CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ MỎ SƯ TỬ NÂU, BỒN TRŨNG CỬU LONG 1. Khái quát vị trí khu vực nghiên cứu. Bồn trũng Cửu Long nằm chủ yếu trên thềm lục địa Nam Việt Nam và một phần đất liền thuộc khu vực cửa sông Cửu Long, có tọa độ địa lý 9o00’-11o00’ Bắc và 106o30’-109o00’ Đông. Bồn có diện tích khoảng 56000km2, bao gồm các lô: 09, 15- 1, 15-2, 16, 17 và một phần các lô 01, 02, 25 và 03 (Hình 1.
Vị trí lô 15.1 bồn trũng Cửu Long [1] Lô 15-1 nằm ở phía Tây Bắc của bồn trũng, có dạng tam giác vuông với diện tích khoảng 4635km2, đỉnh góc trên phía Đông Bắc cách thành phố Hồ Chí Minh 180km, góc Tây Nam cách thành phố Vũng Tàu khoảng 20km. Chiều sâu mực nước biển thay đổi trong khoảng 20m đến 50m. Bồn trũng Cửu Long là một bồn trũng rift hình thành vào đệ tam sớm, có hình bầu dục, kéo dài theo hướng Đông Bắc-Tây Nam, vòng ra về phía biển và nằm dọc theo bờ biển Vũng Tàu-Bình Thuận. Giới hạn phía Đông là biển Đông Việt Nam; phía Nam và Đông Nam là khối nâng ngầm Côn Sơn Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Trần Việt Hùng MSHV: 1570779 Trang 2 dọc theo các đảo Hòn Gai, Hòn Trứng, Côn Sơn; phía Bắc là khối cao của địa khối Đà Lạt, lộ ra chủ yếu là các khối đá magma xâm nhập và phun trào có tuổi Mezozoi muộn.
Bồn trũng Cửu Long nói chung và lô 15-1 nói riêng được lấp đầy chủ yếu bởi các trầm tích lục nguyên tuổi Oligocen-Oligocen sớm và lớp phủ thềm Pliocen, chiều dày lớn nhất của chúng tại trung tâm bồn có thể đạt tới 7-8km. Lô 15-1 nằm trọn trong phụ bồn trũng Bắc Cửu Long, là nơi có cấu trúc địa chất rất phức tạp. Các mỏ được khai thác trong lô 15-1 gồm Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Sư Tử Trắng, Sư Tử Nâu… Mỏ Sư Tử Nâu là cấu trúc mở rộng từ hướng Đông Bắc của lô 15-1 sang hướng Tây Nam của lô 01/97 thuộc bồn trũng Cửu Long. Vị trí mỏ cách Vũng Tàu khoảng 142.6km, mực nước biển khoảng 39.5m, đối tượng chủ yếu trong tầng móng và trầm tích.
Vị trí mỏ Sư Tử Nâu được miêu tả trong hình 1. Vị trí mỏ Sư Tử Nâu [2] Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Trần Việt Hùng MSHV: 1570779 Trang 3 1. Lịch sử nghiên cứu thăm dò bồn trũng Cửu Long Lịch sử thăm dò và khai thác dầu khí bồn trũng Cửu Long gắn liền với lịch sử tìm kiếm, thăm dò, khai thác dầu khí thềm lục địa Nam Việt Nam. Căn cứ vào quy mô, mốc lịch sử và kết quả thăm dò, lịch sử tìm kiếm và khai thác dầu khí bồn trũng Cửu Long được chia làm 4 giai đoạn: Hình 1.
Cột địa tầng tổng hợp mỏ Sư Tử Nâu [1] Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Trần Việt Hùng MSHV: 1570779 Trang 4 Giai đoạn trước năm 1975: Tiến hành khảo sát địa vật lý khu vực như từ, trọng lực và địa chấn. Giai đoạn 1975-1979: Tiến hành đánh giá triển vọng dầu khí trên thềm lục địa Việt Nam và trên từng lô. Giai đoạn 1980-1988: Tiến hành khảo sát địa chấn và xây dựng một số sơ đồ cấu tạo dị thường từ và trọng lực Bughe (Hình 1. Sơ đồ mặt cắt địa chấn bồn trũng Cửu Long [3] Giai đoạn 1989-nay: Giai đoạn phát triển mạnh mẽ nhất về tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí trên bồn trũng Cửu Long.
Lịch sử phát triển hệ tầng Oligocen bồn trũng Cửu Long Đầu Oligocen do tác động các biến cố kiến tạo hàng loạt đứt gãy hướng Đông Bắc-Tây Nam đã được sinh ra do sụt lún mạnh và căng giãn. Các đứt gãy chính là những đứt gãy dạng gàu xúc, cắm về hướng Đông Nam, còn các đứt gãy hướng Đông- Tây lại do tác động bởi các biến cố kiến tạo nâng lên, uốn nếp. Vào đầu Kainozoi do sự va mạnh ở góc hội tụ Tây Tạng giữa các mảng Ấn Độ và Âu-Á làm vi mảng Indosina bị thúc trồi xuống Đông Nam theo các đứt gãy trượt bằng lớn như đứt gãy sông Hồng, Sông Hậu-Ba Chùa. Với xu thế trượt trái ở phía Bắc và trượt phải ở phía Nam tạo nên các trũng Đệ Tam trên các đới khâu ven rìa, trong đó có bồn trũng Cửu Long.
Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Trần Việt Hùng MSHV: 1570779 Trang 5 Kết quả đã hình thành các hệ thống đứt gãy khác có hướng gần Đông Bắc-Tây Nam. Như vậy, trong bồn trũng Cửu Long bên cạnh hướng Đông Bắc-Tây Nam còn có các hệ đứt gãy có hướng cận kề chúng. Trong Oligocen quá trình giãn đáy biển theo hướng Bắc-Nam tạo Biển Đông bắt đầu từ 32 triệu năm. Trục giãn đáy biển phát triển lấn dần xuống Tây Nam và đổi hướng từ Đông-Tây sang Đông Bắc-Tây Nam vào cuối Oligocen.
Các quá trình này đã gia tăng các hoạt động tách giãn và đứt gãy ở bồn trũng Cửu Long trong Oligocen và nén ép vào cuối Oligocen. Hoạt động nén ép vào cuối Oligocen muộn đã đẩy trồi các khối móng sâu, gây nghịch đảo trong trầm tích Oligocen ở trung tâm các trũng chính, làm tái hoạt động các đứt gãy thuận chính ở dạng ép chờm, trượt bằng và tạo nên các cấu trúc “trồi”, cấu tạo dương/âm hình hoa, phát sinh đứt gãy nghịch ở một số nơi như trên cấu tạo Rạng Đông, phía Tây cấu tạo Bạch Hổ và một số khu vực mỏ Rồng. Đồng thời xảy ra hiện tượng bào mòn và vát mỏng mạnh các trầm tích thuộc hệ tầng Trà Tân trên. Sự kết thúc hoạt động của phần lớn các đứt gãy và không chỉnh hợp góc rộng lớn ở nóc trầm tích Oligocen đã đánh dấu sự kết thúc thời kỳ đồng tạo rift (Hình 1.
Sơ đồ mặt cắt tổng hợp bồn trũng Cửu Long [3] Tầng Oligocen được lấp đầy bởi các lớp cát kết xen lẫn với các lớp sét kết giàu vật liệu hữu cơ và các lớp mỏng vôi. Do đó tầng Oligocen vừa mang tính chất là tầng sinh, vừa mang tính chất là tầng chứa và còn là một tầng chắn khu vực. Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Trần Việt Hùng MSHV: 1570779 Trang 6 Hình 1. Lịch sử phát triển bồn trũng Cửu Long và tầng Oligocen [3] 1.
Cấu trúc và kiến tạo mỏ Sư Tử Nâu 1. Các đơn vị cấu trúc chính Việc phân chia đơn vị cấu tạo được dựa trên đặc điểm cấu trúc địa chất và bị giới hạn bởi các đới đứt gãy hoặc đơn vị đứt gãy có biên độ đáng kể. Diện tích của lô 15-1 thuộc ba đơn vị cấu trúc chính của bể Cửu Long. Phía Đông, Đông Bắc thuộc đới phân dị Đông - Bắc, phía Nam và Tây Nam thuộc đới nâng Tây - Bắc, phía Bắc và Tây Bắc thuộc sườn nghiêng Tây - Bắc.
Sườn nghiêng Tây Bắc là dải sườn bờ Tây Bắc của bể kéo dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, chiều dày trầm tích tăng dần về hướng Tây Nam từ 1 đến 2,5km. Sườn nghiêng bị cắt xẻ bởi các đứt gãy kiến tạo có hướng Đông Bắc - Tây Nam hoặc Tây Bắc - Đông Nam, tạo thành các mũi nhô. Trầm tích Kainozoi của bể thường có xu hướng vát nhọn và gá đáy lên móng cổ granitoid trước Kainozoi. Đới nâng phía Tây Bắc nằm về phía Tây Bắc trũng Đông Bắc và được khống chế bởi các đứt gãy chính phương Đông Bắc - Tây Nam.
về phía Tây Bắc đới nâng bị ngăn cách với sườn nghiêng Tây Bắc bởi một địa hào nhỏ có chiều dày trầm tích khoảng 6km. Đới nâng bao gồm cấu tạo Vừng Đông và dải nâng kéo dài về phía Đông Bắc. Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Trần Việt Hùng MSHV: 1570779 Trang 7 Hình 1. Sơ đồ phân vùng kiến tạo bể Cửu Long [4] Đới phân dị Đông Bắc nằm kẹp giữa đới nâng Đông Phú Quý và sườn nghiêng Tây Bắc.
Đây là khu vực có chiều dày trầm tích trung bình và bị phân dị mạnh bởi hệ thống các đứt gãy có đường phương Tây Bắc - Đông Nam, á kinh tuyến và á vĩ tuyến tạo thành nhiều địa hào và địa luỹ nhỏ. Các hệ thống đứt gãy chính Có bốn hệ thống đứt gãy chính trong bể Cửu Long, dựa trên hướng của đường phương: Đông - Tây, Đông Bắc - Tây Nam, Bắc - Nam và các đứt gãy nhỏ có phương khác nhau. Trong lô 15-1 gồm 2 hệ thống đứt gãy có hướng: Đông Bắc - Tây Nam và Đông - Tây. Đứt gãy có hướng Đông Bắc - Tây Nam là đứt gãy chính của bể và là đứt gãy phân chia ranh giới cấu trúc.
Đứt gãy Đông - Tây hình thành và phát triển muộn hơn so với đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam. Phần lớn đứt gãy đều nằm trên nóc trầm tích Oligoxen. Theo kết quả khôi phục lịch sử chôn vùi cho thấy cấu tạo Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng và Sư Tử Trắng phía Nam đều được hình thành trước tập sét Oligoxen “D” (hệ tầng Trà Tân dưới). Do đó chỉ còn một số đứt gãy nhỏ còn hoạt động trong Mioxen hạ.
Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Trần Việt Hùng MSHV: 1570779 Trang 8 1. Đặc điểm địa tầng mỏ Sư Tử Nâu Địa tầng mỏ Sư Tử Nâu được xây dựng từ những kết quả minh giải địa chấn, địa vật lý giếng khoan, sinh địa tầng, mẫu vụn và mẫu lõi của những giếng khoan trong lô 15-1. Hệ thống địa tầng và cột địa tầng tổng hợp của mỏ Sư Tử Nâu được thể hiện ở cột địa tầng chung (hình 1.1 Đá móng trước Kainozoi Đá móng nứt nẻ nằm trong phạm vi lô 15-1 gặp trong các giếng khoan có độ sâu lần lượt là: 2565m, 3250m, 3883m, 3976m. Đá móng là đá garanitoid có tuổi Jura-Creta đến Trias.
Đá móng garanitoid thường xuyên bị cắt bởi nhiều đai mạch đá phun trào bazan và andezit hoặc monzodiorit. Bề mặt bị phong hóa mạnh có độ dày từ 4 đến 40m. Đới phong hóa này bị nứt nẻ mạnh. Nóc của khối móng nằm ở độ sâu từ 2475m đến 2800m.
Thành phần thạch học bao gồm granit, granodiorit, diorit, gabrodiorit. Đới kaolinit bị phong hóa với chiều dày thay đổi từ 4 đến 55m bao phủ lên móng nứt nẻ. Móng granit chứa: 12-34% thạch anh, 9-38% fenspat kali, 14-40% plagiocla và 2-10% mica. Ngoài ra còn có các khoáng vật thứ sinh: clorit, epidot, zeolit, canxit.
Trầm tích Kainozoi Nằm bất chỉnh hợp trên mặt đá móng kết tinh bào mòn và phong hoá là thành tạo Kainozoi hoặc núi lửa. Hệ tầng Trà Cú dưới (tập F) Trầm tích hệ tầng Trà Cú dưới tương ứng với tập F được xác định lần đầu tiên trong giếng CL-1X. Trên mặt cắt địa chấn trầm tích tập F nằm bất chỉnh hợp trên bề mặt phong hóa cấu trúc đá móng Kainozoi. Xa hơn về phía sườn, trầm tích biển tiến của tập F phủ chồng lên đá móng rõ ràng hơn.
