Các thành tạo trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long và mối liên quan của chúng với khả năng chứa chắn dầu khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Trần Văn Nhuận

CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH MIOXEN

PHẦN TÂY BỂ CỬU LONG VÀ MỐI LIÊN QUAN CỦA CHÚNG

VỚI ĐẶC ĐIỂM CHỨA - CHẮN DẦU KHÍ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI - 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Trần Văn Nhuận

CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH MIOXEN

PHẦN TÂY BỂ CỬU LONG VÀ MỐI LIÊN QUAN CỦA CHÚNG

VỚI ĐẶC ĐIỂM CHỨA - CHẮN DẦU KHÍ

Ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học

Mã số : 62440205

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

HÀ NỘI - 2013

1: Tiến sĩ Đỗ Văn Nhuận

2: Tiến sĩ Vũ Trụ

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số

liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố

trong bất cứ một công trình nào khác.

Ký tên

Trần Văn Nhuận

ii

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i

MỤC LỤC ................................................................................................................ ii

CÁC THUẬT NGỮ VÀ KÍ HIỆU VIẾT TẮT...........................................................v

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG ........................................................................... viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢN VẼ...................................................................ix

DANH MỤC CÁC ẢNH ......................................................................................... xii

MỞ ĐẦU ........ .........................................................................................................1

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN BỂ CỬU LONG VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU ..............9

1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên ......................................................................................9

1.1.1.Vị trí địa lý..................................................................................................9

1.1.2. Điều kiện tự nhiên....................................................................................10

1.2. Lịch sử tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí .................................................11

1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975.......................................................................11

1.2.2. Giai đoạn 1975 - 2010.............................................................................13

1.3. Khái quát địa chất khu vực.................................................................................15

1.3.1. Khung cảnh kiến tạo ................................................................................15

1.3.2. Địa tầng ...................................................................................................19

CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........25

2.1. Cơ sở lý luận ......................................................................................................25

2.1.1.Các giai đoạn biến đổi đá trầm tích.........................................................25

2.1.2. Thành phần và phân loại đá trầm tích ....................................................29

2.1.2.1. Thành phần khoáng vật ........................................................................30

iii

2.1.2.2. Phân loại đá trầm tích ..........................................................................35

2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................40

2.2.1. Phương pháp địa vật lý............................................................................40

2.2.2. Phương pháp thạch địa tầng ...................................................................42

2.2.3. Phương pháp sinh địa tầng......................................................................42

2.2.4. Phương pháp thạch học lát mỏng............................................................43

2.2.5. Phương pháp nhiễu xạ tia X ....................................................................44

2.2.6. Phương pháp hiển vi điện tử quét............................................................44

2.2.7. Phương pháp phân tích phổ năng lượng tán xạ tia X .............................45

2.2.8. Phương pháp nghiên cứu thạch học nguồn gốc ......................................45

CHƢƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH MIOXEN PHẦN TÂY BỂ CỬU LONG.48

3.1. Đặc điểm thạch học khoáng vật.........................................................................48

3.1.1.Phân loại và gọi tên đá.............................................................................48

3.1.2. Thành phần khoáng vật ...........................................................................48

3.2. Kiến trúc.............................................................................................................56

3.3. Nguồn gốc và môi trƣờng thành tạo...................................................................57

3.4. Nguồn cung cấp vật liệu trầm tích theo thành phần hạt vụn của Dickinson &

Suczker, 1979 ........................................................................................65

3.5. Địa tầng hiện nay ở vùng nghiên cứu theo các tác giả.......................................77

3.5.1.Thạch địa tầng..........................................................................................77

3.5.2. Địa chấn địa tầng ....................................................................................80

3.5.3. Sinh địa tầng ............................................................................................82

3.6. Sự phân chia địa tầng trầm tích Mioxen theo tài liệu địa vật lý ........................82

3.6.1. Tập T10 (Plioxen - Đệ Tứ).......................................................................82

3.6.2. Tập T20 (Mioxen trên).............................................................................83

3.6.3. Tập T30 (Mioxen giữa)............................................................................85

3.6.4. Tập T40 (Mioxen dưới)............................................................................87

3.6.5. Tập T50 (Mioxen dưới)............................................................................89

iv

CHƢƠNG 4 NHỮNG YẾU TỐ CHÍNH ẢNH HƢỞNG ĐẾN TÍNH CHỨA,

CHẮN TRẦM TÍCH MIOXEN PHẦN TÂY BỂ CỬU LONG...........93

4.1. Đặc điểm đá trầm tích ........................................................................................93

4.2. Đặc điểm biến đổi thứ sinh ................................................................................98

4.3. Quá trình tạo đá................................................................................................104

4.4. Hệ thống lỗ hổng..............................................................................................106

4.5. Khả năng chứa dầu khí.....................................................................................111

4.5.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng, độ thấm .........................................111

4.5.2. Ảnh hưởng của quá trình biến đổi thứ sinh...........................................111

4.6. Đánh giá khả năng chứa................................................................................112

4.7. Đánh giá khả năng chắn................................................................................113

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................118

Kết luận ...................................................................................................................118

Kiến nghị.................................................................................................................119

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ....................................120

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................122

v

CÁC THUẬT NGỮ VÀ KÍ HIỆU VIẾT TẮT

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy) SEM

Nhiễu xạ tia X (X - Ray Diffraction) XRD

Năng lƣợng tán xạ tia X (Energy Dispersive X- Ray Spectrum) EDS

Giếng khoan GK

Thạch anh đơn tinh thể Qm

Thạch anh đa tinh thể Qp

Thạch anh Q

Felspat F

Kaolinit Ka

Clorit Ch

Illit Il

Illit/smectit I/S

Smectit Sm

Mảnh đá R

Plagiocla P

Mảnh vụn đá (trầm tích, biến chất) Ls

Mảnh vụn nguồn gốc núi lửa Lv

Địa vật lý giếng khoan ĐVLGK

Địa vật lý ĐVL

Địa chấn địa tầng ĐCĐT

vi

Giai đoạn hậu sinh Katagene

Giai đoạn biến sinh Metagene

Biến đổi thứ sinh BĐTS

Kích thƣớc hạt Md

Độ lựa chọn So

Độ thấm mD

Đông Bắc - Tây Nam ĐB - TN

Tây Nam - Đông Bắc TN - ĐB

Vật chất hữu cơ VCHC

Hệ thống tích tụ trầm tích biển tiến (depositional trangressive system

tract)

TST

Hệ thống tích tụ trầm tích biển cao (depositional highsland system

tract)

HST

Hệ thống tích tụ trầm tích biển thấp (depositional lowsland system

tract)

LST

Hệ thống tích tụ rìa thềm (depositional shelf margin system

tract)

SMST

Không gian tích tụ (depositional accommodation) KGTT

Khoảng địa tầng cô đặc/mặt cắt cô đặc (condensed section) CS

Mặt ngập lụt cực đại (maximum flooding surface) MFS

Mặt ngập lụt chính (major flooding surface) mFS

Mặt ngập lụt (flooding surface) FS

Mặt biển tiến (trangressive surface) TS

Nhóm phân tập (parasequence set) nPS

vii

Phân tập (parasequence) PS

Ranh giới tập (sequence boundary) SB

Tập (sequence) T

Vĩ tập (megasequence) M

Mực nƣớc biển tƣơng đối MNBTĐ

Mực nƣớc biển MNB

Mực nƣớc biển toàn cầu MNBTC

Viện Dầu Khí Việt Nam VPI

Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro VSP

Việt Nam VN

viii

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG

Trang

1. Bảng 2. 1. Thành phần hóa học trung bình của các đá trầm tích và đá

magma (theo Clack) ...................................................................... 34

2. Bảng 3. 1. Thông số thạch học nguồn gốc các đá cát kết khu vực nghiên

cứu ................................................................................................. 68

3. Bảng 3. 2. Kết quả phân tích thạch học các mẫu sƣờn, mẫu vụn giếng

khoan A ......................................................................................... 70

4. Bảng 3. 3. Kết quả phân tích thạch học các mẫu sƣờn, mẫu vụn giếng

khoan B.......................................................................................... 71

5. Bảng 3. 4. Kết quả phân tích thạch học các mẫu sƣờn, mẫu vụn giếng

khoan C.......................................................................................... 72

6. Bảng 3. 5. Kết quả phân tích tổng thành phần đá (%) bằng phƣơng pháp

nhiễu xạ tia X, giếng khoan A....................................................... 73

7. Bảng 3. 6. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật sét (%) bằng

phƣơng pháp nhiễu xạ tia X, giếng khoan A................................. 73

8. Bảng 3. 7. Kết quả phân tích tổng thành phần đá (%) bằng phƣơng pháp

nhiễu xạ tia X, giếng khoan B....................................................... 74

9. Bảng 3. 8. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật sét (%) bằng

phƣơng pháp nhiễu xạ tia X, giếng khoan B................................. 75

10.Bảng 3. 9. Kết quả phân tích tổng thành phần đá (%) bằng phƣơng pháp

nhiễu xạ tia X, giếng khoan C....................................................... 76

11.Bảng 3. 10. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật sét (%) bằng

phƣơng pháp nhiễu xạ tia X, giếng khoan C................................. 76

12.Bảng 3. 11. Các đơn vị thạch địa tầng bể Cửu Long theo các tác giả .......... 79

13.Bảng 3. 12. Các đơn vị địa chấn địa tầng ở bể Cửu Long ............................. 81

14.Bảng 4. 1. Thành phần (%) khoáng vật sét trong xi măng đá cát kết

Mioxen........................................................................................... 98

15.Bảng 4. 2. Đặc điểm các giai đoạn thành tạo đá cát kết ............................. 105

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Trang

1. Hình 1. 1. Sơ đồ khu vực bể Cửu Long và vùng nghiên cứu........................... 9

2. Hình 1. 2. Bể Cửu Long rìa Tây biển Đông Việt Nam (theo tài liệu trọng

lực vệ tinh)..................................................................................... 16

3. Hình 1. 3. Bể Cửu long trên bình đồ kiến tạo Đông Nam Á ......................... 17

4. Hình 1. 4. Cột địa tầng tổng hợp bể Cửu Long (theo VPI/VSP) ................... 20

5. Hình 2. 1. Thành phần và phân loại đá trầm tích........................................... 30

6. Hình 2. 2. Biểu đồ phân loại cát kết theo thành phần hạt vụn khi hàm

lƣợng nền và xi măng (Li) < 15%, theo R.L. Folk, 1974.............. 38

7. Hình 2. 3. Biểu đồ phân loại cát kết theo thành phần hạt vụn khi hàm

lƣợng nền và xi măng (Li) > 15%, theo R.L. Folk, 1974.............. 38

8. Hình 2. 4. Biểu đồ phân loại cát kết theo thành phần hạt vụn theo F.J.

Pettijohn, 1973............................................................................... 39

9. Hình 2. 5. Biểu đồ phân loại cát kết theo thành phần hạt vụn (theo A.G.

Koxovxkaia, 1959) ........................................................................ 40

10.Hình 2. 6. Sơ đồ phƣơng pháp nghiên cứu thạch học nguồn gốc (theo

Dickinson & Suczker, 1979) ......................................................... 47

11.Hình 3. 1. Sơ đồ phân loại cát kết Mioxen phần Tây bể Cửu Long .............. 49

12.Hình 3. 2. Năng lƣợng tán xạ tia X của khoáng vật pyrit tại điểm bắn (o)

ảnh số 7, giếng khoan A, độ sâu 2.756m....................................... 55

13.Hình 3. 3. Năng lƣợng tán xạ tia X của khoáng vật calcit tại điểm bắn

(o) ảnh số 8, giếng khoan B, độ sâu 2.845m ................................. 56

14.Hình 3. 4. Ảnh chụp mẫu lõi giếng khoan cho thấy cấu tạo phân lớp

xiên chéo nhịp trầm tích mịn dần lên trên..................................... 61

15.Hình 3. 5. Ảnh chụp mẫu lõi giếng khoan cho thấy bên dƣới là cát hạt

mịn, lên trên là trầm tích có độ hạt không đồng nhất (giếng

khoan C) ........................................................................................ 62

16.Hình 3. 6. Môi trƣờng lắng đọng tập D - Oligoxen ....................................... 63

x

17.Hình 3. 7. Môi trƣờng lắng đọng tập C- Oligoxen ........................................ 63

18.Hình 3. 8. Môi trƣờng lắng đọng tập B1.1- Mioxen...................................... 64

19.Hình 3. 9. Môi trƣờng lắng đọng tập B1.2- Mioxen...................................... 64

20.Hình 3. 10. Mặt cắt địa chấn có hƣớng TN - ĐB........................................... 65

21.Hình 3. 11. Mặt cắt địa chấn có hƣớng TB - ĐN........................................... 65

22.Hình 3. 12. Khoáng vật chủ yếu là kaolinit, illit, clorit, smectit và hỗn

hợp lớp illit/smectit (giếng khoan A) ............................................ 74

23.Hình 3. 13. Khoáng vật chủ yếu là kaolinit, illit, clorit, smectit và hỗn

hợp lớp illit/smectit (giếng khoan B) ............................................ 75

24.Hình 3. 14. Khoáng vật chủ yếu là kaolinit, illit, clorit, smectit và hỗn

hợp lớp illit/smectit (giếng khoan C) ............................................ 77

25.Hình 4. 1. Quan hệ giữa độ rỗng và kích thƣớc trung bình hạt vụn .............. 94

26.Hình 4. 2. Quan hệ giữa độ thấm và kích thƣớc trung bình hạt vụn.............. 95

27.Hình 4. 3. Quan hệ giữa độ rỗng và độ lựa chọn hạt vụn .............................. 96

28.Hình 4. 4. Quan hệ giữa độ thấm và độ lựa chọn hạt vụn.............................. 97

29.Hình 4. 5. Đặc tính không gian rỗng cát kết Mioxen..................................... 97

30.Hình 4. 6. Năng lƣợng tán xạ tia X của khoáng vật clorit tại điểm bắn

(o) ảnh số 15 giếng khoan A, độ sâu 2.543,50m......................... 100

31.Hình 4. 7. Năng lƣợng tán xạ tia X của khoáng vật kaolinit tại điểm bắn

(o) ảnh số 16 giếng khoan B, độ sâu 2.695,50m ......................... 101

32.Hình 4. 8. Năng lƣợng tán xạ tia X của khoáng vật illit/smectit tại điểm

bắn (o) ảnh số 21 giếng khoan B, độ sâu 2.808m ...................... 104

33.Hình 4. 9. Biểu đồ biến đổi độ lỗ hổng theo chiều sâu ................................ 107

34.Hình 4. 10. Kết quả minh giải địa vật lý giếng khoan tầng B1, giếng

khoan A ....................................................................................... 108

35.Hình 4. 11. Kết quả minh giải địa vật lý giếng khoan tầng B1, giếng

khoan B........................................................................................ 109

36.Hình 4. 12. Kết quả minh giải địa vật lý giếng khoan tầng B1, giếng

khoan C........................................................................................ 110

xi

37.Hình 4. 13. Sự phân bố các tầng chắn trên mặt cắt địa chấn ....................... 117

DANH MỤC CÁC BẢN VẼ

1. Bản vẽ số 3.1. Địa tầng trầm tích Mioxen giữa - Đệ Tứ giữa các giếng khoan

khu vực nghiên cứu............................................................................................92

2. Bản vẽ số 3.2. Địa tầng trầm tích Mioxen dƣới giữa các giếng khoan khu vực

nghiên cứu......................................................................................................... 93

xii

DANH MỤC CÁC ẢNH

1. Ảnh 1. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.643m ..................................................52

2. Ảnh 2. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.841m ..................................................53

3. Ảnh 3. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.569m...................................................53

4. Ảnh 4. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 3.069m...................................................54

5. Ảnh 5. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.740m...................................................54

6. Ảnh 6. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.946m...................................................55

7. Ảnh 7. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.756m ..................................................55

8. Ảnh 8. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.845m...................................................56

9. Ảnh 9. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.650m (2 nicol vuông góc)..................58

10. Ảnh 10. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.712m (2 nicol vuông góc)...............59

11.Ảnh 11. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.703m (2 nicol vuông góc)................59

12.Ảnh 12. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.800m (2 nicol vuông góc)................60

13.Ảnh 13. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.961m (2 nicol vuông góc)................60

14.Ảnh 14. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.900m (2 nicol vuông góc)................61

15.Ảnh 15. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.543,50m ...........................................99

16.Ảnh 16. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.695,50m..........................................100

17.Ảnh 17. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.701m...............................................101

18.Ảnh 18. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.544m...............................................102

19.Ảnh 19. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.714,25m..........................................102

20.Ảnh 20. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.820m...............................................102

21.Ảnh 21. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.808m...............................................103

22.Ảnh 22. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.910m...............................................103

23.Ảnh 23. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.205,18m .........................................115

24.Ảnh 24. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.485m...............................................115

25.Ảnh 25. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.736m...............................................116

26.Ảnh 26. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.562m ..............................................116