Đặc điểm và mô hình địa chất 3D mioxen lô 103 bể Sông Hồng - Luận văn Thạc sĩ Khoa học

Luận văn thạc sĩ phân tích đặc điểm và mô hình địa chất 3d thành tạo mioxen đông bắc lô 103 bể trầm tích sông hồng phục vụ, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp

• Tác giả: Nguyễn Hiến Pháp
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thế Hùng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Địa chất học
• Đề tài: Mô Hình Địa Chất 3D Miocen Lô 103 Bể Sông Hồng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Giới thiệu bể trầm tích Sông Hồng
• 1.2. Đới nghịch đảo Miocen Tây Bắc bể Sông Hồng
• 1.3. Đặc điểm địa tầng
• 1.4. Vị trí kiến tạo của lô 103-107
• 1.5. Hệ thống dầu khí của khu vực nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Cơ sở tài liệu
• 2.2. Cách tiếp cận vấn đề và phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Cách tiếp cận vấn đề
• 2.2.2. Các phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D KHU VỰC ĐÔNG BẮC LÔ 103
• 3.1. Phương pháp xây dựng mô hình địa chất 3D
• 3.1.1. Địa chất thống kê
• 3.1.2. Quy trình xây dựng mô hình địa chất 3D
• 3.1.3. Mô hình hóa cấu trúc
• 3.1.4. Thô hóa dữ liệu giếng khoan
• 3.1.5. Mô hình phân bố thạch học và trầm tích
• 3.1.6. Mô hình thông số
• 3.1.7. Tính toán trữ lượng tại chỗ và đánh giá rủi ro
• 3.1.8. Chuyển giao sang nhóm mô hình khai thác (MHKT)
• 3.2. Mô hình địa chất cho mỏ khí X, Đông Bắc lô 103
• 3.2.1. Giới thiệu mỏ khí X
• 3.2.2. Mô hình cấu trúc
• 3.2.3. Thô hóa dữ liệu giếng khoan
• 3.2.4. Phân tích dữ liệu
• 3.2.5. Mô hình phân bố thạch học
• 3.2.6. Mô hình thông số
• 3.2.7. Tính trữ lượng tại chỗ
• 3.2.8. Rủi ro của mô hình
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô hình địa chất 3D mioxen lô 103 bể Sông Hồng

Mô hình địa chất 3D mioxen lô 103 bể Sông Hồng là một công cụ quan trọng trong việc nghiên cứu và thăm dò dầu khí. Bể Sông Hồng có cấu trúc địa chất phức tạp, với nhiều đơn vị cấu trúc khác nhau. Việc xây dựng mô hình 3D giúp hiểu rõ hơn về phân bố các thân cát và tiềm năng dầu khí trong khu vực này. Mô hình hóa địa chất 3D không chỉ cung cấp cái nhìn tổng quan về cấu trúc địa chất mà còn hỗ trợ trong việc đánh giá trữ lượng và rủi ro trong quá trình khai thác.

1.1. Đặc điểm địa chất bể Sông Hồng và lô 103

Bể Sông Hồng nằm trong khoảng 105030' - 110030' kinh độ Đông, 14030' - 21000' vĩ độ Bắc. Bể có dạng kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với chiều dài khoảng 650 km và chiều rộng 150 km. Đặc điểm địa chất của bể rất phức tạp, bao gồm nhiều đơn vị cấu trúc với tiềm năng dầu khí khác nhau. Lô 103 nằm trong khu vực này, nơi có sự hiện diện của các đá chứa dầu khí.

1.2. Tầm quan trọng của mô hình địa chất 3D trong thăm dò dầu khí

Mô hình địa chất 3D giúp các nhà nghiên cứu và kỹ sư dầu khí có cái nhìn rõ ràng hơn về cấu trúc địa chất và phân bố các thân cát. Điều này rất quan trọng trong việc xác định vị trí khoan thăm dò và đánh giá trữ lượng dầu khí. Mô hình 3D cũng giúp giảm thiểu rủi ro trong quá trình khai thác, từ đó nâng cao hiệu quả công việc.

II. Thách thức trong việc xây dựng mô hình địa chất 3D lô 103

Việc xây dựng mô hình địa chất 3D cho lô 103 bể Sông Hồng gặp nhiều thách thức. Đặc điểm địa chất phức tạp, sự hạn chế về dữ liệu địa chất và địa vật lý là những yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình mô hình hóa. Ngoài ra, việc xác định chính xác các thông số địa chất cũng là một thách thức lớn. Những vấn đề này cần được giải quyết để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của mô hình.

2.1. Hạn chế về dữ liệu địa chất và địa vật lý

Số lượng giếng khoan và tài liệu địa chấn 3D còn hạn chế, dẫn đến việc hiểu biết về cấu trúc địa chất và quy luật phân bố các thân cát chưa đầy đủ. Điều này gây khó khăn trong việc xây dựng mô hình địa chất chính xác.

2.2. Đặc điểm địa chất phức tạp của lô 103

Lô 103 có cấu trúc địa chất phức tạp với nhiều đơn vị cấu trúc khác nhau. Sự hiện diện của các đứt gãy và cấu trúc nghịch đảo làm cho việc mô hình hóa trở nên khó khăn hơn. Cần có các phương pháp nghiên cứu và phân tích phù hợp để giải quyết vấn đề này.

III. Phương pháp xây dựng mô hình địa chất 3D cho lô 103

Để xây dựng mô hình địa chất 3D cho lô 103, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu hiện đại. Các bước chính bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích địa chất, và mô hình hóa cấu trúc. Việc sử dụng phần mềm chuyên dụng cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình này.

3.1. Quy trình thu thập và phân tích dữ liệu

Quy trình bắt đầu bằng việc thu thập dữ liệu từ các giếng khoan và tài liệu địa chấn. Sau đó, dữ liệu này sẽ được phân tích để xác định các thông số địa chất cần thiết cho mô hình hóa. Việc phân tích này giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc địa chất và phân bố các thân cát.

3.2. Mô hình hóa cấu trúc địa chất

Mô hình hóa cấu trúc địa chất được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm chuyên dụng. Các thông số địa chất sẽ được nhập vào phần mềm để tạo ra mô hình 3D. Mô hình này sẽ giúp các nhà nghiên cứu có cái nhìn tổng quan về cấu trúc địa chất của lô 103.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô hình địa chất 3D lô 103

Mô hình địa chất 3D lô 103 không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có ứng dụng thực tiễn trong công tác thăm dò và khai thác dầu khí. Mô hình giúp xác định vị trí khoan thăm dò, đánh giá trữ lượng và rủi ro, từ đó nâng cao hiệu quả công việc.

4.1. Đánh giá trữ lượng dầu khí trong lô 103

Mô hình địa chất 3D cho phép đánh giá trữ lượng dầu khí một cách chính xác hơn. Các thông số địa chất được tính toán và phân tích giúp xác định khả năng chứa dầu khí của các thân cát trong lô 103.

4.2. Giảm thiểu rủi ro trong thăm dò dầu khí

Việc sử dụng mô hình địa chất 3D giúp giảm thiểu rủi ro trong quá trình thăm dò. Các nhà nghiên cứu có thể dự đoán được các vấn đề có thể xảy ra và đưa ra các giải pháp phù hợp để xử lý.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của mô hình địa chất 3D lô 103

Mô hình địa chất 3D lô 103 bể Sông Hồng là một công cụ quan trọng trong việc nghiên cứu và thăm dò dầu khí. Mô hình không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc địa chất mà còn hỗ trợ trong việc đánh giá trữ lượng và rủi ro. Tương lai, việc áp dụng công nghệ mới và cải tiến phương pháp nghiên cứu sẽ giúp nâng cao độ chính xác của mô hình.

5.1. Tương lai của nghiên cứu địa chất 3D

Nghiên cứu địa chất 3D sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ mới. Việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của mô hình.

5.2. Định hướng phát triển trong ngành dầu khí

Ngành dầu khí sẽ tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ mới. Mô hình địa chất 3D sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tìm kiếm và khai thác dầu khí, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Bể trầm tích Sông Hồng, với diện tích khoảng 220.000 km², trong đó phần phía Việt Nam chiếm khoảng 126.000 km², là một khu vực có cấu trúc địa chất phức tạp và tiềm năng dầu khí lớn. Khu vực nghiên cứu tập trung vào Đông Bắc lô 103 thuộc bể trầm tích này, nơi có các đặc điểm địa chất nổi bật như đới nghịch đảo Miocen và hệ thống đứt gãy phức tạp. Mặc dù đã có một số giếng khoan xác nhận sự tồn tại dầu khí, nhưng do số lượng giếng khoan và dữ liệu địa chấn 3D còn hạn chế, hiểu biết về cấu trúc địa chất và phân bố các thân cát vẫn chưa đầy đủ, ảnh hưởng đến hiệu quả tìm kiếm và khai thác dầu khí.

Mục tiêu nghiên cứu là làm sáng tỏ đặc điểm địa chất dầu khí khu vực, xây dựng mô hình địa chất 3D để mô phỏng phân bố đá chứa trong Miocen, đồng thời đánh giá trữ lượng dầu khí của các vỉa chứa. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào tầng chứa Miocen trong Kainozoi, khu vực Đông Bắc lô 103, bể trầm tích Sông Hồng. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm thiểu rủi ro, nâng cao hiệu quả tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí, đồng thời góp phần làm rõ cấu trúc kiến tạo và phân bố thân cát chứa dầu khí trong khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình địa chất hiện đại, trong đó nổi bật là:

• Địa chất thống kê (Geostatistics): Áp dụng các hàm ngẫu nhiên và phương pháp ước lượng như Kriging để mô phỏng phân bố các thông số địa chất trong không gian ba chiều. Các khái niệm chính bao gồm phương sai, tương quan, dị hướng và tính bất biến, giúp mô hình hóa sự phân tán và mối quan hệ không gian của dữ liệu địa chất.

• Mô hình địa chất 3D: Mô phỏng phân bố thạch học, môi trường trầm tích và các thông số vỉa chứa như độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa nước trong mạng lưới ô lưới không gian ba chiều, giới hạn bởi các đứt gãy và bản đồ minh giải.

• Phân tích thuộc tính địa chấn: Sử dụng các đặc điểm động học và động lực của sóng địa chấn để phân chia tướng địa chấn, từ đó dự báo thành phần thạch học và môi trường trầm tích.

Các khái niệm chính bao gồm: Kriging, variogram, mô hình cầu, mô hình mũ, mô hình Gauss, phân tích tướng địa chấn, và mô hình hóa cấu trúc địa chất.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm:

• Dữ liệu địa chất, địa vật lý, địa chấn 2D và 3D, bản đồ cấu trúc, đứt gãy, thuộc tính địa chấn.
• Dữ liệu giếng khoan với các đường cong đo ghi, phân tích mẫu, thử vỉa.
• Tài liệu nghiên cứu, báo cáo ngành và các công trình khoa học liên quan.

Phương pháp phân tích gồm:

• Phân tích thạch học: Quan sát thực địa, mô tả mẫu khoan, phân tích mẫu lát mỏng và cổ sinh để xác định thành phần và cấu trúc đá.
• Giải đoán cấu trúc địa chất: Nhận diện và phân loại các dạng cấu trúc như đứt gãy, nếp uốn, bề mặt bất chỉnh hợp dựa trên dữ liệu địa chấn và giếng khoan.
• Phân tích địa vật lý giếng khoan: Xác định bản chất thạch học và ranh giới địa tầng qua các thông số vật lý như xạ, điện trở, sóng âm.
• Phân tích thuộc tính địa chấn: Phân tích các đặc điểm sóng địa chấn để xác định tướng địa chấn và dự báo phân bố thạch học.
• Xây dựng mô hình địa chất 3D: Sử dụng phần mềm Petrel phiên bản 2015, thực hiện các bước từ mô phỏng hệ thống đứt gãy, chia lưới, mô phỏng bề mặt địa tầng, phân chia tập chứa, mô phỏng phân bố thạch học và thông số vỉa chứa, đến tính toán trữ lượng tại chỗ và đánh giá rủi ro.

Quy trình nghiên cứu kéo dài từ năm 2010 đến 2016, với cỡ mẫu dữ liệu giếng khoan và địa chấn phù hợp để đảm bảo độ tin cậy của mô hình. Phương pháp chọn mẫu dựa trên dữ liệu sẵn có và bổ sung qua khảo sát thực địa, nhằm đảm bảo tính đại diện và độ chính xác cao trong phân tích.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm cấu trúc địa chất phức tạp: Khu vực Đông Bắc lô 103 thuộc bể Sông Hồng có hệ thống đứt gãy chính gồm đứt gãy Sông Hồng, Sông Chảy, Vĩnh Ninh và Sông Lô, tạo nên các đới kiến tạo khác nhau với độ sâu móng biến đổi từ 2200 đến gần 9500 m. Đới nghịch đảo Miocen là đặc trưng nổi bật, với các cấu tạo vòm và nghịch đảo kiến tạo có chiều dày trầm tích lên đến hàng nghìn mét.

2. Phân bố thạch học và môi trường trầm tích: Mô hình phân bố thạch học cho thấy các loại đá chứa chính là cát kết Miocen với độ rỗng từ 5% đến 25% và độ thấm từ 10 mD đến 120 mD, phân bố không đồng đều theo chiều ngang và chiều dọc. Các tướng trầm tích hệ thống sông uốn khúc và hệ thống sông xâm thực bào mòn được mô phỏng chi tiết, hỗ trợ dự báo vị trí các thân cát chứa dầu khí.

3. Mô hình hóa thông số vỉa chứa: Độ rỗng trung bình của các vỉa chứa Miocen dao động từ 5% đến 20%, độ thấm từ 1 đến 100 mD, độ bão hòa nước thay đổi theo chiều cao cột chất lỏng và áp suất mao dẫn. Mô hình 3D cho phép mô phỏng phân bố các thông số này trong không gian, giúp tính toán trữ lượng chính xác hơn.

4. Tính toán trữ lượng và đánh giá rủi ro: Trữ lượng khí tại mỏ khí X được ước tính dựa trên mô hình thể tích với các thông số mô phỏng, cho kết quả phù hợp với dữ liệu giếng khoan. Đánh giá rủi ro được thực hiện qua nhiều kịch bản mô phỏng ngẫu nhiên, xác định các giới hạn và mức độ tin cậy của trữ lượng, từ đó đề xuất các biện pháp giảm thiểu rủi ro trong khai thác.

Thảo luận kết quả

Các kết quả mô hình hóa 3D đã làm rõ hơn đặc điểm cấu trúc và phân bố thạch học trong khu vực Đông Bắc lô 103, giúp giảm thiểu sự không chắc chắn do hạn chế dữ liệu giếng khoan và địa chấn. So sánh với các nghiên cứu trước đây, mô hình mới cung cấp độ phân giải cao hơn và khả năng dự báo chính xác hơn về vị trí các thân cát chứa dầu khí.

Việc áp dụng phương pháp địa chất thống kê và mô hình hóa 3D đã chứng minh hiệu quả trong việc mô phỏng các thông số vỉa chứa, từ đó tính toán trữ lượng tại chỗ với độ tin cậy cao hơn. Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ variogram, bản đồ phân bố thạch học, và các mặt cắt mô hình 3D thể hiện phân bố độ rỗng, độ thấm và độ bão hòa nước, giúp trực quan hóa các yếu tố ảnh hưởng đến khai thác.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc hỗ trợ công tác tìm kiếm, thăm dò và phát triển mỏ khí tại khu vực lô 103, đồng thời góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm thiểu rủi ro trong ngành dầu khí.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường thu thập dữ liệu địa chấn 3D và giếng khoan: Để nâng cao độ chính xác của mô hình địa chất 3D, cần mở rộng phạm vi khảo sát địa chấn và khoan thêm giếng thăm dò trong khu vực Đông Bắc lô 103 trong vòng 3-5 năm tới, do Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) chủ trì.

2. Ứng dụng công nghệ mô hình hóa địa chất hiện đại: Khuyến nghị sử dụng phần mềm Petrel phiên bản mới và các thuật toán địa chất thống kê tiên tiến để cập nhật và cải tiến mô hình địa chất, nhằm tối ưu hóa việc dự báo phân bố thân cát và tính toán trữ lượng, thực hiện liên tục trong giai đoạn phát triển mỏ.

3. Phát triển các phương án khai thác dựa trên mô hình 3D: Dựa trên kết quả mô hình hóa và đánh giá rủi ro, xây dựng các kịch bản khai thác tối ưu nhằm tăng hiệu quả thu hồi khí và giảm thiểu tổn thất, áp dụng trong vòng 2 năm đầu tiên của giai đoạn khai thác.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực chuyên môn: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về địa chất thống kê, mô hình hóa 3D và phân tích dữ liệu địa chấn cho cán bộ kỹ thuật và nhà quản lý trong ngành dầu khí, nhằm nâng cao năng lực ứng dụng công nghệ mới, thực hiện định kỳ hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Chuyên gia và kỹ sư địa chất dầu khí: Luận văn cung cấp các phương pháp và kết quả mô hình hóa địa chất 3D chi tiết, giúp họ nâng cao hiểu biết về cấu trúc và phân bố đá chứa, hỗ trợ công tác tìm kiếm và thăm dò hiệu quả.

2. Nhà quản lý và hoạch định chiến lược ngành dầu khí: Các phân tích về trữ lượng và rủi ro trong luận văn giúp họ đưa ra quyết định đầu tư và phát triển mỏ phù hợp, giảm thiểu rủi ro tài chính.

3. Các nhà nghiên cứu và học viên trong lĩnh vực địa chất và dầu khí: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng địa chất thống kê, mô hình hóa 3D và phân tích địa chấn trong nghiên cứu địa chất dầu khí.

4. Các công ty công nghệ và phần mềm địa chất: Thông tin về quy trình xây dựng mô hình và ứng dụng phần mềm Petrel giúp họ phát triển và cải tiến các giải pháp công nghệ phù hợp với nhu cầu thực tế của ngành.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình địa chất 3D có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống?
   Mô hình 3D cho phép mô phỏng phân bố thạch học và các thông số vỉa chứa trong không gian ba chiều, giúp dự báo chính xác hơn vị trí và chất lượng đá chứa, giảm thiểu rủi ro trong khoan thăm dò. Ví dụ, mô hình 3D tại mỏ khí X đã giúp xác định rõ ranh giới khí-nước và phân bố thân cát.

2. Phương pháp Kriging được áp dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   Kriging là phương pháp ước lượng giá trị tại các điểm chưa biết dựa trên tương quan không gian của dữ liệu đã biết, giúp mô phỏng phân bố các thông số như độ rỗng, độ thấm. Trong luận văn, Kriging được sử dụng để thô hóa dữ liệu giếng khoan và mô phỏng thông số vỉa chứa.

3. Làm thế nào để đánh giá rủi ro trong tính toán trữ lượng?
   Rủi ro được đánh giá bằng cách chạy nhiều kịch bản mô phỏng ngẫu nhiên dựa trên phân bố xác suất của các thông số đầu vào, từ đó xác định các giá trị trữ lượng với mức độ tin cậy khác nhau (P90, P50, P10). Điều này giúp nhận diện các giới hạn và khả năng thành công của dự án.

4. Tại sao chọn mỏ khí X để xây dựng mô hình địa chất 3D?
   Mỏ khí X có trữ lượng ước tính lớn nhất trong khu vực, có đầy đủ dữ liệu giếng khoan và địa chấn cần thiết, đồng thời có cấu trúc đặc trưng điển hình cho khu vực Đông Bắc lô 103, thuận lợi cho việc xây dựng và kiểm chứng mô hình.

5. Phần mềm Petrel có vai trò gì trong nghiên cứu?
   Petrel là phần mềm chuyên dụng trong ngành dầu khí, hỗ trợ xây dựng mô hình địa chất 3D, xử lý dữ liệu địa chấn, giếng khoan và mô phỏng các thông số vỉa chứa. Luận văn sử dụng Petrel phiên bản 2015 để thực hiện toàn bộ quy trình mô hình hóa và tính toán trữ lượng.

Kết luận

• Luận văn đã làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc địa chất và phân bố thạch học trong khu vực Đông Bắc lô 103, bể trầm tích Sông Hồng, góp phần giảm thiểu rủi ro trong tìm kiếm và khai thác dầu khí.
• Mô hình địa chất 3D được xây dựng dựa trên phương pháp địa chất thống kê và dữ liệu giếng khoan, địa chấn, cho phép mô phỏng chính xác các thông số vỉa chứa và tính toán trữ lượng tại chỗ.
• Kết quả mô hình hóa tại mỏ khí X cho thấy trữ lượng khí lớn, phân bố thân cát và ranh giới khí-nước rõ ràng, hỗ trợ hiệu quả cho công tác phát triển mỏ.
• Đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng dữ liệu, ứng dụng công nghệ hiện đại và đào tạo chuyên môn nhằm tối ưu hóa khai thác và phát triển bền vững ngành dầu khí.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng khảo sát, cập nhật mô hình và triển khai các phương án khai thác dựa trên kết quả nghiên cứu, kêu gọi sự hợp tác từ các đơn vị chuyên môn và nhà đầu tư trong ngành.

Trích đoạn nội dung tài liệu

phần mở đầu và kết luận, trong đó nội dung chính tập trung vào chƣơng 3 mô h nh địa chất 3D khu vực Đông Bắc lô 103, các chƣơng mục theo thứ tự nhƣ sau: CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D KHU VỰC ĐÔNG BẮC LÔ 103 HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 2 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ CHƢƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu bể trầm tích Sông Hồng Bể trầm tích Sông Hồng nằm trong khoảng 105030' - 110030' kinh độ Đông, 14030' - 21000' vĩ độ Bắc.

Bể có dạng kéo dài phát triển theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam (TB-ĐN) với khoảng 650 km chiều dài, 150 km chiều rộng với độ dày trầm tích tại trũng sâu nhất có thể lên đến 17 km (Ren JY và nnk. Ranh giới bể đƣợc xác định về phía Đông Bắc tiếp giáp với phụ bể Bạch Long Vĩ và bể Hoàng Sa nằm ở phía Nam. Phần trên đất liền thuộc bể Sông Hồng đƣợc gọi là Miền Võng Hà Nội (Hình 1. Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bể Sông Hồng (1) Vùng phíaTây Bắc; (2) Vùng Trung Tâm; (3) Vùng Phía Nam HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 3 HDKH: TS.

Nguyễn Thế Hùng TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Tổng diện tích bể khoảng 220.000 km2, phía Việt Nam chiếm khoảng 126. Bể Sông Hồng có cấu trúc địa chất phức tạp thay đổi từ đất liền ra biển theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam và Nam, bao gồm các vùng địa chất khác nhau. Vùng phía Tây Bắc bao gồm miền võng Hà Nội và một số lô phía Tây Bắc của vịnh Bắc Bộ nhƣ 103-107, 102-106. Đặc điểm cấu trúc nổi bật của vùng này là cấu trúc uốn nếp phức tạp kèm nghịch đảo kiến tạo Miocen.

Vùng Trung tâm từ lô 108-110 đến lô 114-115. Vùng này cũng có cấu trúc phức tạp. Các cấu tạo có cấu trúc khép kín kế thừa trên móng ở phía Tây, đến các cấu trúc sét diapir nổi bật ở giữa trung tâm. Vùng phía Nam từ lô 115 đến lô 121.

Vùng này có cấu trúc khác hẳn so với hai vùng trên v có móng nhô cao trên địa lũy Tri Tôn tạo thềm carbonat và ám tiêu san hô, bên cạnh phía Tây là địa hào Quảng Ngãi và phía Đông là các bán địa hào Lý Sơn có tuổi Oligocen. Về cấu trúc bể Sông Hồng đƣợc giới hạn bởi 02 hệ thống đứt gãy chính phát triển theo hƣớng Tây Bắc-Đông Nam và hƣớng Đông Bắc-Tây Nam (Hình 1. Các đứt gãy hƣớng Tây Bắc-Đông Nam có nguồn gốc liên quan đến hoạt động giãn tách mở rộng Biển Đông, là đứt gãy trƣợt bằng rất đặc trƣng trong khu vực đới đứt gãy Sông Hồng [11]. Hai đứt gãy chính khống chế hình dạng cũng nhƣ khối lƣợng trầm tích đổ vào bể là đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Sông Lô.

Hƣớng chuyển động trƣợt bằng và kiểu đứt gãy này đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển và hình thành của bể Sông Hồng là chủ đề của rất nhiều đề tài nghiên cứu. Ru (1988) cho rằng bể Sông Hồng có hƣớng phát triển TB dọc theo mặt trƣợt Riedel (mặt trƣợt thứ sinh) dƣới tác động của trƣờng ứng suất tách giãn hƣớng TTB-ĐĐN. Nghiên cứu của Zhang và Hao (1979), Gong và Li (1997) hay Li và nnk., (1998) lại cho rằng bể Sông Hồng là bể kéo toạc do hoạt động trƣợt bằng phải tạo nên các đứt gãy phát triển theo hƣớng TN và BN. Tuy nhiên, Guo và nnk., (2001) lại coi bể đƣợc thành tạo theo cơ chế trƣợt bằng trái theo mô hình bể kéo toạc với hệ đứt gãy sụt bậc không cân xứng liên quan đến hoạt động tách giãn hƣớng ĐN và quay theo chiều kim đồng hồ của khối Đông Dƣơng (Indochina) dọc theo hệ đứt gãy Sông Hồng.

HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 4 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Các nghiên cứu ở phần trên bờ của bể Sông Hồng cho thấy hệ đứt gãy Sông Hồng là đứt gãy trƣợt bằng trái và sụt bậc trong giai đoạn từ 35 đến 20 triệu năm trƣớc (Ma) (Leloup và nnk., 1995; Zhang & Zhong, 1996), sau đó chuyển sang chuyển động trƣợt bằng phải vào khoảng 5 Ma. Vị trí của bắc bể Sông Hồng, bể bắc Vịnh Bắc Bộ và trên bản đồ phân vùng kiến tạo lãnh thổ Việt Nam và vùng kế cận [13] Sự hình thành và phát triển của bể Sông Hồng chịu sự khống chế chặt chẽ của đới đứt gãy Sông Hồng liên quan đến hoạt động giãn tách trên phạm vi lớn và hiện tƣợng xoay theo chiều kim đồng hồ của khối Đông Dƣơng mà nguyên nhân là do sự va chạm của mảng Ấn Độ và mảng Á-Âu. Ban đầu bể hình thành với việc giãn tách từ từ theo hƣớng TB-ĐN trong thời kỳ đầu kỷ Eocen là hƣớng chung của khu vực liên quan đến hƣớng mở rộng biển Đông Việt Nam cổ theo hƣớng ĐB-TN với việc khu vực đƣợc nâng lên tạo ra hàng loạt các bể giãn tách phát triển dọc theo rìa Nam của thềm Trung Hoa (Nielsen và nnk.

Sự va chạm của mảng Ấn Độ với mảng Á-Âu trong thời gian cuối HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 5 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Eocen đến đầu Oligocen (40 Ma) làm cho khối Đông Dƣơng xoay về phía Đông Nam. Trong khi khối Đông Dƣơng bị đẩy lên và xoay về phía Đông Nam th khối Nam Trung Hoa vẫn đứng yên (Yang và Besse, 1993). Hiện tƣợng tách giãn trƣợt bằng trái gây ra hoạt động kiến tạo sụt bậc và trƣợt của khối Đông Dƣơng kéo theo sự xoay một góc từ 15-20 độ theo chiều kim đồng hồ làm cho đứt gãy Sông Hồng dịch chuyển so với vị trí ban đầu một khoảng 200-800 km (Tapponnier và nnk.

Chuyển động trƣợt bằng trái này khởi đầu cho việc hình thành nên bể Sông Hồng. Hoạt động trƣợt bằng chủ yếu xuất hiện dọc theo đứt gãy sông Chảy và Sông Lô. Trong suốt giai đoạn tách giãn các địa hào và bán địa hào đƣợc hình thành và lấp đầy bởi trầm tích sông, đầm hồ. Do sụt lún tiếp tục, thể tích nƣớc tăng lên các hồ đƣợc mở rộng tiến đến giao thoa với biển tạo ra khoảng trống rộng lớn cho các trầm tích biển đến biển nông, biển r a.

Tuy nhiên, đến thời kỳ Oligocen muộn, dƣới ảnh hƣởng của hoạt động giãn tách đáy mở rộng biển Đông về phía Đông Nam gây ra hiện tƣợng nén ép ở bể Sông Hồng. Hoạt động này dẫn đến sự đảo ngƣợc và nâng lên của một số khu vực trong bể Sông Hồng hình thành các cấu tạo dạng vòm đƣợc phủ lên bởi các trầm tích trẻ hơn, trong suốt thời kỳ cuối Oligocen. Một lƣợng trầm tích đáng kể trong mặt cắt Oligocen đã bị mất đi. Các mặt BCH góc quan sát khá phổ biến trên các tuyến địa chấn.

Bề mặt BCH này đƣợc coi là mốc đánh dấu quan trọng phân tách tập trầm tích đồng giãn tách (syn-rift) với tập trầm tích sau giãn tách (post-rift). Mặt cắt địa chấn khu vực theo hƣớng ĐB-TN cắt qua lô 102-106 HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 6 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Chuyển động trƣợt bằng trái tiếp tục dọc theo hệ đứt gãy Sông Hồng kết hợp với lún chìm nhiệt sau giai đoạn tách giãn mở làm bể Sông Hồng lún chìm nhanh. Hiện tƣợng sụt lún nhanh đƣợc đánh dấu bởi trầm tích biển tiến làm cho bể đƣợc mở rộng về phía đất liền trong thời kỳ Miocen sớm.

Tuy nhiên, đến Miocen giữa, sự trôi về hƣớng Đông của khối Đông Dƣơng bị mảng Sunda chặn lại (Lee và Lawver,1994,1995; Hall, 1996), làm cho đứt gãy Sông Hồng chuyển từ trƣợt bằng trái sang trƣợt bằng phải vì khối Trung Hoa tiếp tục trôi về phía Đông trong khi mảng Ấn Độ tiếp tục chìm về phía bắc. Sự thay đổi của hƣớng chuyển động đƣợc ghi nhận trong khu vực bể Sông Hồng bằng sự hình thành của bất chỉnh hợp gần đáy Miocen trung và trên tài liệu địa chấn nhiều nơi quan sát thấy xuất hiện tƣớng kênh rạch sâu (deep channel incision) cũng nhƣ việc dễ dàng nhận thấy sự chuyển dịch vị trí của đới trũng trầm tích (Vejbaek et al. Tuy nhiên, nhiều tác giả khác lại cho rằng sự chuyển hƣớng dịch chuyển từ trái sang phải xảy ra trong thời gian cuối Miocen đến thời kỳ đầu Pliocen - sớm (Phách, 1994; Pigott và Ru năm 1994; Rangin và nnk. Các hoạt động trƣợt bằng làm h nh thành các cấu trúc nghịch đảo là một yếu tố đáng kể trong cơ chế h nh thành bẫy dầu khí ở bể Sông Hồng.

Đới nghịch đảo Miocen Tây Bắc bể Sông Hồng Đới này nằm trong một địa hào sâu, chiều sâu móng trên 8 km trong phạm vi từ đất liền ra đến lô 102,103,107 nhƣng sau đó bị nghịch đảo trong thời kỳ từ Miocen giữa đến cuối Miocen muộn, ở vài nơi nghịch đảo kiến tạo còn hoạt động trong cả đầu thời kỳ Pliocen. Đới nghịch đảo nằm kẹp giữa đứt gãy Sông Chảy ở phía Tây Nam và đứt gãy Vĩnh Ninh ở phía Đông Bắc, kéo dài từ đất liền ra biển. Nguồn gốc nghịch đảo kiến tạo là do dịch chuyển trƣợt bằng phải của hệ thống đứt gãy Sông Hồng vào thời kỳ cuối Miocen. Vì vậy, mặt cắt trầm tích Miocen bị nén ép, nâng lên, bị bào mòn cắt xén mạnh, mất trầm tích từ vài trăm và có thể đến hàng nghìn mét, thời gian thiếu vắng trầm tích từ một đến vài triệu năm.

Càng về phía Tây-Nam của MVHN, hiện tƣợng bào mòn cắt cụt càng mạnh hơn. HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 7 HDKH: TS. Nguyễn Thế Hùng TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Hình 1. Mặt cắt địa chấn biểu diễn các cấu trúc nghịch đảo đặc trƣng khu vực 1.

Đặc điểm địa tầng Các hệ tầng chính của bể trầm tích Sông Hồng nói chung, khu vực các lô 103-107 bao gồm từ đá móng cacbonat trƣớc Đệ Tam, đá móng biến chất và các trầm tích Oligocen, Miocen đã đƣợc xác lập bởi nhiều giếng khoan ngoài khơi cũng nhƣ trên đất liền khu vực miền Bắc Việt Nam (Hình 1. Móng trƣớc Đệ Tam Đá móng đã đƣợc phát hiện bởi các giếng khoan 106-YT-1X, 106-HL-1X, 106-YT-2X và 106-HR-2X, 107-PL-1X. Thành phần thạch học bao gồm các đá trầm tích biến chất mạnh và đá Cacbonat có tuổi từ kỷ Péc-mi tới kỷ Devon thậm chí có thể già hơn. Đá móng cacbonat quan sát ở một số giếng khoan thƣờng có phần trên đã bị phong hóa và nứt nẻ mạnh.

Đá móng cacbonat phong hóa nứt nẻ là đối tƣợng thăm dò chính trong lô 106 và phần phía Đông của lô 107.