ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID MỎ HẢI SƯ ĐEN TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TỔNG HỢP TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN VÀ THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN

NGUYỄN ANH ĐỨC ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID MỎ HẢI SƯ ĐEN TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TỔNG HỢP TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN VÀ THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ

NGUYỄN ANH ĐỨC

ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID

MỎ HẢI SƯ ĐEN TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TỔNG HỢP TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN VÀ

THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI – 2015

NGUYỄN ANH ĐỨC

ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID

MỎ HẢI SƯ ĐEN TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TỔNG HỢP TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN VÀ

THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN

Ngành Kỹ thuật địa vật lý

Mã số 62520502

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA VẬT LÝ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS TS NGUYỄN VĂN PHƠN

2 TS NGUYỄN HUY NGỌC

HÀ NỘI – 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong một công trình nào khác

Tác giả

Nguyễn Anh Đức

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Mục lục ii

Danh mục các bảng iv

Danh mục các hình vẽ v

Danh mục các kí hiệu, viết tắt xvi

Mở đầu xix

Lời cảm ơn xxiv

CHƯƠNG 1 – ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT - ĐỊA VẬT LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU TRONG KHUNG CẤU TRÚC BỂ CỬU LONG 1.1 Vị trí địa lý 1

1.2 Lịch sử tìm kiếm thăm dò 1

1.3 Đặc điểm địa chất, kiến tạo 8

1.3.1 Lịch sử phát triển địa chất 8

1.3.2 Các pha biến dạng hình thành đứt gãy, đới phá hủy trong móng Hải Sư Đen 11

1.3.3 Cấu trúc địa chất khu vực 14

1.3.4 Địa tầng khu vực nghiên cứu 17

1.3.5 Hệ thống dầu khí 24

CHƯƠNG 2 - PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA ĐỘ RỖNG NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG MỎ HẢI SƯ ĐEN 2.1 Tổng quan về đá móng nứt nẻ 32

2.1.1 Hiện trạng và phương pháp nghiên cứu đá móng nứt nẻ 32

2.1.2 Cơ chế hình thành nứt nẻ trong đá móng granitoid 37

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chứa của đá móng nứt nẻ 43

2.2 Đặc điểm địa chất – kiến tạo tầng móng granitoid ở cấu tạo Hải Sư Đen 45

2.2.1 Đặc điểm hình thái cấu trúc móng 45

2.2.2 Thành phần thạch học 46

2.2.3 Hệ thống đứt gãy 46

2.3 Các phương pháp nghiên cứu đặc điểm nứt nẻ trong đá móng 50

2.3.1 Các phương pháp Địa Chất 50

2.3.2 Các phương pháp Địa Vật Lý Giếng Khoan 51

2.3.3 Các phương pháp Địa Chấn 59

2.3.4 Các phương pháp toán học để tổ hợp số liệu 65

2.4 Phương pháp, quy trình xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ trong đá móng mỏ Hải Sư Đen 71

2.4.1 Cơ sở dữ liệu 71

2.4.2 Các bước thực hiện 71

CHƯƠNG 3 - ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID MỎ HẢI SƯ ĐEN THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ 3.1 Đặc điểm nứt nẻ theo tài liệu Địa Vật Lý Giếng Khoan 75

3.2 Đặc điểm nứt nẻ theo tài liệu Địa chấn 85

CHƯƠNG 4 - MÔ HÌNH ĐỘ RỖNG NỨT NẺ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG MÓNG MỎ HẢI SƯ ĐEN 4.1 Mô hình độ rỗng nứt nẻ theo phương pháp mạng nơ-ron nhân tạo (Artificial Neural Network – ANN) 103

4.2 Áp dụng phương pháp Co-Kriging để xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ 109

4.3 Kiểm tra, so sánh, đối chiếu kết quả 115

4.4 Đánh giá đặc điểm và phân vùng khu vực nứt nẻ mỏ Hải Sư Đen 122

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 131

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA NCS 133

TÀI LIỆU THAM KHẢO 134

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 1.1 Độ sâu các ngưỡng hiện tại của đá mẹ Oligoxen bể

Cửu Long

26

2 Bảng 3.1 Nhận biết các đới nứt nẻ và mạch phun trào thông

qua đặc tính các đường cong địa vật lý giếng khoan

HSD-117

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

CHƯƠNG 1

3 Hình 1.3 Các khảo sát địa chấn 2D và 3D tại khu vực mỏ Hải Sư

5 Hình 1.5 Sơ đồ vị trí kiến tạo của bể Cửu Long trong bình đồ kiến

tạo khu vực Đông Nam Á

8

6 Hình 1.6 Sơ đồ địa chất đới Đà Lạt chỉ ra sự phân bố của các phức

hệ Granitoid Định Quán, Cà Ná (Ankroet), Đèo Cả

9

Sơ đồ minh họa các hoạt động kiến tạo khu vực Đông Nam Á thời kỳ cuối Eoxen đầu Oligoxen Khu vực nghiên cứu đang ở chế độ kiến tạo tách giãn

10

10 Hình 1.10 Sơ đồ phân chia các đơn vị cấu trúc bậc II trong bể Cửu

Long

14

12 Hình 1.12 Các mặt cắt đi qua các đới cấu trúc của trũng chính bể

19

14 Hình 1.14

So sánh mẫu đá móng tại cấu tạo Hải Sư Đen với các mẫu đá của phức hệ Định Quán, Đèo Cả và Ankroet lấy tại các điểm lộ trên khu vực đới Đà Lạt

20

16 Hình 1.16 Biểu đồ tiềm năng sinh dầu và phân loại vật chất hữu cơ

18 Hình 1.18 Đồ thị thể hiện độ trưởng thành của vật chất hữu cơ tại

thời điểm hiện tại

Các đới mạch hạt mịn (gouge) xuất hiện trên mặt đứt gãy

có thể đóng vai trò là các nêm chắn, ngăn sự di chuyển của chất lưu lên các vỉa bên trên

35

Mô hình bẫy dầu khí móng nứt nẻ bể Cửu Long: (1) đá chứa móng nứt nẻ; (2) Tập sét D – tầng chắn và tầng sinh; (3) Đá chứa cát kết

37

27 Hình 2.4 Phân loại các đá móng theo phân vị địa chất và thạch học 38

28 Hình 2.5 Phân loại đá granitoid một số giếng khoan bể Cửu Long 38

29 Hình 2.6 Các kiểu khe nứt nguyên sinh của đá magma xâm nhập 39

Phân loại khe nứt trong mô hình elipxoit biến dạng Các trục ứng suất chính được ký hiệu là σ1, σ2, σ3 (với quy ước σ1 > σ2 > σ3)

40

31 Hình 2.8 Mối quan hệ giữa trường ứng suất và các loại đứt gãy 41

32 Hình 2.9 Mối quan hệ giữa các loại đứt gãy và các khe nứt sinh

Thành phần thạch học trong móng cấu tạo Hải Sư Đen dọc theo giếng khoan HSD-3X: từ nóc móng đến độ sâu 4200m gặp đá granodiorit, từ độ sâu 4200m trở xuống gặp đá monzogranit

46

38 Hình 2.15 Hệ thống đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam tại mỏ Hải Sư

49

42 Hình 2.19

Mẫu phân tích lát mỏng thạch học của đá granit, bao gồm các thành phần khoáng vật thạch anh, Feldspar, plagioclase và mica

47 Hình 2.24 Cường độ phản xạ tức thời và Tần số tức thời của xung

54 Hình 3.2 Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của đá

granite, granodiorite và đới nứt nẻ

79

55 Hình 3.3 Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của các đá

mạch trẻ

80

56 Hình 3.4 Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của các mạch

đá xâm nhập nông Aplit

81

57 Hình 3.5 Đường FMI cho giá trị mức độ nứt nẻ cao (FMI

intensity) điềm chỉ vị trí các đới nứt nẻ

82

58 Hình 3.6 Biểu đồ thể hiện hướng dốc và góc dốc theo phân loại hệ

thống nứt nẻ trên tài liệu FMI khu vực mỏ Hải Sư Đen

82

So sánh khoảng phân bố của các đới nứt nẻ trên tài liệu FMI và kết quả minh giải độ rỗng của giếng khoan HSD-2X và HSD-3X

83

So sánh khoảng phân bố của các đới nứt nẻ trên tài liệu FMI và kết quả minh giải độ rỗng của giếng khoan HSD-4X và HSD-5XP

83

61 Hình 3.9 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa giá trị Vp/Vs theo độ

sâu tại các giếng khoan trên cấu tạo hải Sư Đen

84

62 Hình 3.10 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa giá trị độ rỗng và giá trị

AI tại các giếng khoan trên cấu tạo hải Sư Đen

85

63 Hình 3.11 Độ rộng của đới nứt nẻ có thể quan sát được trên tài liệu

địa chấn khu vực mỏ Hải Sư Đen là 14m

86

64 Hình 3.12 Đặc điểm phản xạ địa chấn trong móng ghi nhận sự tồn

tại hệ thống khe nứt

87

65 Hình 3.13 Các cube địa chấn có trong khu vực mỏ Hải Sư Đen 87

66 Hình 3.14 Cube địa chấn AI inversion từ cube CBM 2009 cho hình

ảnh trong móng tốt hơn so với cube CBM 2009

89

69 Hình 3.17 Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và

HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

90

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)

95

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)

và thuộc tính Reflection Intensity

97

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)

và thuộc tính Cosine of phase

98

87 Hình 3.35

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)

và thuộc tính gradient magnitude

101

Mặt cắt địa chấn dọc theo giếng khoan HSD-5XP và HSD-1X thể hiện sự trùng khớp giữa kết quả minh giải

độ rỗng từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ)

và thuộc tính Ant tracking

96 Hình 4.3 Lát cắt ngang tại độ sâu 4124m từ mô hình độ rỗng

ANN

106

97 Hình 4.4 Phân bố độ rỗng dọc theo nóc móng từ mô hình ANN 106

99 Hình 4.6 Kiểm chứng kết quả giữa mô hình độ rỗng theo phương

pháp ANN và độ rỗng từ giếng khoan HSD-1X

107

100 Hình 4.7 Kiểm chứng kết quả giữa mô hình độ rỗng theo phương

pháp ANN và độ rỗng từ giếng khoan HSD-4X

108

101 Hình 4.8 Kiểm chứng kết quả giữa mô hình độ rỗng theo phương

pháp ANN và độ rỗng từ giếng khoan HSD-5XP

108

102 Hình 4.9 Đồ thị thể hiện mối quan hệ của độ rỗng theo độ sâu từ

nóc móng

110

103 Hình 4.10 Bản đồ mặt móng biểu diễn thuộc tính Variance giúp xác

định giá trị khoảng tối thiểu

111 Hình 4.18

Mặt cắt qua giếng khoan HSD-1X cho thấy có sự tương đồng giữa mô hình độ rỗng từ Co-Kriging và độ rỗng từ giếng khoan

115

112 Hình 4.19

Mặt cắt qua giếng khoan HSD-5XP cho thấy có sự tương đồng giữa mô hình độ rỗng từ Co-Kriging và độ rỗng từ giếng khoan

116

113 Hình 4.20

Mặt cắt qua giếng khoan HSD-4X cho thấy có sự tương đồng giữa mô hình độ rỗng từ Co-Kriging và độ rỗng từ giếng khoan

116

114 Hình 4.21 So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

với độ rỗng từ giếng khoan HSD-1X

118

115 Hình 4.22 So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

với độ rỗng từ giếng khoan HSD-2X

118

116 Hình 4.23 So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

với độ rỗng từ giếng khoan HSD-4X

119

117 Hình 4.24 So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

với độ rỗng từ giếng khoan VD-1X

119

118 Hình 4.25 So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

với độ rỗng từ giếng khoan VD-2X

120

119 Hình 4.26 So sánh độ rỗng từ các phương pháp ANN và Co-Kriging

với độ rỗng từ giếng khoan HSD-5XP

121

120 Hình 4.27 Sơ đồ phân chia các phân vùng các đặc điểm nứt nẻ khác

nhau trong móng mỏ Hải Sư Đen

125 Hình 4.32

Mặt cắt dọc theo giếng khoan HSD-4X từ mô hình độ rỗng Co-Kriging tại phân vùng 1và kết quả minh giải FMI cho thấy hệ thống khe nứt chủ yếu phân bố theo phương Tây Bắc – Đông Nam

125

126 Hình 4.33

Mặt cắt dọc theo giếng khoan HSD-1X và HSD-5XP từ

mô hình độ rỗng Co-Kriging tại phân vùng 2 và kết quả minh giải FMI cho thấy hệ thống khe nứt chủ yếu phân

bố theo phương Đông Tây

126

128 Hình 4.35 Mặt cắt dọc theo giếng khoan HSD-1X và VD-2X từ mô

hình độ rỗng Co-Kriging tại phân vùng 3

127

129 Hình 4.36

Mặt cắt dọc từ mô hình độ rỗng Co-Kriging qua phân vùng 3 và phân vùng 4 cho thấy phân vùng 4 có độ rỗng kém, hệ thống nứt nẻ thưa thớt, rải rác

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 ANN Mạng nơ-ron nhân tạo (Artificial Neural Network)

10 ĐVLGK Địa vật lý giếng khoan

19 MLFN Mạng nơ-ron nhiều lớp (Multi – Layer Feedforward Neural

28 CBM Dịch chuyển chùm tia (Control beam migration)

29 TVDSS Chiều sâu thực thẳng đứng dưới mực nước biển (True Vertical

depth sub- Sea)

30 TWT Thời gian truyền sóng hai chiều (Two Way Time)

40 TKTD&KT Tìm kiếm thăm dò và khai thác

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây, dầu khí đã được tìm thấy ngày càng nhiều hơn trong các

đá móng nứt nẻ khác nhau trên thế giới Tại Việt Nam nhiều mỏ dầu đã được phát hiện và

khai thác trong móng granitoid nứt nẻ như các mỏ: Bạch Hổ, Rồng, Sư Tử Đen, Sư Tử

Vàng, Sư Tử Nâu, Cá Ngừ Vàng, Rạng Đông, Phương Đông, Hải Sư Đen, Diamond, Ruby, Hổ Xám South, Thăng Long, Đông Đô, Đồi Mồi, Kình Ngư Trắng, Kình Ngư Trắng Nam, Kình Ngư Vàng Nam

Tiềm năng dầu khí còn lại ở bể Cửu Long là rất lớn, trong khi đó mỏ lại nhỏ, hệ thống nứt nẻ phức tạp dẫn đến việc khoan thăm dò thẩm lượng và khai thác gặp nhiều rủi

ro (ví dụ như Rạng Đông, Phương Đông, Cá Ngừ Vàng, Azurite, Hổ Xám và Hải Sư Đen) Có nhiều nguyên nhân mà trong đó nổi bật nhất là do khoan không vào các đới nứt

nẻ tốt của mỏ gây thiệt hại kinh tế rất lớn Chính vì thế việc nghiên cứu để dự đoán hệ thống nứt nẻ là rất cần và cấp thiết

Để góp phần giải quyết nhu cầu cấp thiết trên, NCS đã chọn đề tài luận án nghiên cứu

“Đặc điểm nứt nẻ trong đá móng granitoid mỏ Hải Sư Đen trên cơ sở phân tích tổng hợp tài liệu ĐVLGK và thuộc tính địa chấn” Đây là một công trình nghiên cứu thực

tiễn, có tính cấp thiết cao, sẽ đóng góp nhất định trong sản xuất và nghiên cứu, góp phần đảm bảo sản lượng dầu khí trong những năm tới

Để thực hiện đề tài luận án, NCS tập trung phân tích, đánh giá các công trình nghiên cứu hiện có, nêu ra các vấn đề còn tồn tại trong công tác nghiên cứu đặc điểm nứt nẻ của

đá móng granitoid tại bể Cửu Long nói chung và mỏ Hải Sư Đen nói riêng nhằm định hướng cho các công việc sẽ giải quyết của luận án: lựa chọn các phương pháp hiện đại nghiên cứu đá chứa móng nứt nẻ và xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ cho móng ở mỏ Hải Sư Đen

2 Mục đích

Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu đặc tính nứt nẻ của đá móng dựa trên tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan và tài liệu địa chấn, từ đó lựa chọn phương pháp và tiến hành xây dựng mô hình độ rỗng trong đá móng nứt nẻ của mỏ Hải Sư Đen – bể Cửu Long

3 Nhiệm vụ của luận án

Để đạt được mục đích đã nêu trên các nhiệm vụ cần được giải quyết bao gồm:

 Tìm hiểu tính chất của nứt nẻ trong đá móng granitoid, cơ chế hình thành và ảnh hưởng của chúng lên tài liệu ĐVLGK và địa chấn

 Tổ hợp tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan, địa chấn và quan sát thực địa để làm sáng tỏ sự tồn tại của hệ thống nứt nẻ chứa dầu khí trong đá móng granitoid mỏ Hải

Sư Đen

 Nghiên cứu áp dụng các phương pháp mô hình hóa nhằm tổ hợp và lựa chọn các thuộc tính địa chấn với kết quả phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan, đo kiểm tra khai thác (PLT), để xây dựng mô hình độ rỗng chứa dầu khí trong đá móng granitoid trong khu vực nghiên cứu

4 Phạm vi, đối tượng nghiên cứu và cơ sở tài liệu

Phạm vi nghiên cứu là vùng mỏ Hải Sư Đen thuộc Lô 15-2/01, nằm ở sườn Tây Bắc bể Cửu Long Đối tượng nghiên cứu chính là đá móng granitoid

Tài liệu dùng trong luận án

 Tài liệu địa chất bể Cửu Long

 Tài liệu địa chấn 3D xử lý bằng CBM (controlled beam migration) và APSDM (Anisotropy pre stack depth migration) năm 2009 của mỏ Hải Sư Đen

 Tài liệu địa vật lý giếng khoan của 7 giếng: HSD-1X, HSD-2X/ST, HSD-3X, HSD-4X, HSD-5XP, VD-1X, VD-2X, đo kiểm tra khai thác, thử vỉa tại khu vực

mỏ Hải Sư Đen

 Các tài liệu nghiên cứu địa chất và kiến tạo lô 15-2/01

5 Nội dung nghiên cứu

 Tổng hợp tài liệu địa chất, kiến tạo, địa vật lý và giếng khoan ở khu vực mỏ Hải

Sư Đen nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm địa chất, địa vật lý, cơ chế hình thành và biến đổi của nứt nẻ trong móng mỏ Hải Sư Đen

 Phân tích, minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan và mẫu lõi để xác định độ rỗng nứt nẻ trong đá móng của các giếng khoan khu vực mỏ Hải Sư Đen

 Minh giải tài liệu địa chấn 3D và phân tích khả năng của các thuộc tính địa chấn trong dự báo nứt nẻ mỏ Hải Sư Đen

 Ứng dụng các phần mềm hiện có (Petrel) để lựa chọn tổ hợp tối ưu các thuộc tính địa chấn trong xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ cho đá móng granitoid

 Nghiên cứu tích hợp các kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu giếng khoan và phân tích thuộc tính địa chấn kết hợp với các thông tin địa chất và kiến tạo trong vùng bằng phương pháp kết hợp các công cụ toán học: địa thống kê và mạng nơron

6 Phương pháp nghiên cứu

 Phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan, đo kiểm tra khai thác, thử vỉa trong khu vực nghiên cứu để xác định đặc điểm của các hệ thống nứt nẻ, tính toán

độ rỗng

 Phân tích tổ hợp tài liệu địa chấn ba chiều (thuộc tính địa chấn) với tài liệu địa vật

lý giếng khoan để xác định sự phân bố và đặc tính của các đới nứt nẻ trong móng granitoid

 Xây dựng mô hình độ rỗng bằng cách kết hợp phương pháp mạng nơron nhân tạo ANN và thuật toán địa thống kê Co-Kriging

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Ý nghĩa khoa học

Làm sáng tỏ khả năng, công nghệ và kỹ thuật áp dụng các phương pháp minh giải địa chấn hiện đại (thuộc tính địa chấn) tích hợp với phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan và các tài liệu địa chất – kiến tạo khác để xây dựng được mô hình độ rỗng nứt

nẻ trong đá móng granitoid

Ý nghĩa thực tiễn

Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm phân bố các đới nứt nẻ và xây dựng mô hình độ rỗng trong đá móng granitoid, từ đó giúp nâng cao hiệu quả khai thác dầu khí ở mỏ Hải Sư Đen

Các kết quả nghiên cứu của luận án không chỉ cung cấp thông tin bổ sung phục

vụ trực tiếp cho việc khai thác dầu khí ở mỏ Hải Sư Đen, mà còn có thể ứng dụng để nghiên cứa cho các mỏ khai thác dầu khí trong đá móng nứt nẻ bể Cửu Long

8 Luận điểm bảo vệ

 Luận điểm 1: Đá móng ở mỏ Hải Sư Đen là khối đá magma đa khoáng, bị xuyên

cắt bởi các đai mạch phun trào, tồn tại các đới nứt nẻ rất phức tạp Các đới nứt nẻ trong móng có những đặc điểm riêng biệt thể hiện qua tài liệu địa vật lý giếng khoan và các thuộc tính địa chấn Với tài liệu địa chấn thu được từ công nghệ thu

nổ và xử lý hiện đại, lựa chọn các thuộc tính địa chấn cần thiết để tích hợp với tài liệu địa vật lý giếng khoan, cho phép ta không những phát hiện, khoanh định các đới nứt nẻ trong đá móng granitoid mà còn dự đoán cả các đặc điểm của chúng như phương phát triển và hướng cắm

 Luận điểm 2: Phép kết hợp giữa phương pháp mạng nơron nhân tạo (ANN) và

phương pháp địa thống kê (Co-Kriging) và khả năng tổ hợp có trọng số các thuộc tính địa chấn, kết quả minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan và các thông tin địa chất – kiến tạo có được trong vùng nghiên đã cho phép xây dựng được mô hình

độ rỗng nứt nẻ trong đá móng granitoid mỏ Hải Sư Đen với độ chính xác và độ tin cậy cao

9 Những điểm mới của luận án

- Lần đầu tiên mô hình độ rỗng nứt nẻ trong móng granitoid mỏ Hải Sư Đen đã được xây dựng bằng phương pháp mạng nơron nhân tạo và phương pháp địa thống kê Mô hình có sự phù hợp tốt với kết quả khoan, minh giải tài liệu địa vật

lý giếng khoan và thử vỉa

- Khẳng định khả năng và vai trò quan trọng của các thuộc tính địa chấn và tài liệu địa vật lý giếng khoan trong nghiên cứu các hệ thống nứt nẻ trong móng granitoid

mỏ Hải Sư Đen và các khu vực khác có các đặc điểm địa chất dầu khí tương tự

10 Cấu trúc luận án

Nội dung luận án bao gồm: phần mở đầu, 4 chương , kết luận và kiến nghị, danh sách tài liệu tham khảo và các công trình khoa học Toàn bộ luận án được trình bày trong 137 trang đánh máy khổ giấy A4, 132 hình vẽ, 4 biểu bảng và 33 tài liệu tham khảo

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình tiến hành nghiên cứu luận án, NCS đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo hướng dẫn NCS xin được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến tập thể giáo viên thuộc bộ môn Địa Vật Lý trường Đại Học Mỏ - Địa chất và đặc biệt là PGS TS Nguyễn Văn Phơn và TS Nguyễn Huy Ngọc

NCS xin trân trọng cám ơn các thầy cô trong hội đồng cùng các phản biện đã đóng góp ý kiến quý báu cho luận án Xin được chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại Học

Mỏ - Địa chất và Tổng Công Ty Thăm Dò Khai Thác Dầu Khí (PVEP) đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về thời gian, phương tiện để NCS có thể hoàn thành luận án của mình

Cuối cùng, NCS xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các đồng nghiệp đã đóng góp

những ý kiến bổ ích và giúp đỡ để luận án có thể được hoàn thành tốt đẹp

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT- ĐỊA VẬT LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU

TRONG KHUNG CẤU TRÚC BỂ CỬU LONG

Cấu tạo Hải Sư Đen thuộc lô 15-2/01 nằm ở sườn Tây Bắc bể Cửu Long, đây là bể trầm tích chứa dầu khí quan trọng nhất cho tới thời điểm hiện tại của Việt Nam Trong khu vực bể đã tiến hành khảo sát địa chấn 2D và 3D với khối lượng rất lớn, khoan tổng cộng hơn 500 giếng khoan thăm dò, thẩm lượng và khai thác, phát hiện 18 mỏ trong đó

có 11 mỏ đang được khai thác (Bạch Hổ, Sư Tử Đen, Cá Ngừ Vàng, Rồng…) với tổng sản lượng khai thác cộng dồn đạt 344,8 triệu m3 dầu quy đổi tính đến thời điểm hiện tại Ngoài ra tại đây còn tồn tại rất nhiều các phát hiện và cấu tạo tiềm năng đang được tiến hành thẩm lượng và thăm dò

1.1 Vị trí địa lý

Bể Cửu Long nằm ngoài khơi thềm lục địa Nam Việt Nam và một phần đất liền thuộc khu vực cửa sông Cửu Long Bể có hình bầu dục, vồng ra về phía biển và nằm dọc theo bờ biển Vũng Tàu - Bình Thuận,được giới hạn trong khung tọa độ địa lý từ 9o đến

11o vĩ Bắc và từ 106o30’ đến 109o

kinh Đông Bể Cửu Long tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bể Nam Côn Sơn bởi đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam là đới nâng Khorat - Natuna và phía Đông Bắc là đới cắt trượt Tuy Hòa ngăn cách với bể Phú Khánh Bể có diện tích khoảng 36.000 km2

, bao gồm các lô: 01&02, 01&02/97, 15-1/01, 15-1/05, 15-2, 15-2/01; 16-1/03, 16-1, 16-2, 09-1, 09-2, 09-2/09, 09-3, 17 và một phần

của các lô: 127, 01&02/10, 25 và 31 (hình 1.1) [16]

Cấu tạo Hải Sư Đen thuộc lô 15-2/01, cách TP Vũng Tàu 75 km về phía Đông

(Hình 1.2) Cấu tạo có diện tích khoảng 64,7 km2 tính theo diện tích cấu tạo móng

1.2 Lịch sử tìm kiếm thăm dò

Quá trình tìm kiếm thăm dò và khai thác (TKTD & KT) dầu khí ở bể Cửu Long bắt đầu từ những năm trước 1975 với các hoạt động khảo sát, thăm dò khu vực Ở khu vực lô 15-2/01 nói chung và cấu tạo Hải Sư Đen đã có hai nhà thầu dầu khí JVPC (từ năm 1994)

và Thăng Long JOC (từ 2005) lần lượt triển khai hoạt động tìm kiếm thăm dò

Hình 1.1 Vị trí địa lý bể Cửu Long

Hình 1.2 Vị trí địa lý mỏ Hải Sư Đen - Lô 15-2/01

Cho đến thời điểm hiện nay lịch sử tìm kiếm thăm dò ở bể Cửu Long có thể chia thành 4 giai đoạn [15]:

 Giai đoạn trước năm 1975

Giai đoạn trước năm 1975 là giai đoạn tạo nền tảng phát triển cho quá trình tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí Thời kỳ này bắt đầu bằng khảo sát địa vật lý mang tính chất khu vực như từ, trọng lực và địa chấn để phân chia các lô, chuẩn bị cho công tác đấu thầu và ký kết các hợp đồng dầu khí

Năm 1967 US Navy Oceanographic Office đã tiến hành khảo sát từ hàng không gần khắp lãnh thổ Miền Nam

Năm 1967-1968: đã đo ghi 19.500 km tuyến địa chấn 2D ở phía Nam Biển Đông, trong đó có tuyến cắt qua bể Cửu Long

Năm 1969: đo địa vật lý biển bằng tàu N.V.Robray I do công ty Ray Geophysical Mandrel tiến hành ở vùng thềm lục địa Miền Nam và vùng phía Nam của Biển Đông với tổng số 3.482 km tuyến 2D trong đó có tuyến cắt qua bể Cửu Long

Năm 1969: US Navy Oceanographic cũng tiến hành đo song song 20.000 km tuyến địa chấn 2D 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

Đến đầu năm 1970, Công ty Ray Geophysical Mandrel lại tiến hành đo đợt hai ở Nam Biển Đông và dọc bờ biển 8.639 km tuyến địa chấn 2D với mạng lưới 30x50 km, kết hợp với khảo sát 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 và đã tiến hành khảo sát địa vật lý, chủ yếu là địa chấn phản xạ, cùng với từ và trọng lực với khối lượng là 3.000 km tuyến 2D Cuối năm 1974 và đầu năm 1975, công ty Mobil đã khoan giếng khoan tìm kiếm đầu tiên BH-1X trong bể Cửu Long ở phần đỉnh của cấu tạo Bạch Hổ Kết quả thử vỉa tại đối tượng cát kết Mioxen dưới ở chiều sâu 2.755-2.819m đã cho dòng dầu công nghiệp, lưu lượng dầu đạt 342m3/ngày Kết quả này đã khẳng định triển vọng và tiềm năng dầu khí của bể Cửu Long

 Giai đoạn 1975-1980

Năm 1976, được đánh dấu bằng việc công ty địa vật lý CGG của Pháp đã tiến hành khảo sát 1.210,9 km tuyến địa chấn 2D theo các con sông của đồng bằng sông Cửu Long

và vùng ven biển Vũng Tàu-Côn Sơn Kết quả xác định được các tầng phản xạ chính: từ

CL 20 đến CL 80 và khẳng định sự tồn tại của bể Cửu Long với một lát cắt dày của trầm tích Đệ Tam

Năm 1978, Công ty Geco của Nauy đã thu nổ 11.898,5 km tuyến địa chấn 2D trên các lô 09, 10, 16, 19, 20, 21 và làm chi tiết trên cấu tạo Bạch Hổ với mạng lưới tuyến 2x2km và 1x1km Riêng đối với lô 15, Công ty Deminex đã hợp đồng với Geco khảo sát 3.221,7 km tuyến địa chấn 2D với mạng lưới 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 là Trà Tân (15-A-1X), Sông Ba (15-B-1X), Cửu Long (15-C-1X) và Đồng Nai (15-G-1X) Kết quả khoan đã cho thấy các giếng này đều gặp các biểu hiện dầu khí trong cát kết tuổi Mioxen sớm và Oligoxen, nhưng với dòng dầu yếu, không có ý nghĩa công nghiệp

 Giai đoạn 1980-1988

Đây là giai đoạn mà công tác tìm kiếm, thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam triển khai rộng khắp, nhưng tập trung chủ yếu vào một đơn vị là xí nghiệp liên doanh dầu khí Việt-Xô Năm 1980 tàu nghiên cứu POISK đã tiến hành khảo sát 4.057 km tuyến địa chấn 2D điểm sâu chung, và 3.250 km tuyến từ, trọng lực Kết quả của đợt khảo sát này

đã phân chia ra được tập địa chấn B (CL4-1, CL4-2), C (CL5-1), D (CL5-2), E (CL5-3)

và F (CL6-2), đã xây dựng được một số sơ đồ cấu tạo dị thường từ và trọng lực Bouguer Năm 1981 tàu nghiên cứu Iskatel đã tiến hành khảo sát địa vật lý với mạng lưới 2x2, 2-3x2-3 km địa chấn 2D MOB-OGT-48, trọng lực, từ ở phạm vi lô 09, 15 và 16 với tổng số 2.248 km

Năm 1983-1984 tàu viện sĩ Gamburxev đã tiến hành khảo sát 4.000 km tuyến địa chấn 2D để nghiên cứu phần sâu nhất của bể Cửu Long

Trong thời gian này xí nghiệp liên doanh dầu khí Việt-Xô đã khoan 4 giếng trên các cấu tạo Bạch Hổ và Rồng: R-1X, BH-3X, BH-4X, BH-5X và giếng khoan TĐ-1X trên

cấu tạo Tam Đảo Trừ giếng khoan TĐ-1X, tất cả 4 giếng còn lại đều phát hiện vỉa dầu công nghiệp từ các vỉa cát kết Mioxen dưới và Oligoxen (BH-4X)

Cuối giai đoạn 1980-1988 được đánh dấu bằng việc Vietsovpetro đã khai thác những tấn dầu đầu tiên từ hai đối tượng Mioxen, Oligoxen dưới của mỏ Bạch Hổ vào năm 1986 và phát hiện ra dầu trong đá móng granite nứt nẻ vào tháng 9 năm 1988

 Giai đoạn 1988 - ngày nay

Giai đoạn từ năm 1988 cho tới ngày nay là giai đoạn phát triển mạnh mẽ nhất của công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở bể Cửu Long

Song song với đó là sự ra đời của Luật Đầu tư nước ngoài và Luật Dầu khí, hàng loạt các công ty dầu nước ngoài đã ký hợp đồng phân chia sản phẩm hoặc cùng đầu tư vào các lô mở và có triển vọng tại bể Cửu Long

Triển khai các hợp đồng đã ký về công tác khảo sát địa vật lý thăm dò, các công ty dầu khí đã ký hợp đồng với các công ty dịch vụ khảo sát địa chấn có nhiều kinh nghiệm trên thế giới như: CGG, Geco-Prakla, Western Geophysical Company, PGS v.v Hầu hết các lô trong bể đã được khảo sát địa chấn tỉ mỉ không chỉ phục vụ cho công tác thăm dò

mà cả cho việc chính xác mô hình vỉa chứa Khảo sát địa chấn 3D được tiến hành trên hầu hết các diện tích có triển vọng và trên tất cả các vùng mỏ đã phát hiện

Trong lĩnh vực xử lý tài liệu địa chấn 3D có những tiến bộ rõ rệt khi áp dụng quy trình xử lý dịch chuyển thời gian và độ sâu trước cộng (PreSTM, PreSDM)

Năm 2001, Vietsovpetro đã kỷ niệm khai thác tấn dầu thô thứ 100 triệu Đây là một dấu ấn quan trọng trong bước tiến của ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam

Cho đến hết năm 2003, tổng số giếng khoan thăm dò, thẩm lượng và khai thác đã khoan ở bể Cửu Long khoảng 300 giếng, trong đó riêng Vietsovpetro chiếm 70% Bằng kết quả khoan, nhiều phát hiện dầu khí đã được phát hiện: Rạng Đông (lô 15-2), Topaz North, Diamond, Pearl, Emerald (lô 01), Cá Ngừ Vàng (lô 09-2), Voi Trắng (lô 16-1), Đông Rồng, Đông Nam Rồng (lô 09-1) Trong số phát hiện tính đến năm 2005 đã có năm

mỏ dầu: Bạch Hổ, Rồng (bao gồm cả Đông Rồng và Đông Nam Rồng), Rạng Đông, Sư

Tử Đen, Hồng Ngọc được khai thác với tổng sản lượng đạt khoảng 45.000 tấn/ngày

Tổng lượng dầu đã thu hồi từ 5 mỏ kể từ khi đưa vào khai thác cho đến đầu năm 2005 là khoảng 170 triệu tấn

Tính đến cuối năm 2010 tại bể trầm tích Cửu Long đã phân ra 18 lô hợp đồng, khoan tổng cộng hơn 500 giếng khoan thăm dò, thẩm lượng và khai thác, phát hiện tổng cộng 18 mỏ trong đó có 11 mỏ đang được khai thác (Bạch Hổ, Sư Tử Đen, Cá Ngừ Vàng, Rồng…) với tổng sản lượng khai thác cộng dồn đạt khoảng 280 triệu tấn dầu quy đổi, cùng nhiều phát hiện và các cấu tạo triển vọng

Tính đến thời điểm hiện tại, có tất cả hơn 58.000 km địa chấn 2D và hơn 15.000

km2 địa chấn 3D đã được thu nổ trên khu vực bể Cửu Long (Hình 1.3)

Trong khu vực lô 15-2/01 và cấu tạo Hải Sư Đen, năm 1994, sau khi tiến hành thu

nổ 492km địa chấn 2D, JVPC đã tiến hành khoan giếng VD-1X (độ sâu TD 3410m) Năm 1999, với 192 km2 tài liệu địa chấn 3D thu được năm 1998, JVPC tiếp tục khoan giếng VD-2X (độ sâu 4000m) Cả 02 giếng khoan đều có biểu hiện dầu khí trong móng, tuy nhiên kết quả thử vỉa không phát hiện dòng dầu thương mại

Sau khi thành lập năm 2005, TLJOC đã tiến hành khoan giếng HSD-1X vào tháng

09 năm 2007 trên khối B của cấu tạo Hải Sư Đen, kết quả thử DST#1 và DST#2 trong móng cho dòng cực đại lên đến 21660 thùng dầu/ngày đêm Sau thành công của giếng khoan HSD-1X, tháng 08/2009, TLJOC tiến hành khoan 02 giếng thẩm lượng khối D và một phần khối C là HSD-2X và HSD-2XST, kết quả thử vỉa trong móng của HSD-2XST cho dòng 700 thùng/ngày đêm Giếng khoan HSD-3X khoan vào khối E cho dòng tự nhiên trong móng đạt 200-400 thùng/ngày

Tháng 06/2009, giếng khoan HSD-4X được khoan trong khối A, thử DST trong móng cho dòng tự nhiên 1500 thùng/ngày Tiếp theo đó, tháng 02/2010, tiến hành khoan giếng khoan thẩm lượng HSD-5XP, kết quả thử vỉa trong móng cho dòng 1350

thùng/ngày đêm (Hình 1.4)

Hình 1.3 Các khảo sát địa chấn 2D và 3D tại khu vực mỏ Hải Sư Đen

Hình 1.4 Bản đồ đẳng sâu nóc móng mỏ Hải Sư Đen và vị trí các giếng khoan

1.3 Đặc điểm địa chất, kiến tạo

1.3.1 Lịch sử phát triển địa chất

Trên bình đồ kiến tạo khu vực hiện tại, bể Cửu Long nằm về phía nam của phần

đông nam mảng Âu-Á Đây là bể trầm tích kiểu tách giãn (rift) phát triển miền vỏ lục địa

có tuổi trước Đệ Tam bị thoái hóa mạnh trong thời kỳ Paleogen và chuyển sang chế độ

rìa lục địa thụ động như ngày nay bắt đầu từ thời kỳ Neogen [7, 11, 16,31] (hình 1.5)

Hình 1.5 Sơ đồ vị trí kiến tạo của bể Cửu Long trong bình đồ kiến tạo khu vực Đông

Nam Á [15]

Lịch sử phát triển địa chất của bể có thể chia ra 3 thời kỳ: 1) Trước tạo rift rift): thành tạo tầng móng trước Đệ Tam; 2) Đồng tạo rift (Syn-rift) trong Paleogen đến đầu Neogen thành tạo các trầm tích của tập F(?)/E, D, C và B1; 3) Sau tạo rift: từ Neogen đến hiện nay, thành tạo các trầm tích tập B2, B3 và A [7, 11, 16]

(Pre-Thời kỳ trước tạo rift: (Pre-Thời kỳ Jura sớm-giữa, vùng nghiên cứu thuộc phần đông

nam của bồn tạo núi Jura sớm-giữa Lấp đầy bể này là các thành tạo trầm tích lục nguyên, lục nguyên-carbonat Đến Mesozoic muộn, khu vực bể Cửu Long thuộc bối cảnh kiến tạo rìa lục địa tích cực do sự hút chìm của mảng Thái Bình Dương xuống dưới mảng Indosini

(Hình 1.6)

Hình 1.6 Sơ đồ địa chất đới Đà Lạt chỉ ra sự phân bố của các phức hệ Granitoid Định

Quán, Cà Ná (Ankroet), Đèo Cả [30]

Quá trình hút chìm gây nên các hoạt động magma xâm nhập và phun trào hình thành cung núi lửa pluton Các loại đá magma có tuổi Jura-Creta phát triển rộng rãi ở khu vực đới Đà Lạt và vùng lân cận như đã gặp tại các vết lộ trên đất liền cũng như trong các

giếng khoan ngoài khơi thuộc bể Cửu Long là kết quả của hoạt động kiến tạo này Phổ biến là các đá diorite, granodiorite, granite thuộc phức hệ Định Quán, Đèo Cả, Ankroet (Cà Ná) và các đá magma phun trào andezite, riolite thuộc các hệ tầng Đèo Bảo Lộc, Nha Trang, Đơn Dương tương ứng

Thời kỳ đồng tạo rift: Vào cuối Creta đầu Paleogen, hoạt động nâng và bào mòn

trải rộng trên toàn khu vực, tạo ra sự phá hủy mạnh mẽ các đá granite tuổi Mesozoic muộn, một trong những đối tượng chứa dầu khí chính trong khu vực Vỏ lục địa vừa được cố kết bắt đầu bị phá vỡ thành các khối nâng và vùng sụt do tách giãn Bể Cửu Long được hình thành trên các vùng sụt khu vực thuộc thời kỳ Paleoxen - Eoxen Cuối thời kỳ này là quá trình hình thành trầm tích tập F lấp đầy các trũng ở một số khu vực trong bể Cửu Long Hoạt động đứt gãy - kiến tạo từ Eoxen đến Oligoxen có liên quan

đến quá trình tách giãn (hình 1.7) đã tạo nên các khối đứt gãy và các trũng ở bể Cửu

Long Các đứt gãy nói chung có phương Đông Tây, Đông Bắc - Tây Nam và Bắc Nam

Hình 1.7 Sơ đồ minh họa các hoạt động kiến tạo khu vực Đông Nam Á thời kỳ cuối Eoxen đầu Oligoxen Khu vực nghiên cứu đang ở chế độ kiến tạo tách giãn [7]

Thời kỳ đồng tách giãn đã tạo nên các bán địa hào được lấp đầy bởi các trầm tích của tập E có tuổi Eoxen – Oligoxen sớm Trong giai đoạn đầu, nguồn cung cấp vật liệu trầm tích ít, điều kiện khí hậu thuận lợi đã tạo nên hồ sâu với sự tích tụ các tầng trầm tích sét hồ dày trên diện rộng (trầm tích của tập E) Quá trình tách giãn tiếp tục mở rộng bể và gia tăng độ sâu hình thành nên những hồ lớn trong đó lắng đọng chủ yếu sét đầm hồ của tập D, tiếp sau đó là các trầm tích nhiều cát hơn lắng đọng trong môi trường sông, hồ, delta của tập C sau đó đánh dấu giai đoạn lấp đầy bể rift Trầm tích Eoxen-Oligoxen trong các trũng chính có thể dày đến 5000m Sự kết thúc hoạt động của phần lớn các đứt gãy và bất chỉnh hợp ở nóc trầm tích Oligoxen đánh dấu sự kết thúc thời kỳ này

Bắt đầu từ Mioxen sớm quá trình tách giãn giảm dần, chỉ có các hoạt động yếu ớt của các đứt gãy (thể hiện ở lô 16-2) Giai đoạn biển tiến khu vực bắt đầu xuất hiện (thành tạo trầm tích tập B.1) Vào cuối Mioxen sớm, các trũng trung tâm tiếp tục sụt lún phần lớn diện tích bể bị chìm sâu dưới mực nước biển, và tầng sét rotalite - tầng chắn khu vực của bể - được hình thành vào thời gian này Các trầm tích Mioxen dưới phủ chờm hầu hết lên địa hình Oligoxen

Thời kỳ sau tạo rift: Thời kỳ Mioxen giữa là thời kỳ nâng lên của bể Cửu Long,

môi trường biển ảnh hưởng ít hơn, phần Đông Bắc bể chủ yếu chịu ảnh hưởng của các điều kiện ven bờ Thời kỳ Mioxen muộn, biển tràn ngập toàn bộ bể Cửu Long Cũng vào cuối thời kỳ này, do sông Mê Kông đổ vào bể Cửu Long đã làm thay đổi môi trường trầm tích, nguồn cung cấp vật liệu, kiểu tích tụ và cả hình thái cấu trúc của bể Bồn trũng mở rộng hơn về phía Tây Nam, vào phía đồng bằng châu thổ sông Mê Kông ngày nay và thông với bể Nam Côn Sơn Trầm tích châu thổ được hình thành do sông là chủ yếu

Thời kỳ Plioxen - Đệ Tứ, là giai đoạn tích cực kiến tạo mới tạo nên bình đồ cấu trúc hiện tại của thềm lục địa Việt Nam Bể Cửu Long không còn hình dáng cấu trúc riêng mà hoà chung vào cấu trúc toàn thềm Nguyên nhân là đáy biển Đông tiếp tục sụt lún do bị cuốn hút xuống dưới cung đảo Luson, mặt khác, đất liền Đông Dương được nâng cao cùng với sự hoạt động của núi lửa basalt kiềm, do vỏ đại dương Ấn Độ đang đẩy lục địa Đông Dương và Tây Nam Đông Nam Á lên cao

1.3.2 Các pha biến dạng hình thành các đứt gãy, đới phá hủy trong móng khu vực Hải Sư Đen

Tương ứng với thời kỳ lịch sử phát triển kiến tạo, trong bể Cửu Long và vùng lân cận, xác định được các giai đoạn biến dạng chính từ Jura đến hiện này gồm 4 giai đoạn: (D1) Giai đoạn Jura sớm-giữa; (D2) Giai đoạn Jura muộn-Kreta; (D3) Giai đoạn

Paleogen-Neogen sớm và (D4) từ Neogen đến hiện nay (Hình 1.8) [19]

Hình 1.8 Các giai đoạn biến dạng bể Cửu Long [18]

Trong mỗi giai đoạn lớn này lại được chia thành các pha (phase) Trong đó, giai đoạn tách giãn (rifting) (D3) được chia chi tiết gồm 6 pha (từ D3.1 đến D3.6) tương ứng với các thời kỳ tách giãn và nén ép Kết quả của các giai đoạn và các pha biến dạng là các

đới cấu trúc địa chất, bề mặt bất chỉnh hợp, hệ thống đứt gãy, uốn nếp với các phương cấu trúc đặc trưng, nguyên nhân gây ra bởi trường ứng suất kiến tạo

Trong khu vực mỏ Hải Sư Đen, hoạt động kiến tạo gây nên các đứt gãy chủ yếu diễn ra trong giai đoạn (D3) Các pha tách giãn D3.1, D3.3 và D3.5 tạo nên các đứt gãy thuận, đồng trầm tích và các bán địa hào Các pha nén ép D3.2, D3.4 và D3.6 tạo nên các đứt gãy trượt bằng, các đứt gãy thuận, các đứt gãy nghịch và các thành tạo trầm tích bị uốn nếp Hầu hết các đứt gãy hoạt động mạnh trong D3.4, D3.6 và các đứt gãy hoạt động

từ trước trong D3.1 và D3.2 đều tái hoạt động lại trong các pha đứt gãy này

Trường ứng suất kiến tạo qua các giai đoạn trong khu vực này về cơ bản cũng xảy

ra như ở bể Cửu Long ngoại trừ pha D3.4, có sự xoay trục nén ép từ phương tây đông nam sang phương kinh tuyến (bắc nam) ở khu vực HSĐ và phương vĩ tuyến (đông

bắc-tây) ở khu vực cấu tạo Gió Đông (Hình 1.9)

Hình 1.9 Các pha biến dạng khu vực Hải Sư Đen [19]

Tác động vào móng mạnh nhất là trường ứng suất kiến tạo D3.2 có phương nén ép TB-ĐN tạo ra các hệ thống đứt gãy trượt bằng có đường phương theo phương kinh tuyến

và vĩ tuyến, hệ thống đứt gãy nghịch đường phương theo phương đông bắc-tây nam

Trong pha D3.4, trường ứng suất kiến tạo tại khu vực HSĐ có phương kinh tuyến (hình

1.9), mang tính cục bộ so với hướng chung của toàn bể là tây bắc-đông nam (hình 1.8)

hình thành các hệ thống đứt gãy theo phương tây bắc-đông nam, kinh tuyến và vĩ tuyến

1.3.3 Cấu trúc địa chất khu vực

Bể Cửu Long tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bể Nam Côn Sơn ở phía đông nam bằng đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam là đới nâng Khorat - Natuna

và phía Đông Bắc là đới cắt trượt Tuy Hòa ngăn cách với bể Phú Khánh Bể Cửu Long được xem là bể trầm tích Kainozoi khép kín điển hình của Việt Nam Tuy nhiên, nếu tính theo đường đẳng dày trầm tích 1000m thì bể có xu hướng mở về phía đông bắc Theo tài liệu Địa chất và Tài Nguyên Dầu Khí Việt Nam, 2007 [16], bể Cửu Long được xác định

là đơn vị cấu trúc bậc I Đơn vị cấu trúc bậc I này được chia thành các đơn vị cấu trúc bậc

II bao gồm: 1) Trũng phân dị Bạc Liêu, 2) Trũng phân dị Cà Cối, 3) Đới nâng Cửu Long,

4) Đới nâng Phú Quý và 5) Trũng chính bể Cửu Long (Hình 1.10) [16]

Hình 1.10 Sơ đồ phân chia các đơn vị cấu trúc bậc II trong bể Cửu Long [15]

Trong các đơn vị cấu trúc bậc II này thì Trũng chính bể Cửu Long tiếp tục được phân chia chi tiết thành các đơn vị cấu trúc bậc III dựa trên đặc điểm cấu trúc địa chất của từng khu vực với sự khác biệt về chiều dày trầm tích và thường được giới hạn bởi những đứt gãy hoặc hệ thống đứt gãy có biên độ đáng kể Trũng chính bể Cửu Long phân chia thành 8 đơn vị cấu trúc địa chất cấp III gồm: 1) Đới sườn nghiêng Tây Bắc, 2) Đới nâng Tây Bắc, 3) Trũng Trung tâm (gồm trũng Tây Bạch Hổ và trũng Đông Bắc), 4) Đới nâng Trung tâm, 5) Trũng phía Đông Bạch Hổ, 6) Đới sườn nghiêng Đông Nam, 7) Đới phân

dị Đông Bắc và 8) Đới phân dị Tây Nam (Hình 1.11-1.12)

Hình 1.11 Bản đồ cấu trúc Trũng chính bể Cửu Long [15]

1) Sườn nghiêng Tây Bắc: là dải sườn bờ Tây Bắc của bể kéo dài theo hướng

ĐB-TN, chiều dày trầm tích tăng dần về phía Tây Nam từ 1 đến 2.5km Sườn nghiêng bị cắt xẻ bởi các đứt gãy kiến tạo có hướng ĐB-TN hoặc TB-ĐN, tạo thành các mũi nhô