THUYẾT MINH ĐỀ TÀI ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ ĐO ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 3D TRÊN ĐẤT LIỀN PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT, ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ KHOÁNG SẢN ẨN SÂU

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNGTỔNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN VẬT LÝ – ĐỊA CHẤT THUYẾT MINH ĐỀ TÀI ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ ĐO ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 3D TRÊN ĐẤT LIỀN PHỤC VỤ NGHIÊN C

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TỔNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

LIÊN ĐOÀN VẬT LÝ – ĐỊA CHẤT

THUYẾT MINH ĐỀ TÀI

ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ ĐO ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 3D TRÊN ĐẤT LIỀN PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT, ĐIỀU TRA ĐÁNH

GIÁ KHOÁNG SẢN ẨN SÂU

Mã số: TNMT.2017.03.08

(Kèm theo Quyết định số1412/QĐ-BTNMT ngày 12 tháng 06 năm 2017 của Bộ Tài

nguyên và Môi trường)

  

Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Vân Sang

Cơ quan chủ quản: Bộ Tài nguyên và Môi trường Đơn vị chủ trì thực hiện: Liên đoàn Vật lý – Địa chất

Hà Nội, 2017

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TỔNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

LIÊN ĐOÀN VẬT LÝ – ĐỊA CHẤT

THUYẾT MINH ĐỀ TÀI

ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ ĐO ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 3D TRÊN ĐẤT LIỀN

PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT, ĐIỀU TRA ĐÁNH

GIÁ KHOÁNG SẢN ẨN SÂU

Mã số: TNMT.2017.03.08

(Kèm theo Quyết định số 1412/QĐ-BTNMT ngày 12 tháng 06 năm 2017 của Bộ Tài

nguyên và Môi trường)

  

CƠ QUAN CHỦ TRÌ

Nguyễn Vân Sang

Hà Nội, 2017

THUYẾT MINH NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

I THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

1 Tên đề tài: Áp dụng công nghệ đo địa chấn phản xạ 3D

trên đất liền phục vụ nghiên cứu cấu trúc địa chất, điều tra

đánh giá khoáng sản ẩn sâu

1a Mã số (được cấp khi Hồ sơ

trúng tuyển)

TNMT.2017.03.08

2 Thời gian thực hiện: 30 tháng

(Từ tháng 7/2017 đến tháng 12/2019)

3 Tổng kinh phí thực hiện: 2.500.000.000 đồng, trong đó:

- Từ nguồn tự có của tổ chức

- Từ nguồn khác

4 Phương thức khoán chi:

Khoán đến sản phẩm cuối cùng Khoán từng phần, trong đó:

- Kinh phí khoán: 2.162.652.548

- Kinh phí không khoán: 337.347.452

5 Thuộc Chương trình khoa học và công nghệ cấp Bộ “Nghiên cứu khoa học và công

nghệ nhằm nâng cao năng lực điều tra cơ bản địa chất, khoáng sản, đánh giá giá trị kinh tế khoáng sản và bảo tồn di sản địa chất phục vụ phát triển bền vững đất nước”

Họ và tên: Nguyễn Vân Sang

Ngày, tháng, năm sinh: 06/6/1976 Giới tính: Nam

Học hàm, học vị/ Trình độ chuyên môn: Thạc sĩ Kỹ thuật địa vật lý

Chức danh khoa học: Không có Chức vụ: Phó đoàn trưởng

Điện thoại:

Tổ chức: 024 38540 448 Nhà riêng: Mobile: 0949328789

Fax: 024 38542 223 E-mail: nguyenvansang0606@gmail.com

Tên cơ quan đang công tác: Đoàn địa vật lý Biển, Liên đoàn Vật lý địa chất

Địa chỉ cơ quan: KM 9 đường Nguyễn Trãi – Thanh Xuân – Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: số 24B9 TT Đại học sư phạm 1, Dịch Vọng Hậu, Cầu Giấy, Hà Nội

8 Thư ký đề tài

Họ và tên: Nguyễn Quang Chiến

Ngày, tháng, năm sinh: 1985 Giới tính: Nam

Học hàm, học vị/ Trình độ chuyên môn: Thạc sỹ kỹ thuật địa vật lý

Chức danh khoa học: Không có Chức vụ:

Điện thoại:

Tổ chức: 024 37821741 Nhà riêng: Mobile: 0985.999.226

Fax: 024 38542 223 E-mail: chiennq2206@gmail.com

Tên cơ quan đang công tác: Đoàn địa vật lý Biển, Liên đoàn Vật lý địa chất

Địa chỉ cơ quan: KM 9 đường Nguyễn Trãi – Thanh Xuân – Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: Số 28 ngõ 196, Phú Diễn, P Phúc Diễn, Q Bắc Từ Liêm, Hà Nội

9 Tổ chức chủ trì đề tài

Tên cơ quan chủ trì đề tài: Liên đoàn Vật lý Địa chất - Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Điện thoại: 024 38540 448 Fax: 024 38542 223

E-mail:

Website:

Địa chỉ: Km9 Nguyễn Trãi - Thanh Xuân - Hà Nội Họ và tên thủ trưởng cơ quan: Lại Mạnh Giàu Số tài khoản: 9527.01.1054209 Kho bạc nhà nước/Ngân hàng: Kho bạc Nhà nước Hà Đông Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Tài nguyên và Môi trường 10 Các tổ chức phối hợp chính thực hiện đề tài 1 Tổ chức 1 :

Tên cơ quan chủ quản :

Điện thoại: Fax:

Địa chỉ:

Họ và tên thủ trưởng tổ chức:

Số tài khoản:

Ngân hàng:

2 Tổ chức 2 :

Tên cơ quan chủ quản

Điện thoại: Fax:

Địa chỉ:

Họ và tên thủ trưởng tổ chức:

Nội dung, công việc chính tham

gia

Thời gian làm việc cho đề tài

(Số tháng quyđổi

Dũng Liên đoàn Vật lý Địa chấtThành viên Nội dung 1, 2, 4, 5 và 6 2

II MỤC TIÊU, NỘI DUNG KH&CN VÀ PHƯƠNG ÁN TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

12 Mục tiêu của đề tài

Xây dựng quy trình kỹ thuật đo địa chấn phản xạ 3D trên đất liền phục vụ nghiên cứu cấu trúc địa chất và điều tra, đánh giá khoáng sản ẩn sâu

13 Tình trạng đề tài

2 Một (01) tháng quy đổi là tháng làm việc gồm 22 ngày, mỗi ngày làm việc gồm 8 tiếng

Mới Kế tiếp hướng nghiên cứu của chính nhóm tác giả

Kế tiếp nghiên cứu của người khác

14 Tổng quan tình hình nghiên cứu, luận giải về mục tiêu và những nội dung nghiên cứu của đề tài

14.1 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài

Ngoài nước

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật ghi số và các phương pháp xử lý số liệu hiện đại, từ những năm

70 các nhà địa vật lý đã quan tâm đến nghiên cứu địa chấn trong không gian 3 chiều và đến nayphương pháp địa chấn 3D đã có bước phát triển rất nhanh chóng

Năm 1970, Walton đã nêu quan điểm về địa chấn 3D Năm 1975 lần đầu tiên tiến hành khảo sátđịa chấn 3D và sau đó năm 1976 Bone, Giles và Tegland đã giới thiệu công nghệ mới về địa chấn3D ra thế giới Từ năm 1977, Tegland đã sử dụng địa chấn 3D phục vụ việc phát triển mỏ(Brown,1986; Tegland, 1977; Walton, 1972…)

Các kết quả thực tế nhiều năm qua chứng minh rằng khảo sát địa chấn 3D cho kết quả về địa chất

rõ ràng, chính xác và có hiệu quả kinh tế cao, cho phép giảm bớt các giếng khoan không cần thiết,tăng trữ lượng khai thác trên cơ sở phát hiện các tầng chứa bị bỏ sót Việc áp dụng địa chấn 3Dkhông chỉ được quan tâm trong giai đoạn tìm kiếm thăm dò mà cả trong các giai đoạn khai thác vàphát triển mỏ

Hiện nay hầu như trên 80% chi phí của thăm dò địa chấn trên thế giới được đầu tư cho địa chấn 3D.Giá thành địa chấn 3D rẻ hơn so với chịu phí tổn cho một giếng Sự khác biệt về giá thành so vớiđịa chấn 2D chắc chắn sẽ giảm xuống khi đồng thời thực hiện các tuyến nổ song song và xử lý cáctuyến ngang mà không cần các tuyến nổ

Hình 1 Lát cắt thẳng đứng và bình đồ thời gian trong địa chấn 3D.

a Mô hình khối; b Bình đồ thời gian (time slice) và các lát cắt thẳng đứng

Trong thu nổ địa chấn phản xạ 3D hầu hết các thao tác thực địa của việc thu nhận tài liệu địa chấn2D đều có thể áp dụng cho địa chấn 3D Khác với địa chấn 2D chỉ cần thu nổ trên cùng tuyến, trongđịa chấn 3D cần thu nổ đồng thời trên nhiều tuyến khác nhau

Trong khảo sát địa chấn 3D trên biển có thể sử dụng một tàu với 1 hoặc 2 nguồn nổ và một số cápthu Có thể bố trí đồng thời 2 tàu với số nguồn nổ và cáp thu tăng lên Trên hình 2 mô tả hình ảnh

bố trí thu nổ khi sử dụng số lượng tầu, nguồn nổ và số cáp thu khác nhau Thí dụ trên hình 2h làhình ảnh bố trí 2 tàu với 4 nguồn nổ, 4 tuyến thu đồng thời

Hình 2 Thăm dò địa chấn với số tuyến phát và thu khác nhau:

a 1 tuyến phát và thu (địa chấn 2D); b 2 tuyến phát 1 tuyến thu, c 1 tuyến phát 2 tuyến thu; d 2 tuyến phát 2 tuyến thu; e 1 tuyến phát 3 tuyến thu; g 2 tuyến phát 3 tuyến thu; h 2 tàu, 4 tuyến

phát và 4 tuyến thu

Trong khảo sát địa chấn 3D trên đất liền hệ thống thu nổ rất đa dạng tùy theo đối tượng nghiên cứu,điều kiện địa hình, giá thành sản phẩm mà tính toán bố trí các tuyến thu nổ cho hợp lý Hình 3 bêndưới là hệ thống thu nổ địa chấn 3D trên đất liền với diện tích 4,8km x 1,2km

Hình 3: Hệ thống thu nổ 3D với 4 tuyến thu mỗi tuyến 120 nhóm máy thu cách nhau 40m, tuyến

cách tuyến 400m

Ở trên đất liền người ta thường sử dụng các hệ thống thu nổ như sau:

Hình 4: Hệ thống thu nổ địa chấn 3D trên đất liền dạng lưới

Hình 5: Hệ thống thu nổ địa chấn 3D trên đất liền dạng xếp gạch

Hình 6: Hệ thống thu nổ địa chấn 3D trên đất liền dạng zích zắc

Hình 7: Hệ thống thu nổ địa chấn 3D trên đất liền dạng ngẫu nhiên Cộng sóng theo tập hợp điểm giữa chung

Với địa chấn 3D người ta tiến hành nổ tại 1 điểm và thu theo mảng máy thu (hinh 8), giữ nguyênkích thước mảng máy thu này tịnh tiến đến quả nổ tiếp theo Mỗi 1 quả nổ ta sẽ thu được băng sóngnhư hình 9 dưới đây

Hình 8: Một điểm nổ chung và mảng máy thu

Hình 9: 1 Băng địa chấn 3D điểm nổ chung

Trong xử lý địa chấn 2D, các mạch địa chấn được cộng theo “điểm giữa chung”, còn trong xử lýđịa chấn 3D do nổ và thu trên các tuyến khác nhau nên cần tiến hành cộng sóng theo một tập hợpcác điểm giữa chung nằm trong một ô diện tích hình chữ nhật Số lượng các điểm giữa chung trongcác ô có khác nhau tuỳ thuộc vào kích thước ô chữ nhật và số lần bội khi cộng sóng Người ta gọicác ô chữ nhật này là “ô nhỏ chung” (common- cell) (hình 10)

Hình 10: Giá trị bội cộng và các ô nhỏ chung

Trong thực tế kích thước của các ô này theo hướng tuyến bằng nửa khoảng cách giữa các nhómmáy thu (tương đương khoảng cách giữa các “điểm giữa chung” trong xử lý 2D) và kích thước theohướng ngang bằng khoảng cách giữa các tuyến

Việc cộng sóng trong địa chấn 3 chiều theo tập hợp các điểm trong một ô có diện tích như vậy cóhiệu quả cao hơn nhiều so với cộng sóng theo từng điểm giữa chung trong địa chấn 2D vì nó tănghiệu ứng thống kê và là đại diện cho 1 diện tích

Các công trình và nghiên cứu dưới đây rất có giá trị cho các nghiên cứu của đề tài:

Brown A.R., 1991, Interpretation of Three- Dimensional Seismic Data, APPG , Memoir 42 Walton G.G., 1972, 3D Seismic Method, Geophysics , Vol.37

Thiết kế thu nổ địa chấn 3D Gijs J O Vermeer, 3D Seismic Survey Design

Xử lý tài liệu địa chấn O Yilmaz, Seismic Data Processing, SEG, 1987.

Petersen C, Brakensiek H and Papaterpos M: “Mixed – Terrain 3D Seismics in the Naetherlans”,

Oilfield Review 4, no 3 (july 1992): 33-44

Trong nước

Ở Việt nam, các bể trầm tích liên quan đến tiềm năng dầu khí có đặc điểm cấu trúc địa chất rấtphức tạp, phương pháp địa chấn 3D đã được áp dụng từ những năm đầu 90 nhằm nâng cao hiệu quảthăm dò tỷ mỷ và phục vụ đánh giá trữ lượng dầu khí ở các vùng mỏ thuộc bể Cửu Long, Nam CônSơn, Malay- Thổ Chu Khối lượng thăm dò địa chấn phản xạ 3D ở nước ta do Tập đoàn dầu khíQuốc gia Việt Nam tiến hành trên biển tính đến năm 2013 khoảng 84 ngàn km2 Việc thu nổ địachấn phản xạ 3D trên đất liền tại nước ta chưa được tiến hành

Hiện tại, trong đề án “Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng”,phương pháp địa chấn phản xạ 2D đang được thực hiện nhằm nghiên cứu cấu trúc, phát hiện đứtgãy, phân chia và liên kết các tập, tầng chứa than vùng đồng bằng Sông Hồng, bước đầu đã thuđược nhiều kết quả Với những ưu điểm của phương pháp địa chấn phản xạ 3D việc nghiên cứu ứngdụng vào thực tế trên đất liền là hết sức cần thiết

Hiện nay, công tác thu nổ, xử lý và minh giải số liệu địa chấn đều thực hiện theo các quy định kỹthuật do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành Các quy định kỹ thuật này được xây dựng trên cơ

sở những nguyên tắc chung nhất và phù hợp khi sử dụng những kỹ thuật (phần cứng và phần mền)

có từ trước năm 2000 Như vậy, các kỹ thuật mới (trong nhiều công đoạn) của phương pháp địachấn phản xạ trên đất liền (cả trong phần cứng lẫn phần mền) ở nước ta còn chưa được cập nhật,đưa vào ứng dụng trong điều tra cơ bản địa chất, tìm kiếm đánh giá khoáng sản

14.2 Luận giải về việc đặt ra mục tiêu và những nội dung cần nghiên cứu của đề tài

Những ưu điểm của phương pháp địa chấn phản xạ 3D

Trong thăm dò địa chấn nếu mặt ranh giới không nằm ngang thì vị trí ranh giới xác định theo độsâu tiếng vang (vuông góc với mặt ranh giới) lại được biểu diễn theo phương thẳng đứng nên sẽ sailệch so với vị trí thực Để giải quyết vấn đề này, cần tiến hành “dịch chuyển địa chấn” nhằm dịchchuyển vị trí mặt ranh giới về đúng vị trí thực của nó Trên hình 11a minh hoạ mặt ranh giới bịnâng lên hoặc tạo ra hiện tượng thắt nút (hình 11b) trên lát cắt nếu không tiến hành dịch chuyển địachấn

Hình11: Hình ảnh vị trí mặt ranh giới phản xạ bị sai lệch nếu không dịch chuyển địa chấn và vị trí thực sau khi dịch chuyển địa chấn:

a Mặt ranh giới nông hơn thực tế, b Xuất hiện hiện tượng “thắt nút”

Trong địa chấn 2D việc dịch chuyển địa chấn chỉ đúng khi tuyến quan sát nằm theo đường hướngdốc của mặt ranh giới Nếu tuyến nằm theo hướng khác thì “dịch chuyển địa chấn” ít tác dụng vìyếu tố phản xạ nằm ngoài lát cắt Trong môi trường địa chất phức tạp và tuyến quan sát có hướng

bất kỳ “dịch chuyển địa chấn” 2D bị hạn chế và điều này cần được khắc phục trong phương phápđịa chấn 3 chiều.

Để làm sáng tỏ sự cần thiết phải áp dụng địa chấn 3D, chúng ta xét mô hình biểu diễn trên hình 12,trong mô hình này tồn tại một mặt ranh giới phẳng nghiêng

Hình 12: Mô hình môi trường có một mặt ranh giới nghiêng trong không gian 3 chiều

Khi quan sát dọc theo đường hướng dốc (tuyến A) các yếu tố phản xạ đều nằm trong lát cắt thẳng đứng điqua tuyến, không có yếu tố nào bên ngoài lát cắt ảnh hưởng đến quá trình dịch chuyển 2D do đó các giảthiết về ranh giới cần xác định là chính xác Sau dịch chuyển địa chấn, điểm D’ tưởng như nằm trên mặtranh giới được dịch chuyển đến vị trí thực D (hình 13a)

Hình 13: Dịch chuyển địa chấn theo tuyến A (a) và theo tuyến B (b)

Xét tuyến B dọc theo đường phương (thẳng góc với đường hướng dốc và cắt tuyến A tại điểm M) Sóngphản xạ tại điểm D’ trên mặt ranh giới đều được ghi trên giao điểm X của 2 tuyến Tuy nhiên, trên tuyến

B điểm phản xạ nằm ngoài lát cắt thẳng đứng nên sau khi dịch chuyển vị trí D’ vẫn giữ nguyên, nghĩa làmặt cắt trước và sau dịch chuyển 2D không có gì thay đổi Khi liên kết tuyến A và tuyến B sau dịchchuyển vẫn có sai lệch (hình 13b)

Một số hình ảnh các yếu tố phản xạ nằm ngoài lát cắt khi tuyến bố trí theo hướng uốn nếp được minh hoạtrên các hình 14a và 14b Rõ ràng các ranh giới thể hiện trên lát cắt địa chấn 2 chiều không phản ảnh đúngranh giới thực

Hình 14 Các yếu tố phản xạ nằm ở sườn nếp uốn ngoài lát cắt qua tuyến:

a Tuyến song song với sườn nếp uốn; b Ttuyến không song song với sườn nếp uốn

Các bề mặt ranh giới thường có các hướng dốc khác nhau và hướng tuyến thường là bất kỳ Ví dụtuyến C (hình 12) có góc dốc biểu kiến nhỏ hơn góc dốc thực Như vậy, sau khi dịch chuyển, tuỳtheo hướng tuyến khác nhau mà điểm D’ được dịch chuyển về các vị trí khác nhau Trên tuyến A có

vị trí thực là D trên tuyến B vị trí D’ vẫn giữ nguyên và trên tuyến C điểm D’ được chuyển về D”.Một sự dịch chuyển khác theo hướng thẳng góc với tuyến C sẽ cho phép dịch chuyển D” về D làđiểm phản xạ thực trên mặt ranh giới (hình 15)

Hình15: Dịch chuyển điểm D theo các hướng tuyến khác nhau

Như vậy, nếu chỉ tiến hành địa chấn 2 chiều (theo tuyến) thì việc xác định vị trí mặt ranh giới theocác hướng tuyến khác nhau sau khi địch chuyển địa chấn có kết quả khác nhau, điều này gây khókhăn rất lớn khi liên kết tài liệu và hạn chế độ chính xác khi xây dựng bản đồ, đặc biệt là nhữngvùng có cấu trúc địa chất phức tạp

Khi áp dụng địa chấn 3D, với việc quan sát nhiều tuyến trong không gian, các thông tin được phảnánh trên cả tuyến dọc và tuyến ngang với mạng lưới tuyến rất dày (thí dụ 2525m) cho phép khôngnhững hạn chế tối đa các loại nhiễu mà còn có thể khắc phục những hạn chế nêu trên So với dịchchuyển 2D thì dịch chuyển địa chấn 3D có độ chính xác cao hơn

Mục tiêu của đề tài là: Xây dựng quy trình kỹ thuật đo địa chấn phản xạ 3D trên đất liền phục vụnghiên cứu cấu trúc địa chất và điều tra, đánh giá khoáng sản ẩn sâu Chúng tôi đặt ra mục tiêu nàydựa trên các cơ sở sau:

- Về mặt quản lý nhà nước: Tại Quyết định số 1388/QĐ-TTg ngày 13 tháng 8 năm 2013 củaThủ tướng Chính phủ ban hành Quy hoạch điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản đến năm

2020, định hướng đến năm 2030 đã ghi: “Ưu tiến công tác đánh giá tiềm năng tài nguyên

từng loại, nhóm khoáng sản quan trọng, đặc biệt là trong các cấu trúc địa chất có triển vọng khoáng sản đến độ sâu 500m và một số vùng đến 1000m nhằm làm rõ tiềm năng từng

loại khoáng sản phục vụ thăm dò, khai thác chế biến sử dụng và dự trữ khoáng sản quốc gia hợp lý” Như vậy việc tăng chiều sâu nghiên cứu là cần thiết và phù hợp với định hướng của

Chính phủ Trong khi đó, phương pháp địa chấn nói chung và địa chấn phản xạ 3D nói riêng

là phương pháp địa vật lý có ưu thế về chiều sâu nghiên cứu so với những phương phápkhác

- Về mặt ứng dụng: Địa chấn phản xạ 3D ở nước ta từ trước tới nay chỉ được Tập đoàn dầukhí Quốc gia Việt Nam tiến hành trên biển trong thăm dò dầu khí, nên việc nghiên cứu ápdụng phương pháp trên đất liền là rất cần thiết

- Về máy móc thiết bị: đã được trang bị tương đối hiện đại, đủ để thực hiện các khảo sát địachấn phản xạ 3D

- Về phương pháp xử lý: gần đây trên thế giới đã phát triển nhiều phương pháp tính toán, xử

lý mới mang lại hiệu quả cao cả về kỹ thuật lẫn kinh tế, chúng ta chưa có điều kiện nghiêncứu áp dụng để triển khai trong khi sử dụng những quy định kỹ thuật tương đối lạc hậu Như vậy hướng nghiên cứu, xây dựng quy trình kỹ thuật đo địa chấn phản xạ 3D trên đất liền phục

vụ nghiên cứu cấu trúc địa chất và điều tra, đánh giá khoáng sản ẩn sâu là rất cần thiết và phù hợptrong điệu kiện cụ thể ở Viêt Nam hiện nay

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần phát triển, làm phong phú hệ phương pháp thu nổ, hiệuchỉnh, xử lý, phân tích và minh giải tài liệu địa chấn trong lĩnh vực điều tra địa chất và dự báokhoáng sản và có thể áp dụng trong các đề án điều tra, đánh giá khoáng sản, đặc biệt là khoáng sản

ẩn sâu

Những nội dung chính của đề tài:

- Nghiên cứu kỹ thuật quan sát thực địa:

+ Kỹ thuật phát sóng

+ Hệ thống quan sát sóng

Trong thu nổ địa chấn phản xạ 3D số lượng điểm nổ và thu trên 1 diện tích nghiên cứu là rất lớnnên ngoài những kỹ thuật phát sóng địa chấn giống như trong địa chấn phản xạ 2D như điều kiệncủa địa hình, sự thay đổi nhanh chóng của các loại đất đá trên tuyến đo dẫn đến chiều sâu, mức độphong hóa của lớp trên mặt thay đổi còn phải nghiên cứu các hệ thống thu nổ địa chấn phản xạ 3Dnhằm nâng cao hiệu quả cũng như đảm bảo an toàn cho chuyến đo

- Nghiên cứu phương pháp xử lý tài liệu:

+ Các phương pháp xử lý tài liệu địa chấn phản xạ 3D

+ Nghiên cứu phương pháp dịch chuyển địa chấn phản xạ 3D

15 Liệt kê danh mục các công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài đã trích dẫn

khi đánh giá tổng quan

(Tên công trình, tác giả, nơi và năm công bố, chỉ nêu những danh mục đã được trích dẫn để luận giải cho sự cần thiết nghiên cứu đề tài)

Mai Thanh Tân, 1999, Áp dụng Địa chấn 3D trong quản lý mỏ dầu khí Tạp chí Các khoa học về

Thiết kế thu nổ địa chấn 3D Gijs J O Vermeer, 3D Seismic Survey Design

Xử lý tài liệu địa chấn O Yilmaz, Seismic Data Processing, SEG, 1987.

Petersen C, Brakensiek H and Papaterpos M: “Mixed – Terrain 3D Seismics in the Naetherlans”,

Oilfield Review 4, no 3 (july 1992): 33-44

16 Nội dung nghiên cứu khoa học và triển khai thực nghiệm của đề tài và phương án thực hiện Nội dung 1: Nghiên cứu tổng quan về địa chấn phản xạ 3D, đánh giá khả năng và điều kiện áp

dụng trên đất liền

- Nghiên cứu việc áp dụng địa chấn phản xạ 3D trong và ngoài nước Thu thập các kỹ thuật đo vẽđịa chấn phản xạ 3D của Việt Nam và trên thế giơi

- Nghiên cứu điều kiện áp dụng địa chấn phản xạ 3D, tập trung vào diện tích bể than Sông Hồng, từ

đó lựa chọn diện tích thử nghiệm

Vùng được chọn đo thử nghiệm dựa trên các nguyên tắc:

- Là diện tích trong khuôn khổ đề án “Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bểSông Hồng”;

- Diện tích được chọn có ít nhất 1 lỗ khoan đã hoàn thành của đề án và có các vỉa than trong hoặcgần (<500m) với diện tích khảo sát;

- Diện tích được chọn cần có cấu trúc địa chất phức tạp có các nếp uốn hoặc đứt gãy cắt qua để thấyđược giá trị, ý nghĩa của phương pháp địa chấn phản xạ 3D

- Diện tích được chọn cần phải đi khảo sát cụ thể, có không gian rộng, nằm ngoài khu dân cư và cáccông trình dân sinh, quốc phòng… để việc thu nổ được tiến hành đúng theo phương án đặt ra

Nội dung 2: Nghiên cứu xác định hệ phương pháp thu nổ địa chấn 3D hợp lý trên diện tích đo thử

nghiệm:

- Nghiên cứu tính toán các thông số thu nổ địa chấn phản xạ 3D trên diện tích thử nghiệm

- Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thu nổ địa chấn phản xạ 3D trên diện tích thử nghiệm

- Nghiên cứu phần mềm hiện đại Vista® 2D/3D Seismic Data Processing để áp dụng xử lý, phântích tài liệu địa chấn 3D

Nội dung 3: Dự thảo Quy định kỹ thuật đo địa chấn phản xạ 3D trên đất liền.

- Máy móc thiết bị;

- Kỹ thuật thi công;

- Kiểm tra tài liệu, xử lý phân tích tài liệu

Nội dung 4: Đo thử nghiệm địa chấn 3D trên diện tích được lựa chọn Lập báo cáo kết quả thử

nghiệm

- Việc thử nghiệm được tiến hành với các mạng lưới thu nổ khác nhau, kết quả xử lý phân tích củatừng mạng lưới sẽ được so sánh, đánh giá để đưa ra được mạng lưới thu nổ chuẩn cho vùng thửnghiệm Đo thử nghiệm sẽ tiến hành trên diện tích dài 1500m x rộng 495m, các mạng lưới dự địnhthử nghiệm như sau:

Các mạng lưới thu nổ đều có khoảng cách giữa các tuyến nổ là 60m và khoảng cách giữa các tuyếnthu là 60m, chúng chỉ khác nhau ở khoảng cách điểm nổ và điểm thu trên tuyến Tổng chiều dàituyến nổ của các mạng lưới là 12.000m, tổng chiều dài tuyến thu của các mạng lưới là 12.870m.Mạng lưới 1: Khoảng cách điểm nổ trên tuyến là 60m, khoảng cách điểm thu là 15m Tổng số điểm

nổ là 202 quả, tổng số điểm thu là 884 nhóm máy thu

Mạng lưới 2: Khoảng cách điểm nổ trên tuyến là 30m, khoảng cách điểm thu là 15m Tổng số điểm

nổ là 404 quả, tổng số điểm thu là 884 nhóm máy thu

Mạng lưới 3: Khoảng cách điểm nổ trên tuyến là 15m, khoảng cách điểm thu là 15m Tổng số điểm

nổ là 808 quả, tổng số điểm thu là 884 nhóm máy thu

Mạng lưới 4: Khoảng cách điểm nổ trên tuyến là 15m, khoảng cách điểm thu là 30m Tổng số điểm

nổ là 808 quả, tổng số điểm thu là 442 nhóm máy thu.

Mạng lưới 5: Khoảng cách điểm nổ trên tuyến là 15m, khoảng cách điểm thu là 60m Tổng số điểm

nổ là 808 quả, tổng số điểm thu là 221 nhóm máy thu

Mạng lưới 6: Khoảng cách điểm nổ trên tuyến là 30m, khoảng cách điểm thu là 30m Tổng số điểm

nổ là 404 quả, tổng số điểm thu là 442 nhóm máy thu

Mạng lưới 7: Khoảng cách điểm nổ trên tuyến là 60m, khoảng cách điểm thu là 60m Tổng số điểm

nổ là 202 quả, tổng số điểm thu là 221 nhóm máy thu

Mỗi lần nổ sẽ thu trên 10 tuyến thu, (Hình 16) dưới đây là sơ đồ thu nổ mạng lưới thứ 3, khoảng

cách giữa các điểm nổ là 15m, khoảng cách giữa các điểm thu là 15m

Hình 16: Sơ đồ minh họa thu nổ địa chấn phản xạ 3D (vị trí điểm nổ màu đỏ, vị trí điểm thu màu

xanh, trong hình vuông là số kênh thu của 1 lần nổ)

Với mạng lưới thu nổ thứ 3 giá trị bội thu được phân bố như (hình 17) dưới đây Nếu lấy giá trị 25

làm ngưỡng thì diện tích bội đầy đủ là 45% tổng diện tích

Hình 17: Thông số về bội thu với mạng lưới thu nổ như trên

Bộ số liệu thu thập sẽ được xử lý bằng phần mềm Vista® 2D/3D Seismic data processing (phầnmềm này sẽ được thuê của hãng Gedco theo thời gian 2 tuần) và lập báo cáo đo thử nghiệm

Nội dung 5: Xử lý phân tích tài liệu địa chấn phản xạ 3D trên diện tích đo thử nghiệm.

- Nghiên cứu phương pháp xử lý địa chấn phản xạ 3D áp dụng trên diện tích thử nghiệm;

- Đưa ra kết quả xử lý phân tích địa chấn phản xạ 3D trên diện tích thử nghiệm;

- Xây dựng quy trình kỹ thuật đo và xử lý địa chấn phản xạ 3D trên đất liền nhằm nghiên cứu cấutrúc địa chất chứa than, phát hiện, xác định các tầng, tập đất đá chứa than ở phần đất liền bể thanSông Hồng

Nội dung 6: Tổng kết, đánh giá và báo cáo kết quả của Đề tài.

Tổng kết các kết quả đã đạt được, đánh giá quy trình thu nổ, hiệu chỉnh, xử lý, phân tích tài liệu địa chấn phản xạ 3D trên đất liền áp dụng cho bể than Sông Hồng và khả năng áp dụng cho các vùng khác trên đất liền

17 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng

(Luận cứ rõ cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu, thiết kế nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật

sẽ sử dụng gắn với từng nội dung chính của đề tài;

Cách tiếp cận (Luận chứng rõ cách thức giải quyết vấn đề nghiên cứu của đề tài):

Nhóm nghiên cứu sẽ tiếp cận đề tài này theo một số nghiên cứu trong và ngoài nước đã thực hiện

có liên quan đến việc thu nổ và xử lý số liệu địa chấn phản xạ 3D mà đội ngũ cán bộ khoa học trongnước có thể thực hiện Nhóm nghiên cứu sẽ kế thừa những thành quả nghiên cứu trong nước có liênquan đến đề tài

Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: (Mô tả chi tiết các phương pháp nghiên cứu, kỹ

thuật sử dụng theo từng nội dung nghiên cứu (mục 16)

Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu: phương pháp này thực hiện trên cơ sở kế thừa, phân

tích và tổng hợp các tài liệu về địa chất, khoáng sản, các tham số địa vật lý, điều kiện địa hình đểchọn ra khu vực triển vọng quặng ẩn sâu phục vụ công tác đo thử nghiệm địa chấn phản xạ 3D.Vùng được chọn đo thử nghiệm dựa trên nguyên tắc:

- Là diện tích trong khuôn khổ đề án “Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bểSông Hồng”;

- Trong diện tích có ít nhất 1 lỗ khoan đã hoàn thành của đề án và có các vỉa than dày;

- Diện tích được chọn cần phải đi khảo sát cụ thể, có không gian rộng, nằm ngoài khu dân cư và cáccông trình dân sinh, quốc phòng… để việc thu nổ được tiến hành đúng theo phương án đặt ra

- Hội thảo khoa học cần mời các chuyên gia có trình độ chuyên môn cao về địa chất và địa vật lý

2/ Phương pháp dịch chuyển địa chấn phản xạ 3D: Như chúng ta đã biết trong địa chấn 2D việc

dịch chuyển địa chấn chỉ đúng khi tuyến quan sát nằm theo đường hướng dốc của mặt ranh giới.Nếu tuyến nằm theo hướng khác thì “dịch chuyển địa chấn” ít tác dụng vì yếu tố phản xạ nằm ngoàilát cắt Trong môi trường địa chất phức tạp và tuyến quan sát có hướng bất kỳ “dịch chuyển địachấn” 2D bị hạn chế và điều này cần được khắc phục trong phương pháp địa chấn 3 chiều

Hình 18 Mô hình cộng sóng theo cả hướng x và y trong địa chấn 3D

Trên hình 18 cho thấy, trước hết người ta cộng theo hypecbol trong lát cắt dọc theo hướng y và biên độđược cộng lại đặt ở đỉnh hypecbol như A0, A1, A2 và A3 Bước tiếp theo là cộng biên độ theo hypecbolchứa các đỉnh hypecbol này và đặt kết quả ở đỉnh hypecbol là A0

Trong máy tính, quá trình này bao gồm 2 bước dịch chuyển 2D, bước thứ nhất là dịch chuyển tuyếndọc, bước thứ hai là biến đổi kết quả từ bước một và dịch chuyển theo hướng tuyến ngang Thôngthường trước khi tiến hành bước hai, cần nội suy số liệu theo hướng tuyến ngang để loại trừ ảnh ảo dotần cao

Để hiểu cơ sở của dịch chuyển 3D, chúng ta xét một điểm trong môi trường có tốc độ không đổi,BĐTK trong khảo sát 2D là hypecbol Hình ảnh hypecbol trong không gian được mô tả trên hình 18a.Dịch chuyển 2D cho phép cộng biên độ dọc theo các hypecbol tán xạ và kết quả là xác định được đỉnhhypecbol Ý tưởng này có thể mở rộng đối với 3D Dịch chuyển 3D cho phép cộng biên độ trên mặthypecbol và kết quả được xác định ở đỉnh của mặt hypecbol (hình 18a)

Để làm sáng tỏ hiệu quả dịch chuyển 3D, chúng ta có thể xét thí dụ trên hình 19 và 20 Trên hình 19 môhình địa chất gồm 2 nếp lồi và một đứt gẫy và có 12 tuyến địa chấn cắt qua (hình 19a) So sánh lát cắttuyến 6 trước khi dịch chuyển, sau khi dịch chuyển 2D và dịch chuyển 3D cho thấy chất lượng lát cắtsau dịch chuyển 3D tốt hơn hẳn, các loại nhiễu bị loại trừ và hình ảnh mô hình được phản ảnh đúng và

rõ ràng

Hình 19 Dịch chuyển địa chấn với mô hình

Đo thử nghiệm: Việc đo địa chấn phản xạ 3D thử nghiệm bằng trạm máy địa chấn Sercel sẽ được

tiến hành trên khu vực triển vọng quặng ẩn sâu bể than Sông Hồng

Xử lý phân tích và minh giải: Sau khi có tài liệu thu nổ địa chấn phản xạ 3D sẽ tiến hành xử lý,

minh giải so sánh ưu nhược điểm của phương pháp với tài liệu địa chấn phản xạ 2D của đề án

“Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng”

Tổ chức các buổi hội thảo khoa học xin ý kiến chuyên gia của từng giai đoạn thực hiện

Viêt báo cáo tổng kết.

Tính mới, tính độc đáo, tính sáng tạo: (Phân tích, so sánh với các phương pháp giải quyết tương

tự khác và các nghiên cứu trước đây để làm rõ được tính mới, tính độc đáo, tính sáng tạo của đề tài)

Đo địa chấn phản xạ 3D trên đất liền phục vụ nghiên cứu cấu trúc địa chất, điều tra đánh giákhoáng sản ẩn sâu lần đầu tiên được thực hiện ở nước ta là tính mới, tính độc đáo, sáng tạo của đềtài

18 Phương án phối hợp với các tổ chức nghiên cứu và cơ sở sản xuất trong nước