Kết quả cho thấy cát kết tầng Mioxen hạ bể Cửu Long có nguồn gốc từ đá granite, có độ hạt từ mịn đến trung bình, đôi khi thô.. Phân tích thạch học lát mỏng bao gồm xác định độ hạt,hình d
Trang 1NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
ĐỀ TÀI: “Đặc điểm thạch học trầm tích cát
kết Mioxen hạ bể Cửu Long”
Trang 2
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Thăm dò, Khai thác
Đặc điểm thạch học trầm tích cát kết Mioxen hạ bể Cửu Long
Bài báo này trình bày kết quả phân tích, tổng hợp các mẫu vụn khoan, mẫu sườn và mẫu lõi của tầng BI.1 và BI.2 thuộc Mioxen hạ bể Cửu Long sử dụng kết hợp các phương pháp mô tả mẫu vụn khoan, mẫu lõi, phân tích lát mỏng, nhiểu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử quét (SEM)
Kết quả cho thấy cát kết tầng Mioxen hạ bể Cửu Long có nguồn gốc từ đá granite, có độ hạt từ mịn đến trung bình, đôi khi thô Độ chọn lọc từ kém đến trung bình Đá chủ yếu thuộc lọai Arkose và Feldspathic Greywacke, ít Lithic Arkose và Subarkose Tổng hàm
Trang 3hượng ximăng và matrix từ 4-30% và gồm chủ yếu là sét và carbonate, ít thạch anh thứ sinh, lắng đọng trong môi trường từ sông, châu thổ đến ven biển, biển nông/đầm hồ
I Mở đầu
Dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam được khai thác trong ba đối tượng chính: Móng phong hóa nứt nẻ trước Đệ Tam, trầm tích cát kết Oligoxen và Mioxen Đối tượng trầm tích cát kết Mioxen hạ là đối tượng chứa dầu đầu tiên được phát hiện khi khoan và thử vỉa giếng BH-1 vào năm 1975, nhưng chỉ đến khi việc khai thác những tầng dưới sâu gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là sau khi công ty dầu khí Việt Nhật và liên doanh điều hành chung Cửu Long phát hiện dầu thương mại trong tầng này thì tầng chứa này mới được tập trung nghiên cứu tỉ mỉ Việc phát hiện ra dòng dầu thương mại trong tầng này đã mở ra một hướng nghiên cứu mới, một triển vọng mới cho ngành công nghiệp dầu khí nước nhà Cùng với quá trình khoan thăm dò và thẩm lượng, công tác nghiên cứu địa chất, địa vật lý được triển khai ngày càng mạnh mẽ, các vấn đề cơ bản về cấu trúc, kiến tạo và hệ thồng dầu khí cũng dần dần được sảng tỏ Tuy các thông số tầng chứa có thể được xác định bằng tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan, nhưng nguồn gốc, bản chất và chất lượng
đá chứa được quyết định bởi những đặc trưng thạch học trầm tích của nó Do vậy việc sử dụng tổng hợp các phương pháp thạch học trầm tích nhằm xác định đặc điểm, nguồn gốc tầng chứa chung cho cả bể là việc hết sức cần thiết
II Phương pháp
Hệ thống các phương pháp mô tả mẫu vụn khoan, mẫu lõi, phân tích lát mỏng, XRD và SEM được sử dụng để xác định đặc điểm thạch học trầm tích của cát kết tầng BI.1 và BI.2 bể Cửu Long
Mô tả mẫu vụn khoan nhằm xác định màu sắc, thành phần đá, kiến trúc hạt, phân chia các khoảng có sự thay đổi rõ rệt, các tập đá khác nhau giúp so sánh, liên hệ với đường cong địa vật lý giếng khoan
Mô tả mẫu lõi nhằm xác định sơ bộ loại đá và sự phân bố của nó trong lát cắt giếng khoan, kiểu phân lớp, phân tầng, xu hướng thay đổi độ hạt (thô dần hay mịn dần), dấu vết sinh vật…
Trang 4Phân tích thạch học lát mỏng bao gồm xác định độ hạt,hình dáng hạt, độ chọn lọc, khoáng vật tạo đá, thành phần ximăng, matrix, độ rỗng nhìn thấy, kiến trúc và biến đổi sau trầm tích của đá Trên cơ sở thành phần khoáng vật vụn và matrix, cát kết được phân lọai theo sơ đồ tam giác của R.L Folk (1974)
Phân tích XRD bao gồm phân tích cho toàn bộ đá và tách riêng khoáng vật sét nhằm xác định thành phần phần trăm của các khoáng vật trong đá, khoáng vật sét, chính xác hóa các khoáng vật thứ sinh có thể không phân biệt rõ dưới lát mỏng qua đó xác định mức độ biến đổi của đá
Phân tích SEM cho ra ảnh không gian ba chiều ở độ phóng đại cao nhằm xác định hình thái, lọai khoáng vật thứ sinh, mối liên hệ với hạt vụn, hệ thống lổ rỗng cũng như ảnh hưởng của chúng đến đặc tính thấm chứa
Phân tích kính hiển vi điện tử quét cũng giúp cho việc xác định kiến trúc, cấu tạo của đá trầm tích, dự đoán mức độ xi măng hóa, nép ép, hòa tan cũng như những biến đổi khác trong quá trình xuyên sinh
Việc xác định môi trường trầm tích dựa trên cơ sở tổng hợp các phương pháp trên Trầm tích lục địa được nghiên cứu
theo mô hình của Nazri Ramli (1988) và Roger.G.Walker (1984), trầm tích ven biển-biển được nghiên cứu theo mô hình của Reineck-Sing (1972)
III Kết quả
Bể Cửu Long là một bể trầm tích Đệ Tam, nằm trên thềm lục địa Đông Nam Việt Nam (Hình 1) với độ sâu mực nước biển trung bình 60m Bể có hình bầu dục cong ra phía biển
và nằm dọc theo bờ biển Vũng Tàu - Bình Thuận, phía Bắc và Đông Bắc tiếp giáp với đới Đà Lạt và Tuy Hòa, phía Nam và Đông Nam tiếp giáp với đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam tiếp giáp đồng bằng sông Cửu Long Bể có diện tích vào khoảng 36.000km2 Bồn trũng Cửu Long bao gồm các lô 01- 02, 15.1, 15-2, 09-1, 09-2, 09-3, 16.1, 16.2 và
17
1 Lô 01-02 nằm ở phía Đông Bắc của bồn trũng Cửu Long, cách Vũng Tàu 140km
Trang 51.1 T ầng BI.2: Có bề dày trung bình 300-400m riêng chỉ có khu vực rìa phía Đông Nam
bề dày mỏng (150m), bao gồm bên trên là tầng sét Rotalia dày vài chục mét đến hơn 100m, bên dưới là những tập cát sét xen kẹp, vài chỗ có các tập đá phun trào
Cát kết từ không màu đến đục, đôi khi xám nhạt, có độ hạt thay đổi từ 0,25-1,1mm, trung bình 0,3-0,7mm, độ chọn lọc từ kém đến trung bình, hình dạng hạt từ bán góc cạnh-góc cạnh- bán tròn cạnh, tiếp xúc hạt chủ yếu là điểm và trôi nổi Cát kết thuộc loại Arkose ở khu vực trung tâm và phía Đông, ở phía Bắc và Nam chủ yếu là Feldspathic Greywacke, gồm chủ yếu là thạch anh (25-35%), K- feldspar (7-10%), Plagioclase (4- 7%), Mica (1,5-4%), thành phần mảnh đá gồm chủ yếu granitic (5- 15%), volcanic, ít quarzite, chert, schist Ximăng và khoáng vật thứ sinh (3-7%) chủ yếu là sét (kaoli- nite, chlorite, illite và rất ít illite- smectite-theo phân tích XRĐ) và carbonate (phía Bắc và ĐôngNam) (Hình 2)
Kết quả phân tích mẫu lõi cho thấy cấu tạo chủ yếu là phân lớp ngang gợn sóng, thấu kính và phân lớp xiên mỏng, nhịp trầm tích mịn dần lên trên, có sự hiện diện của Pachydemus (Hình 3)
Trầm tích có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển gần nguồn, lắng đọng trong môi trường đồng bằng châu thổ đến ven biển
1.2 Tầng BI.1: Có bề dày trung bình 50-100m ở khu vực rìa phía Bắc và Đông Nam đến
300-400m ở khu vực trung tâm, gồm những tập cát sét xen kẹp với tỷ lệ cát lên đến 70-80%
Cát kết từ không màu, đục, xám đến nâu xậm, có độ hạt thay đổi từ 0,25-1,1mm, trung bình 0,6-0,7mm, độ chọn lọc từ rất kém, trung bình đến tốt, hình dạng hạt từ góc cạnh - bán góc cạnh - bán tròn cạnh, tiếp xúc hạt chủ yếu là điểm, đường và trôi nổi Cát kết thuộc loại Arkose và Feldspathic Greywacke ở khu vực trung tâm, Đông và Nam, trong khi phía Bắc cát kết thuộc loại Lithic Arkose, gồm chủ yếu là thạch anh (28-35%), K-feldspar (5-10%), Plagioclase (4-9%), Mica (1-5%), thành phần mảnh đá gồm chủ yếu
Trang 6granitic (5-15%, đôi khi lên đến 35%), volcanic, ít quarzite, chert, schist Ximăng và khoáng vật thứ sinh (2-7%) chủ yếu là sét (kaolinite, chlorite, illite và rất ít illite-smectite-Hình 4) và carbonate (phía Bắc có vài mẫu có hàm lượng carbonate cao đột biến 30-40%)
Kết quả phân tích mẫu lõi cho thấy cấu tạo chủ yếu là phân lớp xiên chéo, nhịp trầm tích mịn dần lên trên Trầm tích có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển gần nguồn, lắng đọng trong môi trường đồng bằng bồi tích sông, châu thổ đến ven biển
2 Lô 15.1 nằm ở phía Tây Bắc của bồn trũng Cửu Long, cách Vũng Tàu 90km, với diện
sét kết màu xám xanh, vô định hình tới dạng khối, xen kẹp lớp cát và lớp sỏi mỏng
Cát kết là màu xám sáng đến xám tối, thuộc loại Arkose,Lithic Arkose và Feldspathic Litharenite, gồm chủ yếu là thạch anh (30-35%), K-feldspar (10- 20%), Plagioclase (1-2,5%), Mica (0,5-1%), thành phần mảnh đá gồm chủ yếu granitic và olcanic, ít quarzite, chert, schist Ximăngvà khoáng vật thứ sinh ít (3-7%) gồm sét (chủ yếu kaolinite, ít chlorite, illite, smectite và illite- smectite-theo phân tích XRĐ), và carbonate (calcite) (Hình 5)
Cát kết có kích thước hạt từ mịn đến trung bình (0,2-0,3mm), độ chọn lọc từ kém đến trung bình, vài chỗ tốt, hình dạng hạt từ góc cạnh-bán góc cạnh-bán tròn cạnh-tròn cạnh, tiếp xúc hạt chủ yếu là điểm và trôi nổi, hàm lượng feldspar cao cho thấy chúng có độ trưởng thành về hóa học và kiến trúc kém đến trung bình, có gốc từ đá granite và vol- canic Có sự xuất hiện Ooid và Ostracode Cấu trúc phân lớp xiên chéo, phân phiến, mịn dần lên trên Trầm tích có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển tương đối gần nguồn, lắng đọng trong môi trường đồng bằng bồi tích sông đến đồng bằng ven biển (Hình 6)
Trang 7Hình 6 C ấu trúc phân lớp, mịn dần lên trên
2.2 Tầng BI.1: Có bề dày từ 119m (Bắc) đến khoảng hơn 220m (trung tâm) gồm chủ yếu
cát kết, bột kết xen kẹp với sét kết Cát kết là màu xám nhạt đến xám nâu Kích thước hạt chủ yếu mịn đến trung bình, đôi khi thô
Độ chọn lọc từ rất kém đến trung bình-tốt Hình dạng hạt từ bán góc cạnh đến bán tròn cạnh
Cát kết thuộc loại Arkose, Lithic Arkose ở phía Bắc đến Feldspathic Greywacke ở phía trung tâm, gồm chủ yếu là thạch anh (25-30%), K-feldspar (10- 16%), Plagioclase (2-4%), Mica (0,5-1%), thành phần mảnh đá gồm chủ yếu granitic, ít volcanic, quarzite, chert, schist Ximăng và khoáng vật thứ sinh ít (2-6%) gồm sét (chủ yếu kaolinite, ít chlorite, illite, smectite và illite- smectite) và calcite, vắng mặt hóa thạch biển Trầm tích
có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển gần nguồn, có thể lắng đọng trong môi trường lục địa, năng lượng thấp thuộc môi trường sông, châu thổ
3 Lô 15.2 nằm ở trung tâm và Đông Bắc của bồn trũng Cửu Long, cách Vũng Tàu
trên gồm chủ yếu là sét, cát và bột Bên dưới gồm chủ yếu là cát kết xen kẹp với bột kết
và sét kết Cát kết màu xám nhạt đến xám xanh nhạt, kích thước hạt mịn đến trung bình (0,1-0,5mm), góc cạnh, bán góc cạnh đến bán tròn cạnh, chọn lọc kém đến trung bình Cát kết chủ yếu là Arkose với thành phần là thạch anh (31- 50%), K-feldspar (7-10%), Plagioclase (2-7%), ít mica, mảnh granitic, chert, micro- quarzite Ximăng chủ yếu là sét (sericite/illite, kaolinite và chlo- rite) và carbonate (Hình 7)
Mô tả mẫu lõi có những gờ cát ảnh hưởng bởi sóng và thủy triều (Hình 8) Trầm tích có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển tương đối xa nguồn, chúng có khuynh hướng thô dần từ dưới lên sau đó mịn dần lên trên, độ chọn lọc cũng tốt hơn Trầm tích bên trên vừa
Trang 8có yếu tố lục địa vừa có yếu tố biển (chuyển tiếp), còn trầm tích bên dưới được lắng đọng trong đồng bằng bồi tích sông đến châu thổ
đến phía Tây Bắc (340m) gồm gồm chủ yếu là cát kết, bột kết, ít sét kết và đá vôi Cát kết màu xám xanh đến xám nhạt, kích thước hạt trung bình đến thô, góc cạnh, bán góc cạnh đến bán tròn cạnh, chọn lọc kém đến trung bình đôi chỗ khá đến tốt Cát kết chủ yếu là Arkose và Lithic Arkose, thành phần chủ yếu là thạch anh (26- 42%), K-feldspar (10-17%), Plagioclase (4-8%), ít mica (Hình 9) Mảnh đá chủ yếu là granitic và volcanic, ít chert schist và microquarzite Ximăng (8-17%) chủ yếu là sét (kaolinite, illite, chlorite), thạch anh, ít calcite Trầm tích có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển tương đối xa nguồn Nhịp trầm tích mịn dần- sau đó thô dần lên trên Trầm tích lắng đọng trong môi trường sông, tam giác châu
4 Lô 09-1 nằm ở trung tâm của bồn trũng Cửu Long, khoảng 110km về phía Nam của
Nam, bao gồm bên trên là tầng sét Rotalia, xuống dưới là cát kết xen kẽ với bột kết, sét kết và sét than
Cát kết có độ hạt từ mịn đến trung bình, trung bình 0,23mm, độ chọn lọc trung bình gồm chủ yếu là Arkose Tỷ lệ thạch anh/feldspar/mảnh đá là 68/30/2 (Hình 10), ximăng gồm sét (chủ yếu smectite) và carbonate Phân tích mẫu lõi cho thấy cát kết có màu trắng đục-phớt vàng, phân lớp ngang và phân lớp xiên mỏng, nhiều dấu vết hoạt động sinh vật, có
sự hiện diện của glauconite Trầm tích có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển xa nguồn, lắng đọng trong môi trường ven biển đến biển nông
Trang 94.2 T ầng BI.1: Có bề dày từ 110m đến hơn 600m, chiều dày giảm dần từ Bắc xuống Nam
bao gồm cát kết xen kẽ với bột kết, sét kết màu xám lục
Cát kết có độ hạt từ mịn đến trung bình, trung bình 0,18- 0,31mm, độ chọn lọc trung bình gồm chủ yếu là Arkose và Lithic Arkose Tỷ lệ thạch anh/feldspar/mảnh đá là 40- 65/28-52/7-8, ximăng gồm sét (chủ yếu smectite) và carbonate (Hình 11) Phân tích mẫu lõi cho thấy bên dưới là cát kết màu xám phớt nâu, dạng khối, ít phân lớp xiên chéo, lên trên là cát kết có màu xám lục, chứa nhiều mica theo mặt lớp, phân lớp ngang gợn sóng và xiên chéo mỏng, nhiều dấu vết hoạt động sinh vật, có sự hiện diện của glauconite (Hình 12) Trầm tích có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển xa nguồn, lắng đọng trong môi trường đồng bằng châu thổ đến biển nông
5 Lô 09-2 nằm ở phía Đông Nam của bồn trũng Cửu Long, cách Vũng Tàu khoảng
110km với diện tích 1.100km2
ra vùng phía Đông Trầm tích tầng này đặc trưng bởi lớp sét dày, cứng màu xám xanh xen kẹp với những lớp cát hạt mịn đến thô, chọn lọc trung bình Xuống dưới là cát kết xen kẹp với sét kết, bột kết và ít đá vôi
Cát kết có độ hạt thay đổi từ 0,15-0,25mm, độ chọn lọc từ kém đến trung bình, hình dạng hạt từ góc cạnh - bán góc cạnh - bán tròn cạnh, tiếp xúc hạt chủ yếu là điểm và trôi nổi Cát kết gồm cả hai loại Arkose và Feldspathic Greywacke ở vùng Tây Bắc và chỉ có Feldspathic Greywacke ở vùng trung tâm gồm chủ yếu là thạch anh (40%), K-feldspar (6-7%), Plagioclase (8%), Mica (3%), thành phần mảnh đá gồm chủ yếu granitic (5- (6-7%), volcanic, ít quarzite, chert, schist (Hình 13) Matrix, ximăng và khoáng vật thứ sinh rất nhiều (20-40%) chủ yếu là sét (kaolin- ite, chlorite, illite, smectite và hỗn hợp lớp illite-smectite), có sự hiện diện của glauconite Trầm tích có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển xa nguồn, lắng đọng trong môi trường châu thổ đến biển nông
Trang 10Hình 13 Phân lo ại cát kết tầng BI.2 lô 09-2
Tây Bắc ra vùng phia Đông, gồm cát kết xen kẹp với chủ yếu là sét kết màu đỏ Trầm tích này được chia thành 3 phần: Phần trên chủ yếu là cát kết xen kẹp sét kết đỏ, bột kết
và một ít sét kết xám xanh, đá vôi, phần giữa chủ yếu sét kết đỏ và xanh xen kẹp với cát kết, ít bột kết và đá vôi và phần dưới chủ yếu sét kết đỏ và xám xen kẹp với cát kết và bột kết
Cát kết màu xám xanh nhạt, xanh trắng và xám nhat đến xám xanh, chủ yếu thuộc loại Arkose ở khu vực Tây Bắc và
Feldspathic Greywacke ở khu vực trung tâm (Hình 14), gồm chủ yếu là thạch anh (30-40%), K-feldspar (6-8%), Plagioclase (10-13%), Mica (2-6%), ít mảnh đá granitic và volcanic Matrix, ximăng và khoáng vật thứ sinh cao (16-30%) chủ yếu là sét (kaolinite, chlorite, illite, smectite và hỗn hợp lớp illite-smectite) và carbonate (chủ yếu calcite, ít dolomite and siderite) (Hình 15)
(P), granitic (G), muscovite (Mu), biotite (B)
Nhìn chung, cát kết độ hạt trung bình 0,125-0,25mm đôi khi đạt đến gần 0.5mm, độ chọn lọc từ rất kém, kém đến trung bình, hình dạng hạt từ bán góc cạnh - góc cạnh - bán tròn cạnh, tiếp xúc hạt chủ yếu là điểm và trôi nổi, nhiều matrix và ximăng sét, cho thấy trầm tích được vận chuyển trong dòng có tỷ trọng cao (môi trường hỗn hợp của bùn và hạt vụn), môi trường có năng lượng thay đổi nhanh Trầm tích có nguồn gốc từ đá granite, vận chuyển xa nguồn, lắng đọng trong môi trường đồng bằng bồi tích sông
6 Lô 09-3 nằm ở phía Nam của bồn trũng Cửu Long, cách Vũng Tàu khoảng 135km với
diện tích 5500km