Đặc điểm đường cong địa vật lý giếng khoan đặc trưng cho trầm tích môi trường sông

Ngày nay, Địa Vật lý giếng khoan được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Việc ứng dụng đường cong địa vật lý giếng khoan vào môi trường sông cho phép ta cái nhìn rõ hơn về hình dạng dòng chảy, các vật liệu lắng đọng, cấu trúc trầm tích... từ đó ta có thể dự đoán được khả năng tích tụ dầu, khí và than chứa trong đó.

MỤC LỤC

Lời mở đầu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRẦM TÍCH SÔNG

I Môi trường sông

II Hệ thống môi trường sông bện nhau

III Hệ thống môi trường sông uốn khúc

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐƯỜNG CONG ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN

I Phương pháp đo điện thế phân cực tự nhiên trong đất đá

II Phương pháp gamma tự nhiên tổng

III Phương pháp gamma tự nhiên thành phần

IV Phương pháp mật độ

V Phương pháp neutron

CHƯƠNG III: SỰ LIÊN HỆ ĐƯỜNG CONG ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN VỚI MÔI TRƯỜNG SÔNG

I Các đặc trưng và sự phản ứng lại của đường log trong giếng khoan ở hệ thống sông bện nhau

II Các đặc trưng và sự phản ứng lại của đường log trong giếng khoan ở hệ thống sông uốn khúc

Kết luận

Tài liệu tham khảo

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, Địa vật lý giếng khoan được áp dụng rộng rãi trong nhiều lãnh

vực Việc ứng dụng đường cong địa vật lý giếng khoan vào môi trường sôngcho phép ta cái nhìn rõ hơn về hình dạng dòng chảy, các vật liệu lắng đọng,cấu trúc trầm tích,… Từ đó ta có thể dự đoán được khả năng tích tụ dầu, khí vàthan chứa trong nó

Với ý nghĩa đó cùng việc nghiên cứu và dịch tài liệu em đã hoàn tất đề tài

khóa luận với đề tài: “Đặc điểm đường cong địa vật lý giếng khoan đặc trưng cho trầm tích môi trường sông” nhằm mục đích làm sáng tỏ ý trên.

Bên cạnh đó nó cho phép ta đánh giá tiềm năng của vùng để có phương ánkhai thác hợp lý

Trong quá trình thực hiện em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy cô bộmôn địa chất DầuKhí, đặc biệt là sự hướng dẫn trực tiếp của thầy

Phan Văn Kông và thầy Đào Thanh Tùng cùng sự giúp đỡ của các bạn lớp

ĐC2000B

Do thời gian có hạn và sự hạn chế về kiến thức, khoá luận không tránhkhỏi những thiếu sót Em mong rằng sẽ được sự đóng góp ý kiến của thầy côvà các bạn

Tp Hồ Chí Minh, 20/ 01/ 2005.Nguyễn Thị Tú Oanh

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ TRẦM TÍCH SÔNG

I. MÔI TRƯỜNG SÔNG

1 Thông tin chung

Sông là tác nhân chính vận chuyển chất trầm tích từ đất liền ra đến miềnven biển và hồ, ở đây những vật liệu trầm tích này được lắng đọng thành cáctập dày hoặc vận chuyển xa hơn đến thềm lục địa và bồn trũng dưới biển sâu,tạo thành trầm tích nước sâu Vì vậy, sông là tác nhân chủ yếu vận tải chấttrầm tích từ sự phong hóa của lục địa đến các thể nước ở đại dương và hồ.Xét trên một góc độ khác, không phải tất cả các vật liệu trầm tích đượctạo ra từ quá trình phong hóa trên đất liền cuối cùng được đưa ra biển và hồ.Một phần của các vật liệu cũng được lắng đọng trên đất liền dưới tác độngcủa quá trình sông với chu kỳ kiến tạo trầm tích thích hợp các trầm tích sôngdày vài ngàn mét có thể được hình thành Điều này đặc biệt đúng ở phần hạlưu của sông, nơi đây sông tạo ra đồng bằng ngập lũ khổng lồ và đồng bằngphù sa bồi tích lòng sông, nơi một lượng lớn trầm tích sông chiếm chỗ Ở mộtvài trường hợp, các loạt trầm tích lan rộng và dày của quạt phù sa được tạo radọc theo sườn thung lũng và vùng trước núi Ngoài ra, sông không chỉ là tácnhân xâm thực và vận tải, mà còn là tác nhân lắng đọng

Tam giác châu và trầm tích châu thổ được hình thành từ tác động qua lạicủa quá trình sông thường đóng vai trò rất quan trọng

Trước khi đi vào tìm hiểu nhiều môi trường lắng đọng của một dòng sông,chúng ta sẽ thảo luận về đặc điểm chung của sông và các quá trình sôngLeopold nnk (1964) và Allen (1965c) cung cấp các bài viết hữu ích về quátrình sông

Mỗi dòng chảy đều có một bồn dẫn lưu hoặc lưu vực sông, chúng cung cấpnước và vật liệu trầm tích cho dòng sông Tại bồn dẫn lưu này, dòng suối nhỏvà dòng chảy kết hợp với nhau và cuối cùng gặp nhau ở dòng chảy chính nhưnhững nhánh sông Các bồn dẫn lưu kết hợp bị tách ra bởi đường phân thủy.

Ở khái niệm cổ, một hệ thống sông có những nét đặc biệt trong ba giaiđoạn: trẻ, trưởng thành và già

Giai đoạn trẻ của sông diễn ra ở miền đồi núi Đây là nơi bắt đầu của mộthệ thống sông và nó là hướng phát triển của nhiều nhánh sông Giai đoạn trẻcủa sông là tác nhân xâm thực chủ yếu

Ở giai đoạn trưởng thành của một hệ thống sông có đặc trưng là sự tạothành đồng bằng ngập lũ và các lắng đọng trầm tích ở một bên tạo ra các doilưỡi liềm

Giai đoạn già của hệ thống sông xảy ra ở vùng ven biển Tại đây, nhiềuđồng bằng ngập lũ của các hệ thống sông khác nhau thường hội nhập vớinhau; việc phân chia bị xóa sạch dấu vết Giai đoạn già thường thì một dòngsông tạo ra một mạng lưới phân phối (đối nghịch với mạng lưới tích lũy củagiai đoạn trẻ) Các dòng chảy nhỏ có thể tái nhập lại rồi phân chia tiếp Cuốicùng những phân bố này hội tụ ở biển

Trong khía cạnh địa chất, tức là từ quan điểm của môi trường lắng đọng,giai đoạn trưởng thành và đặc biệt là giai đoạn già của một hệ thống sông thìquan trọng hơn giai đoạn trẻ, do sự lắng đọng chính của sông xảy ra ở giaiđoạn trưởng thành và già

2 Kiểu dạng dòng chảy

Bằng việc mô hình hóa dòng chảy có nghĩa là hình dáng của sông đượcnhìn từ máy bay Các sông có thể có nhiều hình dạng thay đổi trong quá trìnhchảy

Kiểu dạng sông thể hiện được mối tương quan thích hợp với dòng chảy đếngradient lòng sông và dạng mặt cắt ngang của sông, và dường như bị khốngchế bởi mức độ trầm tích và các đặc điểm của sông, lượng trầm tích và cácbiến động tự nhiên nên những chuyên gia nhận dạng ba kiểu dạng dòng chảy:thẳng đứng, bện nhau và uốn khúc.

Có sự chuyển tiếp dần giữa các kiểu dạng dòng chảy Thậm chí với cùngmột dòng chảy cũng thấy sự thay đổi kiểu dạng khi đi dọc theo chiều dài củasông, hoặc dòng chảy có thể uốn khúc tại vùng trung lưu và đồng lụt, xuấthiện dạng bện nhau tại vùng hạ lưu của sông

Ví dụ: sông Rhine (Schafer, 1973) cho thấy sự thay đổi trong kiểu dạngdòng chảy dọc theo chiều dài của nó, với sự thay đổi của sườn dốc (hình 1)

Hình1: Sơ đồ mô tả sự thay đổi của kiểu dạng dòng chảy ở sườn dốc của sông Rhine (W.Schafer,

1973)

Bởi vì kiểu dạng kênhdẫn có kết cấu liên tục,(Schumm,1963) đề xuấthệ thống phân loại kiểudạng dòng chảy dựa trênsự uốn lượn của dòngchảy (tỉ số giữa độ dàilòng sông với độ dàithung lũng) Ông đề nghị

năm nhóm: thẳng, chuyển tiếp, sông có phân nhánh, không phân nhánh vàkiểu dạng dòng chảy khúc khuỷu.

(Leopold,1964) phân biệt dòng sông uốn khúc với sông thẳng và bện nhaudựa vào tính khúc khuỷu của dòng sông như phác thảo một tỉ số của chiều dàikênh dẫn trên khoảng cách của thung lũng thấp Các sông có hệ số khúckhuỷu lớn hơn hay bằng 1.5 là sông uốn khúc, thấp hơn là chảy thẳng và bệnnhau

Sau đây là lượt khảo về ba kiểu dạng dòng chảy phổ biến được chấp nhận(hình 2)

Hình 2: Kiểu dạng dòng chảy thẳng đứng, bện nhau và uốn khúc

a Dòng chảy thẳng

Dòng chảy thẳng có sự khúc khuỷu không đáng kể với chiều dài lớn gấpnhiều lần chiều rộng của sông Kiểu dạng dòng chảy thẳng được đề cập trênđây là rất hiếm Đường đáy của dòng chảy thẳng là đường khúc khuỷu vàthấy được phần sâu hơn (bể chứa) xen kẽ với phần nông hơn (riffles) (hình 2).Dòng chảy và kiểu dạng tích tụ trầm tích tương tự nhau trong các lòng sônguốn khúc.

Dòng chảy thẳng có thể dịch chuyển vị trí của chúng trong việc bồi ngang.Sự xói mòn chạy dọc theo các phần trũng lòng sông và lắng đọng trên các doitrầm tích

Các dòng chảy thẳng khá hiếm và chỉ tồn tại trên những đoạn ngắn.Leopold nnk (1964) gợi ý rằng đoạn sông thẳng không bao giờ vượt quá mườilần độ rộng của dòng sông

b Dòng chảy bện nhau

Dòng chảy bện nhau được đánh dấu bởi tính phân chia nối tiếp và tái thốngnhất của dòng chảy xung quanh các cù lao sông (phù sa bồi lắng) Dòng chảychính được chia thành nhiều dòng nhỏ được nhập lại và tái phân chia Các doilưỡi liềm (doi cát) phân chia dòng chính thành nhiều dòng nhỏ chảy chậmhơn, thường chìm xuống trong suốt mùa nước lớn Có một hoặc nhiều hơn cáccù lao sông hoặc doi lưỡi liềm có thể hiện diện ở mặt cắt ngang của lòngsông Sự bện nhau thì phát triển tốt nhất trong các đoạn sông ở vùng núi quạtphù sa (cửa sông tam giác châu trên) và trong đồng bằng rửa tràn có băng hàtan chảy Doi sông (doi lưỡi liềm) của các dòng bện nhau thì phổ biến tạothành phần vật liệu hỗn độn Các doi có khuynh hướng được tạo lên khi thêmlượng vật liệu trầm tích ở phần cuối thượng lưu là phần bị xói mòn

Các doi sông được tạo thành từ trầm tích vụn hạt thô, chúng là tích tụ tàn

dư của dòng sông Mỗi lần như thế một doi sông được tạo thành, nó có thể trở

nên ổn định bởi tích tụ của trầm tích hạt mịn ở phần đỉnh trong suốt thời kỳnước lớn và có thể được bao phủ bởi thực vật.

Sông dạng bện nhau được đặc trưng bởi độ rộng của lòng sông, dần dần vàliên tục dịch chuyển chất trầm tích vào trong lòng sông Fahnestock (1963)chú ý rằng trong suốt chu trình tám ngày của nhóm dòng, hướng chảy đổidạng với khoảng cách ngang hơn 100m Một ví dụ điển hình của dịch chuyểnngang ở dòng bện nhau là sông Kosi, một nhánh của sông Ganges Suốt haithập kỉ cuối, sông Kosi đã đổi dạng vị trí của nó khoảng 170 km về phía Tây(hình 3) Sự đổi dạng không liên tục; tuy nhiên, trong vòng một năm sông cóthể dịch chuyển ngang 30 km

Hình 3 : Biểu đồ tóm tắt sự đổi dạng theo chiều ngang, dọc theo theo

đồng bằng phù sa của sông Kosi (Holmes, 1965)

Leopold và Wolman (1957) đã chứng minh rằng dạng bện nhau hoặc uốnkhúc của lòng sông phụ thuộc chủ yếu vào mối liên hệ giữa độ rộng của dòngchảy đến lúc tuôn ra Trong trường hợp hai dòng sông có cùng dòng chảy,sông bện nhau phát triển theo từng bậc dốc và sông uốn khúc phát triển vớisườn thoải hơn Sườn dốc thành bậc gây ra do vận tải trầm tích thô khôngđồng nhất Các yếu tố này góp phần vào tính bện nhau Sức vận tải trầm tíchcao và ngưỡng của sự xói mòn bờ sông yếu là điều kiện chủ yếu của dạngbện nhau Nếu lưu lượng dòng chảy cao và bờ sông yếu thì sự bện nhau là chủyếu, thậm chí trong các sông có trầm tích mịn hạt.

c Dòng chảy uốn khúc

Leopold và Wolman (1957) gọi là dòng sông uốn khúc nếu hệ số uốn khúccủa sông lớn hơn 1.5 Điều này dường như dựa trên mối quan hệ nền tảnggiữa độ rộng của lòng sông với độ dài của khúc uốn và giữa chiều rộng củalòng sông với bán kính cong của lòng sông Dòng chảy uốn khúc rõ nét nơitrũng sâu và các doi trầm tích nhập lại nơi nông Doi trầm tích của lòng sônguốn khúc thường là doi lưỡi liềm (cồn sông), tạo nên đặc trưng chủ yếu củasông và là kết quả của hoạt động trầm tích ở sông

Bagnold (1960), Leopold và Wolman (1960), Leopold nnk (1964) thảo luậnvề cơ cấu dòng chảy ở lòng sông dạng uốn khúc Mặc dù, cơ cấu điều khiểnthực sự của khúc uốn không được hiểu rõ, hầu hết các chuyên gia quan tâmđến tính chảy rối như là nhân tố chủ lực trong quá trình trầm tích của khúcuốn

Hình 4: Biểu đồ về dòng chảy uốn khúc (Schumm, 1968)

Để giản lược chúng ta có thể mô tả cơ cấu dòng chảy trong khúc uốn nhưsau: vận tốc dòng chảy cực đại được tìm thấy gần bờ dốc trũng xuôi dòng theotrục chỗ cong Tại nơi uốn cong có cả thành phần vận tốc xuôi dòng và vậntốc phụ hướng ra xa bờ (cạnh lõm) nơi bề mặt nước và hướng về cạnh lồi gầnđáy sông Thành phần vận tốc ngang chiếm 10 – 20% vận tốc dòng chảy Vậtchất chuyển động trượt khối đi vào dòng chảy do bờ lõm sẽ được giữ theo cơ

cấu dịch chuyển ngang và được mang tới hướng giữa lòng sông Tuy nhiên,các vật liệu xói mòn nơi bờ lõm sẽ được trầm tụ lại ở các cồn lưỡi liềm củakhúc uốn kế tiếp theo xuôi dòng.

Tuy nhiên, các dòng mạnh phức tạp trong đoạn cong có thể vận tải vật liệutrầm tích dọc theo lòng sông hướng đến bờ lồi Kiểu dạng của dòng chảy xoắnốc là kết quả từ nâng nhẹ từ mặt nước đổ vào bờ lõm

Lòng sông uốn khúc cho thấy tốc độ dịch chuyển ngang yếu hơn lòng sôngbện nhau Đôi khi lòng sông uốn khúc có thể dịch chuyển với tốc độ đáng kể.Tính bện nhau và tính uốn khúc có mối liên hệ khá chặt chẽ Coleman (1964)nghiên cứu với sự hỗ trợ của không ảnh sông Brahamaputra cho thấy cách đâykhoảng 100 năm là sông uốn khúc điển hình Nhưng hiện tại là một sông bệnnhau do sự gia tăng quá trình bốc dỡ vật liệu và các thành phần bột nặng cũngđược mang đi Nhưng nếu sông tải được vật liệu nặng và khả năng bốc dỡ vậtliệu cao thì chúng vẫn bện nhau mặc dù vật liệu là cỡ bột mịn

Schumm (1968) đề nghị một thuật ngữ mới là “lòng sông tái nối dòng” chocác sông của đồng bằng phù sa do bồi tích lòng sông phân nhánh và nối lại.Các sông này có gradient thấp, khả năng tải trọng lơ lửng của sông chỉ cóđược vào thời gian ngập lụt, khả năng vận tải chủ yếu là dạng lơ lửng và một

ít là vận tải lớp đáy

3 Hình dạng của lòng sông và quá trình sông

Hình dáng của mặt cắt ngang của lòng sông tại một điểm là chức năng củadòng chảy, số lượng và đặc điểm của chất trầm tích bị dịch chuyển qua từngphần và đặc trưng cho vật chất bổ sung của bờ sông và lòng sông (Leopoldnnk, 1964)

Vận tốc dòng nước của dòng chảy phụ thuộc vào vài yếu tố, quan trọngnhất là năng lượng gradient (thông thường gần độ dốc của mặt nước), nướcdưới sâu và lớp gồ ghề

Vận tốc dòng nước thay đổi từ một phần của mặt cắt ngang đến phần khácvà từ mặt cắt ngang này đến mặt cắt ngang khác Hầu hết các dòng sông đềucó phạm vi dòng chảy rộng.

Đáy sông được tạo thành từ vật chất không dính kết và dễ dàng thay đổivới nhiều dạng lớp phụ thuộc và năng lượng của dòng chảy Tuy nhiên, dòngchảy tĩnh thường hoạt động kém và độ gợn sóng lớn, giàu sản phẩm Ở dòngsông lớn như Mississippi, Brahmaputra,… có dạng gợn sóng khổng lồ tạo nhiềusản phẩm Dawdy (1961) chứng minh rằng dòng chảy nhanh (chế độ dòngchảy cao hơn) khá phổ biến ở dòng sông Điều kiện có thể của dòng chảynhanh được tạo thành ở môi trường sông phổ biến hơn các môi trường khác.Một trong những mức độ vận tốc cao nhất của lòng sông là đạt được từ 7 –8m/giây (Leopold nnk ,1964)

Sông vận tải số lượng lớn trầm tích Vận tốc vận tải chất trầm tích có thểnhóm vào lớp tải trọng - vật chất dịch chuyển dọc theo đáy sông do quá trìnhnhảy và cuộn tròn - tải trọng thể lơ lửng Trong mùa ngập lụt, tổng số vật chấtđược vận tải do sông tăng vài lần vận tải ở điều kiện thông thường Có nhiềuphương pháp để đo mức độ tải trọng trầm tích của sông, thậm chí là sự tínhtoán lý thuyết để tính tải trọng lớp và tải trọng thể lơ lửng đã được tạo ra(Sundbor, 1956; Leopold nnk, 1964 và Allen, 1956)

Tải trọng thể lơ lửng quan trọng ở trầm tích của cồn cát dọc sông và bồnngập lũ, trái lại lớp tải trọng được lắng đọng như trầm tích tàn dư của lòngsông Sundborg (1956) tìm thấy vật liệu có thể vận tải tốt nhất khi lớp tảitrọng khoảng 0.15 - 0.20mm Tuy nhiên, giới hạn này được nới rộng và khôngthể xem như ở mức tuyệt đối

Coleman (1969), đã nghiên cứu chi tiết về dạng lớp của sôngBrahmaputra Ông quan sát dòng nước gợn sóng ít, dòng nước gợn sóng nhiềuvà dòng nước gợn sóng lớn, cũng bằng mặt phẳng lớp phay của chế độ dòng

chảy cao hơn, đánh dấu bởi tuyến tỉ lệ lớn chảy song song theo dòng nước.Tuyến này được tạo thành từ những lớp mỏng nằm ngang.

Vài địa phương, các dạng lớp có thể tồn tại một cánh đồng thời do sự thayđổi điều kiện dòng chảy, nước dưới sâu, khả năng có thể trầm tích và sự ổnđịnh của nhiều dạng lớp Ví dụ: dạng gợn sóng ít có thể nằm trên dạng gợnsóng nhiều, dạng gợn sóng nhiều lại trên dạng gợn sóng lớn Kết quả này cóthể làm xáo trộn cấu trúc thớ lớp

Coleman (1969) tìm thấy một lớp trầm tích dày trên 1m có thể lắng đọngsuốt 24 giờ Sự dịch chuyển của dạng gợn sóng mạnh thậm chí tạo nên lớptrầm tích dày 5 – 6m trong một ngày Dạng lớp rộng lớn này rõ ràng là tácnhân chính của sự vận tải lớp tải trọng Việc đối chiếu âm lượng vang lại củamặt nghiêng trong suốt chu kỳ ngập lụt, thấy rõ ràng đây là mạng lưới tích lũytrầm tích chỉ chính xác trong suốt thời kỳ ngập lụt; còn ở các thời kỳ còn lạithì lớp ổn định hoặc bắt đầu bị xói mòn

II HỆ THỐNG MÔI TRƯỜNG SÔNG BỆN NHAU

đang tan (B.Washburn, 1978)

Hình 6a: Mặt cắt xiên chéo dạng thẳng đứng của trầm tích phù sa ở hệ thống dòng chảy dạng bện nhau Sự lắng đọng xảy ra hầu hết ở toàn bộ dòng chảy có sự đổi dạng nhanh , phức tạp.Xuất hiện một đồng bằng ngập lũ

liệu hữu cơ có chứa than rất hiếm do sự oxi hóa trong môi trường tự nhiên(Selley,1976) Sự biến đổi của khoáng vật giàu sắt thành hematit hoặc limonitthường xảy ra Khoáng vật thích hợp của Uranium có thể tích lũy cùng vớivàng khi lòng sông có vàng (sông Blind ở Canada và bồn Witwatersand ởNam Phi) Những khóang vật này tập trung chủ yếu ở lòng sông(Minter,1978).

* Cấu trúc:

Độ chọn lọc kém và trung bình (sỏi đến cát) với độ cầu thấp và thấy được

tỉ lệ chất trám từ trung bình đến thấp, nhiều sét mịn ở phần cuối(Pettijohn ,1972) Vùng cuội kết là nơi cung cấp mảnh vụn cho chất trám tự

do, xen kẽ với chất trám chứa cát và đến vùng cuội kết chứa cát là nơi phântán mảnh vụn Vùng cuội kết chứa chất trám tự do có độ chọn lọc vừa phải vàunimodal; vùng cuội kết với chất trám chứa cát thấp có sự phân bố của mộtbimoda; vùng cuội kết có cung cấp chất trám là unimodal với độ chọn lọckém

Hình 6b: Bốn mô hình lắng đọng theo mặt nghiêng của bốn lòng sông dạng bện nhau, hệ thống sông bện nhau liên quan đến năng lượng phức tạp trong sự

lắng đọng và kết quả liên hệ với tầng đỉnh (Miall, 1977).

b Cấu tạo

Cấu trúc dạng gợn sóng cân đối tỉ lệ nhỏ, nhiều cấu trúc xiên chéo địnhhướng tốt, phổ biến là unimodal được xuất hiện, và tốt hơn là lớp mỏng xiênchéo tỉ lệ nhỏ Những cấu trúc này có thể to lớn hoặc dốc Nếu bị xói mòn thìlớp có dạng thấu kính, hiếm khi có rãnh và dấu vết Sự lắng đọng của doisông rất phong phú

Bốn đơn vị hoặc tướng đá có thể phân biệt:

+ Đơn vị 1: cấu trúc xiên chéo nhiều chủ yếu là sỏi thô hạt, tiếp xúc vớiphần xói mòn thấp hơn, có sự xuất hiện của cát, bột và sét dạng thấu kínhkhông liên tục Đơn vị này liên quan đến sự phát triển nằm ngang và phần hạlưu của doi sông

+ Đơn vị 2: Cấu trúc dạng gợn sóng nhiều trong tầng cát trung bình, phânlớp xiên chéo lớn và nhỏ có dạng gợn sóng Chúng tương ứng với sự dịchchuyển của doi cát ở lòng sông

+ Đơn vị 3: Cấu trúc gợn sóng ít trong tầng cát mịn tạo thành dải cát và bột.Dạng gợn sóng móng hoặc to lớn, dạng gợn sóng tỉ lệ nhỏ, doi nhỏ và lấplòng Chúng có thể liên hệ với trầm tích lòng sông lấp lòng ở hiện tại

+ Đơn vị 4: Cấu trúc bình hàng hoặc vò nhàu thấy trong tầng cát mịn vàbùn Đơn vị này tương ứng với đoạn bỏ của lòng sông (lòng sông lấp lòng).Nhiều tầng mịn phía trên được phát triển nhất trong trầm tích lấp lòng củalòng sông Kích cỡ hạt giảm dần và độ chọn lọc trở nên tốt hơn ở tầng phíatrên, đơn vị hạt thô và mịn có thể nằm giữa hạt có chọn lọc kém bị xáo trộn

do sự tăng giảm của từng giai đoạn sông

Trong suốt thời kỳ tích tụ có sự liên quan đến năng lượng (Miall,1977) đưa

ra mô hình trầm tích của sông dạng bện nhau và thấy ở hình 6b

Hình 7: Biểu đồ về tầng thẳng đứng của trầm tích sông bện nhau Đơn vị 1: Cấu trúc xiên chéo tỷ lệ lớn có sỏi Đơn vị 2: Cát trung bình trong cấu trúc có dạng gợn sóng lớn Đơn vị 3: Cát mịn trong cấu trúc có dạng gợn sóng nhỏ Đơn vị 4: Cát mịn và bùn trong cấu trúc bình hàng, đôi khi là cấu trúc vò nhàu

(Doeglas, 1962; Reineck và Singh, 1975)

Hình 8: Đường cong về tần số tích lũy, kích cỡ hạt của các mẫu có trong hệ

thống sông dạng bện nhau (Willam và Rust, 1969)

Hình 9: Mô hình sự tạo thành của trầm tích ở sông dạng bện nhau

(Williams và Rust, 1969)

Ở lòng sông có sự thay đổi lớn về kích cỡ và được sắp xếp thành năm hệthống cấp bậc Sự tạo thành lòng sông dạng thẳng đứng với độ rộng trung bình

1 dặm (1,6 km) Đặc trưng của lòng sông do mạng lưới bện nhau tạo ba cấpbậc tốt hơn của lòng sông Ở lòng sông nhỏ hơn này có độ rộng vài trăm feet– phổ biến với dạng khúc khuỷu ít Trong một mặt cắt xiên chéo của lòng

sông bị xói mòn, xảy ra sự kết hợp thường xuyên rất cao Sông chính đượcphân chia thành nhiều nhánh phụ, đây là nơi gặp gỡ và phân chia lại (hình 9,

10, 11)

Hình 10: Biểu đồ khối của hệ thống bện nhau có cát với lòng sông dạng khúc khuỷu thấp Cấu trúc thẳng đứng tăng dần có thể xảy ra trong suốt thời kì

ngập lụt (Walker, 1969)

Hình 11: Sự phân bố không gian của một hệ thống bện nhau mô tả được sự tổ chức về thứ bậc của lòng sông và doi sông (Allen, 1965)

Doi sông là nơi phân chia sông thành vài lòng sông tạo dòng chảy yếu, vànó thường chìm ngập trong dòng chảy mạnh Chúng thường được tạo thành từtrầm tích thô hạt của sông (thường là sỏi) và dòng chảy không thể mang đi.Ngay khi một doi sông được tạo thành, nó có thể ổn định do sự lắng đọng của

trầm tích mịn hạt trên đỉnh trong suốt dòng chảy mạnh và sau đó có thể bị phụthuộc vào sự tăng trưởng định hình của một hòn đảo.

Ba kiểu doi sông đã xuất hiện: dài, ngang, và doi lưỡi liềm Doi dài cónhiều nhất (95%) và xuất hiện khi phần ngang của doi chạy dọc theo sườn củalòng sông và ở giữa doi trong khu vực giữa lòng sông Chúng có độ dày khôngthay đổi ở phần hạ lưu, chiều dài cực đại và chiều rộng thay đổi từ vài feetđến vài trăm feet Bề mặt của doi không bao giờ phẳng, gồm một phạm vi rấtrộng của cấu trúc tỉ lệ nhỏ và lớn Chúng được tạo thành từ sỏi, cát và hỗnhợp của bột - bùn Hướng của doi được cấu tạo do phần tăng trưởng ngang ởhạ lưu Phần cuối của thượng lưu có một sự xói mòn

Những hòn đảo là đặc điểm vững chắc nhất của đáy thung lũng nằm trongmột hệ thống bện nhau, đó là độ dài của phần hạ lưu Dấu hiệu gốc rễ và vậtliệu chứa than có thể xuất hiện

Sông dạng bện nhau là đặc trưng của dạng thay đổi độ rộng lòng sông vàtrầm tích liên tục dịch chuyển nhanh Vì vậy, một đơn vị riêng biệt có thểrộng 5-8 km, chiều dài của chúng có thể phổ biến trong phạm vi từ 10 – 100skm, và độ dày từ vài dm -30 m Tỉ lệ rộng / sâu cao Ở khu vực xảy ra dạngbện nhau có thể rất rộng (100 skm) Sự kết hợp các doi lại từ mặt phẳng cátcó kết quả từ sự dịch chuyển ngang liên tục và bao gồm các dạng tấm, đáphiến sét (Walker, 1979)

f Mô hình của dòng chảy chủ đạo

Phạm vi của dòng chảy chủ đạo có dữ liệu từ thứ cấp bậc của cấu trúc tỉ lệnhỏ và tỉ lệ lớn được tổng quát ở hình 12, thấy được đặc điểm của cungphương vị unimodal, được phân bố từ trung bình đến thấp và định hướng đượcsườn dốc cổ đã chìm xuống thấp

g Đặc điểm của vỉa chứa

Trầm tích của sông dạng bện nhau có thể được tạo thành từ nguồn đá vỉatiềm năng, với độ rỗng trên 30% và khả năng thấm ở hàng ngàn mD Đáphiến sét là giới hạn lớn theo chiều ngang và không có vai trò lớn trong sựdịch chuyển khối chất lỏng có chứa dầu Chúng không phổ biến ở dạng bẫyđịa tầng.

Hình 12: Địa mạo và đặc điểm trầm tích của lớp tải trọng, tải trọng xáo trộn, tải trọng của thể lơ lửng ở các đoạn sông (Galloway, 1977 và Galloway

Hình 13: Hình ảnh không gian về cấu trúc của khúc uốn và đồng bằng ngập lũ của sông Animas ở vài dặm thuộc Durango, Colorado (Shelton, 1966;Press và Siever, 1978)

Hình 14: Mặt cắt phổ biến của tầng mịn phía trên trong một hệ thống uốn khúc ở tướng Devon Catskill, Mỹ và miền Nam xứ Wales (Selley, 1976)

2 Mô hình của địa chất tướng đá

hiện phụ thuộc vào điều kiện khí hậu và khoảng cách từ khu vực gốc Trongsuốt giai đoạn thành đá (diagenesis), sự phân phối chất lỏng ở bề mặt có thểphản ứng lại khoáng vật vụn không ổn định do kết quả của sự xi măng hoásét Xi măng canxit cũng có thể kết tủa.

b Cấu tạo

Cấu trúc trầm tích liên quan tới chế độ dòng chảy và được sắp xếp trongtầng Tầng bắt đầu với bề mặt xói mòn và hõm sóng bị xói mòn, tiếp theo làcấu trúc xiên chéo trung bình, song song với lớp mỏng, là nơi liên quan tớichế độ dòng chảy cao hơn; lớp sườn tích ở doi lưỡi liềm hoặc doi trượt vớihõm sóng nhỏ (hình 23; Mc Gowen và Garner, 1970) Trầm tích của bồnngập lũ thấy cấu trúc bình hàng và vò nhàu, thường bị phá huỷ do sự xáo trộnthực vật Những dạng rễ nhỏ cũng có thể xuất hiện

Hình 15: Đặc điểm địa hình và cấu trúc trung tâm của một doi lưỡi liềm với vật liệu thô (a) sơ đồ, (b) mặt cắt xiên chéo (McGowen và Garner, 1970)

tăng trưởng thẳng đứng) Trầm tích bao phủ bề mặt xói mòn có cấu trúc gầnbình hàng và được nằm trên đỉnh là hõm sóng có cấu trúc xiên chéo (cát), tiếptheo là lớp nằm trên: hõm sóng nhỏ có dạng lớp mỏng xiên chéo (bột) Lớpmỏng bình hàng có thể xuất hiện ở vài nơi trong tầng này Sau đó là sự dịchchuyển ngang của lòng sông, tầng tiếp theo có trầm tích tăng trưởng thẳngđứng (bột và bùn) ở giai đoạn ngập lụt Dấu vết rễ cây và rạn nứt có thể đượcquan sát Ở một số khu vực khí hậu ẩm ướt sự sinh trưởng có thể phát triểntoàn diện tạo than những vỉa than Ở khu vực khí hậu bán khô hạn hoặc khôhạn, mặt nước không ổn định và khô tại bề mặt thích hợp với sự tạo thànhkhối kết dính của lớp trầm tích vôi.

e Thể hình học

Theo cách cơ bản, một chuỗi hình học được quan sát Mặc dù phụ thuộcvào mối liên hệ giữa tầng tăng trưởng ngang và thẳng đứng đơn vị của tập cátcó thể được phát triển

Độ dài của khúc uốn tăng làm cho sông uốn khúc được trải rộng hơn vàkhúc uốn có bán kính cong vừa phải

Độ rộng của thể cát tăng hơn mười lần so với độ rộng và hơn hai trăm lần

so với độ dày của lòng sông Toàn bộ độ dày của một đơn vị cát gốc được đốisánh chặt chẽ với nước dưới sâu của lòng sông trong vùng ngập lụt (3 – 30 m).Lớp than thường trải rộng theo chiều ngang từ 1.5 - 8 km, phân chia bởi khenứt vỡ trải rộng và là nơi có vành đai khúc uốn dày hơn

f Mô hình dòng chảy chủ đạo

Ở khúc uốn có dòng chảy xoắn ốc được tạo ra do lượng nước lớn chống lạibề ngoài của đường cong bờ biển Cấu trúc này rất thuận lợi cho sự tăngtrưởng ngang của doi lưỡi liềm.

Trái lại, ở giữa dòng chảy uốn khúc là dòng chảy thẳng đứng Sự xói mònvà lớp dày của lòng sông sinh ra sườn tích sông có góc cắm đi xuống đi theohướng của dòng chảy Dòng chảy xoắn ốc sinh ra sườn tích ở doi lưỡi liềm,nơi hướng của góc cắm bị lệch với hướng của dòng chảy, tạo ra một cungphương vị bimodal được phân bố thường xuyên trong một tầng Thông thườngsự phân bố thường xuyên của phương vị thấy sự phân tán rất rộng lớn

g Đặc điểm của vỉa chứa

Thể cát tiềm năng tạo ra đá vỉa tốt với độ rỗng trên 30% và độ thấm trênvài ngàn mD, nhưng chúng bị thu hẹp theo chiều ngang Lớp đá phiến sétmỏng có thể tạo ra sự cản trở khả năng thấm Trong nhiều môi trường, đáphiến sét của đồng bằng ngập lũ không có khả năng thấm, có thể tạo ra bẫyđịa tầng Chúng thường chứa nguồn đá gốc (thực vật nhỏ, bùn, than bùn hoặcthan) do đó chúng thường được quan tâm có chứa dầu và khí

TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐƯỜNG CONG ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN

I PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN THẾ PHÂN CỰC TỰ NHIÊN TRONG ĐẤT ĐÁ

SP là phương pháp nghiên cứu trường điện tĩnh trong giếng khoan, trườngđiện này được tạo thành do các quá trình hoá lý diễn ra giữa mặt cắt giếngkhoan với đất đá và giữa các lớp đất đá có thành phần thạch học khác nhau

Các quá trình hoá lý bao gồm:

1 Quá trình khuyếch tán muối từ nước vỉa đến dung dịch giếng và ngượclại

2 Quá trình hút ion ở trên bề mặt của các tinh thể đất đá

3 Quá trình thấm từ dung dịch giếng vào đất đá và nước vỉa vào giếngkhoan

4 Phản ứng oxi hoá khử diễn ra trong đất đá và trên bề mặt tiếp xúc giữađất đá với dung dịch giếng khoan

Khả năng của đất đá phân cực dưới tác dụng của quá trình lý hoá nói trênđược gọi là hoạt tính điện hoá tự nhiên

Trong bốn quá trình trên, quá trình khuyếch tán và hút ion đóng vai tròchính trong việc tạo ra các trường điện tự nhiên trong đất đá

SP có đơn vị là mV

 Từ SP có thể tính được độ thấm của đất đá, xác định được lớp cát, sét :cát ngấm nhiều, sét ngấm ít

1 Quá trình khuyếch tán và hút ion

Gọi S a water là độ khoáng hoá của nước vỉa