu 59

29 Hình 3.3 Băng địa chấn tổng hợp của giếng khoan 119 –

chấn tại lô 121 và 122

37 Hình 3.11 Các ranh giới địa chấn và đặc trưng phản xạ địa

38 Hình 3.12 Tài liệu địa chấn PGS có số liệu vận tốc xử lý được

trình bày trên nền bản đồ độ sâu đáy biển 73

39 Hình 3.13 Các phương pháp chuyển đổi thời gian – độ sâu 74

40 Hình 3.14 So sánh hiệu quả của 2 phương pháp chuyển đổi

thời gian – độ sâu

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT

1 EPC – Trung tâm nghiên cứu tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí

2 VPI – Viện Dầu khí Việt Nam

3 2D (Two Dimension): 2 chiều

4 ĐB - TN: Đông Bắc – Tây Nam

5 TB - ĐN: Tây Bắc – Đông Nam

6 B – N: Bắc Nam

7 R0 : Hệ số phản xạ vitrinit

8 VSP ( Vertiacal Seismic Profile): Tuyến địa chấn thẳng đứng

9 Play: bẫy chứa dầu khí

10 HST: Hệ thống trầm tích biển cao

11 LST: Hệ thống trầm tích biển thấp

12 TST: Hệ thống trầm tích biển tiến

gần đây công nghệ thăm dò và khai thác dầu khí ngày càng được quan tâm và đã có

những bước phát triển vượt bậc Đặc biệt phương pháp thăm dò địa chấn là phương pháp giữ vai trò chủ đạo, giải quyết các nhiệm vụ địa chất khác nhau và đã trở thành phương pháp được phát triển mạnh mẽ trong mọi lĩnh vực: phương pháp, thiết bị, thu

nổ, xử lý và minh giải tài liệu Khối lượng thăm dò địa chấn hàng năm trên thế giới ngày càng tăng, kết quả thu được cũng hết sức to lớn và phạm vi ứng dụng cũng như

phạm vi sử dụng ngày càng mở rộng Với mạng lưới các tuyến địa chấn quan sát tối ưu bao gồm các tuyến dọc, các tuyến ngang sau quá trình xử lý và minh giải sẽ cho ra các

bản đồ phản ánh chính xác trung thực cấu trúc địa chất dưới sâu, giúp cho việc xác định trược tiếp đặc điểm các tâng chứa, tầng chắn, tầng sinh, thiết kế và lựa chọn vị trí các giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí một cách có hiệu quả

Từ các kết quả nghiên cứu Địa chấn và Địa vật lý các bồn trũng thuộc lãnh hải đặc quyền kinh tế Việt Nam: Bể Sông Hồng, bể Phú Khánh, bể Cửu Long, bể Nam Côn Sơn, bể Tư Chính – Vũng Mây, bể Mã Lai – Thổ Chu và nhóm bể Hoàng Sa, Trường Sa là những bể trầm tích có tiềm năng lớn về dầu khí, với hàng loạt các cấu tạo triển vọng trên thềm lục địa Việt Nam Trong đó bể Phú Khánh đang được kỳ vọng sẽ mang lại nguồn dầu mỏ lớn để thay thế nguồn dầu khí đang dần cạn kiệt ở bể Cửu Long cũng như ở Việt Nam

Do bể trầm tích Phú Khánh nằm ở vùng nước tương đối sâu nên trước đây khu

vực này ít được nghiên cứu Tuy nhiên cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ

và nhu cầu năng lượng của con người thì trong những năm gần đây bể Phú Khánh đã được đưa vào nghiên cứu tương đối chi tiết Trong đó quan trọng nhất là tìm ra được

dầu khí nằm ở tầng cấu tạo nào, đặc điểm cấu trúc tầng đó ra sao thì chúng ta cần phải minh giải tài liệu địa chấn để chính xác hóa đối tượng quan tâm cũng như vạch ra được

diện phân bố của chúng Từ đó có thể thiết kế các giếng khoan thăm dò cũng như khai thác Trong thời gian thực tập tại phòng Địa vật lý – Trung tâm nghiên cứu tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí (EPC)- Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) tôi được tiếp cận phương pháp minh giải địa chấn và tìm hiểu thêm về bể trầm tích Phú Khánh với đề tài:

“Minh giải địa chấn 2D xác định đặc điểm cấu trúc tầng Miocen trung khu

v ực Bắc bể trầm tích Phú Khánh”

Đồ án gồm 88 trang, 54 hình, và 3 bảng biểu được trình bày theo cấu trúc:

Chương 1: Tổng quan về địa lý và địa chất khu vực nghiên cứu

Chương 2: Phương pháp minh giải địa chấn 2D

Chương 3: Kết quả minh giải địa chấn xác định cấu trúc

K ết Luận và Kiến Nghị

Đồ án được hoàn thành sau đợt thực tập dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy

giáo TS Nguy ễn Thanh Tùng và ThS Tống Duy Cương cùng tập thể các thầy cô

trong bộ môn Địa vật lý, khoa Dầu khí và tập thể cán bộ kĩ sư trong phòng Địa vật lý – Trung tâm nghiên cứu tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí( EPC)- Viện Dầu khí Việt Nam (VPI)

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS Nguyễn Thanh Tùng cùng

ban giám hiệu nhà trường, tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn Địa vật lý cũng như khoa Dầu khí – Trường Đại học Mỏ - Địa Chất là những người trực tiếp hướng dẫn, chỉ

bảo và tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành đợt thực tập và viết đồ án tốt nghiệp này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS Tống Duy Cương và tập thể

cán bộ kĩ sư phòng Địa vật lý – Trung tâm nghiên cứu tìm kiếm thăm dò và khai thác

dầu khí ( EPC) – Viện Dầu khí Việt Nam, những người đã tận tình giúp đỡ và tạo điều

kiện cho tôi được thực tập tại đây Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới ban lãnh đạo Viện Dầu khí Việt Nam đã tạo điều kiện tốt cho tôi thực tập tại Viện dầu khí

Tuy đã cố gắng hết sức nhưng do hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm của bản thân cũng như thời gian thực hiện nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình viết và trình bày Tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô giáo và các

bạn để đồ án được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5/ năm 2014

Sinh viên

L ại Ngọc Dũng

của Biển Đông [1] (Hình 1.1)

Hình 1.1 Các bể trầm tích Đệ Tam ở Việt Nam [1]

Cũng giống như phần lớn phần diện tích thềm lục địa miền trung Việt Nam, địa hình đáy biển tại đây có dạng tương đối bằng phẳng với độ dốc không lớn trong khoảng độ sâu từ 50m đến 300m và thay đổi mạnh tại khu vực sườn dốc thềm lục địa,

độ sâu đạt tới hơn 1.000m và xa nữa đến 2.500m nước về phía đông nam của khu vực nghiên cứu Khí hậu khu vực bể Phú Khánh chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc và tây nam, nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 260-270C Đây là vùng chịu ảnh hưởng

của áp thấp nhiệt đới (có khi mạnh thành bão) nhưng muộn hơn khu vực Bắc Bộ, thường là vào tháng 10, 11 trong năm Sóng cực đại vào mùa gió Đông Bắc là khoảng 6-7m, mùa gió Tây Nam là 5-6m

Trong phạm vi đồ án này, tôi tiến hành phân tích tài liệu địa chấn nhằm xây

dựng bản đồ địa chấn khu vực lô 121-122 thuộc bể trầm tích Phú Khánh, vị trí lô được

thể hiện trên hình 1.2

Hình 1.2 Vị trí khu vực nghiên cứu trong bể trầm tích Phú Khánh và thềm lục địa Việt

Nam[1]

Khu vực nghiên cứu

1.2 L ịch sử nghiên cứu tìm kiếm thăm dò dầu khí

Mặc dù bể Phú Khánh còn ít được nghiên cứu, song công tác nghiên cứu địa

chất ở phần đất liền sát phía Tây bể Phú Khánh được các nhà địa chất Pháp nghiên cứu

từ rất sớm trong công tác khảo sát lập bản đồ tỷ lệ 1:500.000 vùng Đà Nẵng (1935), Nha Trang (1937) và Quy Nhơn (1942)

Điểm lộ đầu tiên được phát hiện vào 1920-1923 tại Đầm Thị Nại ( Quy Nhơn),

phần đất liền kề với bể Phú Khánh Năm 1944, các nhà địa chất Pháp đã khoan tìm

kiếm ở đây nhưng không còn tài liệu để lại Từ 1944-1964, Saurin cũng đã nghiên cứu điểm lộ dầu ở Đầm Thị Nại và kết luận rằng nguồn dầu không phải từ Neogen mà từ các lớp Sapropel giàu tảo (algae) ở vịnh Quy Nhơn cung cấp Từ sau năm 1960 nhiều

cuộc khảo sát của các nhà địa chất- địa vật lý Pháp, Mỹ, Đức, Nhật, Trung Quốc đã được tiến hành trong các chương trình nghiên cứu biển Đông Từ sau năm 1970, các công ty dầu khí nước ngoài đã tiến hành các nghiên cứu địa chất- địa vật lý với mục đích tìm kiếm dầu khí sơ bộ dưới sự quản lý của chính quyền Sài Gòn cũ và từ 1979 đến nay các hoạt động nghiên cứu càng được tăng cường dưới sự quản lý của Tổng cục

Dầu mỏ và Khí đốt Việt Nam và sau này là Tổng công ty Dầu khí Việt Nam Cho đến nay, ở vùng biển miền Trung thuộc khu vực bể Phú Khánh đã có nhiều khảo sát địa vật

lý như GSI (Mỹ,1974),(Liên Xô, 1984), GECO-PRAKLA (1993), NOPEC (1993) với

khối lượng khảo sát khoảng 17.000 Km tuyến địa vật lý

Các nghiên cứu trên phần đất liền được nhiều nhà địa chất tiến hành từ 1977 đến nay Lê Như Lai, Nguyễn Quang Hinh(1977); Phan Huy Quynh (1980); Sladen, Nguyễn Quang Bô (1991); Trần Tĩnh (1988-1997); Lê Thành (1998) đã phân tích các mẫu ở vùng Đầm Thị Nại và cho thấy loại dầu ở vết lộ tương tự với dầu trong carbonat Miocen ở giếng khoan 119-CH-1X và cho rằng dầu lộ có thể có nguồn gốc từ phần sâu

của bề Phú Khánh dịch chuyển lên qua các đứt gãy trong vùng Năm 2000 Viện Dầu khí hợp tác với Viện Địa chất Nhật Bản (JGI) nghiên cứu các vết lộ từ Nông Sơn đến Kon Tum, Sông Ba, Đầm Thị Nại Năm 2002-2003 Phạm Quang Trung cùng các cộng

sự ở Viện Dầu khí tiếp tục nghiên cứu các mẫu lộ dầu ở Đầm Thị Nại Các kết luận của các tác giả này còn rất trái ngược nhau nên vấn đề nguồn gốc dầu lộ, chất lượng nguồn

đá mẹ còn chưa được giải quyết và cần phải nghiên cứu tiếp Trong những năm

2001-2004, Viện Dầu khí đã chủ trì đề tài cấp nhà nước KC-09-06 nghiên cứu về địa động

lực và tiềm năng dầu khí các vùng nước sâu, xa bờ, trong đó có khu vực bể Phú Khánh Cũng trong thời gian này, dự án ENRECA do Viện Dầu khí hợp tác với Cục Địa chất

Đan Mạch và Greenland (GEUS) đã tiến hành nghiên cứu tổng thể địa chất và tiềm năng dầu khí bể Phú Khánh, trong đó có tập trung nghiên cứu sâu về địa hoá và trầm tích của khu vực Đầm Thị Nại và trũng Sông Ba, phần đất liền kề với bể Phú Khánh

Lô 121 – 122 nằm ở phía Tây Bắc của bể trầm tích Phú Khánh Mạng lưới các tuyến đo 2D trong khu vực mới được thu nổ gần đây có chiều sâu thu nổ lớn hơn và dày đặc hơn trước nên có thể quan sát khá tốt phần móng trước Đệ Tam, tuy nhiên do đây là khu vực nước sâu nên vẫn còn khá khó khăn trong công tác minh giải cũng như đánh giá triển vọng dầu khí Ý nghĩa của việc minh giải địa chấn lô 121-122 là để tìm

hiểu thêm về tiềm năng dầu khí trong những vùng nước sâu mà Việt Nam chưa có nhiều kinh nghiệm

Trong khu vực nghiên cứu cho tới nay đã có hơn 8.000km tuyến địa chấn 2D do các khảo sát khác nhau như PKBE08, CPKI09, NOPEC93, PK-TC03, Wa_74 Trong tổng số hơn 8.000 km tuyến địa chấn kể trên, chỉ các tài liệu thuộc khảo sát PKBE08

*Đới trũng Phú Yên (Hình 1.3): Đới này chiếm phần trung tâm bể, được khép

kín phía Đông là đới nâng Khánh Hòa, phía Tây là đới sụt chuyển tiếp, Bắc và Đông

Bắc là địa lũy Tri Tôn và đới phân dị Hoàng Sa, còn phía Nam là đới trượt Tuy Hòa Đới bị chia cắt thành 3 phụ trũng ngăn cắt giữa chúng là các dải nâng tương đối trong Oligocen: Phụ trũng Đông Bắc, phụ trũng trung tâm và phụ trũng Nam Đới trũng này được hình thành trong thời kì tạo rift Oligocen - \Miocen sớm và được lấp đầy bởi các thành tạo lục nguyên cát, bột và sét với chiều dày trên 9000m, bao gồm các thành tạo Eocen?, Oligocen, Miocen và Pliocen – Đệ Tứ

Hình 1.3 Các yếu tố cấu trúc chính bể Phú Khánh [2]

* Đới nâng Khánh Hòa ( đới nâng phía Đông bể)(Hình 1.3): đới nâng Khánh

Hòa hay còn gọi là đới nâng phía Đông bể, đới phát triển theo hướng ĐB – TN, đới được khống chế bởi những đứt gãy lớn phát triển cùng chiều, đới có xu hướng thắt dần

về phía ĐN, là một đới nâng đóng vai trò khép kín phần phía Đông của bể trầm tích này, đới được hình thành vào cuối Oligocen đầu Miocen

*Thềm Đà Nẵng, đới trượt Tuy Hòa và địa lũy Tri Tôn (Hình 1.3)

+ Th ềm Đà Nẵng nằm ở Tây Bắc của bể Phú Khánh, kéo dài theo phương Bắc

Nam, độ sâu mực nước nhỏ hơn 100m, với tầng trầm tích Kainozoi mỏng, chiều dày

trầm tích biến đổi tăng dần về phía Đông

+ Đới trượt Tuy Hòa( Tuy Hoa shear zone) nằm ở phía Tây Nam của bể Phú Khánh,

là một vùng có các đứt gãy có biên độ lớn, một trong số đó xuất phát từ trong móng Phương cấu tạo Tây Bắc – Đông Nam của đới trượt Tuy Hòa tương tự như phương của đứt gãy Sông Hồng ở phần đất liền miền Bắc Việt Nam Theo Tapponnier (1982), điều này có lẽ liên quan đến sự biến dạng đới cắt trượt lớn( Mega shear zone), kết quả của

sự di chuyển khối Indochina và Âu – Á Trũng sụt lún cạnh đới cắt trượt Tuy Hòa được

hình thành nối liền với phần lớn các địa hào xuất hiện trong pha tách giãn chính và trong đó các trầm tích Oligocen dưới, có thể có cả trầm tích Eocen đã trầm đọng

và trũng sâu Phú Khánh Đới nâng này gọi là đới nâng Quy Nhơn Qua tài liệu địa chấn

có thể thấy vào Miocen giữa khu vực này chịu sự vận động nén ép, bị uốn nếp và nâng lên, thậm chí bị lộ ra trên mặt biển trong thời gian dài nên bị bào mòn, đào khoét mạnh

mẽ Hoạt động này chấm dứt vào đầu Miocen muộn và quá trình lún chìm lại xảy ra tạo điều kiện trầm đọng các trầm tích Miocen trên và Pliocen – Đệ Tứ có thế nằm bình ổn

và tương đối bằng phẳng

* Đới giãn đáy biển Đông (Hình 1.3): Đới này nằm ở phía Đông Nam bể Phú

Khánh, đới kéo dài và liên thông với phần Bắc bể Nam Côn Sơn, được phát triển trong thời kì đầu tạo rift và ngừng lại vào cuối Oligocen

1.3.2 Lịch sử phát triển bể Phú Khánh

Bể Phú Khánh là một bể tách giãn rìa lục địa thụ động hoặc còn có thể xem là

một bể rìa lục địa liên quan đến va chạm các mảng kiến tạo Ấn Độ, Âu – Á và hoạt động tách giãn biển Đông với lịch sử phát triển nhiều pha Bề dày trầm tích từ 500m ở rìa phía Tây và hơn 10000m ở trung tâm những hố sụt phía Đông bể Theo các kết quả nghiên cứu địa chất kiến tạo của các tác giả nước ngoài và trong nước, sự tiến hóa kiến

tạo của bể Phú Khánh cùng có chung một đặc điểm như các bể trầm tích Đệ Tam khác quanh biển Đông và có thể chia thành các giai đoạn tiến hóa kiến tạo chính như sau (Hình 1.4):

a) Giai đoạn trước rift xảy ra từ Creta muộn đến Eocen

Trong giai đoạn Creta muộn, quá trình thúc trồi của phần Tây Nam Biển Đông được chi phối chủ yếu bởi các hoạt động trượt bằng ngang ở các hệ thống đứt gãy Sông Hồng, Tuy Hòa và Three Pagoda Trong Creta muộn - Paleocen hoạt động phun trào axit xảy ra trên diện rộng, hoạt động bào mòn mạnh mẽ tiếp nối sau hoạt động nâng

trồi Trong Eocen muộn do tác động của chuyển động nâng trồi

Trong Eocen muộn do tác động của dịch chuyển, va mảng Ấn Độ với mảng Âu

Á, đưa lại kết quả là phát triển khu vực hút chìm mới theo hướng đông bắc - tây nam Hoạt động này tạo ra Biển Đông cổ

Hình 1.4 Sơ lược lịch sử phát triển địa chất khu vực nam Sông Hồng-bắc Phú Khánh [ theo anhvt@vpi.pvn.vn]

Hoạt động căng giãn khởi đầu trong thời gian này làm giập vỡ móng trước Đệ Tam( đã từng cố kết và gắn liền với địa khối Kon Tum) tại tiền đề cho bể Phú Khánh được hình thành như là hệ quả của chuyển động dịch chuyển và quay khối Indochina, cũng như sự căng giãn đi liền với chuyển động quay và mở rộng Biển Đông (Hình 1.5)

b) Giai đoạn đồng tạo rift xảy ra từ Eocen đến Oligocen

Quá trình hút chìm của Biển Đông cổ dọc theo máng Bắc Borneo tiếp diễn, tạo

ra các ứng suất căng giãn trong mảng hút chìm làm tăng thêm sức kéo căng của rìa Indochina và đỉnh cao nhất của hoạt động này là tạo ra sự giãn đáy biển ở vùng nước sâu của biển Đông vào giữa Oligocen Đây là pha hoạt động tách giãn mạnh nhất, diễn

ra gần như đồng thời trong tất cả các bể trầm tích Đệ Tam phía Tây Nam biển Đông

Hình 1.5 Phân tầng cấu trúc bể Phú Khánh [5,6]

Ở bể Phú Khánh pha này khởi đầu cho sự hình thành, phát triển các địa hào song song với hướng mở của biển Đông và tạo môi trường trầm tích cận lục địa Hoạt động sụt lún và mở rộng ở vùng này đạt quy mô cực đại trong Oligocen Các yếu tố

cấu tạo chính, dương hoặc âm ở bể Phú Khánh được hình thành trong pha đồng tạo rift chính, với trường ứng suất dọc và ngang chiếm ưu thế trong vùng Tuy nhiên biến dạng nén ép cũng xảy ra ở một vài đứt gãy trượt bằng kết hợp với nén ép nghiêng Sự căng giãn và sụt lún đồng thời với tách giãn của bể Phú Khánh được diễn ra song hành với

hoạt động trầm đọng vật liệu vụn thô và vật liệu phun trào Giai đoạn nâng lên được

kết thúc bằng một bất chỉnh hợp bào mòn mang tính khu vực ở giới hạn tiếp xúc giữa Oligocen - Miocen, đánh dấu cho tính phân dị của các hoạt động kiến tạo trong vùng Tuy nhiên cũng có ý kiến cho rằng ở bể Phú Khánh giai đoạn synrift có thể còn phát triển trong Miocen sớm (Hình 1.5)

c) Giai đoạn lún chìm khu vực sau tạo rift xảy ra từ Miocen sớm đến Đệ Tứ

Vào Miocen sớm bắt đầu hoạt động lún chìm nhiệt; phát triển từ từ về phía Đông và được xem là thời điểm bắt đầu của hoạt động sau rift Việc giảm tốc độ nâng trồi về phía Đông Nam của khối Indochina trong giai đoạn này làm cho hoạt động trượt

bằng trái ở đứt gãy sông Hồng cũng giảm và đánh dấu sự chấm dứt hiện tượng quay các khối trên diện rộng Phương căng giãn biển Đông được chuyển đổi từ bắc - nam sang tây bắc - đông nam và hiện tượng đảo ngược của khu vực hút chìm Biển Đông từ hướng về phía Đông sang hướng về phía Tây cũng xảy ra trong thời gian này

Vào giai đoạn giữa và cuối của Miocen giữa có hai biến cố kiến tạo đáng chú ý

đã xảy ra đánh dấu bằng hiện tượng đảo ngược nội bể mà nguyên nhân chính có lẽ liên quan tới sự va chạm giữa hai mảng Á - Úc kéo theo sự hình thành các giai đoạn bào mòn hoặc không lắng đọng trầm tích rất điển hình, thể hiện bằng các bất chỉnh hợp rõ ràng trên các lát cắt địa chấn Trong Miocen giữa trường ứng suất chủ đạo là nén ép ngang, dẫn tới sự nghịch đảo kiến tạo, hình thành các cấu tạo hình hoa trong các loạt trầm tích Dọc theo một số đứt gãy lớn cắt ngang sườn nghiêng của bể Phú Khánh đồng thời cũng xảy ra các biến dạng ứng suất ngang rất đặc trưng

Trong Miocen muộn toàn bộ khu vực biển Đông chủ yếu chịu lực nén ép, lực này cùng với hệ đứt gãy trượt bằng phải ở thềm lục địa Việt Nam có lẽ đã trở thành động lực tạo ra sự nâng lên tạm thời cũng như sự đảo ngược từng phần của bể Phú Khánh vào cuối Miocen muộn tạo mặt bào mòn mang tính địa phương Vào Pliocen

hoạt động biển tiến ảnh hưởng rộng khắp khu vực biển Đông Cũng như các bể khác trong khu vực, bể Phú Khánh được các thành tạo trẻ Pliocen - Đệ Tứ phủ bất chỉnh hợp lên trên mặt bào mòn Miocen muộn, nhưng vì thời gian và mức độ bào mòn không lớn nên ranh giới giữa Miocen muộn và Pliocen rất khó xác định trên các mặt cắt địa chấn (Hình 1.5)

1.3.3 Đặc điểm đứt gãy

Hệ thống đứt gãy hoạt động từ móng và phát triển đến Miocen giữa, có nơi đến

cả Miocen trên Hướng của đứt gãy theo hướng BN, ĐB-TN gồm các đứt gãy làm thành các sụt bậc về phía Đông nơi có trũng sâu của bể Các đứt gãy dịch chuyển khống chế hoạt động đứt gãy ở khu vực Tuy Hoà có hướng TB-ĐN

Trong vùng nghiên cứu đã phát hiện hàng loạt đứt gãy với kích thước khác nhau

cả về chiều dài cũng như biên độ dịch chuyển Chúng được sinh thành, phát triển vào các thời kỳ khác nhau và ngừng nghỉ hoạt động cũng vào các giai đoạn khác nhau

Hoạt động của đứt gãy từ móng và phát triển đến Miocen giữa đôi nơi đến cả Miocen trên Hướng của đứt gãy theo hướng B-N, ĐB-TN … gồm các đứt gãy làm thành các

sụt bậc về phía Đông nơi có trũng sâu của bể Các đứt gãy dịch chuyển khống chế hoạt động đứt gãy ở khu vực Tuy Hoà có hướng TB-ĐN

Dựa trên các đặc tính đó có thể phân chia chúng thành 3 hệ thống đứt gãy chính:

- H ệ thống đứt gãy ĐB - TN

Hình 1.6 B ản đồ phân bố hệ thống đứt gãy chính trong bể Phú Khánh [1]

Các đứt gãy có cùng hướng phát triển ĐB - TN này được phát hiện chủ yếu trong vùng Tây Nam khu vực nghiên cứu, chúng được hình thành trong các thời kỳ khác nhau, một số được hình thành từ trước Kainozoi và tái hoạt động nhiều lần, còn đại bộ phận được hình thành trong Kainozoi cùng tiếp tục hoạt động trong các pha kiến

tạo trong Kainozoi Mặc dù các đứt gãy có hướng ĐB-TN phát triển không lớn về chiều dài và biên độ song chúng đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình hình thành và phát triển các địa hào, bán địa hào cũng như địa luỹ ( Hình 1.6)

- H ệ thống đứt gãy TB - ĐN

Hệ thống đứt gãy này có phương TB - ĐN là hệ đứt gãy thuận tập trung chủ yếu

ở đới trượt Tuy Hòa, chúng phát triển tương đối lớn cả về chiều dài và biên độ dịch chuyển Chúng được sinh thành tương đối muộn, chủ yếu vào thời kỳ cuối tạo Rift

sớm, đầu tạo Rift muộn và tiếp tục hoạt động, tái hoạt động trong các pha kiến tạo trong Miocen, mà đặc biệt trong Miocen giữa chúng hoạt động rất mạnh Đặc tính của

hệ thống đứt gãy này là các đứt gãy thuận, hướng cắm tương đối thẳng đứng (Hình 1.6)

- H ệ thống đứt gãy á kinh tuyến

Những đứt gãy phát triển theo hướng á kinh tuyến đều được sinh thành từ trước Kainozoi, cùng tái hoạt động nhiều lần trong Kainozoi Đây là các đứt gãy được phát

hiện chủ yếu ở phần Bắc và trung tâm bể Phú Khánh, chúng có kích thước tương đối

lớn về chiều dài và biên độ dịch chuyển Những đứt gãy này đóng vai trò quan trọng,

khống chế cánh phía Tây của khu vực Phú Khánh đặc biệt là phân chia thềm Đà Nẵng với đới trung tâm của bể Phú Khánh (Hình 1.6)

1.3.4 Địa tầng trầm tích bể Phú Khánh

Bể Phú Khánh là bể tách giãn phát triển trên rìa lục địa, một phần lớn diện tích

của bể nằm ở vùng biển sâu với chiều sâu nước biển từ vài trăm đến trên 3000m mà trước đây hầu như không có tuyến địa chấn phủ qua

Các thành tạo trầm tích Kainozoi ở khu vực nghiên cứu nằm trên vùng chuyển

tiếp từ vỏ lục địa Indo – China ( nền Đông Dương) sang vỏ Á đại dương gần bờ biển Đông và được chia thành 2 tầng cấu trúc Tầng cấu trúc dưới còn gọi là tầng cấu trúc trước Kainozoi, tầng này bao gồm các phức móng cố kết với thành phần là đá biến chất, phun trào, xâm nhập Chúng có thành phần vật chất và tuổi hết sức phức tạp

Tầng cấu trúc trên còn gọi là tầng cấu trúc Kainozoi, đây là tầng cấu trúc được hình thành, phát triển và nằm bất chỉnh hợp lên tầng cấu trúc dưới Tầng này có chiều dày

trầm tích Kainozoi tương đối lớn, chỗ dày nhất đạt tới 10000m, trung bình 3000m – 4000m bao gồm các trầm tích lục nguyên, lục nguyên cacbonat và lục nguyên chứa than, các ám tiêu san hô

Nét chung nhất về địa tầng trầm tích vùng bể Phú Khánh (Hình 1.7) là có sự

biến đổi nham tướng trầm tích mạnh giữa các khu vực, đặc biệt là giữa phần phía Bắc

và phía Nam, cũng như phần phía Đông và phía Tây Bề dày trầm tích Kainozoi dày

nhất ở khu vực phía Đông (có thể tới 10000m) và mỏng dần ở khu vực phía Tây và phần phía Nam của khu vực nghiên cứu

Móng trước Kainozoi: Liên kết với các tài liệu giếng khoan 124-CMT-1X,

127-NT-1X và từ các giếng lân cận ở phần ĐB bể Cửu Long và Nam bể Sông Hồng cho phép xác định đá móng của bể Phú Khánh bao gồm các đá granitoid và đá biến chất có tuổi thành tạo từ Mezozoi muộn đến Paleozoi Tại giếng khoan 124-CMT-1X

đã gặp móng granit nứt nẻ, tại giếng 127-NT-1X đã gặp được móng là đá xâm nhập nứt granitoid [1] Đá móng là trầm tích tuổi Paleozoi có khả năng phân bố và tồn tại trong nhiều khu vực thuộc đới phân dị Hoàng Sa Đá móng biến chất có thể gặp trong một số khu vực ở phần Nam bể Phú Khánh nơi tiếp giáp với phần ĐB của bể Cửu Long

Địa tầng trầm tích Kainozoi

H ệ Paleogen – Thống Oligocen (P 3 ): Trầm tích Oligocen phủ không chỉnh hợp trên các phức hệ móng có thành phần và tuổi khác nhau và chúng được tích tụ dày tại các trũng sâu đặc biệt là phần phía Đông của bể Do các giếng khoan thăm dò ở bể Phú Khánh được khoan trên các cấu tạo là các móng nhô cao nên không gặp trầm tích Oligocen

1

): Trầm tích phụ

thống Miocen dưới nhìn chung phát triển tương đối rộng khắp trong toàn khu vực nghiên cứu và chúng phủ bất chỉnh hợp trên các thành tạo trầm tích Oligocen Tuy nhiên trầm tích có thể rất mỏng hoặc vắng mặt tại một số khu vực nổi cao tương tự như

đã quan sát thấy ở địa lũy Tri Tôn hoặc tại đới nâng Khánh Hòa Môi trường trầm tích tam giác châu dần được thay thế bằng biển ven bờ đến biển nông, phần phía Đông tại các lô 125-127 không loại trừ có mặt các trầm tích tướng biển nông đến biển sâu Mặt cắt trầm tích của phụ thống Miocen dưới gồm chủ yếu sét kết, bột kết, cát kết dưới nhỏ xen kẽ những lớp sét vôi và đá cacbonat

2

) : Phần lớn diện tích khu vực phía Nam và T-TN chủ yếu phát triển các tướng trầm tích đồng bằng châu thổ ven biển đến biển ven bờ tương tự như phần ĐB của bể Cửu Long Tại đây lát cắt trầm tích bao gồm nhiều cát kết, cát kết chứa vôi, sét kết, sét chứa vôi.Các phức hệ bào tử

phấn thường gặp ở đay bao gồm Florschuetzia Meridionalis, Florschuetzia Trilopata,…thuộc phụ đới Florschuetzia Trilopata; và các Foram Tf2 thuộc các đới từ N9-N14, rất đặc trưng cho tuổi Miocen giữa Phần Trung Tâm của bể chủ yếu phát trieenrr các đá cacbonat tương tự như những đá cacbonat đã phát hiện tại các giếng khoan 124-CMT-1X, 124-HT-1X Các đá phun trào núi lửa (andezite, bazan, dung

nham núi lửa…) xuất hiện tại một số khu vực tại các lô 122 đến 124 nhƣ đã phát hiện ở giếng khoan 121-CM-1X, 124-CMT-1X [1]

Hình 1.7 Cột địa tầng tổng hợp khu vực nam Sông Hồng – bắc Phú Khánh[1]

H ệ Neogen – Thống Miocen – Phụ thống Miocen trên (N 1

3

) : Các trầm tích phụ

thống Miocen trên phát triển rộng rãi trong toàn bể với bề dày thay đổi từ 500m (phía Tây) đến trên 1000m (phần phía Đông) Các đặc điểm về điều kiện và môi trường trầm tích nhìn chung không khác nhiều so với các trầm tích Miocen giữa, nghĩa là cũng có

sự biến đổi nham tướng mạnh giữa các khu vực

H ệ Neogen – Thống Pliocen (N 2 ): Trầm tích thống Pliocen phát triển rộng khắp

và nhìn chung khá đồng nhất trong toàn khu vực Trầm tích bao gồm chủ yếu bởi các

đá dưới mịn với bề dày trầm tích lớn (>2000m) được thành tạo chủ yếu trong môi trường biển sườn thềm lục địa đến biển sâu ( đặc biệt tại các phần phía Đông) Trầm tích gồm chủ yếu là sét/sét kết, sét vôi màu xám trắng, xám xanh đến xám lục bở rời

hoặc gắn kết yếu, có chứa nhiều gloconit, pyrit và phong phú các hóa đá biển Ngoài

ra, cũng sẽ có mặt của các thành tạo phun trào núi lửa (tuổi Pliocen-Đệ Tứ) như đã gặp

ở một số nơi ở phần Nam của bể Sông Hồng

1.3.5 Hệ thống dầu khí

Từ những kết quả nghiên cứu về cấu trúc địa chất, kiến tạo – địa động lực, cơ

chế hình thành và phát triển bể và mối liên quan giữa kiến tạo – địa động lực với quá trình trầm đọng vật liệu trầm tích ta có thể khái quát những nét chung về hệ thống dầu khí như sau (Hình 1.7):

 T ầng sinh

Từ những kết quả phân tích địa hóa và liên kết, minh giải tài liệu địa chấn ở khu

vực Nam bể sông Hồng để suy đoán tiềm năng đá mẹ của bể Phú Khánh và cho thấy trong bể này có 2 tầng đá mẹ chính: Sét đầm hồ, than và sét than châu thổ tuổi Oligocen và Miocen sớm, kerogen loại II và III có khả năng sinh khí và dầu, chúng phân bố chủ yếu trong các trũng ở phía Đông của bể, ngoài ra còn có thể tồn tại tầng sinh (thứ yếu) là đá bùn cacbonat

Ở phần Bắc bể Phú Khánh gradient địa nhiệt trung bình dao động từ 3,650C/100m (GK 120-CS-1X) đến 3,810C/100m (GK 120-CS-1X) Kết quả nghiên

cứu cho thấy hệ số phản xạ vitrinit chỉ đạt 0,45% tại độ sâu chôn vùi 1650m, nhiệt độ chưa đủ để sinh thành hydrocarbon Từ giá trị vitrinit quan sát và mô hình hóa cho thấy nóc của cửa sổ sinh dầu (R0 =0,6%) phải ở độ sâu chôn vùi 1900m Độ sâu của cửa sổ sinh dầu tương ứng với giá trị R0 =1,2% là 3100m tính từ đáy biển Như vậy đá mẹ trong bể Phú Khánh đã nằm trong cửa sổ tạo dầu

 T ầng chứa

Trong bể Phú Khánh đá phát hiện các loại đá chứa chính sau:

trọng đã được bắt gặp trong các bể trầm tích Nam Côn Sơn, Cửu Long, Sông Hồng Đá móng nứt nẻ, hang hốc là: Đá granit, granodiorit bị phong hóa, nứt nẻ và hang hốc (tại

mỏ Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Sư Tử Đen, Hồng Ngọc ở bể Cửu Long và Đại Hùng

ở bể Nam Côn Sơn), đá granit nứt nẻ chứa dầu ở Đầm Thị Nại tại Tây bể Phú Khánh

Đá cacbonat trước Đệ Tam chứa dầu đã phát hiện tại giếng khoan B10 và Bạch Trĩ ở

bể Sông Hồng

- Đá vụn lục nguyên tuổi Oligocen và Miocen sớm: Là các tập cát kết hạt trung

bình đến thô, có độ rỗng hiệu dụng từ 10-20%, là những đá chứa có tuổi Oligocen và Miocen sớm đã được phát hiện, chúng được thành tạo trong môi trường đồng bằng châu thổ, biển ven bờ và sông ngòi

san hô phát triển mạnh trong các thời kỳ Miocen sớm và Miocen giữa, đá có độ rỗng

thứ sinh do nứt nẻ sau khi được hình thành bởi tác động của các hoạt động kiến tạo gây nên

 T ầng chắn

Qua phân tích tài liệu địa chất giếng khoan và tài liệu địa chấn địa tầng phát hiện trong bể Phú Khánh đang tồn tại các tầng chắn:

- T ầng chắn khu vực:

+ Các tập sét biển tiến cuối Miocen sớm

+ Các tập hạt mịn sét bột có tuổi Miocen muộn và Pliocen

Hình 1.8 Sơ đồ tổng quát về hệ thống dầu khí bể Phú Khánh [1]

Kết quả minh giải tài liệu địa chấn đã phát hiện một số cấu tạo dạng vòm của các khối móng nhô cao, các bán vòm kề đứt gãy có khả năng tồn tại các ám tiêu san hô

tuổi Miocen, ngoài ra có thể phát triển các bẫy thạch học, địa tầng và các bẫy hỗn hợp Các dạng bẫy gồm :

- Các đới móng nhô cao: Bị phong hoá và nứt nẻ, bị bao phủ bởi các tập trầm tích hạt

mịn đó là sét, sét than và sét bột có tuổi Oligocen và Miocen Dạng cấu tạo này được phát hiện chủ yếu ở phần Đông Bắc bể Cửu Long, phần cực Bắc bể Nam Côn Sơn và

phần phía Bắc bể Phú Khánh

- Các c ấu tạo lồi khép kín 4 chiều: Phát triển kế thừa lên móng nhô cao, là các thân cát

có tuổi Oligocen hoặc Miocen hạ được hình thành và phát triển trong pha đồng tạo Rift

- Các c ấu tạo hình hoa (Flower structures): Phát hiện trong đới trượt Tuy Hoà, đây là

những cấu tạo lồi bị chia cắt bởi các đứt gãy thành các khối khác nhau và chúng được hình thành do bị nén ép ngang xảy ra vào thời kỳ Miocen trung và Miocen muộn Như

vậy thời gian hình thành các cấu tạo này quá muộn so với các pha dịch chuyển dầu khí trong Oligocen và Miocen dưới vì vậy nó cũng ảnh hưởng đến triển vọng dầu khí tồn tại trong các cấu tạo này

thành do dòng chảy rối trong vùng nước sâu ở phần trung tâm bể trầm tích Phú Khánh Turbidite là một trong những đối tượng đáng quan tâm trong công tác tìm kiếm dầu khí hiện nay

- Các th ể cacbonat: Trong khu vực nghiên cứu đã phát hiện nhiều thể cacbonat mà đặc

biệt là cacbonat ám tiêu san hô được hình thành và phát triển trong thời kỳ Miocen trung, chúng trở thành các bẫy (prospects) có khả năng tích tụ dầu khí trong khu vực bể

trầm tích Phú Khánh

- Các b ẫy phi cấu tạo: Các bẫy phi cấu tạo có thể là các thân cát được phát triển trong

Oligocen và Miocen, đây là các thân cát được phát hiện do sự thay đổi tướng trầm tích

đó là các thân cát của lòng sông cổ, các nêm cát và các thân cát nằm kề áp lên móng và chúng trở thành các bẫy dạng phi cấu tạo có khả năng tích tụ dầu khí ở khu vực này

Các play dự báo có khả năng phát triển ở bể Phú Khánh là móng phong hoá nứt

nẻ (play 1), các thành tạo lục nguyên tuổi Oligocen (play 2), Miocen (play 3) và cacbonat Miocen (play 4) trong đó play cacbonat Miocen đã được kiểm chứng qua kết quả khoan giếng 124-CMT-1X

lý số liệu tại các trung tâm xử lý Để minh giải tài liệu địa chấn cần xác định mối quan

hệ giữa đặc điểm của trường sóng như thời gian, tốc độ truyền sóng, tần số, biên độ, năng lượng sóng…với các yếu tố địa chất như yếu tố kiến tạo, đứt gãy, tướng đá, thành

phần thạch học… Minh giải tài liệu địa chấn bao gồm minh giải cấu trúc, minh giải địa

tầng trầm tích và minh giải thuộc tính địa chấn

Minh giải cấu trúc đòi hỏi phân tích các lắt cắt địa chấn 2D, các khối địa chấn 3D

nhằm xác định và liên kết mặt ranh giới địa tầng, bề dày các tập trầm tích, các đứt gãy, đới phá hủy, uốn nếp…Từ đó thành lập các loại bản đồ (đẳng thời, đẳng sâu, đẳng dày…) liên kết với tài liệu giếng khoan và các tài liệu địa chất khác để đưa ra kết luận

về địa chất khu vực nghiên cứu

Minh giải địa tầng đòi hỏi phân tích đặc điểm trường sóng địa chấn liên quan đến

môi trường trầm tích, đặc điểm và sự phân bố tướng, xác định đặc điểm các phân vị địa

tầng theo quan điểm địa tầng phân tập, xác định mối quan hệ của quá trình trầm tích với sự vận động kiến tạo và thăng giáng mực nước biển… Từ đó rút ra những kết luận

về môi trường trầm tích, lịch sử phát triển địa chất, tiềm năng dầu khí, khoáng sản… Minh giải thuộc tính địa chấn nhằm xác định các chỉ tiêu liên quan đến đặc điểm

dầu khí, thạch học, độ rỗng, sự tồn tại đứt gãy… Cơ sở là khai thác tối đa đặc điểm của các thuộc tính địa chấn bao gồm cả các thuộc tính hình học (thời gian, tốc độ…) và thuộc tính động lực của trường sóng ( pha, biên độ, tần số….)

Đồ án này tôi xin đề cập tới việc sử dụng tài liệu địa chấn 2D để minh giải cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu Lát cắt địa chấn là tập hợp các mạch địa chấn sau xử

lý, đây là các mạch tổng có đặc điểm là vị trí điểm phát và điểm thu sóng trùng nhau (khoảng cách thu phát bằng không) tương ứng với các điểm khác nhau trên tuyến quan

sát Đây là lát cắt thẳng đứng, trục ngang là tuyến quan sát (x), trục dọc là thời gian truyền sóng (t), có mối quan hệ với chiều sâu mặt ranh giới (h) và vận tốc (v) theo công

thức: t = 2h/v

Để phân tích cấu trúc địa chất sát với thực tế và khai thác tốt những thông tin có được trên lát cắt địa chấn, người ta đưa các khái niệm như : tập địa chấn, bất chỉnh hợp địa chấn, mặt phân lớp

Tập địa chấn : Là một phần của lát cắt địa chấn, chúng bao gồm các mặt phản xạ có đặc điểm trường sóng tương tự nhau được tách bởi các tập địa chấn khác bằng các ranh

giới chỉnh hợp hoặc bất chỉnh hợp Tập địa chấn chính là tập trầm tích được đồng nhất hoá trên lát cắt địa chấn, nó có đầy đủ các đặc tính chủ yếu của một tập trầm tích để nhận biết và giải thích từ lát cắt địa chấn

Bất chỉnh hợp địa chấn: Là các mặt bào mòn hoặc gián đoạn trầm tích là dấu ấn ghi được qua quá trình hình thành địa chất của vùng, các bất chỉnh hợp gây sóng địa chấn

vì chúng thường là mặt phân cách giữa hai lớp có trở kháng âm khác nhau Một bất

chỉnh hợp góc có thể xuất hiện ở các nơi mà lớp bên dưới bị cắt xén do quá trình bào mòn, các lớp phía trên bất chỉnh hợp sẽ phủ lên bề mặt đã tạo sẵn bên dưới hoặc sẽ tạo góc với mặt tạo sẵn đó Tuy nhiên có nơi các lớp bên dưới và bên trên bất chỉnh hợp song song thì khi đó mặt bất chỉnh hợp chỉ có thể xác định, kiểm tra bằng số liệu cổ sinh hoặc đồng vị phóng xạ

Mặt phân lớp: Là biểu hiện thay đổi thạch học của các lớp trầm tích liên tục với chế

độ trầm tích khác nhau và do vậy chúng là các dấu ấn của quá trình trầm tích Do chúng là các mặt phân cách trầm tích, các mặt phản xạ xuất phát từ các mặt này sẽ ứng

với sự biến đổi đáng kể về vận tốc truyền sóng và mật độ Các phản xạ từ các mặt địa

tầng của một địa tầng có thể do một mặt phản xạ duy nhất hoặc là tổng của một vài phân lớp nằm gần sát nhau, hệ quả là các phản xạ sẽ phản ánh hình dạng tổng thể, độ liên tục, độ tương phản mật độ, vận tốc và các tính chất khác nhau mà lớp có được Minh giải cấu trúc thì mục đích đầu tiên và quan trọng là vạch được các ranh giới địa chấn đặc trưng và các hệ thống đứt gãy trong vùng phù hợp với điều kiện địa chất

và kiến tạo chung của khu vực Muốn vậy, người minh giải trước hết phải tạo được một

cơ sở cho sự liên kết ( dựa vào băng địa chấn tổng hợp) bên cạnh đó người minh giải

phải nắm được đặc điểm trường sóng địa chấn, các dấu hiệu về trường sóng Từ đó xây

dựng các bản đồ cấu trúc nhằm đưa ra những lý giải về địa chất khu vực nghiên cứu Quá trình minh giải tài liệu địa chấn được tiến hành sau khi đã nạp đủ các dữ liệu

cần thiết về tài liệu địa chấn 2D, các dữ liệu địa vật lý giếng khoan như: well header, well log, well part, checkshot và well top Quá trình minh giải theo các bước sau:

- Xây dựng băng địa chấn tổng hợp (Synthetic) để xác định chính xác các ranh giới

phản xạ được chọn theo yêu cầu địa chất để đi pha

- Liên kết ranh giới phản xạ và minh giải hệ thống đứt gãy

- Lập bản đồ đẳng thời

- Xây dựng phương trình chuyển đổi từ bản đồ đẳng thời sang đẳng sâu

- Lập bản đồ đẳng sâu từ bản đồ đẳng thời sử dụng phương trình

- Luận giải cấu trúc địa chất khu vực dựa trên kết quả minh giải, các bản đồ cấu trúc

đã được thành lập

Quy trình minh giải được thể hiện bằng sơ đồ dưới (Hình 2.1):

Hình 2.1 Sơ đồ minh giải tài liệu địa chấn 2D

2.1.1 Xây d ựng băng địa chấn tổng hợp

Băng địa chấn tổng hợp thực chất là băng địa chấn lý thuyết hình thành trên cơ sở bài toán thuận với các số liệu: vận tốc truyền sóng, mật độ đất đá,… theo tài liệu địa vật lý giếng khoan

Mục đích của việc xây dựng băng địa chấn tổng hợp là so sánh các mạch địa chấn trên băng địa chấn tổng hợp (băng địa chấn lý thuyết) với các mạch địa chấn có được

từ kết quả thu nổ địa chấn đã xử lý (băng địa chấn thực tế) cho phép xác định được ranh giới phản xạ của sóng địa chấn từ đó giúp cho người minh giải lựa chọn pha để liên kết ranh giới địa chấn

Khi xây dựng băng địa chấn tổng hợp ta coi môi trường địa chất phía dưới là tập hợp các lớp dày Khi sóng địa chấn lan truyền trong môi trường phân lớp đó sẽ bị phản

xạ ở mỗi bề mặt và tại máy thu sẽ thu được sóng phản xạ với một biên độ và pha nhất định, sóng phản xạ này là tổng hợp của tất cả các sóng phản xạ tại mỗi mặt ranh giới

Thời gian truyền từ nguồn nổ tới máy thu phụ thuộc vào tốc độ lan truyền của sóng trong môi trường đất đá Biên độ của sóng ghi được phụ thuộc vào tốc độ và mật độ

của môi trường

 Cơ sở thuật toán

Giả sử môi trường địa chất gồm N lớp, tương ứng với mỗi lớp này có một giá trị

trở kháng âm học nhất định và có mối quan hệ chặt chẽ với môi trường địa chất vì mật

độ và tốc độ đất đá phụ thuộc vào một loạt các thông số như thành phần thạch học, nhiệt độ, áp suất vỉa, chất lỏng chứa trong vỉa, độ rỗng Dưới đây là phương trình thể hiện mối quan hệ giữa trở kháng và các giá trị mật độ, vận tốc (2.1)

(i) mật độ đất đá của lớp thứ i

V(i) vận tốc tương ứng lớp thứ i

R(i) hệ số phản xạ của lớp thứ i khi góc đổ thẳng góc

Khi năng lượng được phát ra từ nguồn địa chấn sẽ đi vào môi trường đất đá dưới

dạng sóng đàn hồi Tính chất của đất đá cho phép sóng đàn hồi đi qua được gọi là trở kháng âm học Sóng phản xạ địa chấn sẽ xuất hiện khi có sự thay đổi trở kháng âm học

và hệ số phản xạ được tính theo phương trình (2.2) Tuỳ theo mối quan hệ giữa iVi và

i-1 Vi-1 mà hệ số phản xạ có thể dương (+) hoặc âm (-)

Hệ số phản xạ sau khi tính toán được tích chập với xung nguồn tách ra từ tài liệu địa chấn hoặc tích chập với một xung chuẩn khác như: xung Ricker (tần số 30Hz); xung Omsby và xung Tapered Sine

Kết quả của phép tích chập là băng địa chấn tổng hợp cần lập, thể hiện trong phương trình (2.3):

W i R i

S( )  ( ) * (2.3)

Trong đó: S(i): Băng địa chấn tổng hợp

R(i): Hệ số phản xạ của lớp thứ i

W: Xung sóng địa chấn

*: Phép tích chập

Mô hình hình thành băng địa chấn tổng hợp thể hiện trên (Hình 2.2)

2.1.2 Phân tích các m ặt ranh giới

* Các dấu hiệu nhận biết bất chỉnh hợp địa chấn:

Các tập địa chấn được phân chia bởi các mặt ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn và các mặt chỉnh hợp có thể liên kết với chúng Các dấu hiệu nhận biết bất chỉnh hợp địa

chấn liên quan đến đặc điểm tiếp xúc của các pha phản xạ như (Hình 2.4):

+ Ranh giới đáy: gá đáy (onlap), phủ đáy (downlap), bao bọc dưới ( base concodance)

+ Ranh giới nóc: bào mòn cắt xén (erosional truncation), chống nóc (top lap), bao bọc nóc (top concodance)

Hình 2.2 Mô hình xây dựng băng địa chấn tổng hợp [3]

Hình 2.3 Một số kiểu cấu trúc trước (a) và sau khi chịu ảnh hưởng của các hoạt

Hình 2.4 Các dạng bất chỉnh hợp nóc và đáy [3]

Hình 2.5 Mô hình tổng hợp các kiểu bất chỉnh hợp địa chấn [3]

Ranh gi ới đáy (baselap)

Bào mòn

(erosional

truncation)

Gá đáy (onlap)

Ph ủ đáy (downlap)

Bao b ọc đáy (base concodance)

bào mòn

liệu [3] Hình dạng phủ đáy được minh họa trên hình 2.6

Hình 2.6 Dạng phủ đáy thể hiện trên lát cắt địa chấn [3]

- Gá đáy (onlap) :

Các yếu tố phản xạ trên ít nghiêng hơn so với với mặt bất chỉnh hợp.Các bất

chỉnh hợp này thường xảy ra ở đầu nguồn vật liệu, cũng có thể ở những vị trí vuông góc với hướng vận chuyển vật liệu Thường có ở trầm tích gần bờ [3]

Trong những vùng có cấu trúc địa chất phức tạp việc phân biệt phủ đáy và gá đáy thường không rõ ràng và 2 loại bất chỉnh hợp này được gọi chung là bất chỉnh hợp đáy:

+ Gá đáy biển là phản xạ gá đáy của các trầm tích biển sâu Loại gá đáy này

luôn ở vùng biển sâu nên không liên quan đến sự thăng giáng của mực nước biển Do môi trường thành tạo là vùng biển sâu, có năng lượng thuỷ động lực thấp và nguồn cung cấp vật liệu trầm tích ít nên thành phần thạch học của gá đáy biển là những trầm tích mịn hơn gá đáy ven bờ Loại gá đáy này thường gặp ở những vùng biển sâu có phát triển hệ thống rìa và sườn thềm Nó thường xảy ra ngoài rìa thềm, khi rìa thềm

bị sụp đổ do trọng lực tạo ra trầm tích biển Sau quá trình sụp đổ sẽ tạo ra hệ thống kênh ngầm đáy biển và chính hệ thống kênh ngầm này là đường dẫn của các trầm tích biển ra phía biển sâu

+ Gá đáy ven bờ là các gá đáy của trầm tích lục địa, ven biển hoặc các lớp trầm

tích biển rìa Vị trí của loại gá đáy này thường phản ánh sự thay đổi của từ môi trường tích tụ ( vùng thềm biển ) tiến dần về phía đất liền nơi không có trầm tích và có thể có

cả quá trình bào mòn xảy ra Gá đáy ven bờ thường gặp trong các mặt cắt địa chấn và được cho là phản ánh các tập trầm tích lục địa ven bờ biển Quan sát gá đáy ven bờ được xem là dấu hiệu thay đổi mực nước biển tương đối Khi các onlap tiến dần về phía bờ biển phản ánh mực nước biển tương đối đang đang lên Khi các phản xạ gá đáy này lùi dần ra phía biển phản ánh một pha tụt của mực nước biển tương đối Hình ảnh

dạng gá đáy được minh họa trên hình 2.7

Hình 2.7 Bất chỉnh hợp gá đáy thể hiện trên lát cắt địa chấn [3]

 B ất chỉnh hợp nóc

Bất chỉnh hợp nóc phụ thuộc nhiều vào lịch sử và quá trình bóc mòn sau trầm tích Các lớp nằm dưới có thể có dạng á song song hoặc có độ nghiêng lớn Trong nhiều trường hợp phát hiện được một số kênh ngầm dưới đáy biển, vị trí này thường nằm ở rìa thềm lục địa, tiếp giáp giữa tập biển tiến và biển lùi Các kiểu bất chỉnh hợp ngang liên quan đến bờ dốc và hẽm ngầm Loại bờ dốc đứng có nguồn gốc trầm tích

Loại liên quan đến hẽm ngầm là bất chỉnh hợp sau trầm tích, vị trí của đào khoét nằm trong bản thân tập địa chấn [3]

- Bào mòn c ắt xén (erosional truncation)

Bào mòn cắt xén là nơi kết thúc của địa tầng hoặc pha phản xạ địa chấn , được xem như là bề mặt bất chỉnh hợp địa tầng do những tác động sau trầm tích hoặc do hoạt động kiến tạo Thường xảy ra ở ranh giới trên của tập trầm tích Ranh giới bào mòn có

thể do nhiều nguyên nhân và được chia thành những loại sau:

Xảy ra do tác động của các hoạt động sau trầm tích làm cho bề mặt trầm tích bị bào mòn và trở thành bề mặt bất chỉnh hợp với lớp nằm trên

Xảy ra do sự phá vỡ cấu trúc đất đá như: đứt gãy, phượt trọng lực, sự xâm nhập

của các khối đá núi lửa làm cho địa tầng hoặc các pha phản xạ chấm dứt Bào mòn cắt

cụt làm cho việc nhận biết toplap dễ dàng hơn Quá trình bào mòn cũng xảy ra ở dưới mực nước biển như là trong các kênh ngầm dưới đáy biển, những kênh dẫn vật liệu trong các quạt ngầm đáy biển [3] Hình ảnh bào mòn cắt xén được minh họa trên hình 2.8

Hình 2.8 Bất chỉnh hợp bào mòn cắt xén thể hiện trên lát cắt địa chấn [3]

- Ch ống nóc (Toplap): Các yếu tố phản xạ dưới có góc nghiêng lớn hơn độ

nghiêng của mặt ranh giới phía trên Thường xảy ra ở đầu nguồn vật liệu Trầm tích thô, tích tụ gần bờ, tướng châu thổ, thềm lục địa [3] Hình ảnh chống nóc được minh

họa trên hình 2.9

Hình 2.9 Bất chỉnh hợp chống nóc thể hiện trên lát cắt địa chấn [3]

Thường xảy ra ở rìa thềm lục địa, khi mực nước biển lùi, các con sông tăng cường đào khoét và khi biển tiến trở lại các trầm tích lại lấp đầy các đào khoét đó [3] (Hình 2.10)

Hình 2.10 Bất chỉnh hợp đào khoét [3]

 B ất chỉnh hợp ngang

- Ki ểu bờ dốc: Nguồn trầm tích đặc trưng cho bồn trũng dốc đứng, nằm xa

nguồn vật liệu, không bị khống chế bởi yếu tố thủy động lực Trầm tích nằm ở đáy bồn trũng có bờ dốc đứng hoặc đáy đại dương, bị phức tạp thêm bởi các kiến trúc núi lửa [3]

- H ẽm ngầm: Là loại bất chỉnh hợp sau trầm tích Vị trí đào khoét ngay trong tập

trầm tích

Để xác định các ranh giới bất chỉnh hợp cần phân tích các điểm kết thúc của các yếu tố phản xạ và liên kết các xung địa chấn cùng liên hệ với một mặt ranh giới trên lát

cắt theo tuyến quan sát Nguyên tắc liên kết là phải đảm bảo các xung cạnh nhau có

thời gian xuất hiện ,hình dạng, biên độ xung thay đổi từ từ Sự chênh lệch thời gian

giữa các xung cạnh nhau cùng liên hệ với một mặt ranh giới cần nhỏ hơn nửa chu kỳ [3]

Để xác định ranh giới bất chỉnh hợp trên diện tích cần liên kết trên các tuyến khác nhau Trên các điểm giao nhau của các tuyến, các xung địa chấn liên hệ với cùng

một mặt ranh giới phải trùng nhau và các ranh giới trên và dưới chúng cũng phải khớp nhau

Trong trường hợp ở vùng khảo sát không phát hiện được các dấu hiệu của bất chỉnh hợp địa chấn địa tầng thì cần phải liên kết các bất chỉnh hợp đã phát hiện được từ các khu vực xung quanh Nếu trong vùng có giếng khoan thì cần tính các băng địa

chấn tổng hợp từ số liệu địa vật lý giếng khoan và liên kết các ranh giới địa tầng từ tài

liệu giếng khoan với tài liệu địa chấn Tuy nhiên, ranh giới giữa các tập địa chấn có thể

có những khác biệt nhất định so với kết quả phân chia theo tài liệu liên kết giếng khoan

nhằm đáp ứng những nhu cầu cơ bản sau:

Ranh giới giữa các tập địa chấn phải có mức độ ổn định tương đối tốt trên một

diện tích rộng lớn của khu vực nghiên cứu để có thể liên kết chúng một cách tin cậy và chính xác

Ranh giới phân chia các tập địa chấn được đặc trưng bởi các trường sóng có đặc điểm tương đối khác biệt để có thể nhận biết được

Khi đã xác định được mặt ranh giới ta muốn minh giải rồi thì ta tiến hành chọn pha phản xạ để chúng ta có thể minh giải theo pha đó

Hình 2.11 Các chỉ tiêu xác định ranh giới bất chỉnh hợp [3]

2.1.3 Xác định các đứt gãy kiến tạo

Việc xác định các đứt gãy kiến tạo trên các lát cắt địa chấn thường dựa trên các

dấu hiệu sau:

+ Sự gián đoạn đột ngột hướng dốc Trên mặt cắt địa chấn tồn tại vùng mất sóng