Bể Tư Chính – Vũng Mây từ lâu đã được xem là khu vực “bể ngoài” outer basins có tiềm năng dầu khí bên cạnh các bể trầm tích thềm lục địa Đông Nam Việt Nam như Phú Khánh, Cửu Long, Nam Cô
Trang 2Bể Tư Chính - Vũng Mây nằm chủ yếu
ở các lô 132, 133, 134, 135 và một phần các
lô 136, 156, 157, 158 và 159 Độ sâu nước
biển ở khu vực này dao động trong khoảng
1000 - 1500 m trong đó phần lớn diện tích
các lô 133, 134 và phần Tây Bắc lô 135,
phần Tây lô 157 và góc Tây Bắc lô 158 có
độ sâu nước biển dưới 1.000 m với một loạt
các bãi đá ngầm, bãi cạn như Vũng Mây,
Huyền Trân, Quế Đường, Phúc Nguyên và
Tư Chính được quen gọi dưới cái tên chung
là khu vực bãi Tư Chính (Hình 5.1, Chương
5)
Bể Tư Chính – Vũng Mây có khoảng
4.800 km2 có độ sâu nước biển dưới 500m,
nước trong đó khoảng 2.500 km2 nông dưới
100 m nước Bãi Phúc Nguyên có khoảng
1.500 km2 nước nông dưới 100 m nước, bãi
Phúc Tần có khoảng 1.000 km2, bãi Huyền
Trân khoảng 150 km2 và bãi Quế Đường
khoảng 250 km2 Phần trung tâm lô 133 có
khoảng 5.500 km2 độ sâu nước dưới 500 m,
trong đó 500 km2 độ sâu nước dưới 300 m
Bãi Vũng Mây có khoảng 7.500 km2 nước
sâu dưới 500 m, trong đó khoảng 5.000 km2
có độ sâu nước dưới 200 m nước [11]
Bể Tư Chính – Vũng Mây từ lâu đã được
xem là khu vực “bể ngoài” (outer basins)
có tiềm năng dầu khí bên cạnh các bể trầm
tích thềm lục địa Đông Nam Việt Nam như
Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn
2 Lịch sử nghiên cứu, tìm kiếm thăm dò dầu khí
Từ những năm 70, Công ty Mandrel đã tiến hành khảo sát địa chấn khu vực thềm lục địa Nam Việt Nam trong đó phần phía Đông các tuyến 8 và 9 có vươn ra vùng biển nước sâu thuộc lô 129 và 133
Trong khoảng từ 1983 đến 1985 Liên đoàn Địa vật lý Thái Bình Dương (DMNG) của Liên Xô (cũ) thực hiện 02 đợt khảo sát địa chấn khu vực Tây Nam Biển Đông trong đó bao gồm cả khu vực bãi Tư Chính.Công ty BP có tiến hành nghiên cứu khu vực nước sâu thuộc phạm vi các lô 132, 133,
134 vào tháng 10 năm 1992, Công ty Shell khi thành lập bản đồ play (Play map) thềm lục địa Nam Việt Nam có vẽ sơ đồ móng trước Đệ Tam các lô 132, 133, 134, 135 thuộc khu vực bãi Tư Chính (Hình 12.1).Năm 1993 Công ty Thăm dò và Khai thác Dầu khí (PVEP) thuộc Tổng công ty Dầu khí Việt Nam đã thực hiện Đề án khảo sát địa chấn tại bể Tư Chính – Vũng Mây (TC - 93) với mục đích đánh giá cấu trúc địa chất và triển vọng dầu khí của vùng nghiên cứu Tàu M/V A Gamburtsev Liên đoàn Địa vật lý Thái Bình Dương đã tiến hành khảo sát 9.500 km tuyến địa chấn,
1 Giới thiệu
Trang 3trong đó bể Tư Chính – Vũng Mây được
đan dày mạng 8x8 km; khu vực Vũng Mây
có mạng 6,5 - 20x4,5 - 8,5 km và mạng
16x32 km hoặc 32x64 km ở khu vực còn lại
(Hình 12.2)
Năm 1994 Công ty PVEP đã khoan
giếng thăm dò ở đới nâng Tư Chính (PV
- 94 - 2X) đạt chiều sâu 3.331 m, kết quả
lần đầu tiên đã mở ra mặt cắt địa chất hoàn
toàn mới, góp phần đánh giá có cơ sở hơn
về cấu trúc địa chất và triển vọng dầu khí
của vùng này [9]
Năm 1995 PVEP tiếp tục tiến hành thu
nổ 2.895 km tuyến địa chấn chi tiết mạng
2x2 km để nghiên cứu các cấu tạo có triển vọng
Ngày 10-4-1996, Petrovietnam và Công
ty Conoco (Mỹ) đã ký Hợp đồng Hợp tác kinh doanh (BCC) lô 133 và 134 với tổng diện tích 12.933 km2 Trong năm 1996 và
1997, Conoco đã tiến hành tái xử lý một số tuyến địa chấn cũ, đồng thời năm 1998 đã thu nổ thêm 2.000 km tuyến địa chấn 2D đan dày phần phía Tây lô 133 và 134 minh giải, vẽ bản đồ nghiên cứu đánh giá địa chất và tiềm năng triển vọng dầu khí nhằm vạch ra các bước tiếp theo
Hình 12.1 Sơ đồ móng KZ các lô 132-135 khu vực bãi Tư Chính (theo Shell, 1992)
Trang 4Năm 1998 Conoco đã tiến hành nghiên
cứu các rò rỉ dầu, khí bằng phương pháp viễn
thám trên cơ sở không ảnh của European
Space Agency (ERS–SAR) và Radarsat
Image (Radarsat SAR) và hoàn thành Báo
cáo đánh giá tiềm năng triển vọng các lô
nước sâu 133, 134 [7]
Năm 2000 Conoco và PVSC hoàn thành
việc minh giải địa chấn, đánh giá triển vọng
các cấu tạo ở phần phía Tây lô 133, 134 và
xác định vị trí các giếng khoan chuẩn bị cho
Tư Chính - Vũng Mây Các bể này được hình thành và phát triển chủ yếu trên miền vỏ chuyển tiếp (vỏ lục địa bị vát mỏng)
Hình 12.2 Sơ đồ khu vực khảo sát địa chấn TC-93
Trang 5Biển Đông là một bể nước sâu, được hình
thành do quá trình tách giãn tạo vỏ đại
dương từ Oligocen trở lại đây, nơi lớp vỏ
trái đất có chiều dày khoảng 5 - 8 km Các
cấu trúc của vỏ lục địa bị đại dương hóa và
hình thành Biển Đông với phía Bắc là cấu
trúc Hoàng Sa - Macclesfield và phía Nam
là cấu trúc Trường Sa - Reed Bank Vỏ lục
địa ở đây bị vát mỏng và dao động trong
khoảng từ 8 - 20 km [1, 3]
Bản đồ móng khu vực TLĐ Đông Nam
Việt Nam và vùng lân cận cho thấy khu vực
bể Tư Chính - Vũng Mây nằm một phần ở
ranh giới ngoài cùng của TLĐ này và một
phần nằm ở bể ngoài (outer basins) Thềm
lục địa Đông Nam Việt Nam bao gồm
các yếu tố cấu - kiến tạo chính là bể Phú
Khánh, thềm Phan Rang, bể Cửu Long, đới
nâng Côn Sơn, địa lũy Hòn Hải, bể Nam
Côn Sơn, đới nâng Rìa phát triển trên vỏ
lục địa Phần nước sâu từ trên 1.000 m gồm
bể Vũng Mây, đới nâng Vũng Mây - Đá
Lát phát triển trên vỏ chuyển tiếp và bể
nước sâu Biển Đông phát triển trên vỏ đại
dương (Hình 12.3) [10]
Khu vực Tư Chính - Vũng Mây được
thành tạo bởi các đới nâng và trũng phát
triển theo hướng đông bắc - tây nam là
chính Đới nâng có dạng khối - địa lũy hoặc
khối đứt gãy có lớp phủ trầm tích Đệ Tam
ít nhất khoảng 2,5 - 3,5 km Các đới trũng
có dạng địa hào, bán địa hào lấp đầy trầm
tích Đệ Tam dày tới 6 - 7 km (Hình 12.4)
Dựa vào đặc điểm hình thái có thể nhận
biết 3 đơn vị cấu trúc chính là đới nâng Rìa,
bể trầm tích Vũng Mây và đới nâng Vũng
Mây - Đá Lát (Hình 12.4) [2, 10].
3.1.1 Đới Nâng Rìa
Phát triển chủ yếu trong phạm vị các
lô 132, 133, 134, một phần lô 135 và 157 trong vùng nước xấp xỉ 1.000 m Đới nâng rìa tiếp giáp với bể Nam Côn Sơn về phía Tây, bể Vũng Mây về phía Đông, bể nước sâu Biển Đông về phía Bắc Đới nâng Rìa gồm các yếu tố cấu trúc sau:
Đới cao Tư Chính gồm địa lũy Tư
Chính phát triển ở ranh giới lô 134 - 135, trong vùng độ sâu nước 200 - 1.000 m và đới cao TB Tư Chính phát triển ở phần TN lô 134 nơi nước sâu 300 - 450 m Đặc điểm nổi bật của đới cao Tư Chính là đá vôi phát triển từ cuối Miocen giữa đến đáy biển
Đới trũng Phúc Nguyên phát triển ở
lô 134 với hướng cấu trúc TB - ĐN trong vùng nước sâu 500 - 800 m Lớp phủ trầm tích Đệ Tam có thể tới 6 - 7 km, đá vôi ít phát triển
Đới cao Phúc Nguyên - Phúc Tần phát
triển ở lô 133 và phần Tây lô 157 nơi có độ sâu nước biển 200 - 800 m Trầm tích Đệ Tam dày 4 - 5 km Đá vôi Miocen giữa hiện tại phát triển mạnh ở phía Đông
Đới trũng Bắc Phúc Tần phát triển ở
vùng giáp ranh giữa lô 132 và 156, nơi có độ sâu nước biển khoảng 800 - 1.000 m Đới này đặc trưng bằng các bán địa hào phát triển ở cánh sụt đứt gãy hướng ĐB - TN với lớp phủ trầm tích Đệ Tam dày 3 - 4 km
Đới cao Đông Sơn phát triển ở lô 132
nơi nước sâu 800 - 1.000 m, lớp phủ trầm tích dày 3 - 4 km phát triển ở cánh cao các đứt gãy hướng ĐB - TN
3.1.2 Bể Vũng Mây
Bể này phát triển theo hướng ĐB - TN về phía Đông, Đông Nam đới Nâng Rìa, trong phạm vi các lô 136, 156, 157, 158 và
159, nơi có độ sâu nước sâu 1.000 - 2.000
m Bể được lấp đầy trầm tích Đệ Tam dày
Trang 66 – 7 km Theo hình thái cấu trúc, bể Vũng
Mây có thể chia thành 02 phụ bể: phụ bể
TN Vũng Mây có hướng cấu trúc ĐB - TN
và phụ bể TB Vũng Mây có hướng cấu trúc
á kinh tuyến
3.1.3 Đới nâng Vũng Mây - Đá Lát
Đới nâng Vũng Mây - Đá Lát phát triển
ở phần phía Đông lô 156 - 158 đồng thời,
cũng là ranh giới phía Đông của bể Vũng
Mây Đới nâng này có phương cấu trúc á
kinh tuyến, được phủ bởi trầm tích Đệ Tam
dày 3 - 5 km với 2 phụ đới rõ rệt: phụ đới
cao Vũng Mây có dạng khối - địa lũy ở phía
Nam và phụ đới cao Đá Lát có dạng khối đứt gãy ở phía Bắc
3.2 Hệ thống đứt gãy
Như đã nêu ở trên, khu vực bể Tư Chính
- Vũng Mây bao gồm 3 yếu tố cấu trúc chính là đới nâng Rìa, bể Vũng Mây và đới nâng Vũng Mây - Đá Lát Các yếu tố cấu trúc này phát triển chủ yếu theo phương
ĐB - TN
Theo tài liệu địa vật lý, mà chủ yếu là địa chấn, thì trong khu vực Tư Chính - Vũng Mây tồn tại 3 hệ thống đứt gãy chính (Hình 12.4)
Hình 12.3 Bể Tư Chính - Vũng Mây trong bình đồ cấu trúc thềm lục địa Đông Nam Việt Nam
Trang 7• Hệ thống đứt gãy phát triển theo hướng
ĐB - TN
• Hệ thống đứt gãy phát triển theo hướng
á kinh tuyến
• Hệ thống đứt gãy phát triển theo hướng
á vĩ tuyến
Hệ thống đứt gãy ĐB - TN là hệ thống
đứt gãy chủ đạo, khống chế hình thái cấu
trúc chung của toàn khu vực Đây là các
đứt gãy thuận xuất hiện từ móng, tức là từ
trước giai đoạn tạo rift và phát triển chủ yếu
trong giai đoạn đồng tạo rift, đa phần chấm
dứt hoạt động vào cuối Miocen nhưng đôi
khi muộn hơn Biên độ đứt gãy ĐB - TN
lớn nhất là ở tầng móng, có thể tới cả nghìn
mét và nhỏ dần lên các tầng phía trên Đứt
gãy ĐB - TN hoạt động theo cơ chế căng
giãn là chủ yếu
Hệ thống đứt gãy á kinh tuyến phát
triển chủ yếu ở phần phía Tây đới nâng Rìa
tức là phần phía Đông bể Nam Côn Sơn Đây là các đứt gãy thuận, có biên độ lớn ở tầng móng, Oligocen và nhỏ dần ở các tầng phía trên Đứt gãy á kinh tuyến hoạt động theo cơ chế căng giãn, đa phần chấm dứt vào cuối Miocen nhưng đôi chỗ hoạt động muộn hơn, đến cả Pliocen
Hệ thống đứt gãy á kinh tuyến phát triển mạnh ở đới nâng Rìa, đới nâng Vũng Mây - Đá Lát Đây là các đứt gãy thuận phát triển trước giai đoạn tạo rift cho đến hết giai đoạn đồng tạo rift, đôi khi muộn hơn, hình thành nên các cấu tạo dạng địa lũy rất điển hình
3.3 Lịch sử phát triển địa chất
Lịch sử phát triển địa chất khu vực bể
Tư Chính - Vũng Mây gắn liền với lịch sử hình thành phát triển Biển Đông, bao gồm các giai đoạn: trước tạo rift, đồng tạo rift, sau rift và giai đoạn tạo thềm hiện tại
Hình 12.4 Bản đồ độ sâu móng âm học khu vực bãi Tư Chính (theo VPI, 2004)
Trang 8Giai đoạn trước tạo rift
Vào cuối Mesozoi đã xảy ra sự va chạm
giữa mảng Ấn - Úc ở phía Nam và mảng
Âu - Á ở phía Bắc làm cho các khối lục
địa trong khu vực, trong đó có khối lục địa
Đông Dương dịch chuyển và trượt theo
phương TB - ĐN, tạo ra một loạt các đứt
gãy và sự trôi dạt của các mảng lục địa
Sau va chạm, khu vực Biển Đông bị nâng
cao, được bóc mòn và nhìn chung không có
lắng đọng trầm tích
Giai đoạn đồng tạo rift
Giai đoạn được bắt đầu vào Eocen? -
Oligocen và kết thúc vào cuối Miocen sớm
với 2 pha tách biệt, pha tạo rift sớm (Eocen
? - Oligocen) và pha tạo rift muộn (Miocen
sớm?)
• Pha tạo rift sớm (Eocen? - Oligocen) là
pha hoạt động kiến tạo quan trọng trong
việc hình thành, phát triển của bể Tư
Chính - Vũng Mây Các địa hào, bán
địa hào được lấp đầy trầm tích từ rất
thô đến thô và mịn Lớp trầm tích lót
đáy thường là thành tạo molas, sạn sỏi,
cát, bột, sét lẫn các mảnh than, phiến
sét, giàu vật chất hữu cơ Trầm tích
được lắng đọng trong môi trường đầm
hồ hoặc châu thổ Các đứt gãy mới và
các đứt gãy hình thành từ trước tái hoạt
động mạnh mẽ theo cơ chế căng giãn là
chính
• Pha tạo rift muộn (Miocen sớm) Sau
khi kết thúc pha tạo rift sớm vào cuối
Oligocen, có lẽ bề mặt Oligocen đã
được nâng lên, nhiều nơi bị bóc mòn
Tuy nhiên, sự nâng lên bóc mòn chỉ
xảy ra cục bộ, không đồng nhất Pha
ngưng nghỉ lắng đọng trầm tích xảy ra
tương đối dài trước khi có các trầm tích Miocen sớm phủ lên trên tạo ra bề mặt bất chỉnh hợp khá rõ nét Có lẽ vào đầu Miocen sớm, toàn bộ khu vực bị chìm dưới mực nước biển, môi trường trầm tích bị thay đổi theo với các trầm tích sét bột xen kẽ cát kết hạt mịn Tại các đới nâng cao, trầm tích Miocen sớm có lẽ vắng mặt như tại giếng khoan PV -
94 - 2X
Trong pha tạo rift muộn ít có đứt gãy mới hình thành, mà chủ yếu là sự tái hoạt động của các đứt gãy đã được hình thành từ trước theo cơ chế căng tách là chính Đến cuối Miocen sớm, pha hoạt động tạo rift hoàn toàn ngưng nghỉ Tuy nhiên, do tài liệu còn hạn chế nên cũng có ý kiến cho rằng giai đoạn này tiếp tục hoạt động hình thành những địa hào gắn với sự tách giãn Biển Đông đến Miocen giữa Cuối Miocen giữa hơi bị nâng, bào mòn tạo ra bất chỉnh hợp khu vực
Giai đoạn sau tạo rift:
Giai đoạn sao tạo rift xảy ra chủ yếu vào Miocen giữa và kéo dài đến Miocen muộn Đây là pha phát triển mở rộng, làm thay đổi bình đồ cấu trúc khu vực Vào cuối Miocen muộn, do pha biển lùi diễn ra tại khu vực Biển Đông nên bề mặt Miocen này bị nâng lên, phong hóa và bóc mòn tạo ra một bề mặt bất chỉnh hợp khu vực Sau pha biển lùi là pha biển tiến mạnh mẽ, toàn bộ khu vực ngập chìm dưới mực nước biển Những nơi nâng cao thuận tiện phát triển các ám tiêu san hô, những nơi trũng được lấp đầy trầm tích lục nguyên cát, bột, sét Lượng trầm tích được lấp đầy nhanh, khối lượng lớn kết hợp với pha nén ép cục bộ làm cho bình đồ cấu trúc thay đổi Có nơi cấu trúc nâng/sụt
Trang 9hoán đảo vị trí cho nhau đồng thời diện tích
được mở rộng, toàn bộ khu vực có xu hướng
lún chìm và oằn võng
Giai đoạn tạo thềm Pliocen - Đệ Tứ
Sau pha biển lùi cuối Miocen, biển tiến
xảy ra trên thềm lục địa Việt Nam, nước
biển dâng lên làm ngập chìm toàn bộ khu
vực Trầm tích cát, bột, sét phủ bất chỉnh
hợp lên trầm tích Miocen Trầm tích này
được lắng đọng trong điều kiện động năng
giảm, do đó tạo ra các lớp gần như nằm
ngang Tại các đới cao, ám tiêu san hô tiếp
tục phát triển Sự phát triển các thành tạo
lục nguyên Pliocen - Đệ Tứ đã xóa nhòa
các dấu vết hoạt động địa động lực của các
pha kiến tạo trước đó đồng thời làm mất
ranh giới các vùng hay các bể trầm tích với
nhau, tạo ra một sự thống nhất trên toàn
thềm lục địa Việt Nam
4 Đặc điểm địa tầng trầm tích
Địa tầng trầm tích bể Tư Chính - Vũng
Mây được luận giải từ tài liệu địa chấn và
tài liệu giếng khoan bể trầm tích Nam Côn
Sơn cũng như kết quả giếng khoan PV - 94
- 2X
Phân tích địa chấn địa tầng cho thấy sự
tồn tại các tập địa chấn được đánh dấu bởi
các mặt phản xạ chính sau đây (Hình 12.5)
[12]:
• Tầng Xanh (Blue): Tương ứng với đáy
Pliocen Đệ Tứ,
• Tầng Xanh lá cây (Green): Tương ứng
bất chỉnh hợp nóc Miocen giữa,
• Tầng Đỏ (Red): Tương ứng nóc Miocen
sớm,
• Tầng Vàng cam (Orange): Tương ứng
nóc Oligocen,
• Tầng Nâu (Brown): Tương ứng nóc
móng trước Đệ Tam
Kết quả minh giải tài liệu địa chấn cho thấy khu vực bể Tư Chính - Vũng Mây được phủ bởi trầm tích lục nguyên, lục nguyên carbonat dày từ 2 - 3 km trên những đới cao đến 6 - 7 km ở trũng sâu (bể Vũng Mây), chúng có tuổi từ Eocen? - Oligocen đến Pliocen - Đệ Tứ, được phân thành các phân
vị địa tầng như sau (Hình 12.6):
Móng trước Đệ Tam
Đặc trưng của móng là các tập phản xạ địa chấn mạnh, phẳng, liên tục, tuy nhiên độ tin cậy đôi khi không được cao, độ liên tục không được tốt Móng được cấu thành bởi các loại đá xâm nhập: granit, granodiorit và phun trào ryolit, andesit và/hoặc các đá biến chất như đã gặp ở các giếng khoan thuộc bể trầm tích Nam Côn Sơn
Các thành tạo Kainozoi
PALEOGEN
Eocen (?) - Oligocen
Hệ tầng Vũng Mây (E 2 ? - E 3 vm)
Nóc Oligocen đặc trưng bởi 2 - 3 pha phản xạ mạnh, biên độ cao, độ liên tục tốt, có thể liên quan đến các tập sét, sét than Tuy nhiên phần này bị gián đoạn bởi đứt gãy và có biểu hiện của sự bào mòn, cắt gọt Thành phần thạch học chủ yếu gồm trầm tích lục nguyên hạt từ mịn đến thô lắng đọng trong các bán địa hào, phủ trực tiếp lên móng Trầm tích hình thành trong điều kiện sông hồ, vũng vịnh, đồng bằng ven biển
Khu vực đới nâng Rìa có lẽ là vùng cao cổ trong thời kỳ Oligocen liên quan đến hoạt động núi lửa Trầm tích vụn Oligocen lắng đọng trong các địa hào, bán địa hào như Phúc Nguyên, Bắc Phúc Tần, TN Vũng
Trang 10Tại giếng khoan PV-94-2X, lắt cắt
Eocen? - Oligocen gồm cát kết rắn chắc ở
phía trên và các tuf dăm kết có thành phần
là đá phun trào ryolit kiến trúc kiểu porphyr
và các tuf, tufit của chúng [9]
Miocen dướiĐặc trưng bởi các phản xạ địa chấn liên
tục phân lớp song song và được coi là mặt ngập lụt lớn nhất, tách tập trầm tích hạt thô
ở trên và tập hạt mịn ở dưới Thành phần thạch học chủ yếu của Miocen dưới là cát, sét lắng đọng trong môi trường chuyển tiếp từ các đầm hồ, vũng vịnh tương đối tách biệt sang môi trường đồng bằng ven biển đến biển nông ven bờ
Hình 12.5b Mắt địa chấn qua bể Tư Chính – Vũng Mây (TC 93- 015) Hình 12.5a Các tầng phản xạ địa chấn khu vực bãi Tư Chính
Orange
