Luận văn Cấu trúc địa chất và triển vọng dầu khí phần đông nam bể trầm tích bắc Ustyurt, cộng hòa Uzbekistan

Luận văn Cấu trúc địa chất và triển vọng dầu khí phần đông nam bể trầm tích bắc Ustyurt, cộng hòa Uzbekistan Đầu Bể trầm tích bắc Ustyurt phân bố trên địa phân hai quốc gia là CH. Uzbekistan và Ch. Kazaxtan...

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU – HÌNH VẼ

Mở Đầu

Bể trầm tích bắc Ustyurt phân bố trên địa phân hai quốc gia là CH Uzbekistan

và Ch Kazaxtan là một trong những bể trầm tích có quy mô lớn ở khu vực Trung Á

Bể được hình thành trong bối cảnh kiến tạo phức tạp xảy ra trong Paleozoic-Mesozoic

và kéo dài sang tận Kainozoi Sự đa dạng về điều kiện địa chất, cơ chế hình thành bể

và thời gian tiến hóa lâu dài đã dẫn đến một thực tế là các thành tạo trầm tích tham gia vào cấu trúc của bể rất đa dạng và phức tạp Các kết quả nghiên cứu địa chất, địa vật

lý bước đầu cho thấy bể này có triển vọng dầu khí rất khả quan Tuy nhiên, do mức độ nghiên cứu còn sơ sài và do đặc điểm địa chất – kiến tạo phức tạp nên những hiểu biết

về cấu trúc địa chất, đặc điểm địa tầng, lịch sử tiến hóa cũng như tiềm năng dầu khí còn rất hạn chế Để có thể định hướng cho việc tìm kiếm và thăm dò dầu khí trong thời gian tới một cách hiệu quả thì cần phải có những nghiên cứu địa chất, địa vật lý chi tiết hơn

Một vấn đề cấp thiết khác trong cuộc sống sản xuất hàng ngày là cùng với sự phát triển của sản xuất công nghiệp thì nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng gia tăng Trong khi các nguồn năng lượng sạch như năng lượng mặt trời, năng lượng gió,… còn rất hạn chế về khả năng cung cấp và hiệu quả kinh tế thì nguồn năng lượng

từ dầu khí vẫn đóng một vai trò chủ đạo trên thị trường Trong những năm vừa qua, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN), Tổng công ty Thăm dò và Khai thác dầu khí (PVEP) đã đẩy manh công tác đầu tư trong tìm kiếm – thăm dò và khai thác ở trong nước và ngoài nước Một trong những đối tượng mà PVEP đang đầu tư tìm kiếm – thăm dò là phần diện tích thuộc bể Bắc Ustyurt, nước CH Uzbekistan

Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, học viên đã lựa chọn đề tài làm luận văn

thạc sỹ với tiêu đề “Cấu trúc địa chất và triển vọng dầu khí phần đông nam bể trầm tích bắc Ustyurt, cộng hòa Uzbekistan” nhằm góp phần làm sáng tỏ những vấn đề về

cấu trúc địa chất, địa tầng cũng như triển vọng dầu khí ở khu vực nghiên cứu

Chương 1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 1.1 Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên và kinh tế-xã hội khu vực nghiên cứu 1.1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình và điều kiện giao thông

Bể trầm tích bắc Ustyurt nằm ở phía tây tây bắc cộng hòa Uzbekistan, tây nam cộng hòa Kazakhstan, ở giữa hồ Aral và biển Caspian Bể trầm tích có dạng hình tam giác, với diện tích khoảng 240000-250000 km2 trong đó 70% thuộc lãnh thổ Kazakhstan và 30% là của Uzbekistan (Hình 1)

Hình 1 Vị trí địa lý và địa hình khu vực nghiên cứu

Địa hình của khu vực có sự chuyển tiếp từ miền đất thấp Turan (lowland Turan), đồng bằng sang cao nguyên Ustyurt theo hướng từ đông sang tây với độ cao địa hình

từ vài mét đến hơn 200m

Giao thông ở khu vực này cũng tương đối thuận tiện với sự hoàn thiện cơ sở hạ tầng đường bộ, đường sắt, đường thủy và đường hàng không Hệ thống đường bộ tương đối dày chính là điều kiện thuận lợi giúp liên kết các tỉnh và khu vực tự trị của Uzbekistan với nhau Tuyến đường sắt chính đi qua trung tâm của vùng nối với Kazakhstan cũng là tuyến đường huyết mạch giúp phát triển kinh tế của khu vực này Ngoài ra khu vực này cũng khá nổi tiếng với các sản phẩm từ ngư nghiệp và du lịch

do hệ thống đường thủy phát triển tương đối mạnh

Nhìn chung khu vực có các điều kiện về địa hình, giao thông rất thuận lợi cho công tác khảo sát địa chất, địa chấn phục vụ cho việc thu nổ địa chấn 2D của phase 1

1.1.2 Đặc điểm khí hậu

Hình 2 Sơ đồ phân bố lượng mưa trung bình hàng năm khu vực Trung Á

Hình 3 Sơ đồ phân bố nhiệt độ trung bình khu vực Trung Á

Hình 4 Sơ đồ thể hiện sự phân bố hoang mạc, sa mạc khu vực Trung Á

Khu vực nghiên cứu nói riêng và phần lớn diện tích của Uzbekistan, Turkmenistan và Kazakhstan bao phủ bởi các hoang mạc và sa mạc thuộc 4 nhóm là : clay-loess, crushed stone gypsum, sandy và solonchak (hình 4) Do đó khu vực này đặc trưng bởi khí hậu lục địa khô nóng vào mùa hè với nhiệt độ trung bình 25-30 o C, chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn; mùa đông nhiệt độ trung bình dao động -10 – 0 o

C, lượng mưa trung bình hàng năm nhỏ hơn 200mm Do đó, có thể nhận thấy rằng khí hậu khu vực nghiên cứu tương đối khắc nghiệt

1.1.3 Điều kiện kinh tế-xã hội

Khu vực nghiên cứu nói riêng và Uzbekistan nói chung là một xã hội không đồng nhất, chiếm ưu thế là tộc người Uzbekistan chiếm 76% dân số, còn lại người Nga - 6%, Tajikistan - 5%, Kazakhstan - 4% và các nhóm người khác chiếm 9% Nhiều người thuộc nhóm tộc thiểu số đã rời bỏ đất nước từ sau khi giành được độc lập Điều này dẫn tới sự mất mát những chuyên gia giỏi trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật, công nghiệp và các nhóm chuyên môn khác Tuy nhiên, tình hình đã được cải thiện nhiều do hiện tại Uzbekistan đang nắm giữ một lượng lớn những chuyên gia có được bằng cấp đào tạo tại các trường đại học uy tín ở Mỹ và Châu Âu

Khu vực nghiên cứu có thu nhập trên đầu người thấp so với các khu vực khác thuộc Trung Á Kinh tế của vùng phụ thuộc chủ yếu vào nông nghiệp và ngư nghiệp Tuy nhiên, nguồn trữ lượng dồi dào về vàng, dầu, khí thiên nhiên, than đá, bạc và đồng hứa hẹn một tương lai phát triển không chỉ cho vùng mà còn cả đất nước Uzbekistan

1.2 Lịch sử nghiên cứu

1.2.1 Lịch sử công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí

a) Công tác nghiên cứu địa chất (địa tầng – magma – kiến tạo)

Những thông tin đầu tiên về cấu trúc địa chất vùng đã có từ thế kỷ 19, đặc biệt là những năm 30 của thế kỷ 20 Đó là các công trình nghiên cứu của các nhà địa chất như Z.L Eversmak, F.N Baziner, A.P Karpinsky, L Smolko, A.D Archagel, A.L Luppi, v.v… Các công trình này đã khái quát đặc điểm địa chất, địa tầng, kiến tạo và các biểu hiện dầu khí của vùng

Từ những năm 1960 của thế kỷ trước, hàng loạt các công trình nghiên cứu

về địa chất và tiềm năng dầu khí của vùng Ustyurst đã được công bố Đó là các công trình của Babeevym, Fedotov (1960), I.G Greenberg, Sukhinin (1960-1963), J Gladashe (1965), Aralbaeva, Lebeder (1966) Tuy nhiên, các công trình đó chủ yếu đề cập đến các thành tạo địa chất Mezozoi, đặc biệt là các thành tạo Jura - Kreta và tiềm năng dầu khí của chúng

Từ năm 1972, phát hiện trực tiếp các dấu hiệu dầu khí trong các thành tạo

đá vôi vỡ vụn sinh vật, có tuổi Cacbon hạ ở giếng khoan thông số Karakuduk-1,

việc nghiên cứu tiềm năng dầu khí của các thành tạo Paleozoi thượng mới được quan tâm Một số các công trình được công bố như dự báo sự phát triển của san

hô của A.M Akramkhadjaev, K.K Avazkhodjaev, M.K Arifdjanov và nnk; nghiên cứu đặc trưng địa hóa của cacbuahydro trong các trầm tích Paleozoi thượng của D.Xirajidinov, A.Azimor Tài liệu các giếng khoan thông số, tìm kiếm của Iu.Iuldsev, A.A.Vadiev, U Aralbaev, L.M Akimenko, L.I Labutina,

D.R.Khegai v.v…đã được hoàn thành từ những năm 2001 đến 2007 Bản đồ cấu trúc nóc của tầng Jura thượng; sơ đồ kiến tạo của lớp phủ trầm tích khu vực; sơ

đồ phân bố các đối tượng tiềm năng dầu khí đã được thành lập (Khegai D.R

và nnk 2006) Đây là những tài liệu quan trọng được sử dụng trong báo cáo này

Đồng thời một lượng thông tin lớn về địa chất dầu khí khu vực được công

bố trên các văn liệu địa chất khu vực đã cho phép xác định phương hướng tìm kiếm tiếp theo trong các thành tạo trước Jura của vùng Trong khu vực này, một

số công ty dầu khí nước ngoài cũng đã tiến hành tìm kiếm thăm dò dầu khí như Gazprom (2006 – 2010), tổ hợp Aral Sea (gồm Uzbeneftigaz, CNPC, Petronas, KNOC, từ 2009 đến hiện nay) Trong đó, Aral Sea đã phát hiện dầu khí trong Jura

Năm 1991 mỏ Karachalak và năm 1993 mỏ Kochalak đã cho dòng khí và khí condensate công nghiệp trong các thành tạo Cacbon hạ, mỏ Bắc Urga cũng cho dòng khí công nghiệp trong các thành tạo C3 – P1

Năm 1998, T.S.Shayakubov làm chủ biên và nnk đã thành lập bản đồ địa chất Uzbekistan tỷ lệ 1/500.000

Năm 2007, Daewoo International Corporation và Uzbekneftegaz đã lập báo cáo đầu tư cho 2 lô Koskudyk và Ashibulak, vùng Ustyurt, nước cộng hòa Uzbekistan

b) Công tác địa vật lý

Công tác thăm dò trọng lực cho vùng Ustyurt ở tỷ lệ 1/200.000 và 1/500.000 đã được các nhà địa vật lý Uzbekistan hoàn thành từ những năm 50 của thế kỷ trước

Từ hàng không cũng được tiến hành trong giai đoạn 1957-1967, đặc biệt gần đây (2001) công tác thăm dò từ hàng không độ phân giải cao đã được thực hiện cho khu vực này

Công tác thăm dò địa chấn ở vùng Ustyurt được bắt đầu từ năm 1957 Các công tác thăm dò địa chấn khu vực bằng phương pháp liên kết sóng khúc xạ đã được tiến hành trong những năm 1964-1973 và 1977-1979 Kết quả là đã thành lập được bản đồ cấu tạo bề mặt móng của vùng Ustyurt ở tỉ lệ 1:500.000 Bên cạnh đó, các công tác địa chấn bằng phương pháp sóng phản xạ phục vụ cho

công tác tìm kiếm chi tiết được thực hiện từ những năm 1973 Kết quả của công tác thăm dò địa chấn thành lập được các bản đồ cấu trúc nóc Jura trên (TIII), bản

đồ nóc Jura giữa (TIV’), bản đồ nóc Jura dưới (TIV”), nóc Permi-Trias (TV) và theo bề mặt móng Paleozoi PZ (TVI) Đặc biệt, năm 1987 đã là phát hiện ra cấu tạo Karachalak, các giếng khoan đầu tiên ở cấu tạo này vào các thành tạo Paleozoi đã cho dòng khí và condensate công nghiệp

Khối lượng của công tác địa chấn - địa vật lý tính đến năm 2011 được thể hiện như trên hình 2.1

Hình 3 1 Bản đồ basemap các công tác nghiên cứu địa vật lý khu vực nghiên cứu và lân cận

c) Công tác khoan

Trước năm 1998 tại khu vực đã khoan 74 giếng khoan thăm dò ở phần trung tâm của vùng và từ sau 1998, đặc biệt là từ 2006 đến nay đã khoan 11 giếng

Bản đồ phân bố các giếng khoan được thể hiện trên hình 2.2 Rõ ràng phần lớn các giếng khoan được tập trung ở gờ nâng Trung Tâm Kuanish – Koskala, một

ít ở gờ nâng Bernah, một vài giếng khoan được khoan ở rìa đông trũng Barsakelmes và trũng Sudochi Sự tập trung giếng khoan ở gờ nâng Kuanish – Koskala cũng là một tiêu chí cần được xem xét đến trong quá trình nghiên cứu, lựa chọn diện tích

Hình 2 1 Sơ đồ phân bố các giếng khoan, các phát hiện dầu khí với các yếu tố kiến

trúc chính

d) Công tác đánh giá tiềm năng

Trong các thành tạo lớp phủ từ Jura-Đệ Tứ

Trên cơ sở phân tích, thống kê tài liệu hiện có, vùng nghiên cứu và lân cận có 34 diện tích triển vọng thuộc các đới cấu trúc bậc 1 của trũng Barsarkelmes, trũng Sudochi, trũng Assakeaudan, Taxtakay, Aktumcyk và đông PriAral (bảng 3.1)

Bảng 3 1 Bảng tổng hợp các tầng sản phẩm của các mỏ

ở khu vực nghiên cứu và kế cận

- Đới nâng Kuanish – Koskalin, trũng Barsarkelmes

Nằm ở phía tây của diện tích nghiên cứu, đới cấu trúc này đã phát hiện 15 diện tích triển vọng (Alambek, Kuanysh, tây Barsarkelmes, Karakuduk, đông Barsarkelmes, Akchalak, Karachalak, Kochalak, Central Kushkair, bắc Karaumbet, Muryn, Tribiny, Adzibai, Chink, Priozernaya), trong đó có 4 mỏ cho dòng khí và condensate công nghiệp trong các tập sản phẩm tuổi Jura (Kuanysh, tây Barsarkelmes, Akchalak, Kochalak), các cấu tạo còn lại đều có biểu hiện khí tốt ở các tầng sản phẩm tuổi Jura nhưng đều là những dòng khí không công nghiệp

- Trũng Sudochi

Trũng Sudochi nằm ở trung tâm vùng nghiên cứu Ở đây đã phát hiện được 10 diện tích triển vọng trong đới cấu trúc bậc 2 đó là: Urga, Berdag, đông Berdag, Dali, bắc Berdag, Surgil, bắc Aral, Uchsay, Arka Kungrad, bắc Urga; trong đó phát hiện 8

mỏ cho dòng khí và condensate công nghiệp (Urga, Berdag, đông Berdag, Dali, bắc Berdag, Surgil, bắc Aral, Uchsay) ở các tầng sản phẩm tuổi từ J1 – J3, cấu tạo Arka Kungrad có biểu hiện khí khi khoan trong các tầng tuổi J 2

- Trũng Assakeaudan

Nằm ở phía tây nam diện tích nghiên cứu, đới cấu trúc Assakeaudan có 3 diện tích triển vọng là: Shakhpakty, tây Shakhpakty, Nykolaev; trong đó có 1 mỏ cho dòng khí và condensate công nghiệp trong 10 tập sản phẩm trong các trầm tích tuổi J2 và J3(Shakhpakty), một mỏ cho dòng khí không công nghiệp ở các tập sản phẩm tuổi J 3 ( tây Shakhpakty)

- Dải nâng Taxtakay

Nằm ở phần phía đông của diện tích nghiên cứu, dải nâng Taxtakay bao gồm 4 diện tích triển vọng (đông Muynak, Shege, Taxtakay, Shargyrlyk) Cả bốn cấu tạo này đều có sản phẩm nằm trong các trầm tích tuổi J2, trong đó có 2 mỏ cho dòng khí và

condensate công nghiệp (Shege, Shargyrlyk), một cho dòng dầu không công nghiệp (đông Muynak) và một cho dòng khí không công nghiệp và biểu hiện khí yếu (Taxtakay)

- Đông Priaral

Diện tích Zhaltybas thuộc phần đông Pri-Aral, phía đông so với diện tích nghiên cứu đã xác định được sự tồn tại của các màng dầu nằm trong các tập chứa sản phẩm tuổi J 2 và J3 Kết quả phân tích từ giếng khoan cho thấy dầu ở đây là dầu nặng với hàm lượng lưu huỳnh cao (1,58-3,3 %)

Trong các thành tạo trước Jura

Các báo cáo đến năm 1968 cho rằng cá thành tạo Paleozoic không thể coi là tiềm năng chứa dầu khí bởi vì 3 lý do: thứ nhất, các đá bị biến chất, nén chặt, đá vôi hoa hóa, dolomite hóa, diệp thạch; thứ 2, hoàn toàn vắng mặt bitum phân tán và thứ 3 là các nghiên cứu về đặc tính thấm chứa chỉ ra độ rỗng mở nhỏ (2,3-5,3%), độ rỗng trung bình không quá 5-7%, độ thấm kém

Tuy nhiên các công trình nghiên cứu của các nhà địa chất – địa vật lý Uzbekistan sau này đã chỉ ra rằng các thành tạo trước Jura là có tiềm năng về dầu khí, các phát hiện ở các đới cấu trúc như mô tả dưới đây chứng minh cho điều đó

- Đới nâng Kuanish – Koskalin, trũng Barsarkelmes

Kết quả tìm kiếm thăm dò 15 diện tích triển vọng trong các đối tượng trước Jura

ở đới cấu trúc bậc 2 Kuanysh – Koskalin đã xác định được 6 mỏ, trong đó 2 mỏ (Karachalak, Kochalak) cho dòng khí và condensate công nghiệp và 2 mỏ (Central Kushkair, Tribiny) cho dòng khí không công nghiệp, 1 mỏ (Karakuduk) cho dòng dầu không công nghiệp và một mỏ (đông Barsarkelmes) có biểu hiện dầu trong các tầng chứa tuổi C1

- Trũng Sudochi

Kết quả tìm kiếm thăm dò trong 10 diện tích triển vọng đối với các đối tượng trước Jura ở trũng Sudochi đã phát hiện ra một mỏ khí công nghiệp (bắc Urga) trong một tầng sản phẩm tuổi C 2-3 – P1 và một mỏ có biểu hiện khí ở C2-3 – P1 và dòng khí không công nghiệp ở C1 (Berdag)

- Trũng Assakeaudan

Các nghiên cứu trước 2009 ở trũng Assakelmes, nằm về phía tây nam của vùng, chủ yếu tập trung vào các đối tượng từ J-Q Tuy nhiên, các kết quả khoan ở các giếng Satbai và AJ-1X thuộc diện tích thăm dò Kossor của PVEP đã được kiểm chứng là có biểu hiện khí tốt nằm trong tầng đá vôi tuổi C3-P1

- Dải nâng Aktumcyk

Kết quả tìm kiếm, thăm dò ở diện tích Terelkuduk thuộc dải nâng Aktumcyk phía tây bắc của diện tích nghiên cứu đã phát hiện các vỉa có biểu hiện khí hòa tan yếu nằm trong các tập trầm tích tuổi Permi- Trias

1.2.2 Những vấn đề còn tồn đọng cần giải quyết

Các tài liệu nghiên cứu về khu vực trước đây mặc dù khá nhiều nhưng nhiều tài liệu được xây dựng trên học thuyết kiến tạo cũ nên mức độ tin cậy thấp, thậm chí không phù hợp Khu vực nghiên cứu chỉ mới thực sự được quan tâm, đầu tư trong khoảng hơn 10 năm trở lại đây, do đó các tài liệu có giá trị chưa được công bố và việc tiếp cận với các tài liệu này còn rất hạn chế

PetroVietNam nói chung và PVEP nói riêng mặc dù quan tâm tới các vùng có triển vọng dầu khí của Trung Á đã lâu nhưng tiếp cận và đánh giá tài liệu mới thực sự chỉ diễn

ra trong vài năm gần đây sau khi ký kết các hợp đồng kỹ thuật với UNG, vì thế cơ hội để tìm kiếm dầu khí trong các tầng từ Jura – Đệ tứ vốn đã khá sáng tỏ bởi các nhà thầu khác hầu như không còn Do đó PVEP phải tìm kiếm và đánh giá triển vọng dầu khí trong các tầng có tuổi trước Jura, đây là một nhiệm vụ khá khó khăn khi các tài liệu địa chấn, địa chất và giếng khoan nghiên cứu các tầng sâu này còn nhiều hạn chế

Trong nội dung nghiên cứu,luận văn sẽ có gắng làm sáng tỏ hơn bức tranh địa chất khu vực, đánh giá tiềm năng dầu khí không chỉ cho hệ thống dầu khí sau Jura mà còn cho

cả hệ thống dầu khí trước Jura

Chương 2 Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1 Cơ sở tài liệu

Trên cơ sở các hợp động nghiên cứu chung và các hợp đồng thăm dò giữa PVEP với công ty dầu khí của Uzbekistan, tôi đã thu thập được một số tài liệu về địa chất, địa chấn và địa vật lý giếng khoan để làm cơ sở cho việc nghiên cứu, đánh giá triển vọng dầu khí của khu vực nghiên cứu

Luận văn được xây dựng trên cơ sở thu thập, phân tích và tổng hợp các tài liệu

về khu vực nghiên cứu và vùng lân cận Các tài liệu này bao gồm:

- 05 tuyến địa chấn qua khu vực và 05 tuyến địa chấn qua các mỏ

- Bản đồ cấu trúc nóc Jura trên, nóc Paleozoi

- Tài liệu các giếng khoan Muynak – 1, Koskala – 1, Koskala – 2, Koslaka -3, Djang Ashi – 1, Arkmankazgan, Nam Karaumbert

Ngoài ra, các tác giả còn thu thập các bài báo công bố trong các Tạp chí Địa chất

và Dầu khí, các chuyên khảo về địa chất Dầu khí khu vực (xem tài liệu tham khảo)

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Các phương pháp thực địa

a Khảo sát địa chất trên mặt

b Mô tả địa tầng lỗ khoan

c Thăm dò địa vật lý (địa chấn, điện, trọng lực,…)

d Thu thập mẫu vật (Mẫu thạch học, mẫu cổ sinh, mẫu than, …)

2.2.2 Các phương pháp nghiên cứu trong phòng

a Gia công và phân tích các loại mẫu (nếu có)

b Minh giải tài liệu địa chấn (và các tài liệu địa vật lý khác nếu có)

c Phân tích và minh giải tổng hợp tài liệu địa chất kết hợp với tài liệu địa chấn

và địa vật lý giếng khoan

d Lập các mặt cắt địa chất cấu trúc và địa tầng theo tài liệu khoan và tài liệu địa vật lý, xây dựng các bản đồ cấu trúc sâu cho các tầng chứa, các cấu tạo triển vọng…

Chương 3 Cấu trúc địa chất phần đông nam bể trầm tích bắc Ustyurt 3.1 Các thành tạo địa chất

3.1 Đặc điểm các thành tạo địa chất

Đến nay, tác giả đã thu thập được tài liệu của 11 giếng khoan gồm 8 giếng khoan ở khu vực Đông bể Bắc Ustuyrt (Akmankazgan, Koskala-1, E Barxakelmes , Karakuduk-1, Karakuduk -2, Kuanish, E.Kuanish, Muynak) và 3 giếng khoan ở vùng kế cận (Djanghi-Ashi, Sarutekyz-1, Baiterek) Vị trí phân

bố các giếng khoan được thể hiện trên hình 3.1 Ngoài ra, tập thể tác giả còn sử dụng bản đồ phân bố thạch học trong Paleozoi của khu vực nghiên cứu, bản đồ đáy của Jura, nóc của Jura trên và một số tài liệu tham khảo khác

Hình 3 2 Vị trí các giếng khoan liên kết địa tầng đông bể Bắc Ustyurt và vùng kế cận

Dựa trên cơ sở những tài liệu trên, đặc biệt là đối sánh và liên kết địa tầng của 11 giếng khoan, có thể nêu lên những đặc điểm các thành tạo địa chất của Đông bể Bắc Ustyurt (từ hình 3.2 đến hình 3.18) Trong phạm vi của báo cáo, các thành tạo địa chất trước Jura là đối tượng nghiên cứu chính nên sẽ được đề cập chi tiết, còn các thành tạo Jura – Đệ Tứ sẽ được mô tả khái quát

Hình 3 3 Cột địa tầng giếng khoan Baiterek-2P (thành lập theo mặt cắt các GK trong Báo cáo kết quả các GK thông số của cao

nguyên Ustyurt (đề tài 22-3/105))

Hình 3 4 Cột địa tầng giếng khoan Sarutekyz-1 (thành lập theo mặt cắt các GK trong Báo cáo kết quả các GK thông số của cao

nguyên Ustyurt (đề tài 22-3/105))

Hình 3 5 Cột địa tầng Kuanish (thành lập theo mặt cắt các GK trong Báo cáo kết quả các GK thông số của cao

nguyên Ustyurt (đề tài 22-3/105))

Hình 3 6 Cột địa tầng giếng khoan Đông Kuanish (thành lập theo mặt cắt các GK trong Báo cáo kết quả các GK thông số của cao

nguyên Ustyurt (đề tài 22-3/105))

Hình 3 7 Cột địa tầng giếng khoan Karakuduk-1 (thành lập theo mặt cắt các GK trong Báo cáo kết quả các GK thông số của cao

nguyên Ustyurt (đề tài 22-3/105))

Hình 3 8 Cột địa tầng giếng khoan Karakuduk-2 (thành lập theo mặt cắt các GK trong Báo cáo kết quả các GK thông số của cao

nguyên Ustyurt (đề tài 22-3/105))

Hình 3 10 Cột địa tầng giếng khoan Akmankazan -1 (Báo cáo Địa chất giếng khoan Akmankazan -1)

Hình 3 11 Cột địa tầng giếng khoan Koskala – 1 (Báo cáo Địa chất giếng khoan Koskala-1, 1968)

Hình 3 12 Cột địa tầng nam Karaumbet

(Báo cáo Địa chất giếng khoan nam Karaumbet , 1984)

Hình 3 13 Cột địa tầng giếng khoan Djang Ashi -1 (Báo cáo Địa chất giếng khoan Djang Ashi -1,1968 )

Hình 3 14 Cột địa tầng giếng khoan Muynak -1 (Báo cáo Địa chất giếng khoan Muynak-1, 2007)

Hình 3 15 Mặt cắt đối sánh địa tầng các giếng khoan Đông bể Bắc Ustyurt và

vùng kế cận (N-B)

Hình 3 16 Mặt cắt đối sánh địa tầng các giếng khoan đông bể Bắc Ustyurt và

vùng kế cận (T-Đ)

Hình 3 17 Sơ đồ phân bố các thành tạo địa chất trước Permi muộn khu vực

đông bể bắc Ustyurt và vùng kế cận

Hình 3 18 Mặt cắt địa chất qua khu vực nghiên cứu và vùng kế cận

Hình 3 19 Mặt cắt địa chất qua khu vực nghiên cứu (T-Đ)

?

(1980), ở vùng Koskala tuổi của các thành tạo này có thể là Tiền Cambri (?) Trong khi đó, giếng khoan tại vùng Montraklin cũng gặp các thành tạo Paleozoi

và được xếp vào Paleozoi dưới: Cambri-Silua Các thành tạo trên bị biến dạng phức tạp, biến chất, có mật độ cao (đạt đến 2.778g/cm3

)

Các thành tạo không biến chất gặp ở phía đông bắc của vùng, trên dải nâng Berdah Ở đây, tại giếng khoan Muynak-1 đã khoan được 250m (từ 4200m đến đáy giếng khoan 4450m) vào các thành tạo này với thành phần là sét kết, bột kết mỏng màu nâu xen kẹp các tập cát kết mỏng màu xám, hạt mịn đến trung (hình.3.13) Các mẫu lõi trên độ sâu 4352-4356m; 4448-4450m là các đá cát kết, bột kết nứt nẻ được xếp vào Devon

3.1.2 Các thành tạo Devon trên-Cacbon dưới-giữa (D 3fm -C 2 )

Các thành tạo này phân bố rộng rãi trong vùng Ở gờ nâng Kuanish – Koskala, tại giếng khoan Karachalak-1 trên độ sâu 3525m gặp đá vôi sinh vật màu trắng, nứt nẻ, hang hốc bị dolomit hóa và silic hóa, chứa nhiều hóa đá foraminifera định tuổi cho bậc Xerpukhov (C1) Độ rỗng của đá vôi từ 1.1 đến 13%, độ thấm tốt Ở giếng khoan thông số Karakuduk-2 và giếng khoan Karakuduk-3, các thành tạo này là đá vôi hữu cơ, ít khi có dạng hạt tinh thể, chứa nhiều hóa đá cũng định tuổi cho Cacbon dưới

Mặt cắt dầy đủ của các thành tạo này được gặp ở khu vực Đông Bắc vùng nghiên cứu, tại giếng khoan Muynak-1 từ độ sâu 3490 đến 4230m (độ dày 740m) (Hình 3.13) Theo mô tả của công ty Daewoo (2007), tại đây các thành tạo D3-C2 được chia làm 3 phần:

- Phần trên (3490m-3620m): Acgillit màu đen, bột kết, phân lớp, nứt nẻ, chứa xi măng hydromica, chứa dolomit, cacbonat và di tích thực vật Trong đá gặp những lớp mỏng đá vôi xám sáng với tinh thể canxit, dolomit và mica

- Phần giữa (3620m-3885m): Đá vôi màu xám sáng, bị dolomit hóa, tái kết tinh, cấu tạo khối, chứa di tích cổ sinh foraminifera và những mảnh brachiopoda

- Phần dưới (3885m-4230): Acgillit với những lớp mỏng bột kết Acgillit màu xanh, chứa bột, canxit, clorit, hydromica, nứt nẻ, cấu tạo khối, có chứa di tích sinh vật Bột kết màu xám xanh, chứa mica, cấu tạo khối chứa di tích sinh vật và pyrit

Các thành tạo D3-C2 phủ bất chỉnh hợp lên các thành tạo Devon ở giếng khoan Muynak Chúng cũng bị các thành tạo Jura sớm phủ bất chỉnh hợp ở phía trên tại giếng khoan này

Dựa trên tài liệu địa vật lý của hàng loạt giếng khoan trong vùng, Abetov A.E và nnk (2002) đã xác lập điệp Karakuduk cho các thành tạo này và xây dựng sơ đồ đẳng dày của chúng (hình 3.19) Theo Abetov và nnk (2002), điệp Karakuduk được cấu tạo bởi acgilit màu xám tối, màu đen chứa bitum, chắc, cứng, nứt nẻ với những phân lớp mỏng bột kết, cát kết, cacbonat Các đá này giàu vật chất hữu cơ

Phần dáy của điệp là các thành tạo Devon trên, được cấu tạo bởi đá vôi màu đen với phần trên có những tập acgilit chứa bitum Phần nóc của điệp là các thành tạo Vizei-Xecpukhov dưới, được cấu tạo bởi đá vôi sinh vật, vi hạt và hạt nhỏ bị dolomit hóa không đều

Về tính chất vật lý, điệp Karakuduk được đặc trưng bởi mật độ thấp 2.60 g/cm3), tốc độ truyền sóng âm của vỉa <5km/s, giá trị điện trở suất thấp và Gamma tự nhiên thấp Tính chất rỗng thấm tốt Độ rỗng 7.67 đến 13.5%

(2.46-Độ sâu của nóc điệp từ 3800m ở giữa vùng Chingiz và Chink đến 4200m ở Karakuduk và sâu dần về phía tây của gờ nâng Kuanish-Koskala và trũng Sudochi Độ dày của điệp thay đổi từ 200m ở vùng Chingiz đến 1600m ở vùng đông Alambek-Urtatepa Sự thay đổi độ dày liên quan chặt chẽ đến quá trình bóc mòn, uốn nếp xảy ra sau giai đoạn này

Như vậy, các thành tạo lục nguyên – cacbonat tuổi D3-C2 gặp ở khu vực Đông bể Bắc Ustyurt chủ yếu là các tập đá vôi, với các tập acgilit màu xám tối Các tập acgillit màu xám tối có khả năng sinh, còn các tập đá vôi có khả năng chứa Chúng được thành tạo trong môi trường biển thuộc thềm lục địa

Hình 3 20 Bản đồ đẳng dày điệp Karakuduk (D 3 - C 1 ) ở diện tích nghiên cứu

3.1.3 Các thành tạo Cacbon trên-Pecmi dưới (C 3 -P 1 )

Trong các giếng khoan thu thập được ở khu vực Đông bể Bắc Ustyurt, không gặp các thành tạo Cacbon trên – Pecmi dưới Duy nhất trong báo cáo địa chất của các giếng khoan Ittybay, Nam Aizhankos, L.I.Labutina (2009) có nhắc đến các thành tạo này ở giếng khoan trên gờ nâng Kuanish – Koskala, nhưng không chỉ rõ thành phần cũng như độ sâu gặp chúng Ngay ở khu vực Ittybay, Nam Aizhankos cũng không gặp các thành tạo này

Phần phía Nam ở khu vực này, tại lô Kossor gặp các thành tạo P1k là các trầm tích evaporate

3.1.4 Các thành tạo phun trào trung tính – andesit (C 3 -P 1 ?)

Theo Báo Cáo: “nghiên cứu tổng hợp trong phòng thí nghiệm mẫu lõi, mẫu mụn và mẫu chất lưu của giếng khoan AJ-1X” do Sharafutdinova L.P và nnk thực hiện (2013), các thành tạo phun trào gặp ở hàng loạt giếng khoan của trũng bắc Ustyurt: Kurluk-1, Sarutekyz-1, Baiterek-2P, Kuanish-2P, Tuley-1, Adjibai-

1, Kibir-1, Kartpai-1, Zhyes-1, Atorbai-1, đông Aituz-1, Tadjenkazgan-1, Kubla Accakeaudan-1 và những giếng khoan khác (hình 3.16) Độ dày lớn nhất ở

giếng khoan Sarutekyz-1 là 900m Theo thành phần vật chất và đặc trưng cấu trúc, các thành tạo phun trào ở đây được chia thành 3 tập:

- Tập trên: tập phun trào gồm porphyrite diabaz, porphyrite andesit, porphyrite basalt

- Tập giữa: tập trầm tích vụn

- Tập dưới: tập trầm tích bình thường (3243-3583m)

Các tập phun trào trên cũng tương tự như ở giếng khoan Kurluk -2 gặp ở độ sâu 2965-2970m Ở giếng khoan Tuley – 1, các tập phun trào là andesito-daxit (đến daxit – andesit) Ở giếng khoan Zhyes, các thành tạo phun trào có thành phân trung tính và axit; trên độ sâu 3742-3749m đá phun trào là porphyrit andesit bị biến đổi, phong hóa, sáng màu Ở giếng khoan Kartpai-1, các đá phun trào là porphyrit andesit Như vậy các đá phun trào ở vùng Ustyurt phân bố tương đối rộng rãi, chủ yếu là các thành tạo phun trào trung tính andesit, andesitobazan

Về tuổi của các thành tạo phun trào: trên độ sâu 3022-3028m (khoảng tập giữa) của giếng khoan Sarutekyz-1, Zamilaxkaia T.K đã xác định được một phức hệ Foraminifera và Dobrokhotova X.V đã xác định phức hệ Fusulinida định tuổi cho bậc Jeli của Carbon thượng và bậc Asseli của Permi hạ

Tuổi tuyệt đối phân tích ở giếng khoan Sarutekyz-1 từ độ sâu 3166-3174m là

233 +_10 triệu năm bằng phương pháp K-Ar, định tuổi cho Triat sớm Vì mẫu được lấy trong đá phun trào bị biến đổi, cho nên kết quả tuổi tuyệt đối có thể liên quan đến quá trình thứ sinh

Nhìn chung, tuổi các thành tạo phun trào ở đây hiện nay được xếp vào C3-P1? Vấn đề này cần phải tiếp tục nghiên cứu liên quan đến chế độ địa động lực khu vực

3.1.4 Các thành tạo Pecmi trên-Triat (P 2 -T)

Các thành tạo Pecmi trên-Triat phân bố không đồng đều ở khu vực nghiên cứu (hình 3.20 ) Ở trên gờ nâng Kuanish – Koskala, các thành tạo này có bề dày mỏng: ở giếng khoan Karakuduk-1, độ dày của P2-T chỉ có 20m (3480-3500m), ở giếng khoan Karakuduk-2 độ dày của chúng là 60m (3540-3600m)

Ở vùng trũng Barsakelmes thành tạo này có độ dày lớn hơn: ở giếng khoan Arkmankazgan-1 gặp các thành tạo này ở độ sâu 3460m đến đáy giếng khoan 3920m; với độ dày 460m giếng khoan chưa khoan qua hết các thành tạo Permi trên - Triat Ở giếng khoan Muynak -1 không gặp các thành tạo này Nhìn chung các thành tạo Permi muộn – Triat phân bố trùng với đới tách giãn tạo rift Đây là các thành tạo màu đỏ, đôi nơi là các thành tạo sặc sỡ với những phân lớp màu xám Thành phần chủ yếu của các thành tạo này là sét kết, cát kết

với những lớp mỏng sạn kết Tại giếng khoan Arkmakazgan-1, các thành tạo Pecmi trên - Triat dưới gặp ở độ sâu 3460m đến đáy giếng khoan ở độ sâu 3920m (độ dày 460m) chủ yếu là sét kết (chiếm từ 35% đến 75%), bột kết, cát kết và cuội-sạn kết Nhìn chung, ở đây các thành tạo hạt nhỏ (sét, bột) đóng vai trò chủ yếu, ít hơn là cát kết với trầm tích hạt thô (sạn kết, cuội kết với những hạt cuội nhỏ) Trong cát kết thì cát kết grauvac và đa khoáng là chủ đạo Độ mài tròn và lựa chọn kém Xi măng chủ yếu là sét, thành phần cacbonat ít và mỏng Acgilic bị nén chặt Các thành tạo này được hình thành trong môi trường lục địa

Hình 3 21 Sơ đồ phân bố các thành tạo P 2 -T ở Đông bể Bắc Ustyurt theo bản đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Caspian – Turan (có chỉnh sửa theo tài liệu giếng khoan)

P2-T

Theo tài liệu địa chấn, các thành tạo Pecmi trên-Triat dưới nằm giữa các tầng phản xạ TV và TVI được đặc trưng với trường sóng phản xạ kiểu phân lớp; sóng không mạnh với nhiều dấu vết của đứt gãy Độ dày của chúng thay đổi từ

100 đến 400m; chỗ sâu nhất dến 900m

3.1.5 Các thành tạo Jura dưới-giữa (J 1-2 )

Ở gờ nâng Trung tâm Kuanish – Koskala, các thành tạo Jura dưới không gặp ở giếng khoan Koskala-1 Ở giếng khoan Karakuduk 1 và 2, các thành tạo Jura dưới được gộp chung với Jura giữa và phủ bất chỉnh hợp lên các thành tạo

P2-T Ở đông bắc vùng nghiên cứu, tại giếng khoan Muynak-1 các thành tạo Jura dưới gặp trên khoảng độ sâu từ 2930-3490m phủ bất chỉnh hợp lên các thành tạo D3fm-C2 Tại giếng khoan Akmankazgan các thành tạo này nằm trên khoảng độ sâu từ 3110m đến 3460m, phủ bất chỉnh hợp lên các thành tạo Pecmi trên-Triat dưới Tại đây, các thành tạo Jura dưới được cấu tạo bởi cát kết, acgilit

và bột kết Cát kết màu xám, có thành phần thạch anh-fenspat, độ hạt trung bình, hạt nhỏ, đôi nơi hạt lớn, chứa vôi, chứa mica, chắc, cứng Acgilit màu xám, xám đen, chứa bột, phân lớp nằm ngang, phân dải do những tập cát màu xám, nén chặt và rất cứng Bột màu xám, xám tối phớt xanh, chứa thạch anh-fenspat, nén chặt, cứng

Mặt cắt chuẩn của các thành tạo Jura dưới được mô tả ở giếng khoan Muynak-1 Ở đây chúng được chia thành hai phần:

- Phần trên là cát kết với những lớp bột kết và acgilit Cát kết màu xám, hạt nhỏ đến thô, đôi nơi gặp sạn, cấu tạo khối với phân lớp xiên hình thấu kính, xi măng gắn kết là kaolinit-hydromica, chứa những tàn dư thực vật bị hóa than Acgilit bột, cát chứa hydromica, kaolinit – clorit, dấu vết thực vật bị cacbonat hóa

- Phần dưới là acgilit với những lớp bột kết và cát kết Acgilit màu xám tối, thành phần clorit – kaolinit – hydromica, chứa những tập than rất mỏng (0.3-0.8mm) Bột kết hạt nhỏ, thô, màu xám, đa khoáng, có những lớp rất mỏng chứa

than Cát kết màu xám, kích thước từ hạt nhỏ đến thô Ở dưới cùng gặp những hạt sạn đa khoáng, chứa thực vật

Độ dày của các thành tạo Jura dưới thay đổi Chúng vắng mặt trên dải nâng Kuanish-Koskala và tăng dần về phía đông ở trũng Sudochi và đông bắc của vùng (giếng khoan Muynak) đạt tới 560m

Các thành tạo Jura giữa phân bố rộng rãi ỡ phía đông bể Bắc Ustyurt trên các giếng khoan ở phía đông trũng Barsakelmes cũng như ở dãy nâng Kuanish-Koskala Chúng thường được cấu tạo bởi hai phần:

Phần trên là các tập sét kết, bột kết, cát kết xen kẹp nhau Sét kết màu xám, phớt xanh chứa bột, chứa mica yếu, gặp pyrit và tàn dư thực vật Bột kết màu xám, xám xanh, đa khoáng, chứa mica, gặp cả sederit và những lớp than mỏng Cát kết màu xám sáng, hạt nhỏ - trung bình, chứa bột, thạch anh – fenspat, mica,

xi măng sét, gặp siderit và những mảnh thực vật

Phần dưới là sét màu đen, đen tối, cát-bột, phân lớp xiên, thấu kính, cứng, chắc với những lớp mỏng than hydromica – kaolinit – clorit, chứa siderit và pyrit Bột kết màu xám đen, hạt nhỏ - thô, thạch anh – fenspat, xi măng hydromica-kaolinit-clorit, chứa siderit và pyrit, mảnh thực vật, phân lớp xiên Cát kết màu xám sáng, hạt nhỏ - thô, đa khoáng với xi măng gắn kết là hydromica – kaolinit, chứa những lớp than

Trong các tập sét màu đen chứa nhiều bào tử phấn hoa, đặc biệt là giếng khoan Koskala-1 bào tử chiếm đến 67-82%, định tuổi cho các bậc Aalen-Bayos-Datian thuộc Jura giữa

Độ dày của các thành tạo Jura giữa tương đối ổn định, dao động trong khoảng 400-500m

Nhìn chung các thành tạo Jura dưới - giữa là các thành tạo lục địa, được hình thành trong môi trường đầm lầy, vũng vịnh

3.1.6 Các thành tạo Jura trên (J 3 )

Ở khu vực Đông bể Bắc Ustuyrt, các thành tạo Jura trên phân bố rộng rãi

và gặp trong các giếng khoan ở các vùng nâng Kuanish-Koskala cũng như các

vùng hạ như phía đông trũng Barsakelmes, Sudochi Ở vùng nâng Koskala, tại giếng khoan Koskala-2 các thành tạo Jura trên nằm từ độ sâu 2450m đến khoảng 2590m (dày 140m); ở giếng khoan Karakuduk-1 - từ độ sâu

Kuanish-2400 – 2800m (dày 400m); ở giếng khoan Karakuduk-2 - từ độ sâu 2420 – 2800m (dày 380m) Ở phía đông bắc vùng, tại giếng khoan Muynak-1, chúng nằm ở độ sâu từ 1820m đến 2370m (dày 550m) Ở phía Tây Nam của vùng, tại giếng khoan Akmakazgan-1, các thành tạo này nằm ở độ sâu từ 2195m đến 2525m (dày 330m) Ở các giếng khoan Koskala và Muynak, chúng được cấu tạo bởi sét xám, phớt xanh, xanh; phần trên mặt cắt có màu đỏ - nâu, đôi khi phớt tím với những lớp bột và cát kết không lớn; phần dưới đá bị nén ép dạng acgilit, không chứa vôi, chứa mica yếu, có những mặt trượt và tàn dư thực vật Bên cạnh đó tồn tại những lớp mỏng bột kết và cát kết Ở giếng khoan Akmakazgan-1 phần trên cùng gặp tập đá vôi cứng chắc, màu xám – xanh da trời, còn bên dưới là những tập sét, nén ép tương tự như acgilit, xen những tập sét kết thạch anh-fenspat hạt mịn và bột kết màu xanh tối, không chứa vôi, mica yếu, nằm ngang và cứng chắc

Trong các thành tạo này gặp nhiều bào tử phấn hoa, định tuổi cho các bậc Xellovei-Oxford Độ dày của các thành tạo Jura trên thay đổi từ 140m (giếng khoan Koskala-1) đến 550m (giếng khoan Muynak)

Ranh giới dưới của các thành tạo Jura trên là ranh giới chuyển tiếp với các thành tạo Jura dưới-giữa Ranh giới trên là một bất chỉnh hợp khu vực

Các thành tạo Jura trên được hình thành chủ yếu trong môi trường biển tiến, lục địa ven bờ, đầm lầy, vũng vịnh ven biển

3.1.7 Các thành tạo Kreta dưới (K 1 )

Các thành tạo Kreta dưới ở khu vực đông bể Bắc Ustyurt được gặp ở các giếng khoan với bề dày lớn (bảng 3.1)

Các thành tạo này được đặc trưng bằng những đặc điểm thạch học như sau: Lót đáy các thành tạo Kreta dưới là một tập cát kết mỏng (ở các giếng khoan Koskala) với độ dày khoảng 15m Cát kết màu xám sáng, hạt trung bình,