Luận án tiến sĩ các thành tạo trầm tích mioxen phần tây bể cửu long và mối liên quan của chúng với khả năng chứa chắn dầu khí

Luận án tiến sĩ nghiên cứu các thành tạo trầm tích mioxen phần tây bể cửu long và mối liên quan của chúng với khả năng chứa, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng dụng

• Tác giả: Trần Văn Nhuận
• Người hướng dẫn: Tiến Sĩ Đỗ Văn Nhuận
• Trường học: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Khoáng Vật Học và Địa Hóa Học
• Đề tài: Các Thành Tạo Trầm Tích Mioxen Phần Tây Bể Cửu Long và Đặc Điểm Chứa - Chắn Dầu Khí
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• CÁC THUẬT NGỮ VÀ KÍ HIỆU VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢN VẼ
• DANH MỤC CÁC ẢNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BỂ CỬU LONG VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Điều kiện tự nhiên
• 1.2. Lịch sử tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí
• 1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975
• 1.3. Khái quát địa chất khu vực
• 1.3.1. Khung cảnh kiến tạo
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Các giai đoạn biến đổi đá trầm tích
• 2.2. Thành phần và phân loại đá trầm tích
• 2.2.1. Thành phần khoáng vật
• 2.2.2. Phân loại đá trầm tích
• 2.3. Các phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp địa vật lý
• 2.3.2. Phương pháp thạch địa tầng
• 2.3.3. Phương pháp sinh địa tầng
• 2.3.4. Phương pháp thạch học lát mỏng
• 2.3.5. Phương pháp nhiễu xạ tia X
• 2.3.6. Phương pháp hiển vi điện tử quét
• 2.3.7. Phương pháp phân tích phổ năng lượng tán xạ tia X
• 2.3.8. Phương pháp nghiên cứu thạch học nguồn gốc
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH MIOXEN PHẦN TÂY BỂ CỬU LONG
• 3.1. Đặc điểm thạch học khoáng vật
• 3.1.1. Phân loại và gọi tên đá
• 3.1.2. Thành phần khoáng vật
• 3.2. Nguồn gốc và môi trường thành tạo
• 3.2.1. Nguồn cung cấp vật liệu trầm tích theo thành phần hạt vụn của Dickinson & Suczker, 1979
• 3.3. Địa tầng hiện nay ở vùng nghiên cứu theo các tác giả
• 3.3.1. Thạch địa tầng
• 3.3.2. Địa chấn địa tầng
• 3.3.3. Sinh địa tầng
• 3.4. Sự phân chia địa tầng trầm tích Mioxen theo tài liệu địa vật lý
• 4. CHƯƠNG 4: NHỮNG YẾU TỐ CHÍNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH CHỨA, CHẮN TRẦM TÍCH MIOXEN PHẦN TÂY BỂ CỬU LONG
• 4.1. Đặc điểm đá trầm tích
• 4.2. Đặc điểm biến đổi thứ sinh
• 4.2.1. Quá trình tạo đá
• 4.2.2. Hệ thống lỗ hổng
• 4.3. Khả năng chứa dầu khí
• 4.3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng, độ thấm
• 4.3.2. Ảnh hưởng của quá trình biến đổi thứ sinh
• 4.3.3. Đánh giá khả năng chứa
• 4.3.4. Đánh giá khả năng chắn
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Thành Tạo Trầm Tích Mioxen

Nghiên cứu các thành tạo trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long là một lĩnh vực quan trọng trong địa chất học. Bể Cửu Long không chỉ nổi bật với tiềm năng dầu khí mà còn chứa đựng nhiều thông tin quý giá về lịch sử địa chất. Việc hiểu rõ về các thành tạo này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chứa và chắn dầu khí.

1.1. Đặc Điểm Địa Chất Của Bể Cửu Long

Bể Cửu Long nằm trên thềm lục địa Việt Nam, với cấu trúc địa chất phức tạp. Đặc điểm địa lý tự nhiên và lịch sử hình thành của bể đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các thành tạo trầm tích Mioxen.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Trầm Tích

Nghiên cứu trầm tích Mioxen không chỉ giúp hiểu rõ về nguồn gốc và môi trường thành tạo mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho công tác tìm kiếm và khai thác dầu khí.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Nghiên Cứu Trầm Tích Mioxen

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc nghiên cứu các thành tạo trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long gặp phải nhiều thách thức. Các yếu tố như biến đổi khí hậu, hoạt động địa chất và sự can thiệp của con người đều ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Nghiên Cứu

Các yếu tố như biến đổi khí hậu và hoạt động địa chất có thể làm thay đổi cấu trúc và tính chất của các thành tạo trầm tích, gây khó khăn trong việc phân tích và đánh giá.

2.2. Thách Thức Trong Phân Tích Dữ Liệu

Việc thu thập và phân tích dữ liệu từ các giếng khoan là một thách thức lớn. Đòi hỏi phải có các phương pháp hiện đại và chính xác để đảm bảo độ tin cậy của kết quả.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Thành Tạo Trầm Tích Mioxen

Để nghiên cứu các thành tạo trầm tích Mioxen, nhiều phương pháp hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp này không chỉ giúp xác định thành phần mà còn đánh giá khả năng chứa và chắn dầu khí.

3.1. Phương Pháp Địa Vật Lý

Phương pháp địa vật lý giúp xác định cấu trúc địa chất và phân bố các tầng chứa trong bể Cửu Long. Đây là một công cụ quan trọng trong việc đánh giá tiềm năng dầu khí.

3.2. Phương Pháp Thạch Học

Phương pháp thạch học cho phép phân tích chi tiết về thành phần khoáng vật và cấu trúc của các đá trầm tích, từ đó xác định khả năng chứa và chắn dầu khí.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu các thành tạo trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long đã cung cấp nhiều thông tin quý giá cho ngành dầu khí. Những phát hiện này không chỉ giúp nâng cao hiểu biết về địa chất mà còn hỗ trợ trong công tác khai thác.

4.1. Đánh Giá Khả Năng Chứa Dầu Khí

Kết quả nghiên cứu cho thấy các thành tạo trầm tích Mioxen có khả năng chứa dầu khí cao, nhờ vào cấu trúc và thành phần khoáng vật phù hợp.

4.2. Ứng Dụng Trong Khai Thác Dầu Khí

Thông tin từ nghiên cứu có thể được áp dụng trong công tác tìm kiếm và khai thác dầu khí, giúp tối ưu hóa quy trình và tăng hiệu quả sản xuất.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu Trầm Tích Mioxen

Nghiên cứu các thành tạo trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long đã mở ra nhiều hướng đi mới cho ngành địa chất và dầu khí. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho nền kinh tế.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Địa Chất

Nghiên cứu địa chất sẽ tiếp tục phát triển, với sự hỗ trợ của công nghệ hiện đại, giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc tìm kiếm tài nguyên.

5.2. Định Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc phân tích sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chứa và chắn dầu khí, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho ngành dầu khí.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ địa chất với đề tài "Các thành tạo trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long và mối liên quan của chúng với đặc điểm chứa - chắn dầu khí" do nghiên cứu sinh Trần Văn Nhuận thực hiện tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội (năm 2013), dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đỗ Văn Nhuận và TS. Vũ Trụ. Luận án thuộc chuyên ngành Khoáng vật học và Địa hóa học, mã số 62440205.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Nghiên cứu và phân loại đá cát kết, bột kết là nhiệm vụ trọng tâm trong trầm tích luận và nghiên cứu đá trầm tích vụn. Thạch học đá trầm tích khảo sát toàn diện thành phần vật chất, kiến trúc, cấu tạo, quy luật phân bố và nguyên nhân thành tạo đá cũng như khoáng sản liên quan, nhằm xác định chính xác nguồn gốc phân bố và đóng góp vào công tác tìm kiếm khoáng sản có ích.

Các đá trầm tích hình thành trong các điều kiện môi trường khác nhau và chịu tác động của các quá trình biến đổi thứ sinh không đồng nhất, dẫn đến đặc tính thấm, chứa khác biệt. Trong công tác thăm dò và khai thác dầu khí tại bể Cửu Long, việc nghiên cứu chi tiết thành phần vật chất, đặc điểm đá chứa, đá chắn và mức độ biến đổi thứ sinh (từ giai đoạn hậu sinh - katagene đến biến sinh - metagene) là đòi hỏi cấp bách. Các quá trình biến đổi thứ sinh làm suy giảm đáng kể độ rỗng nguyên sinh giữa các hạt vụn, đồng thời tạo ra một lượng lỗ rỗng thứ sinh dạng hang hốc hoặc khe nứt do nén ép, hòa tan và nứt nẻ. Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết là xác lập chi tiết mối quan hệ giữa đặc điểm thạch học - khoáng vật, mức độ biến đổi thứ sinh và sự phát triển của các khoáng vật sét tự sinh với tính chất chứa - chắn của trầm tích Mioxen tại khu vực phần Tây bể Cửu Long.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu của luận án là làm sáng tỏ các đặc điểm trầm tích, đá chứa, đá chắn, mức độ biến đổi thứ sinh, các yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng, độ thấm và xác định nguồn cung cấp vật liệu trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long.

Để đạt được mục đích trên, luận án xác định 5 nhiệm vụ cụ thể:

1. Thu thập, tổng hợp có chọn lọc các nguồn tài liệu địa chất, địa vật lý đã có trong vùng nghiên cứu.
2. Nghiên cứu thành phần trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long bằng tổ hợp các phương pháp: địa chất - địa vật lý, thạch học lát mỏng, nhiễu xạ tia X (XRD), hiển vi điện tử quét (SEM), phân tích phổ năng lượng tán xạ tia X (EDS) và phân tích thạch học nguồn gốc.
3. Nghiên cứu đặc điểm đá chứa, đá chắn và mức độ biến đổi thứ sinh của trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long.
4. Nghiên cứu, xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng và độ thấm của trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long.
5. Phân tích và xác định nguồn cung cấp vật liệu trầm tích cho các thành tạo Mioxen tại khu vực nghiên cứu.

Về nội dung nghiên cứu, tác giả thực hiện 4 nhóm nội dung:

• Tổng hợp phương pháp nghiên cứu, nguyên lý cơ bản và ứng dụng xác định đặc điểm thành phần vật chất trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long.
• Nghiên cứu, xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng và độ thấm.
• Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của các quá trình biến đổi thứ sinh đối với đá chứa và đá chắn.
• Phân tích, xác định nguồn cung cấp vật liệu trầm tích.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Các thành tạo trầm tích vụn tuổi Mioxen, tập trung vào đá cát kết, bột kết, sét kết cùng các khoáng vật tự sinh và không gian rỗng trong đá.
• Phạm vi không gian: Phần Tây bể trầm tích Cửu Long (thuộc thềm lục địa phía Nam Việt Nam, trải dài dọc bờ biển Vũng Tàu - Bình Thuận, bao gồm các lô hợp đồng dầu khí như lô 09, 15, 16, 17 và một phần các lô 01, 02, 25).
• Phạm vi thời gian địa chất: Giai đoạn Mioxen (bao gồm Mioxen dưới, Mioxen giữa và Mioxen trên) thuộc kỷ Neogen, kỷ nguyên Kainozoi.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Lịch sử nghiên cứu và các công trình trước đây

Lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí tại bể Cửu Long gắn liền với lịch sử điều tra thềm lục địa Nam Việt Nam, được luận án phân chia thành các mốc lịch sử cụ thể:

• Giai đoạn trước năm 1975:

  • Năm 1967: Khảo sát từ hàng không do US Navy Oceanographic thực hiện trên phần lớn lãnh thổ và thềm lục địa.
  • Năm 1969: Tàu N. Robray I của Ray Geophysical Mandrel khảo sát 3.482 km tuyến địa vật lý biển; US Navy Oceanographic đo 20.000 km tuyến địa chấn bằng hai tàu R/V E.V Hunt cắt qua bể Cửu Long.
  • Năm 1970: Ray Geophysical Mandrel đo đợt hai với 8.639 km tuyến địa vật lý mạng lưới 30x50 km.
  • Năm 1973 - 1974: Tiến hành đấu thầu trên 11 lô thềm lục địa, trong đó bể Cửu Long có các lô 09, 15 và 16.
  • Cuối năm 1974 - đầu năm 1975: Công ty Mobil trúng thầu lô 09, khảo sát 3.500 km địa chấn phản xạ và từ trọng lực, sau đó khoan giếng tìm kiếm BH-1X trên vòm mỏ Bạch Hổ. Thử vỉa đoạn cát kết Mioxen dưới ở chiều sâu 2.755 - 2.819 m cho dòng dầu công nghiệp đạt 342 $\text{m}^3/\text{ngày}$ (khoảng 2.400 thùng/ngày), khẳng định tiềm năng dầu khí của bể.

• Giai đoạn 1975 - 2010:

  • Năm 1976: Công ty CGG (Pháp) khảo sát 1.210,9 km địa chấn dọc sông và ven biển Vũng Tàu - Côn Sơn, xác định mặt cắt trầm tích Đệ Tam dày.
  • Năm 1978: Công ty Geco (Na Uy) nổ địa chấn 2D (11.898,5 km) trên các lô 09, 10, 16, 19, 20, 21 và đo chi tiết mỏ Bạch Hổ mạng lưới 2x2 km và 1x1 km. Deminex khảo sát 3.221,7 km trên lô 15 và cấu tạo Cửu Long (Rạng Đông), sau đó khoan 4 giếng (Trà Tân, Sông Ba, Cửu Long, Đồng Nai) gặp biểu hiện dầu khí trong Mioxen dưới và Oligoxen.
  • Năm 1980: Tàu POISK khảo sát 4.057 km địa chấn điểm sâu chung và 3.250 km tuyến trọng lực, phân chia các tập địa chấn B, C, D, E, F.
  • Năm 1981: Tàu Iskatel đo 2.500 km địa chấn MOB-ORT-48, trọng lực, từ tại lô 09, 15, 16.
  • Năm 1983 - 1984: Tàu Viện sĩ Gamburxev đo 4.000 km địa chấn vùng sâu. Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro khoan 4 giếng tại Bạch Hổ, Rồng, Tam Đảo, đều phát hiện vỉa dầu trong cát kết Mioxen dưới và Oligoxen.
  • Năm 1986: Bắt đầu khai thác dầu từ cát kết Mioxen và Oligoxen dưới mỏ Bạch Hổ. Tháng 9/1988 phát hiện dầu trong móng granit nứt nẻ.
  • Giai đoạn sau 1988: Mở rộng hợp đồng phân chia sản phẩm với các công ty quốc tế (CGG, Geco-Prakla, Western Geophysical, PGS). Khối lượng khảo sát 2D đạt 21.408 $\text{km}^2$, 3D đạt 7.500 $\text{km}^2$ áp dụng công nghệ xử lý PSTM, PSDM. Đến năm 2003, hơn 300 giếng khoan đã được thi công (Vietsovpetro chiếm 70%), phát hiện các mỏ Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Sư Tử Đen, Hồng Ngọc, Topaz North, Diamond, Pearl, Emerald, Cá Ngừ Vàng, Voi Trắng... Đến năm 2010 khoan thêm các cấu tạo Kình Ngư Trắng, Lạc Đà Vàng, Dương Đông, Dơi Nâu, Hà Mã Xám.
  • Các công trình chuyên sâu về magma và thạch học: Ngô Xuân Vinh (2003) nghiên cứu hoạt động magma phun trào trong hệ tầng Trà Tân tại giếng Bà Đen (12 thể, dày 394 m), lô 01 (6 tập, dày 416 m) và lô 17 (chiều sâu 2.160 m, dày 144 m với độ rỗng 12 - 27%); Rlimetz (1989) nghiên cứu các khối granit xâm nhập phương Đông Bắc - Tây Nam liên quan va chạm mảng Borneo và Á - Âu; Dickinson & Suczker (1979) về phương pháp thạch học nguồn gốc; Rukhin E. (1953) về các giai đoạn biến đổi trầm tích.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Mặc dù bể Cửu Long đã được thăm dò quy mô lớn, trọng tâm trước đây chủ yếu tập trung vào đối tượng dầu trong móng nứt nẻ và các phức hệ Oligoxen. Luận án lựa chọn đi sâu vào trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long nhằm giải quyết khoảng trống về:

• Phân loại chi tiết thạch học khoáng vật của cát kết Mioxen theo các tiêu chuẩn quốc tế hiện đại.
• Định lượng thành phần khoáng vật sét tự sinh (smectit, illit, clorit, kaolinit, hỗn hợp lớp illit/smectit) trong nền xi măng bằng phương pháp vật lý - hóa học hiện đại (XRD, SEM, EDS).
• Đánh giá có hệ thống mức độ biến đổi thứ sinh (giai đoạn hậu sinh) và mối liên hệ nhân quả của chúng tới sự suy giảm độ rỗng, độ thấm và cơ chế chắn - chứa hydrocarbon.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

1. Các giai đoạn biến đổi đá trầm tích

Luận án áp dụng khung lý thuyết phân chia các giai đoạn biến đổi đá trầm tích sau lắng đọng:

• Giai đoạn hậu sinh (Katagenes): Xảy ra ở độ sâu chôn vùi từ vài trăm mét đến hàng ngàn mét dưới tác động của nhiệt độ (gradient địa nhiệt), áp suất thủy tĩnh và áp suất định hướng, cùng sự tham gia của dung dịch lỗ hổng. Tác dụng chính gồm nén ép (nén chặt), tái kết tinh, trao đổi thay thế và thành tạo khoáng vật mới:
  • Thời kỳ hậu sinh sớm: Khoáng vật nguyên thủy (pyroxen, amphibol, biotit, felspat, muscovit) bị clorit hóa, hydromica hóa, kaolinit hóa nhẹ; vật liệu núi lửa bị zeolit hóa nhẹ (geilandit, analcim); kaolinit chuyển thành hydromica nhiệt độ thấp (1M); độ rỗng cát kết giảm từ 40 - 30% xuống 15 - 10%; ranh giới tiếp xúc hạt chuyển từ điểm, thẳng sang cong và kết hợp; xi măng tái sinh xuất hiện với hệ số biến đổi thứ sinh $I = 0{,}25 - 0{,}50$; than nâu chuyển thành than lửa dài.
  • Thời kỳ hậu sinh muộn: Khoáng vật nguyên thủy biến đổi mạnh hơn, hydromica 1M chuyển thành hydromica 2M1, khoáng vật sét bị sericit hóa khoảng 50% và định hướng; độ rỗng cát kết giảm xuống 10 - 4%; tiếp xúc hạt dạng kết hợp thể hiện ba quá trình hòa tan - nén ép - tái kết tinh đồng thời, $I = 0{,}50 - 0{,}75$; than đạt cấp than mỡ, than cốc, than gầy.
• Giai đoạn biến sinh (Metagenes): Xảy ra khi đá chôn vùi sâu, nhiệt độ và áp suất tăng cao:
  • Thời kỳ biến sinh sớm: Ở độ sâu 5.000 - 8.000 m, nhiệt độ 200 - 300°C, áp suất $>2.000\text{ at}$. Hạt vụn thạch anh bị gặm mòn kiểu eo vịnh, tái kết tinh định hướng; felspat bị hòa tan, albit hóa, sericit hóa, calcit hóa; biotit bị sericit hóa, clorit hóa hoàn toàn; xuất hiện tổ hợp khoáng vật mới (thạch anh + sericit + calcit, calcit + sericit + clorit, albit + epidot + sericit, pumpelit + stinomelan + clorit); độ rỗng giảm còn 5 - 2%.
  • Thời kỳ biến sinh muộn: Ở độ sâu $>8.000\text{ m}$, nhiệt độ $>300^\circ\text{C}$, áp suất $>3.000\text{ at}$. Hạt vụn giữ dạng nguyên thủy $<20%$; thạch anh mọc "râu"; xuất hiện tổ hợp sericit + muscovit + clorit Mg-Fe, albit + stinomelan + clorit + epidot; đá sét chuyển thành đá phiến dạng phillit; than biến thành antracit và graphit hóa; $I \approx 1$.

2. Thành phần và phân loại đá trầm tích

Luận án phân loại đá dựa trên nguồn gốc và phương thức lắng đọng:

• Nhóm 1: Trầm tích vụn cơ học (phong hóa vật lý, lắng đọng cơ học).
• Nhóm 2: Trầm tích sét (phong hóa hóa học tạo khoáng vật mới, lắng đọng cơ học).
• Nhóm 3: Trầm tích hóa học và sinh hóa (phong hóa hóa học, lắng đọng từ dung dịch thật hoặc keo tụ có sự tham gia của sinh vật).

Về thành phần hóa học, luận án sử dụng bảng đối sánh thành phần hóa học trung bình giữa đá magma và đá trầm tích theo số liệu của Clack:

Oxit thành phần	Hàm lượng trong đá magma (%)	Hàm lượng trong đá trầm tích (%)
$\text{SiO}_2$	59,12	55,64
$\text{TiO}_2$	1,05	0,69
$\text{Al}_2\text{O}_3$	15,34	14,44
$\text{Fe}_2\text{O}_3$	3,08	8,86
$\text{FeO}$	3,80	1,27
$\text{MnO}$	3,12	2,12
$\text{MgO}$	3,49	2,93
$\text{CaO}$	5,08	4,69
$\text{Na}_2\text{O}$	3,82	1,21
$\text{K}_2\text{O}$	3,13	2,87
$\text{P}_2\text{O}_5$	0,50	0,17
$\text{H}_2\text{O}$	1,15	5,54
$\text{CO}_2$	0,10	3,86
$\text{S}$	0,05	0,32

Sự khác biệt thể hiện ở chỗ: $\text{Fe}_2\text{O}_3$ trong đá trầm tích cao hơn 2 lần do môi trường oxy hóa; $\text{Na}_2\text{O}$ thấp hơn do Na hòa tan vào nước biển trong khi K bị khoáng vật sét hấp phụ; các thành phần $\text{H}_2\text{O}, \text{CO}_2, \text{S}$ cao hơn do môi trường lắng đọng giàu nước và sinh vật.

Nguyên tắc đặt tên đá: Ưu tiên thành phần tạo đá chính ($>10%$), thành phần phụ ($<10%$) ghép nối bằng từ "chứa" (ví dụ: sét chứa cát, cát kết thạch anh chứa glauconit). Phân loại thạch học nguồn gốc áp dụng biểu đồ tam giác Dickinson & Suczker (1979) dựa trên tỷ lệ thạch anh đơn tinh thể (Qm), thạch anh đa tinh thể (Qp), tổng thạch anh (Q), felspat (F), plagiocla (P), mảnh đá (L/R), mảnh đá trầm tích (Ls) và mảnh đá núi lửa (Lv).

Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu thực tế

Tác giả đã triển khai tổ hợp các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành trên khối lượng mẫu thực tế từ 03 giếng khoan thăm dò (Giếng khoan A, Giếng khoan B, Giếng khoan C) tại phần Tây bể Cửu Long, bao gồm mẫu lõi, mẫu sườn và mẫu vụn:

Phương pháp nghiên cứu / phân tích	Ký hiệu / Quy chuẩn	Số lượng mẫu thực hiện
Phân tích thạch học lát mỏng	Thin sections	60 mẫu
Phân tích hiển vi điện tử quét	SEM	45 mẫu
Phân tích nhiễu xạ tia X	XRD	30 mẫu
Phân tích thạch học nguồn gốc	Dickinson & Suczker (1979)	28 mẫu
Phân tích phổ năng lượng tán xạ tia X	EDS	20 mẫu
Tổng số phân tích chuyên sâu trên các giếng khoan	Từ 3 giếng khoan A, B, C	183 lượt mẫu

Bên cạnh các phân tích phòng thí nghiệm, luận án sử dụng phương pháp địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK), minh giải tài liệu địa chấn địa tầng (các tuyến địa chấn hướng Đông Bắc - Tây Nam và Tây Bắc - Đông Nam), thạch địa tầng và sinh địa tầng để đối sánh liên giếng và xác định các ranh giới tập trầm tích.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan bể Cửu Long và vùng nghiên cứu

Chương 1 trình bày khái quát về điều kiện địa lý tự nhiên, lịch sử tìm kiếm thăm dò và bối cảnh địa chất khu vực bể Cửu Long:

• Vị trí và địa lý: Bể Cửu Long có diện tích khoảng 36.000 $\text{km}^2$, dạng hình bầu dục kéo dài theo phương Đông Bắc - Tây Nam, tiếp giáp đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bể Nam Côn Sơn qua đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam là đới nâng Khorat - Natuna, phía Đông Bắc là đới cắt trượt Tuy Hòa ngăn cách với bể Phú Khánh. Bể lấp đầy bởi trầm tích Đệ Tam dày cực đại tới 8 km tại trung tâm. Khí hậu xích đạo chia 2 mùa (mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9; nhiệt độ mặt nước $27 - 30^\circ\text{C}$; chế độ gió mùa Đông Bắc và Tây Nam; sóng cực đại đạt 8 m tại mỏ Bạch Hổ).
• Khung cảnh kiến tạo: Bể chịu sự chi phối của 3 hệ thống đứt gãy chính: Đông Bắc - Tây Nam (tách dãn Biển Đông từ Oligoxen đến Mioxen giữa), Tây Bắc - Đông Nam và Đông - Tây. Bể chia làm hai phụ bể: Phụ bể Đông Bạch Hổ và Phụ bể Tây Bạch Hổ (Trũng Trung Tâm Đông và Trũng Trung Tâm Tây), ngăn cách bởi đới nâng Trung Tâm Rồng - Bạch Hổ - Rạng Đông. Tiến hóa kiến tạo gồm 2 pha:
  • Pha tách dãn Paleogen (Eoxen - Oligoxen): Hình thành các địa hào, bán địa hào lấp đầy trầm tích sông ngòi, đầm hồ chứa vật chất hữu cơ (đá mẹ). Nghịch đảo kiến tạo và bào mòn xảy ra cuối Oligoxen.
  • Pha lún chìm nhiệt sau tách dãn (Mioxen dưới - Mioxen giữa): Ngừng vận động nâng, phát triển trầm tích hồ, biển nông và châu thổ lòng sông hình nêm phát triển về phía Đông Bắc. Giai đoạn Mioxen trên - Plioxen đặc trưng bởi quá trình oằn võng muộn tích tụ trầm tích biển.
• Lát cắt địa tầng:
  • Móng trước Đệ Tam: Granit Creta giữa (phức hệ Cà Ná), magma Jura (phức hệ Định Quán), magma Trias (phức hệ Hòn Khoai) bị xuyên cắt bởi đai mạch bazơ.
  • Oligoxen dưới (Hệ tầng Trà Cú, tập F/E1): Trầm tích lòng sông, bãi bồi, là tầng chứa dầu ở Bạch Hổ, Sư Tử Trắng.
  • Oligoxen trên (Hệ tầng Trà Tân): Chia 3 phụ hệ tầng: Trà Tân dưới (tập E - cát kết ven bờ xen sét hồ); Trà Tân giữa (tập D - sét hồ chiếm ưu thế, tỷ lệ cát/sét $<40%$, là tầng đá sinh dầu chủ yếu); Trà Tân trên (tập C - cát, bột xen ít than, tỷ lệ cát/sét $>50%$).
  • Mioxen: Mioxen dưới (Hệ tầng Bạch Hổ) gồm cát, bột lòng sông, bãi bồi đỏ, nóc được phủ bởi tập sét biển Rotalia (tầng chắn khu vực); Mioxen giữa và trên (Hệ tầng Côn Sơn, Đồng Nai) phát triển trầm tích châu thổ lòng sông; nóc Mioxen trên có lớp sét đỏ nâu; phủ trên cùng là cát thềm Plioxen - Pleistoxen.
  • Hoạt động magma: Xuất hiện trong hệ tầng Trà Tân tại các giếng Bà Đen (12 thể dày 394 m), lô 01 (6 tập dày 416 m) và lô 17 (thể phun trào dày 144 m ở độ sâu 2.160 m có độ rỗng 12 - 27%, độ bão hòa nước $S_w = 54%$, độ thấm 2,7 - 3,2 mD).

Chương 2: Cơ sở lý luận và các phương pháp nghiên cứu

Chương 2 thiết lập cơ sở lý thuyết về thạch học trầm tích và mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm:

• Trình bày bản chất hóa lý của quá trình biến đổi thứ sinh (hậu sinh - katagenes và biến sinh - metagenes), các chỉ tiêu định lượng về độ rỗng, loại tiếp xúc hạt (điểm, thẳng, cong, khâu kết hợp), hệ số biến đổi thứ sinh $I$, và sự chuyển đổi các khoáng vật sét theo độ sâu.
• Phân tích đặc điểm thành phần vô cơ (khoáng vật tha sinh, tự sinh, núi lửa, vũ trụ), hữu cơ (sinh vật biển như Foraminifera, Radiolaria, Spongia, Coralla, Pelecypoda; thực vật Coccolit, Diatomae, mùn than) và hóa học của trầm tích.
• Trình bày hệ thống nguyên tắc phân loại đá cát kết dựa trên tỷ lệ nền sét, thành phần hạt vụn và xi măng.
• Mô tả quy chuẩn thực hiện các phương pháp: đo địa vật lý giếng khoan, phân tích lát mỏng thạch học xác định kiến trúc hạt, đo nhiễu xạ tia X (XRD) xác định định lượng pha khoáng vật tổng và khoáng vật sét, hiển vi điện tử quét (SEM) quan sát vi cấu trúc khe lỗ rỗng và tinh thể sét tự sinh, vi phân tích phổ tán xạ tia X (EDS) xác định thành phần hóa học vi điểm (như pyrit, calcit, clorit, kaolinit, illit/smectit), và phương pháp phân tích nguồn gốc Dickinson & Suczker (1979).

Chương 3: Đặc điểm trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long

Chương 3 tập trung phân tích kết quả thạch học khoáng vật và cấu trúc địa tầng khu vực nghiên cứu:

• Đặc điểm thạch học và khoáng vật: Cát kết Mioxen phần Tây bể Cửu Long có thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh (Qm, Qp), felspat (plagiocla, K-felspat) và mảnh đá (mảnh đá trầm tích Ls, mảnh đá núi lửa Lv). Phân loại mẫu lát mỏng xác định đá thuộc các kiểu Arkos, Arkos lithic và thứ yếu là Litharenit felspat. Hạt vụn có kích thước từ mịn đến thô, độ chọn lọc từ kém đến trung bình, hình dạng hạt từ nửa góc cạnh đến nửa tròn cạnh.
• Nguồn gốc và môi trường thành tạo: Trầm tích được lắng đọng trong môi trường sông, hồ, ven biển và biển nông. Cấu tạo trầm tích trên mẫu lõi thể hiện rõ cấu tạo phân lớp xiên chéo, nhịp trầm tích mịn dần lên trên đặc trưng cho dòng chảy lòng sông/châu thổ, chuyển tiếp lên các lớp cát kết hạt mịn đồng nhất hoặc không đồng nhất xen kẽ sét bột ven biển/biển nông.
• Nguồn cung cấp vật liệu: Kết quả xử lý 28 mẫu phân tích thạch học nguồn gốc theo biểu đồ Dickinson & Suczker (1979) chứng minh nguồn vật liệu vụn được bóc mòn và vận chuyển trực tiếp từ các khối lục địa nâng cao xung quanh rìa bể Cửu Long (khối nâng móng granit trước Đệ Tam và các đá magma lân cận).
• Phân chia địa tầng: Luận án tích hợp tài liệu thạch địa tầng, cổ sinh địa tầng, địa chấn địa tầng trên các mặt cắt hướng TN - ĐB và TB - ĐN cùng kết quả đo địa vật lý giếng khoan tại 3 giếng khoan A, B, C; phân lập rõ ranh giới các tập Mioxen dưới (chứa tầng cát kết B1), Mioxen giữa và Mioxen trên.

Chương 4: Những yếu tố chính ảnh hưởng đến tính chứa, chắn trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long

Chương 4 làm sáng tỏ các nhân tố chi phối chất lượng vỉa chứa và tầng chắn:

• Đặc điểm biến đổi thứ sinh và quá trình tạo đá: Cát kết Mioxen phần Tây bể Cửu Long chủ yếu nằm trong giai đoạn hậu sinh (katagenes). Hai quá trình biến đổi thứ sinh chủ đạo là nén ép cơ học và xi măng hóa. Quá trình hòa tan các khoáng vật vững bền diễn ra rất kém.
• Sự phát triển khoáng vật sét tự sinh: Kết quả phân tích XRD, SEM và EDS tại các giếng khoan A, B, C xác định thành phần khoáng vật sét trong xi măng gồm: kaolinit, clorit, smectit và hỗn hợp lớp illit/smectit (I/S). Trong đó, smectit, clorit, kaolinit là các khoáng vật tự sinh nhiệt độ thấp kết tủa trực tiếp trong không gian rỗng; sự chuyển hóa từ smectit sang illit/smectit diễn ra ở mức độ yếu. Tán xạ tia X xác định sự có mặt của calcit và pyrit tự sinh lấp nhét kẽ hạt.
• Quan hệ giữa đặc tính trầm tích, biến đổi thứ sinh và độ rỗng - độ thấm:
  • Độ rỗng và độ thấm có tương quan thuận rõ rệt với kích thước trung bình hạt ($Md$) và độ lựa chọn hạt vụn ($So$): đá có hạt thô hơn và độ chọn lọc tốt hơn thì độ rỗng, độ thấm cao hơn.
  • Quá trình nén ép làm giảm mạnh độ rỗng nguyên sinh ban đầu giữa các hạt.
  • Quá trình xi măng hóa và sự kết tủa của các khoáng vật sét tự sinh trong không gian kẽ hạt làm giảm nghiêm trọng độ thấm do bịt kín các cổ họng lỗ xốp.
• Đánh giá khả năng chứa và chắn:
  • Khả năng chứa: Tầng cát kết B1 tuổi Mioxen dưới tại các giếng khoan A, B, C có tiềm năng chứa dầu khí nhưng chất lượng vỉa chứa biến đổi phức tạp tùy thuộc vào hàm lượng khoáng vật sét trương nở và mức độ nén ép cơ học.
  • Khả năng chắn: Tập sét biển Rotalia ở nóc Mioxen dưới và các tập sét kết Mioxen giữa - trên có bề dày lớn, phân bố liên tục trên toàn bể, đóng vai trò tầng chắn khu vực chất lượng cao.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Luận điểm bảo vệ của tác giả

Luận án bảo vệ thành công hai luận điểm khoa học cốt lõi:

• Luận điểm 1: Đá chứa cát kết Mioxen phần Tây bể Cửu Long chủ yếu là Arkos, Arkos lithic và thứ yếu là Litharenit felspat. Chúng được thành tạo trong các môi trường sông, hồ, ven biển, biển nông có đặc điểm phân bố tương đối ổn định và với nguồn cung cấp vật liệu trầm tích từ các khối lục địa xung quanh bể.
• Luận điểm 2: Các quá trình biến đổi sau trầm tích của đá chứa Mioxen phần Tây bể Cửu Long thuộc giai đoạn hậu sinh (katagenes), đó là quá trình xi măng hóa và nén ép. Đây là nguyên nhân ảnh hưởng đến khả năng chứa chắn dầu khí vì độ rỗng nguyên sinh ban đầu bị suy giảm, còn sự giảm độ thấm là hệ quả của sự giảm độ rỗng và sự có mặt của các khoáng vật sét kết tủa trong không gian rỗng của đá.

Đóng góp mới về mặt khoa học

• Xác lập chi tiết thành phần thạch học, khoáng vật học và môi trường lắng đọng của các thành tạo trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long bằng tổ hợp phân tích hiện đại.
• Chứng minh nguồn cung cấp vật liệu trầm tích Mioxen có nguồn gốc nội vùng từ các khối nâng lục địa bao quanh bể dựa trên thạch học nguồn gốc Dickinson & Suczker.
• Làm rõ bản chất hóa lý của quá trình biến đổi thứ sinh trong giai đoạn hậu sinh, định danh chính xác các khoáng vật sét tự sinh nhiệt độ thấp (smectit, clorit, kaolinit, hỗn hợp lớp I/S) và cơ chế làm suy giảm chất lượng vỉa chứa.

Đóng góp mới về thực tiễn và kiến nghị

• Cung cấp cơ sở khoa học để chính xác hóa mô hình địa chất vỉa chứa, dự báo phân bố không gian các tập cát kết chứa dầu tầng Mioxen (như tầng B1) tại phần Tây bể Cửu Long và định hướng công tác tìm kiếm thăm dò.
• Đề xuất giải pháp công nghệ: trong quá trình khoan và khai thác qua các tầng cát kết Mioxen chứa khoáng vật sét trương nở (như smectit và illit/smectit), cần sử dụng hệ dung dịch khoan và phương pháp xử lý vỉa thích hợp nhằm ngăn ngừa hiện tượng trương nở sét gây tắc nghẽn vỉa chứa và suy giảm lưu lượng dòng chảy.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của công trình:
  • Dữ liệu phân tích định lượng tập trung vào 183 mẫu từ 03 giếng khoan thăm dò (A, B, C) tại khu vực phần Tây bể Cửu Long, chưa bao phủ toàn bộ diện tích mở rộng của toàn bể.
  • Do quá trình hòa tan thứ sinh của các khoáng vật vững bền diễn ra yếu, khả năng tạo độ rỗng thứ sinh không đáng kể, làm cho việc đánh giá độ rỗng chủ yếu phụ thuộc vào mức độ bảo tồn của độ rỗng nguyên sinh sau nén ép.
  • Số lượng mẫu phân tích phổ tán xạ tia X (EDS: 20 mẫu) và thạch học nguồn gốc (28 mẫu) ở mức độ vừa đủ để đại diện cho các tập trầm tích chính.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng phân tích thạch học và khoáng vật sét tự sinh trên mạng lưới giếng khoan dày hơn tại các phụ bể lân cận (phụ bể Đông Bạch Hổ, đới nâng Trung Tâm).
  • Nghiên cứu mô hình hóa nhiệt động lực học và mô phỏng số quá trình tương tác đá - dung dịch trong giai đoạn hậu sinh để dự báo định lượng chất lượng vỉa chứa ở các chiều sâu lớn hơn.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị cao đối với:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Khoáng vật học, Thạch học trầm tích, Địa chất dầu khí và Địa vật lý tại các trường đại học khối kỹ thuật - địa chất (như Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên).
• Chuyên gia, kỹ sư địa chất dầu khí: Tại Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam (PVN), Viện Dầu khí Việt Nam (VPI), Liên doanh Vietsovpetro (VSP) và các công ty liên doanh điều hành dầu khí đang hoạt động tại thềm lục địa Việt Nam.
• Các phần đáng tham khảo nhất:
  • Quy trình tích hợp các phương pháp phân tích lát mỏng, XRD, SEM, EDS và thạch học nguồn gốc Dickinson & Suczker trong đánh giá đá chứa trầm tích vụn.
  • Các dữ liệu phân tích khoáng vật sét tự sinh và cơ chế ảnh hưởng của nén ép, xi măng hóa đến độ rỗng, độ thấm cát kết Mioxen.
  • Tổng quan lịch sử địa chất kiến tạo và phân chia địa tầng bể Cửu Long.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Thành phần thạch học của đá chứa cát kết Mioxen phần Tây bể Cửu Long gồm những loại nào?

Cát kết Mioxen phần Tây bể Cửu Long chủ yếu thuộc các kiểu Arkos, Arkos lithic, và thứ yếu là Litharenit felspat. Đá có kích thước hạt từ mịn đến thô, độ lựa chọn từ kém đến trung bình, hình dạng hạt vụn chủ yếu là nửa góc cạnh đến nửa tròn cạnh, lắng đọng trong môi trường sông, hồ, ven biển và biển nông.

2. Các quá trình biến đổi thứ sinh nào đóng vai trò chính làm suy giảm độ rỗng và độ thấm của đá chứa Mioxen?

Đá chứa Mioxen nằm trong giai đoạn hậu sinh (katagenes). Hai quá trình biến đổi thứ sinh chủ đạo là nén ép cơ học và xi măng hóa. Nén ép làm giảm độ rỗng nguyên sinh ban đầu; sự kết tủa của các khoáng vật sét tự sinh (smectit, clorit, kaolinit, illit/smectit) cùng xi măng cacbonat (calcit) trong không gian kẽ hạt làm thu hẹp và bít nghẽn cổ họng lỗ rỗng, trực tiếp làm giảm độ thấm của đá.

3. Những khoáng vật sét tự sinh nào được phát hiện trong đá cát kết Mioxen và cần lưu ý gì trong thi công khoan?

Phân tích XRD, SEM và EDS xác định sự có mặt của kaolinit, clorit, smectit và hỗn hợp lớp illit/smectit (I/S). Do smectit và illit/smectit là các khoáng vật sét trương nở, khi tiếp xúc với dung dịch khoan gốc nước không thích hợp, chúng sẽ trương nở và làm tắc nghẽn không gian rỗng, do đó cần lựa chọn dung dịch khoan chuyên dụng để bảo vệ vỉa chứa.

4. Cơ sở dữ liệu và khối lượng mẫu phân tích thực tế của luận án gồm những gì?

Luận án được xây dựng trên cơ sở phân tích 183 mẫu từ 03 giếng khoan (A, B, C), bao gồm: 60 mẫu phân tích thạch học lát mỏng, 30 mẫu phân tích nhiễu xạ tia X (XRD), 45 mẫu hiển vi điện tử quét (SEM), 20 mẫu phân tích phổ năng lượng tán xạ tia X (EDS) và 28 mẫu phân tích thạch học nguồn gốc Dickinson & Suczker.

5. Tầng chắn khu vực quan trọng nhất trong lát cắt Mioxen bể Cửu Long là gì?

Tầng chắn khu vực quan trọng nhất là tập sét biển Rotalia nằm ở nóc hệ tầng Bạch Hổ (Mioxen dưới). Tập sét này phân bố rộng khắp bể Cửu Long, đóng vai trò là tầng đánh dấu địa tầng và là tầng chắn nắp giữ dầu khí trong các phức hệ cát kết Mioxen dưới và Oligoxen.

---

Kết luận

Luận án của TS. Trần Văn Nhuận đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu về đặc điểm trầm tích, khoáng vật học và mối liên quan của chúng với khả năng chứa - chắn dầu khí trong trầm tích Mioxen phần Tây bể Cửu Long. Bằng tổ hợp phương pháp thạch học hiện đại (lát mỏng, XRD, SEM, EDS, thạch học nguồn gốc), công trình xác lập cát kết Mioxen chủ yếu là Arkos, Arkos lithic thành tạo trong môi trường sông, hồ, ven biển từ nguồn vật liệu lục địa nội vùng. Luận án chứng minh quá trình nén ép và xi măng hóa cùng sự kết tủa của các khoáng vật sét tự sinh trong giai đoạn hậu sinh là nguyên nhân chính làm suy giảm độ rỗng, độ thấm của đá chứa. Kết quả nghiên cứu có giá trị lý luận và thực tiễn trực tiếp, phục vụ hiệu quả cho công tác tìm kiếm, thăm dò và tối ưu hóa quy trình khoan khai thác dầu khí tại bể trầm tích Cửu Long.

Trích đoạn nội dung tài liệu

phần mở đầu, 04 chƣơng chính, kết luận, các phụ lục, danh mục tài liệu tham khảo và các công trình khoa học. Toàn bộ nội dung luận án đƣợc trình bày trong 132 trang A4, trong đó phần nội dung chính gồm 120 trang A4, 37 hình vẽ, 2 bản vẽ và 15 biểu bảng. Lời cảm ơn Luận án đƣợc hoàn thành tại Bộ môn Khoáng Thạch, Khoa Địa chất, Phòng Đào tạo Sau đại học, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, dƣới sự hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình của Tiến sĩ. Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, NCS nhận đƣợc sự quan tâm, động viên, giúp đỡ của các cơ quan, đơn vị: Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Ban chủ nhiệm Khoa Địa chất, Phòng 8 Đào tạo Sau đại học, Phòng Khoa học Công nghệ, các Bộ môn Khoáng Thạch, Môi trƣờng Cơ sở, Địa chất Dầu khí, Viện Dầu khí Việt Nam (VPI), phòng Địa tầng Trầm tích, phòng Địa chất Dầu khí - Trung tâm Tìm kiếm Thăm dò và Khai thác Dầu khí (EPC), Phòng Quản lý Tài liệu Bắc - Trung tâm Lƣu trữ Dầu khí (PAC), Phòng Thạch học Trầm tích- Trung tâm phân tích thí nghiệm (VPI-LABS).

Bên cạnh đó là sự quan tâm, động viên, giúp đỡ của PGS.TS Nguyễn Khắc Giảng, PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng, PGS. Đỗ Đình Toát, PGS. Lê Thanh Mẽ, PGS. Nguyễn Tất Trâm, PGS.

Nguyễn Văn Bình, PGS. Nguyễn Quang Luật, PGS. Nguyễn Trọng Tín, ThS. Phạm Thị Vân Anh.

Ngoài ra nghiên cứu sinh còn nhận đƣợc sự quan tâm, động viên, góp ý, giúp đỡ gián tiếp của nhiều nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp khác. Qua đây, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý giá của các cá nhân, cũng nhƣ các công ty, đơn vị… đã dành cho tác giả trong suốt quá trình hoàn thành luận án này. Một lần nữa tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đến sự đóng góp quý báu đó. 9 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN BỂ CỬU LONG VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.

Đặc điểm địa lý tự nhiên 1. Vị trí địa lý Bể trầm tích Kainozoi Cửu Long nằm nằm chủ yếu trên thềm lục địa phía Nam Việt Nam và một phần đất liền thuộc khu vực cửa sông Cửu Long còn phần lớn nằm trên thềm lục địa Việt Nam. Bể có hình bầu dục, nằm dọc theo bờ biển Vũng Tàu - Bình Thuận. Bể Cửu Long đƣợc xem là bể trầm tích Kainozoi khép kín điển hình của Việt Nam [2] (Hình 1.

Khu vực nghiên cứu Hình 1. Sơ đồ khu vực bể Cửu Long và vùng nghiên cứu 10 Tuy nhiên, nếu tính theo đƣờng đẳng dày trầm tích 1000m thì bể có xu hƣớng mở về phía Đông Bắc, phía Biển Đông hiện tại. Bể Cửu Long tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bể Nam Côn Sơn và đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam là đới nâng Khorat - Natuna và phía Đông Bắc là đới cắt trƣợt Tuy Hòa ngăn cách với bể Phú Khánh. Bể có diện tích khoảng 36.000km2, bao gồm các lô: 09, 15, 16, 17 và một phần của các lô: 01, 02, 25.

Bể đƣợc bồi lấp chủ yếu bởi trầm tích lục nguyên Đệ Tam, chiều dày lớn nhất tại trung tâm bể có thể đạt tới 8km. Điều kiện tự nhiên Vùng nghiên cứu có khí hậu đặc trƣng cho vùng xích đạo đƣợc chia làm hai mùa rõ rệt: mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau) và mùa mƣa (từ tháng 5 đến tháng 9). Nhiệt độ trung bình trên bề mặt vào mùa mƣa là 27oC - 28oC, mùa khô là 29oC - 30oC. Tại độ sâu 20m nƣớc, vào mùa mƣa nhiệt độ trung bình là 26oC - 27oC và mùa khô là 28oC - 29oC.

Nhìn chung khí hậu khô ráo, độ ẩm trung bình 60%. Có hai chế độ gió mùa. Chế độ gió mùa Đông đặc trƣng bởi gió mùa Đông Bắc từ đầu tháng 11 năm trƣớc đến cuối tháng 3 năm sau với ba hƣớng gió chính: Đông Bắc, Đông và Đông Đông Bắc. Vào tháng 12 và tháng 1, hƣớng gió Đông Bắc chiếm ƣu thế, còn tháng 3 thì hƣớng gió Đông chiếm ƣu thế.

Đầu mùa tốc độ gió trung bình và cực đại thƣờng nhỏ, sau đó tăng dần lên và lớn nhất vào tháng 1 và tháng 2. Gió mùa hè đặc trƣng bởi gió mùa Tây Nam, kéo dài từ cuối tháng 5 đến giữa tháng 9 với các hƣớng gió ƣu thế là Tây Nam và Tây Tây Nam. Ngoài ra, còn hai thời kỳ chuyển tiếp từ đầu tháng 4 đến cuối tháng 5 (chuyển từ chế độ gió mùa Đông Bắc sang chế độ gió mùa Tây Nam) và từ tháng 9 đến đầu tháng 11 và 12 có nhiều khả năng xảy ra bão. Bão thƣờng di 11 chuyển về hƣớng Tây hoặc Tây Nam.

Tốc độ gió mạnh nhất trong vòng bão đạt tới 50m/s. Trong 80 năm qua chỉ xảy ra 4 cơn bão (trong đó cơn bão số 5 năm 1997 gần đây nhất). Chế độ sóng ở khu vực này mang tính chất sóng gió rõ rệt. Mùa Đông, hƣớng sóng Đông Bắc chiếm ƣu thế gần tuyệt đối với độ cao sóng đạt giá trị cao nhất trong cả năm.

Tháng 1 năm 1984, độ cao của sóng đạt cực đại tới 8m ở khu vực vòm Trung Tâm mỏ Bạch Hổ. Mùa Đông hƣớng sóng ƣu thế Đông Bắc, Bắc Đông Bắc và Đông Đông Bắc. Mùa hè, hƣớng sóng chính là Tây Nam, hƣớng Tây và Đông Nam cũng xuất hiện với tần suất tƣơng đối cao. Dòng chảy đƣợc hình thành dƣới tác động của gió mùa ở vùng biển Đông.

Hƣớng và tốc độ dòng chảy xác định đƣợc bằng hƣớng gió và sức gió. Nhìn chung, khu vực bể Cửu Long có địa hình phức tạp, khí hậu mang tính chất nhiệt đới gió mùa. Đây là một khu vực tìm kiếm, thăm dò dầu khí quan trọng, có mật độ dày đặc nhất và hiệu suất cao nhất. Ngày nay, bể Cửu Long đã hình thành lên một quần thể khai thác dầu khí lớn nhất Việt Nam bao gồm các mỏ nhƣ Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Ruby.

với sản lƣợng khai thác chiếm 96% sản lƣợng khai thác dầu thô của Việt Nam. Lịch sử tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí Lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí bể Cửu Long gắn liền với lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí của thềm lục địa Nam Việt Nam. Trên cơ sở quy mô, mốc lịch sử và kết quả thăm dò có thể chia thành các giai đoạn [2]. Giai đoạn trƣớc năm 1975 Giai đoạn này là thời kỳ khảo sát địa vật lý khu vực nhƣ từ, trọng lực và địa chấn để phân chia các lô, chuẩn bị cho công tác đấu thầu, ký kết hợp 12 đồng dầu khí.

Năm 1967 tiến hành khảo sát từ hàng không gần khắp lãnh thổ Việt Nam do văn phòng US Navy Oceanographic đo ghi.500km tuyến địa chấn ở phía Nam Biển Đông trong đó có tuyến cắt qua bể Cửu Long. Năm 1969 đo địa vật lý biển bằng tàu N. Robray I do công ty Ray Geophysical Mandrel đo ở vùng thềm lục địa Miền Nam và vùng phía Nam của Biển Đông với tổng số 3.482km tuyến trong đó có một số tuyến cắt qua bể Cửu Long [2]. Trong năm 1969 US Navy Oceanographic cũng tiến hành đo song song 20.000km tuyến địa chấn bằng hai tàu R/V E.V Hunt ở vịnh Thái Lan và phía Nam Biển Đông trong đó có tuyến cắt qua bể Cửu Long.

Đầu năm 1970, Công ty Ray Geophysical Mandrel lại tiến hành đo đợt hai ở Nam Biển Đông và dọc bờ biển 8.639km, đảm bảo mạng lƣới cỡ 30x50km, kết hợp giữa các phƣơng pháp từ, trọng lực và hàng không trong đó có tuyến cắt qua bể Cửu Long. Năm 1973 - 1974 đã đấu thầu trên 11 lô, trong đó có 3 lô thuộc bể Cửu Long là lô 09, lô 15 và lô 16. Năm 1974, Công ty Mobil trúng thầu trên lô 09 đã tiến hành khảo sát địa vật lý, chủ yếu là địa chấn phản xạ, có từ trọng lực với khối lƣợng là 3. Vào cuối năm 1974 và đầu năm 1975, Công ty Mobil đã khoan giếng khoan tìm kiếm đầu tiên trong bể Cửu Long, BH - 1X ở phần đỉnh của cấu tạo Bạch Hổ.

Kết quả thử vỉa đối tƣợng cát kết Mioxen dƣới ở chiều sâu 2,755 - 2,819m đã cho dòng dầu công nghiệp, lƣu lƣợng dầu đạt 342m3/ ngày. Kết quả này đã khảng định triển vọng và tiềm năng dầu khí của 13 bể Cửu Long. Giai đoạn 1975 - 2010 Năm 1976, Công ty địa vật lý CGG của Pháp khảo sát 1.210,9km theo các con sông của đồng bằng sông Cửu Long và vùng ven biển Vũng Tàu - Côn Sơn. Kết quả của công tác khảo sát địa chấn đã xây dựng đƣợc các phần phản xạ chính và khẳng định sự tồn tại của bể Cửu Long với một mặt cắt trầm tích Đệ Tam dày [2].

Năm 1978, Công ty Geco (Nauy) thu nổ địa chấn 2D trên lô 10, 9, 16, 19, 20, 21 với tổng số 11.898,5km và làm chi tiết trên cấu tạo Bạch Hổ với mạng lƣới tuyển 2 x 2km và 1 x 1km. Riêng đối với lô 15, Công ty Deminex đã hợp đồng với Geco khảo sát 3.221,7km tuyến địa chấn với mạng lƣới 3,5x3,5km trên lô 15 và cấu tạo Cửu Long (nay là Rạng Đông). Căn cứ vào kết quả minh giải tài liệu địa chấn này Deminex đã khoan 4 giếng khoan tìm kiếm trên các cấu tạo triển vọng nhất Trà Tân, Sông Ba, Cửu Long và Đồng Nai. Kết quả khoan các giếng này đều gặp các biểu hiện dầu khí trong cát kết tuổi Mioxen dƣới và Oligoxen, nhƣng dòng không có ý nghĩa công nghiệp.

Công tác tìm kiếm, thăm dò, dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam trong giai đoạn này đƣợc triển khai rộng khắp, nhƣng tập trung chủ yếu vào một đơn vị, đó là xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro. Năm 1980 tàu nghiên cứu POISK đã tiến hành khảo sát 4.057km tuyến địa chấn điểm sâu chung, từ và 3.250km tuyến trọng lực. Kết quả của đợt khảo sát này đã phân chia ra đƣợc tập địa chấn B, C, D, E và F, đã xây dựng đƣợc một số sơ đồ cấu tạo dị thƣờng từ và trọng lực Bouguer. Năm 1981 tàu nghiên cứu Iskatel đã tiến hành khảo sát địa vật lý với mạng lƣới 2 x 2,2 - 3 x 2,3km địa chấn MOB - ORT - 48, trọng lực, từ ở phạm 14 vi lô 09, 15 và 16 với tổng số 2.

Năm 1983 - 1984 tàu viện sĩ Gamburxev đã tiến hành khảo sát 4.000km tuyến địa chấn để nghiên cứu phần sâu nhất của bể Cửu Long. Trong thời gian này xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đã khoan 4 giếng trên các cấu tạo Bạch Hổ và Rồng, trên cấu tạo Tam Đảo, tất cả 4 giếng còn lại đều phát hiện vỉa dầu công nghiệp từ các vỉa cát kết Mioxen dƣới và Oligoxen.