Phân vùng tướng địa chấn bồn trũng phú khánh thềm lục địa việt nam

Với khối lượng tài liệu mới được bổ sung này, việc chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng dựa trên quan điểm về địa tầng phân tập, minh giải địa chấn, liên kết địa tầng ra khu vực nước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

HOÀNG VIỆT BÁCH

PHÂN VÙNG TƯỚNG ĐỊA CHẤN BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH

THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

Chuyên ngành: Vật lý địa cầu

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 TS Đỗ Văn Lưu

2 PGS.TS Nguyễn Thành Vấn

Tp Hồ Chí Minh – Năm 2015

ii

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-oOo -

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận án Tiến sĩ “Phân Vùng Tướng Địa Chấn Bồn Trũng Phú Khánh” là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Đỗ Văn Lưu và PGS.TS

Nguyễn Thành Vấn Những kết quả nghiên cứu trong luận án này chưa được các tác

giả khác công bố ở Việt Nam cũng như trên thế giới

Tôi xin cam đoan danh dự về công trình khoa học này

Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 9 năm 2014

Tác giả luận án

Hoàng Việt Bách

Sự quan tâm, khích lệ và tạo điều kiện thuận lợi từ phía gia đình, đặc biệt là

từ bố, mẹ, bà xã và các em là nguồn động viên tinh thần rất lớn cho tác giả trong suốt quá trình hoàn thành luận án

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với những giúp đỡ quý báu và thiết thực này

iv

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 5

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 6

1.1.1 Vị trí địa lý 6

1.1.2 Địa hình đáy biển 7

1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU THĂM DÒ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 8

1.2.1 Giai đoạn trước năm 2007 8

1.2.2 Giai đoạn sau năm 2007 13

1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – DẦU KHÍ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 13

1.3.1 Cấu trúc địa chất của bồn trũng Phú Khánh 13

1.3.2 Lịch sử phát triển bồn trũng Phú Khánh 14

1.3.3 Đặc điểm địa tầng bồn trũng Phú Khánh 17

1.3.4 Hệ thống dầu khí bồn trũng Phú Khánh 21

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 25

2.1 PHƯƠNG PHÁP MINH GIẢI ĐỊA CHẤN CẤU TRÚC TRÊN QUAN ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP 25

v

2.1.1 Chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng 26

2.1.2 Xác định hệ thống đứt gãy kiến tạo 28

2.1.3 Liên kết địa chấn – giếng khoan 29

2.1.4 Xây dựng bản đồ và chuyển đổi độ sâu 31

2.2 CƠ SỞ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRONG CÔNG TÁC MINH GIẢI ĐỊA CHẤN 34

2.2.1 Chu kỳ trầm tích 36

2.2.2 Hệ thống trầm tích 38

2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TƯỚNG ĐỊA CHẤN VÀ DỰ BÁO MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH 46

2.3.1 Tướng địa chấn 46

2.3.2 Tướng trầm tích 53

2.3.3 Mối quan hệ giữa tướng địa chấn và tướng trầm tích 55

2.3.4 Phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường trầm tích 57

2.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU 58

2.4.1 Tài liệu địa chấn 58

2.4.2 Tài liệu giếng khoan và các tài liệu khác 60

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH TRÊN CƠ SỞ MINH GIẢI TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN 63

3.1 CHÍNH XÁC HÓA CÁC MẶT RANH GIỚI ĐỊA TẦNG 63

3.1.1 Xác định ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn 63

3.1.2 Kết quả liên kết địa chấn – giếng khoan 67

3.1.3 Kết quả liên kết địa tầng 73

vi

3.2 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG ĐỨT GÃY 79

3.3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT 80

3.3.1 Đặc điểm bản đồ cấu trúc địa chất 80

3.3.2 Đặc điểm bản đồ đẳng dày 89

CHƯƠNG 4 PHÂN VÙNG TƯỚNG ĐỊA CHẤN VÀ DỰ BÁO MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH MIOCEN THƯỢNG BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 98

4.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤN ĐỊA TẦNG 98

4.2 ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐỊA CHẤN 104

4.3 PHÂN VÙNG TƯỚNG ĐỊA CHẤN VÀ DỰ BÁO MÔI TRƯỜNG LẮNG ĐỌNG TRẦM TÍCH 116

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 119

KẾT LUẬN 119

KIẾN NGHỊ 120

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 121

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 122

MMU : Bất chỉnh hợp tuổi Miocen trung

RHOZ : Phương pháp đo mật độ đất đá

Rift : Hoạt động tách giãn trầm tích

RLA : Phương pháp đo điện trở suất đất đá

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các quan điểm về chu kỳ trầm tích 37Bảng 3.1: Tổng hợp liên kết địa chấn giếng khoan bồn trũng Phú Khánh 73

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí, cấu trúc bồn trũng Phú Khánh và khu vực lân cận 6

Hình 1.2: Sơ đồ tuyến địa chấn trong nghiên cứu Lee và Watkins 10

Hình 1.3: Kết quả phân tích địa chấn địa tầng bồn trũng Phú khánh của Lee và Watkins 11

Hình 1.4: Mặt cắt minh giải địa chấn bồn trũng Phú Khánh, dự án ENRECA 12

Hình 1.5: Cột địa tầng tổng hợp bồn trũng Phú Khánh 20

Hình 1.6: Mô hình hệ thống dầu khí bồn trũng Phú Khánh 23

Hình 2.1: Phân loại các tiêu chí xác định ranh giới bất chỉnh hợp 28

Hình 2.2: Mô hình một số loại đứt gãy kiến tạo: (a) đứt gãy thuận, (b) đứt gãy nghịch, (c) đứt gãy chờm nghịch và (d) đứt gãy trượt bằng 29

Hình 2.3: Minh họa liên kết tài liệu địa chấn và tài liệu giếng khoan 30

Hình 2.4: Đường cong quan hệ giữa miền thời gian và độ sâu 33

Hình 2.5: Hệ thống trầm tích biển thấp với bồn trũng có mép thềm 39

Hình 2.6: Mô hình tập tích tụ của Exxon – Tập kiểu 1 41

Hình 2.7: Mô hình tập tích tụ biển rìa thềm của Exxon – Tập kiểu 2 43

Hình 2.8: Mô hình tập trầm tích: (a) Tập cùng nguồn gốc và (b) Tập Biển tiến – Biển lùi 45

Hình 2.9: Mối quan hệ giữa chu kỳ thay đổi mực nước biển với các hệ thống trầm tích, tập trầm tích và ranh giới phân chia chúng 45

Hình 2.10: Đặc trưng cường độ sóng phản xạ địa chấn 48

Hình 2.11: Một số dạng tướng cấu trúc bên trong tập địa chấn 49

Hình 2.12: Hình dạng tướng địa chấn bên ngoài 52

Hình 2.13: Mô hình tướng trầm tích từ lục địa ra biển 55

Hình 2.14: Mạng lưới tuyến địa chấn 2D và vị trí giếng khoan khu vực nghiên cứu 62

Hình 3.1: Mặt cắt A-A’: Phân chia các ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn bồn trũng Phú Khánh 64

Hình 3.2: Trích đoạn mặt cắt E-E’ thể hiện các bất chỉnh hợp địa chấn 65

Hình 3.3: Trích đoạn mặt cắt G-G’ thể hiện các bất chỉnh hợp địa chấn 66

Hình 3.4: Kết quả giếng khoan C-1X 69

x

Hình 3.5: Kết quả giếng khoan H-1X 70

Hình 3.6: Kết quả giếng khoan T-1X 71

Hình 3.7: Mặt cắt B-B’: liên kết địa chấn - giếng khoan C-1X và H-1X 72

Hình 3.8: Mặt cắt C-C’: liên kết địa chấn - giếng khoan T-1X 72

Hình 3.9: Mặt cắt I-I’ liên kế thềm phía Tây Bắc – Trũng sâu trung tâm - Đới nâng phía Đông Nam 75

Hình 3.10: Mặt cắt H-H’ liên kết từ thềm phía Tây Nam – Trũng sâu trung tâm – Ranh giới phía Đông Bắc bồn trũng 76

Hình 3.11: Mặt cắt K-K’ liên kết từ thềm phía Tây Nam – Trũng sâu trung tâm 77

Hình 3.12: Mặt cắt D-D’ liên kết trũng sâu trung tâm – Đới nâng phía Đông Nam 78 Hình 3.13: Bản đồ cấu trúc nóc móng trước Kanozoi bồn trũng Phú Khánh 83

Hình 3.14: Bản đồ cấu trúc gần nóc Oligocen bồn trũng Phú Khánh 85

Hình 3.15: Bản đồ cấu trúc nóc Miocen hạ bồn trũng Phú Khánh 86

Hình 3.16: Bản đồ cấu trúc nóc Miocen trung bồn trũng Phú Khánh 88

Hình 3.17: Bản đồ cấu trúc nóc Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh 90

Hình 3.18: Bản đồ đẳng dày trầm tích Oligocen bồn trũng Phú Khánh 93

Hình 3.19: Bản đồ đẳng dày trầm tích Miocen hạ bồn trũng Phú Khánh 94

Hình 3.20: Bản đồ đẳng dày trầm tích Miocen trung bồn trũng Phú Khánh 95

Hình 3.21: Bản đồ đẳng dày trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh 96

Hình 4.1: Phân chia các tập và hệ thống trầm tích trong Miocen thượng 100

Hình 4.2: Đường cong thay đổi mực nước biển toàn cầu từ Paleocen đến hiện đại 103

Hình 4.3: Sơ đồ tuyến phân tích tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh 104

Hình 4.4: Mặt cắt tuyến địa chấn G-G’ tướng ven bờ, tướng thềm và vùng vắng mặt trầm tích 106

Hình 4.5: Mặt cắt tuyến địa chấn A-A’ tướng ven bờ, tướng thềm và tướng biển sâu 107

Hình 4.6: Mặt cắt tuyến địa chấn B-B’ tướng thềm và tướng biển sâu 107

Hình 4.7: Mặt cắt địa chấn B’-B” tướng trầm tích biển sâu 108

Hình 4.8: Mặt cắt địa chấn H-H’ tướng ven bờ và tướng thềm 108

Hình 4.9: Mặt cắt địa chấn Q-Q’ tướng biển sâu 109

Hình 4.10: Mặt cắt địa chấn C-C’ tướng biển sâu 109

Hình 4.11: Mặt cắt địa chấn D-D’ tướng biển sâu và vỏ đại dương 110

xi

Hình 4.12: Mặt cắt địa chấn K-K’ tướng biển sâu 110

Hình 4.13: Mặt cắt địa chấn I-I’ tướng biển sâu 111

Hình 4.14: Mặt cắt địa chấn F-F’ tướng biển sâu 111

Hình 4.15: Mặt cắt địa chấn E-E’ tướng lòng sông cổ 112

Hình 4.16: Mặt cắt địa chấn J-J’ tướng lòng sông cổ 112

Hình 4.17: Mặt cắt địa chấn Y-Y’ tướng lòng sông cổ 113

Hình 4.18: Mặt cắt địa chấn L-L’ tướng lòng sông cổ 113

Hình 4.19: Mặt cắt địa chấn M-M’ tướng núi lửa, diapia sét v.v 114

Hình 4.20: Mặt cắt địa chấn N-N’ tướng núi lửa, diapia sét v.v 114

Hình 4.21: Mặt cắt địa chấn P-P’ tướng núi lửa, diapia sét v.v 115

Hình 4.22: Mặt cắt địa chấn R-R’ tướng núi lửa, diapia sét v.v 115

Hình 4.23: Bản đồ phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh 117

1

MỞ ĐẦU

Phú Khánh là bồn trũng trầm tích nước sâu thuộc khu vực thềm lục địa miền Trung Việt Nam Trong giai đoạn từ năm 2007 trở về trước, với đặc thù là khu vực nước sâu, chi phí đầu tư thăm dò khai thác dầu khí cao nên các hoạt động nghiên cứu, tìm kiếm thăm dò dầu khí ở khu vực bồn trũng này còn ít và chưa đồng bộ, tài liệu thu thập được chủ yếu là tài liệu địa chấn 2D được khảo sát chủ yếu trên khu vực thềm nước nông phía Tây bồn trũng Phú Khánh Do đó các công tác nghiên cứu

về địa chất, địa vật lý ở bồn trũng Phú Khánh trong thời kỳ này còn mang tính sơ khai, còn nhiều vấn đề địa chất cần được nghiên cứu làm rõ như việc xác định ranh giới phía Đông của bồn trũng, đặc điểm địa chất, kiến tạo, hệ thống dầu khí v.v

Từ năm 2007 đến nay, có khoảng 20.000km địa chấn 2D, 5.000km2 địa chấn 3D đã được khảo sát bổ sung cùng với việc khoan ba giếng khoan thăm dò dầu khí đầu tiên trên khu vực bồn trũng Phú Khánh Với khối lượng tài liệu mới được bổ sung này, việc chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng dựa trên quan điểm về địa tầng phân tập, minh giải địa chấn, liên kết địa tầng ra khu vực nước sâu trung tâm bồn trũng Phú Khánh là rất cần thiết Công tác phân tích tài liệu thăm dò địa chấn không chỉ làm sáng tỏ đặc điểm hình thái cấu trúc địa chất mà còn giải quyết các nhiệm vụ khác về liên kết địa tầng, thạch học, phân tích tướng, dự báo môi trường lắng đọng trầm tích v.v

Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết kể trên, tác giả đã chọn đề tài nghiên cứu “Phân

vùng tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, thềm lục địa Việt Nam” cho luận án

này

Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu “Phân vùng tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, thềm lục địa Việt Nam” nhắm tới mục tiêu liên kết, chính xác hóa các ranh giới minh giải địa chấn bồn trũng Phú Khánh dựa trên quan điểm địa tầng phân tập Trên cơ sở kết quả

2

minh giải địa chấn sẽ xác định đặc điểm địa tầng phân tập, phân bố tướng địa chấn Miocen thượng và dự báo môi trường lắng đọng trầm tích của bồn trũng Phú Khánh trong thời kỳ này Nội dung luận án sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu sau này ở bồn trũng Phú Khánh nhằm đánh giá tiềm năng dầu khí, xác định các đối tượng tìm kiếm thăm dò cũng như hoạch định chiến lược thăm dò khai thác dầu khí ở khu vực nghiên cứu

Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Sử dụng tài liệu địa chấn 2D và tài liệu địa vật lý giếng khoan bồn trũng Phú Khánh để liên kết, minh giải, chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng chính của bồn trũng theo quan điểm địa tầng phân tập Trên cơ sở kết quả minh giải địa chấn và nghiên cứu địa chất khu vực, tác giả tiến hành phân tích địa chấn địa tầng, xác định đặc điểm phân bố tướng địa chấn và dự báo môi trường lắng đọng trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh

Ý nghĩa khoa học thực tiễn

Đề tài “Phân vùng tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, thềm lục địa Việt Nam” là một công trình nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Việc vận dụng cơ sở phương pháp luận về địa chấn địa tầng dựa trên quan điểm địa tầng phân tập trong điều kiện khu vực nghiên cứu là bồn trũng nước sâu đã góp phần làm sáng tỏ cấu trúc địa chất bồn trũng Phú Khánh, đóng góp khả năng áp dụng phương pháp nghiên cứu này cho các bồn trũng khác ở Việt Nam Việc áp dụng thành công phương pháp nghiên cứu đặc điểm tướng địa chấn và dự báo môi trường trầm tích cho đối tượng trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh đã góp phần làm tăng hiệu quả minh giải địa chấn cũng như làm sáng tỏ mối quan hệ giữa tướng địa chấn với tướng trầm tích trong điều kiện địa chất Việt Nam

Kết quả luận án sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu sau này về tiềm năng dầu khí bồn trũng Phú Khánh Thành quả đạt được trong nghiên cứu có thể giúp các nhà địa

3

chất dầu khí Việt Nam có một cái nhìn tổng quan hơn về tiềm năng dầu khí của bồn trũng Phú Khánh, trên cơ sở đó có thể tiến hành các nghiên cứu chi tiết hơn nhằm hoạch định chiến lược thăm dò khai thác dầu khí ở khu vực bồn trũng nước sâu này

Luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Việc áp dụng phương pháp địa chấn địa tầng trên quan điểm địa

tầng phân tập kết hợp với phương pháp minh giải địa chấn cấu trúc truyền thống đã cho phép chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng chính của bồn trũng Phú Khánh với đầy đủ cơ sở khoa học và thực tiễn Dựa trên cơ sở kết quả minh giải các ranh giới địa chấn đã xây dựng được bản đồ cấu trúc cho các ranh giới nóc móng trước

Đệ tam, gần nóc Oligocen, nóc Miocen hạ, bất chỉnh hợp Miocen giữa và nóc Miocen thượng; xác định được bề dày trầm tích các tập và phân vùng cấu trúc bồn trũng Phú Khánh

Luận điểm 2: Lần đầu tiên xác định được đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích

Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh và phân chia tập này thành bốn chu kỳ trầm tích nhỏ hơn, bao gồm các vi tập T1, T2, T3 và T4 Trên cơ sở đó đã phân tích đặc điểm, phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường lắng đọng trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh, bao gồm 05 vùng: I - tướng ven bờ, II - vùng thềm, III - vùng biển sâu, IV - vùng vắng trầm tích và V - vùng hiện diện các thành tạo núi lửa, diapia sét v.v

Điểm mới của luận án

1) Xác định các bề mặt bất chỉnh hợp địa chấn bồn trũng Phú Khánh và chính xác hóa các ranh giới địa tầng chính (RG1-RG5) trên toàn khu vực bồn trũng Từ kết quả minh giải địa chấn đã xây dựng được bản đồ cấu trúc của bồn trũng Phú Khánh qua các thời kỳ: nóc Móng trước đệ tam, gần nóc Oligocen, nóc Miocen hạ, nóc Miocen trung và nóc Miocen thượng; xác định được chiều dày các tập trầm tích Oligocen, Miocen hạ, Miocen trung và Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh

4

2) Xác định được đặc điểm địa chấn địa tầng trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh và phân chia tập này thành bốn chu kỳ trầm tích bậc nhỏ hơn bao gồm gồm các vi tập T1-T4; mỗi chu kỳ trầm tích được phân chia thành các hệ thống trầm tích biển thấp (LST), hệ thống biển tiến (TST) và hệ thống biển cao (HST) theo quan điểm mô hình tập tích tụ của Exxon (1997)

3) Xác định đặc điểm và phân vùng tướng địa chấn tập Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh, trên cơ sở đó dự báo được môi trường lắng đọng trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh bao gồm 05 vùng: I - tướng ven bờ, II - vùng thềm, III - vùng biển sâu, IV - vùng vắng trầm tích và V - vùng hiện diện các thành tạo núi lửa, diapia sét v.v

Kết cấu của luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các bảng biểu, hình vẽ, mục lục, danh mục các công trình công bố, danh mục tài liệu tham khảo, luận án bao gồm 4 chương, 125 trang đánh máy với 64 hình vẽ và 02 bảng số liệu Các chương mục chính của luận án như sau:

Mở đầu

Chương 1 Tổng quan về bồn trũng Phú Khánh

Chương 2 Phương pháp nghiên cứu và cơ sở dữ liệu

Chương 3 Đặc điểm cấu trúc địa chất bồn trũng phú khánh trên cơ sở minh giải tài liệu địa chấn

Chương 4 Phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh

Kết luận

5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH

Phú Khánh là bồn trũng trầm tích nước sâu ở thềm lục địa miền Trung Việt Nam Trong giai đoạn trước năm 2007, các hoạt động nghiên cứu, tìm kiếm thăm dò dầu khí khu vực bồn trũng Phú Khánh còn thưa thớt và chưa đồng bộ Tài liệu thu được từ các dự án khảo sát địa vật lý trong thời kỳ này đã được thu thập để xử lý, phân tích, minh giải nhằm phục vụ công tác xây dựng các bản đồ cấu trúc chủ yếu cho lát cắt Đệ tam nhằm sơ bộ đánh giá tiềm năng dầu khí của bồn trũng Do khối lượng tài liệu địa vật lý thu thập được trong giai đoạn này còn ít, chưa có tài liệu địa chấn, giếng khoan ở khu vực nước sâu trung tâm bồn trũng nên còn nhiều vấn đề về địa chất cần được nghiên cứu làm rõ cho bồn trũng Phú Khánh như chính xác hóa các ranh giới địa tầng, liên kết địa tầng khu vực nước sâu trung tâm bồn trũng, xác định hình thái cấu trúc địa chất, đặc điểm kiến tạo, nghiên cứu đặc điểm tướng, dự báo môi trường trầm tích v.v

Từ năm 2007 đến nay, đã có trên 20.000km tuyến địa chấn 2D và khoảng 5.000km2 địa chấn 3D được khảo sát trong khu vực bồn trũng Phú Khánh Trong các năm từ 2009-2011 đã có thêm 03 giếng khoan thăm dò được khoan trong khu vực thềm nước nông phía Tây bồn trũng Phú Khánh với các phát hiện và biểu hiện dầu khí khác nhau

Trong nội dung chương này, tác giả sẽ trình bày một cách khái quát về đặc điểm địa chất kiến tạo của bồn trũng Phú Khánh theo các kết quả các nghiên cứu địa chất địa vật lý đạt được đến thời điểm hiện tại, xác định được các vấn đề địa chất chưa được làm rõ trong các nghiên cứu trước đây ở bồn trũng Phú Khánh Trên cơ

sở nghiên cứu các tài liệu địa chấn và giếng khoan mới được bổ sung từ năm 2007 đến nay, tác giả sẽ xác định các mục tiêu cần giải quyết trong đề tài nghiên cứu này

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí, cấu trúc bồn trũng Phú Khánh và khu vực lân cận [6]

7

Bồn trũng trầm tích Phú Khánh có một vị trí quan trọng đối với việc phát triển kinh tế khu vực, các phát hiện dầu khí hiện nay và nguồn dầu khí tiềm năng ở bồn trũng Phú Khánh được đánh giá sẽ cung cấp cho cả một khu vực miền trung Trung

Bộ rộng lớn, làm động lực thúc đẩy nền kinh tế khu vực cũng như góp phần phát triển kinh tế cả nước Về mặt cấu trúc địa chất thì đây là nơi gắn liền với địa khối Kon Tum, đồng thời tập trung tiêu biểu của các hoạt đông kiến tạo như: trượt bằng, tách dãn, đứt gãy tạo các khối sụt qua các thời gian khác nhau [6] Các nghiên cứu khoa học, các hoạt động thăm dò khai thác dầu khí ở khu vực bồn trũng nước sâu Phú Khánh góp phần khẳng định chủ quyền biển đảo thiêng liêng của tổ quốc

1.1.2 Địa hình đáy biển

Địa hình đáy biển trong khu vực bồn trũng Phú Khánh rất phức tạp Thềm lục địa, sườn lục địa và chân lục địa với các hố sụt và khối nâng địa phương Mực nước biển thay đổi trong khoảng từ 0m đến hơn 3.000m

Thềm lục địa ở bồn trũng Phú Khánh có đặc trưng là thềm kiến tạo phân bậc,

có bề rộng hẹp, do hoạt động của các đứt gãy hướng á vĩ tuyến khống chế Hoạt động đứt gãy này đã làm cho móng của thềm lục địa trượt theo khối về phía trung tâm, tạo cho địa hình đáy bể có dạng bậc thang chuyển tiếp về phía trũng sâu Thềm lục địa Phú Khánh bao gồm các phần thềm lục địa, sườn lục địa và chân thềm lục địa Nhìn chung thềm ở khu vực này là một đơn nguyên tương đối bằng phẳng cho đến độ sâu nước biển khoảng 200m, một bậc kế tiếp đến độ sâu 300-350m Toàn bộ thềm lục địa được hình thành trên cấu trúc granit có bề dày cỡ trên 10km Ngoài các đồng bằng tích tụ ven biển, thì còn những trũng nhỏ kế tiếp nhau tạo thành sự đa dạng về mặt hình thái của địa hình thềm lục địa Từ điểm đổ dốc cách bờ khoảng 50km với độ sâu khoảng 200m (đỉnh) cho đến xa bờ 300km với độ sâu trên 3.000m (đáy) là sườn lục địa, là nơi chuyển tiếp của thềm lục địa xuống trũng sâu Biển Đông Sườn lục địa được tạo thành từ sự sụt trượt do các hoạt động đứt gãy tạo thành như đã nói ở trên, có độ dốc thay đổi từ vài độ đến vài chục độ như ở trũng trung tâm Phú Khánh, địa hình đa dạng, phức tạp và mức độ phân cắt lớn hơn rất

8

nhiều so với thềm lục địa với sự xuất hiện của các núi ngầm (các khối nhô cao granit, các núi lửa trẻ v.v.) và các kênh ngầm (cayon) Ngoài các tướng trầm tích có nguồn gốc lục nguyên, trong khu vực sườn lục địa còn có sự hiện diện của các thành tạo san hô và phun trào bazan Khu vực sâu nhất của sườn lục địa là vùng trũng trung tâm Phú Khánh với độ sâu nước đến trên 3.000m cách bờ khoảng 200km, hình thái bề mặt đáy biển bằng phẳng giống như đồng bằng biển thẳm của đới tách dãn, song nó hoàn toàn không phải là phần của trũng sâu Biển Đông vì cấu trúc vẫn còn là lớp vỏ lục địa Cũng chính vì thế mà “đồng bằng” này được xem như một phần của lục địa Phú Khánh bị nhấn chìm [6, 7]

1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU THĂM DÒ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH

Lịch sử tìm kiếm thăm dò bồn trũng Phú Khánh có thể chia làm 2 giai đoạn trước và sau năm 2007 như sau [6]:

1.2.1 Giai đoạn trước năm 2007

Trong giai đoạn này, chủ yếu là công tác nghiên cứu địa chất phần đất liền, sát phía Tây bồn trũng Phú Khánh, do các nhà địa chất Pháp thực hiện, bao gồm khảo sát, lập bản đồ tỷ lệ 1:500.000 vùng Đà Nẵng (1935), Nha Trang (1937) và Quy Nhơn (1942) Điểm lộ dầu lần đầu tiên được phát hiện vào 1920-1923 tại đầm Thị Nại (Quy Nhơn)

Năm 1944 các nhà địa chất Pháp đã khoan tìm kiếm tại đầm Thị Nại nhưng không còn tài liệu để lại

Từ 1944-1964, Saurin đã nghiên cứu điểm lộ dầu ở đầm Thị Nại và kết luận rằng nguồn dầu không phải từ Neogen mà có lẽ từ các lớp Sapropel giàu tảo (algae)

ở vịnh Qui 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

Các nghiên cứu trên phần đất liền được nhiều nhà địa chất Việt Nam tiến hành

từ năm 1977 đến 2007 bao gồm các nghiên cứu như phân tích các mẫu ở vùng đầm Thị Nại và cho thấy loại dầu ở vết lộ tương tự với dầu trong đá carbonat tuổi Miocen ở giếng khoan 119-CH-1X và cho rằng dầu lộ có thể có nguồn gốc từ phần sâu của bồn trũng Phú Khánh dịch chuyển lên qua các đứt gãy trong vùng [2, 3, 9,

11, 27]

Năm 1998, Lee và Watkins [20] đã có một nghiên cứu sơ bộ về địa chấn địa tầng và tiềm năng dầu khí ở bồn trũng Phú Khánh dựa trên một số lượng ít các tuyến địa chấn 2D cũ thu nổ từ những năm 1993 ở khu vực thềm nước nông phía Tây bồn trũng Phú khánh, chưa có tài liệu địa chấn ở khu vực trung tâm bồn trũng vào thời kỳ này (hình 1.2)

Kết quả nghiên cứu trong bài báo của Lee và Watkins đã sơ bộ phân chia được sáu (06) ranh giới địa tầng và phân chia địa tầng bồn trũng Phú Khánh thành 05 tập địa chấn (hình 1.3), bao gồm:

Tập 1: Giới hạn bởi SB1 (móng trước đệ tam) và SB2 (nóc Oligocen hạ)

Tập 2: Giới hạn bởi SB2 (nóc Oligocen hạ) và SB3 (nóc Oligocen)

Tập 3: Giới hạn bởi SB3 (nóc Oligocen) và SB4 (nóc Miocen hạ)

Tập 4: Giới hạn bởi SB4 (nóc Miocen hạ) và SB5 (nóc Miocen trung)

10

Tập 5: Giới hạn bởi SB5 (nóc Miocen trung) và SB6 (nóc Miocen)

Hình 1.2: Sơ đồ tuyến địa chấn trong nghiên cứu Lee và Watkins [20]

Mặc dù đã sơ bộ phân chia được một vài mặt cắt địa chấn trong bồn trũng Phú Khánh thành 06 ranh giới như hình 1.3, tuy nhiên nghiên cứu của Lee and Watkin [20] đã không thể liên kết và vẽ bản đồ các tầng này cho toàn khu vực nghiên cứu

do bởi chỉ có một số tuyến địa chấn 2D được sử dụng trong nghiên cứu với mạng lưới tuyến còn quá thưa (hình 1.2) Việc liên kết xác định tuổi địa chất của bồn trũng Phú Khánh trong nghiên cứu này được dự báo hoàn toàn theo đường cong

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 bồn trũng Phú Khánh Cũng trong thời gian này, dự án ENRECA [5, 33] 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 bồn trũng Phú Khánh, trong đó có tập trung nghiên cứu sâu về địa hoá và trầm tích

12

của khu vực đầm Thị Nại và trũng Sông Ba, phần đất liền kề với bồn trũng Phú Khánh Về cơ sở dữ liệu của dự án ENRECA [5] thì bồn trũng Phú Khánh trong thời kỳ này đã được bổ sung khá nhiều tài liệu địa chấn so với trong nghiên cứu của Lee and Watkin [20] trước đây Tuy nhiên, các tài liệu địa chấn 2D sử dụng trong nghiên cứu chủ yếu được thu nổ đan dày thêm tại khu vực thềm nước nông phía Tây bồn trũng, chưa có tài liệu địa chấn ở khu vực trung tâm bồn trũng và cũng chưa có giếng khoan nào được thi công ở bồn trũng Phú Khánh trong thời gian này [5] Kết quả minh giải địa chấn trong dự án ENRECA (hình 1.4) đã phân chia bồn trũng Phú khánh (thời kỳ bấy giờ) thành 04 tập trầm tích với các ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn SH1 (nóc móng âm học), SH2 (nóc Oligocen), SH3 (nóc Miocen sớm), SH4 (nóc Miocen giữa) và SH5 (nóc Miocen) Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu này còn thiếu sự kiểm tra bởi các giếng khoan trong khu vực bồn trũng Phú Khánh, cũng như chưa có tài liệu địa chấn để liên kết minh giải địa tầng ra khu vực trung tâm và phía Đông bồn trũng Phú Khánh

Hình 1.4: Mặt cắt minh giải địa chấn bồn trũng Phú Khánh, dự án ENRECA [5]