CHƯƠNG I : TỔNG QUAN CHUNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Vị trí địa lý và lịch sử nghiên cứu, tìm kiếm thăm dò 1. Vị trí địa lý Khu vực Đông Bắc đứt gãy sông Lô thuộc khu vực Bắc Bể Sông Hồng (BBSH), nằm ở Vịnh Bắc Bộ được giới hạn bởi phía Tây Nam (TN) là đứt gãy Sông Lô và phía Đông Bắc (ĐB) là đứt gãy Hải Dương. Độ sâu mực nước biển tương đối dao động trong khoảng 20-35m.
Đáy biển nhìn chung tương đối bằng phẳng, dốc nhẹ từ Tây sang Đông và từ Tây Bắc (TB) xuống Đông Nam (ĐN). Mức chênh lệch thuỷ triều trung bình của khu vực là 2m.1: Vị trí và giới hạn khu vực nghiên cứu 1. Lịch sử nghiên cứu, tìm kiếm thăm dò Công tác nghiên cứu địa chất – ĐVL khu vực BBSH thuộc phần phía Bắc Vịnh Bắc Bộ được tiến hành từ những năm đầu thập kỷ 80 của thế kỉ trước. Qua từng giai đoạn, khu vực BBSH tại các lô 102,103,106,107 nói chung và lô 2 102,106 nói riêng được Tổng cục Dầu khí Việt Nam nay là Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (1978-1987) và các Nhà thầu nước ngoài như Total (1989-1991), Idemitsu (1993-1995), PCOSB(2003-3/2009) tiến hành thu nổ một khối lượng lớn địa chấn 2D,3D với mật độ khác nhau để nghiên cứu cấu trúc địa chất lớp phủ trầm tích Đệ Tam, khoanh vùng cấu tạo và đã khoan thăm dò trên các đối tượng khác nhau nhằm phát hiện, khai thác dầu khí ở khu vực này.
Bên cạnh đó còn tiến hành khoan tổng số 11 giếng khoan trong đó có 04 giếng khoan nhằm vào đối tượng cát kết Miocen- Oligocen và 08 giếng nhằm vào đối tượng móng Đá vôi trước Đệ Tam. Kết quả công tác thăm dò địa chấn có thể được tóm lược như sau : 1. Công tác tìm kiếm dầu khí và kết quả nghiên cứu cấu trúc • Giai đoạn 1983-1984: Tổng cục Dầu khí Việt Nam tiến hành thu nổ địa chấn 2D theo mạng lưới tuyến nghiên cứu khu vực tỷ lệ 16x16 km tại các lô 102, 103, 106 ,107 và mạng lưới tuyến 2x2 km thuộc khu vực trung tâm các lô 102,103 và khoảng 800km tuyến tại một phần lô 106 với bội quan sát 48 bằng tàu địa chấn Poisk và Iskachel của Liên Xô cũ. Kết quả minh giải đã vẽ được Bản đồ cấu trúc địa chất cho phép đánh giá bề dày, các yếu tố cấu-kiến tạo chủ yếu của trầm tích Kainozoi thuộc Miền Võng Hà Nội(MVHN) và phần biển Vịnh Bắc Bộ.
Đây là cơ sở để đánh giá tiềm năng dầu khí và triển khai công tác thăm dò dầu khí tiếp theo tại khu vực Thềm lục địa phía Bắc Việt Nam. • Giai đoạn 1989 -1990: Nhà thầu Total đã tiến hành thu nổ địa chấn 2D với mạng lưới từ 1x1.5km , 2x2 km đến 4x6 km tại các lô 103,106 và một phần lô 102, 107 với khối lượng tổng cộng khoảng 9200 tuyến, bội quan sát 60. Kết quả nghiên cứu cho phép phát hiện một loạt các cấu tạo uốn nếp trong lát cắt trầm tích Miocen- Oligocen. Total đã chọn được 3 cấu tạo: H(lô 103), G (nằm vắt qua lô 102,103) là dạng bẫy khép kín 4 chiều trong lát cắt iocen và cấu tạo PA ( lô 107) khép kín 4 chiều trong lát cắt Oligocen để khoan thăm dò.
• Giai đoạn 2001- 3/2009: nhà thầu PCOSB tiến hành công tác thăm dò tỉ mỉ địa chấn 3D, bổ sung địa chấn 2D trên các cấu tạo được đánh giá triển vọng dầu khí với khối lượng tổng cộng 1,050 km2 địa chấn 3D và gần 2,200 km tuyến địa chấn 2D. Tài liệu địa chấn 2D, 3D đã cho phép chi tiết hóa những cấu tạo hình thành trong điều kiện trầm tích và hoạt động kiến tạo phức tạp như cấu tạo Thái Bình, Hồng Hà (lô 102) và cụm cấu tạo trong móng carbonat nứt nẻ Hàm Rồng – Hậu Giang (lô 106) đặc trưng cho dạng bẫy khép kín. 3 Khu vực phía Đông của lô 106, tài liệu địa chấn mới có dạng lưới khảo sát sơ bộ của Total giai đoạn 1989 – 1990 và một số tuyến thu nổ bổ sung năm 2007 của PCOSB. Công tác khoan thăm dò và phát hiện dầu khí Tại phần Đông Bắc Bể Sông Hồng, trong giai đoạn 1989-2009 các công ty Total, Petrovietnam, Idemitsu và Petronas đã khoan tổng cộng khoan tổng số 11 giếng khoan trong đó có 04 giếng khoan nhằm vào đối tượng cát kết Miocen- Oligocen và 07 giếng nhằm vào đối tượng móng Đá vôi trước Đệ Tam (Bảng 1.
Dựa vào các kết quả minh giải tài liệu địa chấn và địa vật lý giếng khoan trong khu vực đã xác định được một số cấu tạo triển vọng và có tiềm năng. Có thể tổng hợp và phân ra các phát hiện chứa khí và các phát hiện chứa dầu như sau: Các phát hiện chứa khí: Cấu tạo Bạch Long Năm 2006, PIDC khoan giếng PV-107 – BAL – 1X phát hiện khí trong trầm tích Miocen giữa-dưới. Cấu tạo Thái Bình (Petronas - 2006) Cấu tạo có dạng vòm khép kín 4 chiều (địa chấn 3D, PCOSB-2005) trong lát cắt Miocen – Oligocen. Phát hiện khí trong trầm tích Miocen giữa-dưới.
Các phát hiện chứa dầu : Cấu tạo Yên Tử (Petronas-2006) Cấu tạo có dạng bẫy địa tầng trong trầm tích Miocen giữa và dạng móng đá vôi trước Kainozoi. Phát hiện khí-condensate trong cát kết hạt thô Miocen giữa.2: Bản đồ phân bố các cấu tạo triển vọng và tiềm năng lô 102&106 (Nguồn: PVEP) Bảng 1.1: Khối lượng khoan thăm dò khu vực Bắc Bể Sông Hồng (Nguồn: PVEP) Chiều sâu STT Tên GK Đối tượng Lô Ghi chú (m) 1 102-CQ-1X 3021 Mio-Oli Idemitsu/1994 2 102-TB-1X 2900 Mio-Oli PCOSB/2006, phát hiện khí 102 3 102-SP-1X 2605 Mio-Oli PVEP/2014 4 106-YT-1X 1967 Carb- PCOSB/2004, phát hiện Móng dầu 5 106-HR-1X 3767 Carb- PCOSB/2008, phát hiện Móng dầu 7 106-YT-2X 2636 Carb- PCOSB/2009 Móng 8 106-DS-1X 3201 Carb- PCOSB/2009 Móng 5 9 106-HR-2X 3920 Carb- PCOSB/2009 Móng 106 10 106-HRN-1X 4148 Carb- PVEP/2013, phát hiện thân Móng dầu chứa mũ khí 11 106-HRD-1X 4038 Carb- PVEP/2015, phát hiện khí Móng 12 106-HRD-2X 3392 Oligocen PVEP/2015 Cấu tạo Hàm Rồng trung tâm (Petronas - 2009) Cấu tạo là khối nhô móng đá vôi trước Oligocen được phủ bởi trầm tích Oligocen (địa chấn 3D, PCOSB-2005). Phát hiện dầu trong móng và nhận được dòng dầu 773 (4.đ và 170000 (6,0 triệu bộ khối) khí/ng. Lịch sử phát triển địa chất, đặc điểm cấu kiến tạo khu vực 1.
Đặc điểm địa tầng Địa tầng của BBSH tương đối phức tạp bao gồm đá tróng trước Đệ Tam, trầm tích Paleogen, trầm tích Neogen và trầm tích Pliocen-Đệ Tứ. Cột địa tầng tổng hợp của khu vực được thể hiện ở hình 1. Các thành tạo địa chất trong phạm vi nghiên cứu gồm: thành tạo móng trước Kainozoi và trầm tích Eocen-Oligocen (thuộc hệ tầng Phù Tiên – Đình Cao), trầm tích Miocen (thuộc hệ tầng Phong Châu, Phù Cừ, Tiên Hưng) và trầm tích Neogen-Đệ Tứ (thuộc hệ tầng Vĩnh Bảo, Kiến xương, Hải Dương). Tham gia vào cấu trúc địa chất phần TB Bể Sông Hồng, bao gồm 2 phần: - Móng là các đá biến chất, trầm tích, magma (phun trào và xâm nhập) có tuổi từ tiền Campri - Mesozoic lộ ra trên bề mặt ở các đới Quảng Ninh, đới Nam Định, đới Ninh Bình, đới Sông Mã và đới Sầm Nưa, còn trong phần TB bể Sông Hồng thì chúng bị chôn vùi ở các độ sâu khác nhau.
- Lớp phủ trầm tích Rift hoặc kéo toạc và rìa lục địa thụ động tuổi Kainozoi. Các thành tạo trầm tích Kainozoi chủ yếu phân bố ở TB bể Sông Hồng. Đá móng trước Kainozoi 6 Các thành tạo móng trước Kainozoi ở khu vực lô 102&106 là sự phân dị, lún chìm phức tạp của nhiều loại đá có tuổi khác nhau, cụ thể là phía Đông Bắc đứt gãy sông Lô là sự lún chìm của các đá Cacbonat dạng khối và lục nguyên tuổi Paleozoi muộn bị phong hóa và nứt nẻ mạnh như các đá lộ ra ở Hạ Long và Đồ Sơn. Chúng được phát hiện ở các giếng khoan Yên Tử, Hàm Rồng, Đồ Sơn.
Còn ở phía TN của đứt gãy Sông Lô có thể là các thành tạo tiền Cambri biến chất cao giống như đá ở núi Gôi-Nam Định (GK15). Thạch học đá móng trước Kainozoi gồm nhiều loại từ trầm tích biến chất đến granit, cacbonat nứt nẻ tuổi Mesozoi-Paleozoi đến tiền Cambri. Ngoài đá vôi phân lớp, đá vôi dạng khối, dolomit còn gặp các thành phần khác như quartzit ở trên nóc móng cacbonat (ở giếng khoan 106-DS-1X, 106-HR-1X, 106-YT-1X). Các thành tạo trầm tích Kainozoi Các thành tạo trầm tích Kainozoi có mặt ở khu vực Đông Bắc đứt gãy sông Lô bao gồm : Trầm tích Eocen - Hệ tầng Phù Tiên (E2 pt): Ở MVHN được phát hiện tại giếng khoan 104 với các tập cát kết hạt thô màu đỏ xen kẽ với cuội kết và cát kết dạng khối thành tạo trong điều kiện lục địa và được đặt tên là hệ tầng Phù Tiên.
Ngoài khơi bể Sông Hồng, giếng khoan 106-HR-1X gặp trầm tích Eocen (?), phù hợp với dự đoán theo tài liệu địa chấn trong lát cắt trầm tích này có thể nằm ngay trên móng địa hào hoặc ở đáy các trũng sâu 3500-5000m. Trầm tích Oligocen - Hệ tầng Đình Cao (E3 đc):được phát hiện nhiều ở MVHN, ngoài khơi có các giếng khoan 107-BAL-1X,106-BAL-1X, 106-HR- 1X,. Trầm tích Oligocen được hình thành trong môi trường đầm hồ chứa nhiều sét giàu vật chất hữu cơ nên có khả năng sinh dầu tốt như tập sét Đông Ho ở Quảng Ninh, tập sét Oligocen gặp ở giếng khoan PV-XT-1X(MVHN). Thành phần bao gồm cát kết xám sáng, sáng xẫm, hạt nhỏ đến vừa, ít hạt thô, đôi khi gặp cuội kết, sạn kết có độ lựa trọn trung bình đến tốt, gắn kết chắc bằng xi măng cacbonat, sét và oxit sắt.
Sét kết xám sáng, xám sẫm, đôi chỗ có các thấu kính than hoặc các lớp kẹp mỏng sét vôi. Trầ m tić h Oligocen hệ tầng Đin ̀ h Cao phủ bấ t chỉnh hợp lên hệ tầng Phù Tiên. Trầm tích Miocen 7 Hình 1.3 : Cột địa tầng tổng hợp Bắc Bể Sông Hồng (Nguồn: VPI) 8 Trầm tích Miocen sớm - Hệ tầng Phong Châu (N11 pc): Phân bố chủ yếu ở diện tích của lô 102 và một phần phía Tây của lô 106. Bề dày thay đổi từ 300m đến 600m ở rìa phía Tây lô 106 và tăng dần về phía Đông và ĐN, bề dày trầm tích lớn nhất tại trũng trung tâm bể Sông Hồng nằm phía Nam của lô 102.
Điều này cho thấy bể Miocen sớm phát triển và sụt lún mạnh dần, làm tăng lượng trầm tích về phía trung tâm bể. Trầm tích Miocen sớm đã gặp ở các giếng khoan trong đất liền và tại lô 102&106. Lát cắt trầm tích này bao gồm các lớp cát kết hạt mịn xen kẽ các lớp bột sét kết mỏng có chứa than, hoặc lớp đá vôi mỏng, được hình thành trong môi trường châu thổ và biển ven bờ, biển nông.