Năm 1996-1997, Nguyễn Quý Hùng và nhóm tác giả Viện Dầu khí đã tiến hành minh giải toàn bộ khối lượng địa chấn 2D nêu trên, đồng thời tiến hành tổng hợp tất cả các kết quả tìm kiếm thăm
Trang 1Bể trầm tích Hoàng Sa
và
tài nguyên dầu khí
14
Trang 2Bể Hoàng Sa nằm trong khoảng từ
15o đến 17o vĩ Bắc; 109o30’ đến 114o kinh
Đông Bể Hoàng Sa nằm gần trung tâm
Biển Đông giữa Việt Nam (Đà Nẵng) và
quần đảo Phillipin (Đảo Lucon), chiếm
diện tích khoảng trên 50.000 km2( Hình 5.1,
Chương 5)
2 Lịch sử nghiên cứu tìm kiếm thăm dò
dầu khí
Công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí bể
Hoàng Sa bắt đầu tiến hành từ năm 1972
Công ty Western Geophysical đã tiến hành
khảo sát địa chấn 2D khu vực miền Trung
và quần đảo Hoàng Sa mạng lưới 31x50,
50x50 km với tổng số gần 5.000km tuyến
Từ năm 1972 đến nay chưa tiến hành công
tác thực địa tìm kiếm thăm dò dầu khí khu
vực này
Năm 1996-1997, Nguyễn Quý Hùng và
nhóm tác giả Viện Dầu khí đã tiến hành
minh giải toàn bộ khối lượng địa chấn 2D
nêu trên, đồng thời tiến hành tổng hợp tất
cả các kết quả tìm kiếm thăm dò của khu
vực miền Trung gồm tài liệu địa vật lý (địa
chấn, địa vật lý giếng khoan) và tài liệu
địa chất (kết quả khoan, cổ sinh, trầm tích,
địa hóa) và hoàn thành báo cáo nghiên cứu
“Minh giải tài liệu địa vật lý khu vực nhằm
nghiên cứu cấu trúc địa chất và đánh giá
tiềm năng dầu khí khu vực quần đảo Hoàng
Sa và vùng biển miền Trung”
Năm 2001-2004, Nguyễn Huy Quý (chủ biên) và nnk đã hoàn thành báo cáo tổng kết đề tài KC-09-06 “Nghiên cứu cấu trúc địa chất và địa động lực làm cơ sở đánh giá tiềm năng dầu khí ở các vùng biển sâu và xa bờ của Việt Nam”, trong đó đã minh giải lại số tài liệu địa chấn nói trên đánh giá tổng hợp tiềm năng dầu khí của khu vực
3 Đặc điểm cấu kiến tạo 3.1 Đặc điểm kiến tạo
Khu vực miền Trung và bể trầm tích Hoàng Sa được khống chế bởi 3 hệ thống đứt gãy chính: hệ đứt gãy hướng bắc tây bắc – nam đông nam, hệ đứt gãy á kinh tuyến, hệ đứt gãy đông bắc – tây nam
a Hệ đứt gãy Bắc Tây Bắc - Nam Đông Nam
Đây là hệ đứt gãy lớn, có thể là sự kéo dài của hệ thống đứt gãy Sông Hồng (?) chuyển hướng từ TB - ĐN sang BTB - NĐN Chúng tạo thành ranh giới phía Tây của Bể Hoàng Sa Trong khu vực nghiên cứu, các đứt gãy này là các đứt gãy thuận, góc cắm từ 50o - 60o, biên độ dịch chuyển tầng móng từ 300 - 400 m, tầng nóc Oligocen khoảng
1 Mở đầu
Trang 360-200 m Các đứt gãy này hoạt động mạnh
trong thời kỳ tạo rift và phần lớn ngừng vào
cuối tạo rift (Hình 14.1, 14.2, 14.3, 14.7)
b Hệ đứt gãy Đông Bắc-Tây Nam
Là hệ thống đứt gãy khá phổ biến trong
khu vực, phân bố chủ yếu phía Đông Hoàng
Sa Các đứt gãy này khống chế các địa hào,
địa lũy phát triển ở khu vực này
c Hệ đứt gãy á kinh tuyến
Các đứt gãy này có dạng hơi cong, phần
lồi hướng về phía Đông Chúng khống chế
ranh giới trũng Trung tâm và phân chia khu
vực Hoàng Sa thành 3 đới (Hình 14.6)
3.2 Đặc điểm cấu tạo
Bể trầm tích Hoàng Sa có ranh giới phía Bắc là bể Nam Hải Nam, phía Tây Nam là đới nâng Tri Tôn, phía Nam và phía Đông chưa rõ do không có tài liệu nghiên cứu Cấu trúc địa chất khu vực khá phức tạp, phần móng bị các đứt gãy chia cắt tạo thành các địa hình cao thấp khác nhau, phát triển các địa hào, bán địa hào, địa luỹ và được khống chế bởi các hệ thống đứt gãy nói trên Có thể chia khu vực thành 3 đới
Hình 14.1 Bản đồ cấu trúc tầng móng bể trầm tích Hoàng Sa (theo Nguyễn Huy Quý, 2005)
Hình 14.2 Bản đồ đẳng sâu nóc Oligocen bể trầm tích Hoàng Sa (theo Nguyễn Huy Quý, 2005)
Trang 4chính (Hình 14.6):
• Đới Tây Hoàng Sa: có đặc trưng phần
móng bị chia cắt, phân dị mạnh bởi hệ
thống đứt gãy ĐB- TN; trầm tích Đệ
Tam phủ trực tiếp lên móng, các cấu
tạo chủ yếu có dạng vòm, vòm khép
kín đứt gãy, hoặc vòm – khối được
hình thành do kế thừa địa hình cổ Phía
Tây Nam khu vực này là đới nâng Tây
Hoàng Sa, được giới hạn bởi 2 đứt gãy
lớn phương ĐB-TN, thể hiện rõ trên tất
cả các bản đồ đẳng sâu Đới nâng này
có lẽ đã nâng mạnh vào cuối Miocen gây nên sự vắng trầm tích Miocen trên (Hình 14.2, 14.3, 14.4, 14.5)
• Đới trũng Trung tâm Hoàng Sa: giới
hạn bởi các đứt gãy á kinh tuyến, ít bị các đứt gãy khác phân cắt Độ sâu cực đại đến móng trước Đệ Tam ở Trung tâm trũng đạt gần 5.000m Tồn tại một số nếp lồi kế thừa trên khối nhô móng
• Đới Đông Hoàng Sa: ở khu vực này hệ
đứt gãy ĐB-TN phát triển mạnh, phân cắt móng tạo thành các địa hào và địa
Hình 14.3 Bản đồ đẳng sâu nóc Miocen dưới bể trầm tích Hoàng Sa (theo Nguyễn Huy Quý, 2005)
Hình 14.4 Bản đồ đẳng sâu nóc Miocen giữa bể trầm tích Hoàng Sa (theo Nguyễn Huy Quý, 2005)
Trang 5lũy Phía Tây Nam khu vực có lẽ tồn tại
một trũng (Trũng Đông Hoàng Sa) mà
giới hạn của tài liệu địa chấn chưa cho
phép khoanh định ranh giới của trũng
này
3.3 Lịch sử phát triển địa chất
Do tác động của sự va chạm giữa mảng
Ấn-Úc, mảng Âu-Á và mảng Thái Bình
Dương mà dọc theo hệ thống đứt gãy chính
Sông Hồng, Maeping (Sông Hậu), Three
Pagodas và Summatra tạo thành các bể
gắn liền với lịch sử tách giãn, sụt lún, hình thành và mở rộng biển Đông Các bể trầm tích Đệ Tam khu vực Đông Nam Á được hình thành liên quan với chuyển động của các hệ thống đứt gãy trượt bằng có hướng TB-ĐN và ĐB-TN
Tương tự như nhóm bể Trường Sa, bể Hoàng Sa được hình thành trên rìa thụ động của đới phân ly thuộc cánh Tây Bắc của giãn đáy Biển Đông Chúng đều có giai đoạn tạo rift cùng với giãn đáy Biển Đông và có cấu trúc dạng bán địa hào, địa hào,
Hình 14.5 Bản đồ đẳng sâu nóc Miocen trên bể trầm tích Hoàng Sa (theo Nguyễn Huy Quý, 2005)
Hình 14.6 Các đới cấu trúc và phân bố các cấu tạo triển vọng bể trầm tích Hoàng Sa (tên các cấu tạo triển
vọng theo Nguyễn Quý Hùng, 1996)
Trang 6được phủ bởi trầm tích tướng lục địa và trên
chúng là các trầm tích tướng biển sâu từ
Miocen đến nay Lịch sử phát triển của bể
Hoàng Sa được khái quát qua hai giai đoạn
như sau:
a Giai đoạn đồng tạo rift
Quá trình tách giãn hình thành bể trầm
tích Hoàng Sa xảy ra từ giữa Eocen muộn
– Oligocen muộn Trầm tích ban đầu lắng
đọng trong các địa hào và bán địa hào tướng
bồi tích và sông ngòi Tướng đầm hồ giới
hạn trong các trũng sâu biệt lập Các trũng
địa phương biệt lập dần dần thông nhau,
mở rộng hơn do quá trình tiếp tục tách giãn
và dịch chuyển về phía Đông Bắc Cuối
Oligocen muộn, các vận động nâng lên đã
tạo điều kiện cho các hoạt động bóc mòn,
tạo bất chỉnh hợp khu vực chính, kết thúc
pha tạo rift Chiều dày trầm tích tập đồng
tách giãn ở trung tâm bể Hoàng Sa thay đổi
từ 500-3.000 m
b Giai đoạn sau tạo rift
Đầu Miocen sớm – Miocen giữa: các đứt gãy đồng trầm tích tái hoạt động, quá trình lún chìm, mở rộng bể xảy ra Nguồn trầm tích chính sau tách giãn bắt gặp sớm nhất được cung cấp từ lục địa đổ vào chủ yếu địa hào Quảng Ngãi và các địa hào và bán địa hào bể Hoàng Sa
Trong Miocen sớm: sự thay đổi mực nước biển (biển tiến) làm mở rộng địa hào Quảng Ngãi, trũng Trung Tâm, các địa hào và bán địa hào bể Hoàng Sa, đồng thời làm ngập chìm đới nâng Tri Tôn Các địa hào và bán địa hào tiếp nhận nguồn vật liệu vụn thô từ lục địa đổ xuống Bể Hoàng Sa lúc này nằm trong vùng biển nông đến sâu, lượng trầm tich vụn thô lắng đọng thấp Trầm tích carbornat phát triển trên đới nâng Tri Tôn và trên đỉnh các khối đứt gãy
ở bể Hoàng Sa
Miocen trên – Pliocen: giai đoạn sụt lún, mở rộng bể nhanh, khối lượng trầm
Hình 14.7 Mặt cắt địa chấn AW-3 ngang qua toàn bộ bể Hoàng Sa (phương án minh giải theo VPI, 2004)
Trang 7tích đổ vào các địa hào tăng lên Trong bể
Hoàng Sa trầm tích carbonat vẫn phát triển
mạnh
Pliocen – Pleistocen: giai đoạn uốn
võng, sụt lún nhanh và phát triển thềm
hiện đại, nhưng do nguồn vật liệu cung cấp
không đủ, do vậy bể Hoàng Sa có trầm tích
Pliocen-Đệ Tứ rất mỏng Vào Pleistocen
xuất hiện hoạt động phun trào thành phần
mafic (có kèm theo đá siêu mafic)
4 Địa tầng và Môi Trường Trầm tích
4.1 Đặc điểm địa tầng – trầm tích
Móng trước Đệ Tam
Hutchinson (1989) cho rằng móng của
khu vực này là thành tạo tiền Cambri tương
tự như thấy lộ ra ở đảo Hải Nam Nhưng tại
giếng khoan ở khu vực quần đảo Hoàng Sa
(Pigott, 1994) đã xác định được tuổi tuyệt
đối của các thành tạo này là 627 triệu năm Bên cạnh đó, từ các kết quả khoan giếng 115A-1X, 121CM-1X cho phép dự đoán đá móng bể trầm tích Hoàng Sa gồm đá trầm tích bị biến chất, xâm nhập và phun trào tuổi Proterozoi, Paleozoi, Mesozoi, liên quan nhiều đến nhân lục địa của Bắc Đông Dương hơn là với Nam Trung Quốc
Paleogen (Eocen- Oligocen)
Trên cơ sở phân tích tài liệu địa chấn và kết quả các giếng khoan lân cận, có thể dự báo các thành tạo này bao gồm cát kết xen kẽ với bột kết, sét kết và các vỉa than Chiều dày khoảng 1.500 m, môi trường trầm tích chủ yếu lục địa, sông, biển ven bờ và biển nông
Sét kết, bột kết, than xen kẽ các lớp cát kết và than Các lớp than có chiều dày khoảng từ 1-2m Môi trường trầm tích đầm hồ, ven bờ
Hình 14.8 Mặt cắt địa chấn tuyến AW-3 qua cấu tạo 142C (theo Nguyễn Quý Hùng, 1996)
Chỉ dẫn
Nóc Miocen giữa Nóc Miocen dưới Nóc Oligocen Nóc Móng Đá chứa vụn (clastic) Oligocen, Miocen
Chỉ dẫn
Nóc Miocen giữa Nóc Miocen dưới Nóc Oligocen Nóc Móng
Chỉ dẫn
Nóc Miocen giữa Nóc Miocen dưới Nóc Oligocen Nóc Móng Đá chứa vụn (clastic) Oligocen, Miocen
Trang 8Neogen (Miocen dưới - giữa)
Có thể dự báo các thành tạo này bao
gồm trầm tích vụn thô cát bột sét xen kẽ
và đá carbonat Đá carbonat gồm đá bùn
(mudstone), đá wack (wackstone), đá pack
(packstone) và đá kết hạt (grainstone)
Phần dưới lát cắt chuyển dần thành
dolomit Cát kết xen bột, sét và rất ít lớp
mỏng carbonat Chiều dày khoảng 700–
900m, môi trường trầm tích biển nông
Neogen (Miocen trên)
Chủ yếu gồm sét kết xen kẹp lớp mỏng
cát kết, bột kết Đá vôi gồm đá bùn, đá
pack và đá kết hạt, chiều dày khoảng 700
m, môi trường trầm tích biển nông
Pliocen – Pleistocen
Gồm sét kết chứa vôi, xen bột, bột kết
và cát, cát kết với chiều dày dự kiến 600
- 1.000m Môi trường trầm tích biển nông,
biển sâu
4.2 Vài nét về cổ địa lý – tướng đá
Trên cơ sở phân tích địa chấn-địa tầng tài liệu địa chấn có thể dự báo trầm tích Oligocen tướng nón phóng vật (fan), sông, delta, đầm hồ ở phía dưới, chuyển tiếp tướng biển ven bờ, biển nông ở phía trên có nguồn gốc lục nguyên vận chuyển từ các vùng địa hình cao hơn nằm ở phía Tây-Tây Bắc khu vực Hoàng Sa đổ vào các địa hào, bán địa hào
Từ Miocen sớm đến cuối Miocen giữa môi trường trầm tích chủ yếu là ven biển, biển nông đến biển thẳm Vùng không xa bờ trầm tích ven biển xen trầm tích lục nguyên Vùng xa bờ môi trường trầm tích biển thẳm gồm sét là chủ yếu
Hình 14.9 Mặt cắt địa chấn tuyến AW-3 qua cấu tạo 142A (theo Nguyễn Quý Hùng, 1996)
Chỉ dẫn
Nóc Miocen giữa Nóc Miocen dưới Nóc Oligocen Nóc Móng Đá chứa carbonat
Chỉ dẫn
Nóc Miocen giữa Nóc Miocen dưới Nóc Oligocen Nóc Móng
Chỉ dẫn
Nóc Miocen giữa Nóc Miocen dưới Nóc Oligocen Nóc Móng Đá chứa carbonat
Trang 95 Hệ thống dầu khí
5.1 Đặc trưng tầng đá mẹ
Tiềm năng đá mẹ và khả năng di cư
Bể trầm tích Hoàng Sa chưa có tài
liệu giếng khoan, những nhận định về địa
hoá dựa trên tài liệu địa chấn và kết quả
nghiên cứu địa hoá khu vực miền Trung
Nhìn chung có thể tồn tại hai tập trầm tích
có tuổi Oligocen và Miocen sớm đạt tiêu
chuẩn đá mẹ về tiềm năng hữu cơ và độ
trưởng thành Ở khu vực miền Trung phía
Tây bể Hoàng Sa vật chất hữu cơ trong trầm
tích tuổi Oligocen thuộc loại II và III Hàm
lượng TOC khá cao (>1%wt) Trong đó
60% số mẫu có TOC=3-5%wt; 90% số mẫu
có giá trị S2>10mg/g Trầm tích Oligocen
đạt tiêu chuẩn đá sinh dầu tốt Trầm tích
Miocen dưới với giá trị HI trong các mẫu
cao (200 - 647 mgHC/gTOC); mẫu dầu có liên quan tới sét than với giá trị Pr/Q = 4,8-7,7 Vật chất hữu cơ trong trầm tích Miocen sớm thuộc loại III, chủ yếu có tiềm năng sinh khí
Một số giếng khoan qua mặt cắt Miocen khu vực miền Trung đã phát hiện có mặt
HC di cư (qua PI, HC tự do, S1 cao) Lượng bitum và HC trong bitum khá lớn, phân bố n-alkane C15+ thể hiện tính trưởng thành cao Như vậy, có thể dầu khí từ hai tầng sét sinh dầu trong Oligocen và Miocen dưới đã
di cư và nạp vào các bẫy có tầng chứa cát kết có tuổi từ Oligocen đến Miocen giữa
5.2 Đặc trưng các tầng chứa
Trong khu vực nghiên cứu bể trầm tích Hoàng Sa dự kiến chủ yếu tồn tại ba loại đá chứa sau:
Hình 14.10 Mặt cắt địa chấn tuyến AW-3 qua cấu tạo 142B (theo Nguyễn Quý Hùng, 1996)
Chỉ dẫn
Nóc Miocen giữa Nóc Miocen dưới Nóc Oligocen Nóc Móng Đá chứa vụn (clastic) Oligocen, Miocen
Chỉ dẫn
Nóc Miocen giữa Nóc Miocen dưới Nóc Oligocen Nóc Móng
Chỉ dẫn
Nóc Miocen giữa Nóc Miocen dưới Nóc Oligocen Nóc Móng Đá chứa vụn (clastic) Oligocen, Miocen
Trang 10a Móng phong hoá nứt nẻ trước
Kainozoi
Như đã nêu, đá móng Bể trầm tích
Hoàng Sa có thể gồm đá trầm tích bị
biến chất, granit, granodiorit, ryolit tuổi
Proterozoi, Paleozoi, Mesozoi Các thành
tạo này có thể bị nứt nẻ, phong hoá do các
quá trình vận động kiến tạo trong vùng và
do đó có khả năng là đối tượng chứa
b Đá chứa cát kết tuổi Oligocen và
Miocen
Đá chứa cát kết Oligocen
Đá chứa cát kết Oligocen thành tạo
trong môi trường lục địa, sông, biển ven bờ
và biển nông nên thường có dạng doi cát,
kênh Dựa vào kết quả các giếng khoan lân
cận chúng có thể có độ rỗng thay đổi dao
động trong khoảng 6- 25 %, trung bình là
15 %
Đá chứa cát kết Miocen sớm-giữa
Môi trường trầm tích biển nông cho
phép dự báo cát kết Miocen sớm-giữa có
độ lựa chọn trung bình, gắn kết tương đối
tốt, độ rỗng trung bình có thể đạt 16% dựa
trên kết quả khoan vùng lân cận
c Đá chứa carbonat
Trong khu vực nghiên cứu, quan sát
trên các lát cắt địa chấn có thể thấy đá
chứa carbonat tuổi Miocen sớm– giữa phát
triển trên các đới nâng cao, thuộc loại thềm
và ám tiêu san hô Chiều dày carbonat tăng
dần từ Bắc xuống Nam (khoảng 250 – 750
m) và từ Tây sang Đông (khoảng 200 – 700
m) Độ rỗng trung bình 12-30%
5.3 Đặc trưng các tầng chắn
Tập sét biển sâu tuổi Miocen giữa là
tầng chắn khu vực với đặc trưng trong suốt
của phản xạ địa chấn
Tập sét trong trầm tích Oligocen là tầng chắn địa phương cho các tầng chứa cát kết Oligocen
5.4 Các play hydrocarbon và các dạng bẫy
Tương tự như các bể khác, trong khu vực bể Hoàng Sa tồn tại 3 loại play sau:
a Play móng phong hoá nứt nẻ (Play 1)
Như đã trình bày, dự báo đây là đối tượng chứa tốt tại các khối móng nhô cao của bể trầm tích Hoàng Sa Loại bẫy này khá phổ biến trong phạm vị khu vực nghiên cứu (Hình 14.8, 14.9, 14.10)
b Play cát kết Oligocen-Miocen (Play 2,3)
Đá chứa là các cát kết trong trầm tích đồng tách giãn và sau tách giãn
Trong trầm tích tách giãn: các loại bẫy chủ yếu là cấu tạo vòm, bán vòm, lớp phủ kế thừa trên móng nâng cao, nón phóng vật
Trong trầm tích sau tách giãn: các dạng bẫy chủ yếu gồm lớp phủ kế thừa móng nâng cao (Hình 14.8, 14.10), có thể tồn tại các thân cát và nón phóng vật biển (submarine fan)
c Play carbonat (Play 4)
Các cấu tạo dạng thềm, ám tiêu trong Miocen sớm– giữa
Các kiểu bẫy: trong bể trầm tích Hoàng
Sa tồn tại hai loại bẫy chính: cấu tạo vòm, bẫy khép kín bên cánh sụt của đứt gãy thuận
Bẫy cấu tạo vòm: đa số khép kín tầng móng, nóc Oligocen, nóc Miocen sớm như các cấu tạo 141A, 141B, 141C, 141D, 141E,
