Nghiên cứu cấu trúc địa chất, đánh giá tiềm năng dầu khí và thiết kế giếng khoan tìm kiếm trên cấu tạo triển vọng Y, lô 103-107, Bắc bể Sông Hồng

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT LÔ 103-107, BẮC BỂ SÔNG HỒNG Hiện tại, trong khu vực nghiên cứu lát cắt địa chất tương đối phức tạp bao gồm đầy đủ các hệ tầng trầm tích từ trước Kain

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Bộ môn Địa Chất Dầu Khí

ThS Nguyễn Quang Tuấn

Viện Dầu Khí

HÀ NỘI 6/2014

LỜI MỞ ĐẦU

Dầu khí là một nguồn tài nguyên thiên nhiên có ý nghĩa chiến lược Đầu tư phát triển công nghiệp dầu khí giúp chúng ta đảm bảo nhu cầu năng lượng trong nhiều năm cho cả nước và mở ra hướng phát triển mạnh mẽ cho các ngành công nghiệp khác như công nghiệp hóa chất, luyện kim, các ngành công nghiệp nhẹ,… Việc phát hiện và khai thác được dầu khí với trữ lượng lớn sẽ giúp chúng ta xuất khẩu ra nước ngoài, mặt khác dùng các sản phẩm chế biến từ dầu khí phục vụ cho nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống Chúng ta sẽ không phải phá rừng làm củi đốt, bầu không khí không còn ô nhiễm vì khí than và hàng triệu lao động sẽ có công ăn việc làm, do đó các ngành công nghiệp nhẹ và dịch vụ sẽ có cơ hội phát triển Để đạt được điều đó thì cần đẩy mạnh công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí, nâng cao sản lượng khai thác tại các mỏ hiện có và phát hiện thêm

các mỏ mới Với ý nghĩa thiết thực trên tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc địa chất, đánh giá tiềm năng dầu khí và thiết kế giếng khoan tìm kiếm trên cấu tạo triển vọng Y, lô 103-107, Bắc bể Sông Hồng”, làm đề tài để viết luận

văn tốt nghiệp của mình

Sau 6 tuần thực tập tại Phòng Địa chất dầu khí của Viện Dầu khí đến nay tôi đã tổng hợp, thu thập tài liệu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình, tôi vô cùng biết ơn sự chỉ bảo tận tình của các cô chú, anh chị đang làm việc tại Phòng Địa chất dầu khí, Viện Dầu Khí, đặc biệt là Thạc sĩ Nguyễn Quang Tuấn Đồng thời tôi cũng được sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Bộ môn Địa Chất Dầu Khí – Trường Đại học Mỏ - Địa chất, đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Mạnh Thường nguyên là cán bộ giảng dạy của Bộ môn để có sự sửa đổi bổ sung và hoàn thiện đồ án tốt nghiệp

Do thời gian thực tập hạn chế, quá trình thu thập tài liệu, thông tin còn ít nên

đồ án còn nhiều khuyết điểm, thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý kiến của các thầy cô giáo, các bạn nhằm giúp cho báo cáo của tôi được hoàn thiện và đầy đủ hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực thiện: Cao Tuấn Anh

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

LỜI MỞ ĐẦU ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

PHẦN I: CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT LÔ 103-107, BẮC BỂ SÔNG HỒNG 1

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ, KINH TẾ, NHÂN VĂN 2

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 2

1.1.1 Vị trí địa lý 2

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 4

1.1.3 Đặc điểm khí hậu thủy văn 5

1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 5

1.2.1 Giao thông, thông tin liên lạc, nguồn điện, nguồn nước 5

1.2.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 6

CHƯƠNG 2: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 9

2.1 Giai đoạn trước năm 1987 9

2.1.1 Nghiên cứu địa vật lý 9

2.1.2 Nghiên cứu địa chất 9

2.1.3 Khoan thăm dò và biểu hiện dầu khí 9

2.2 Giai đoạn từ năm 1988 đến nay 9

2.2.1 Nghiên cứu địa vật lý 9

2.2.2 Nghiên cứu địa chất 10

2.2.3 Khoan thăm dò và biểu hiện dầu khí 11

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT LÔ 103-107, BẮC BỂ SÔNG HỒNG 12

3.1 Đặc điểm địa tầng 12

3.1.1 Móng trước Kainozoi 12

3.1.2 Trầm tích Kainozoi 12

3.2 Đặc điểm kiến tạo 18

3.2.1 Hệ thống đứt gãy 18

3.2.2 Đặc điểm cấu trúc 23

3.2.3 Phân tầng kiến trúc 22

3.2.4 Lịch sử phát triển địa chất 24

3.3 Tiềm năng dầu khí lô 103-107 28

3.3.1 Biểu hiện dầu khí 28

3.3.2 Đặc điểm đá sinh 28

3.3.3 Đặc điểm đá chứa 32

3.3.4 Đặc điểm đá chắn 35

3.3.5 Quá trình sinh thành và dịch chuyển HydroCacbon 36

3.3.6 Đặc điểm bẫy chứa 37

PHẦN II: THIẾT KẾ GIẾNG KHOAN TÌM KIẾM TRÊN CẤU TẠO TRIỂN VỌNG Y, LÔ 103-107, BỂ SÔNG HỒNG 40

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ CẤU TẠO Y 41

4.1 Đặc điểm địa chất của cấu tạo Y 41

4.1.1 Đặc điểm cấu tạo Y 41

4.1.2 Địa tầng cấu tạo Y 45

4.2 Triển vọng dầu khí của cấu tạo Y 47

4.2.1 Đá sinh 51

4.2.2 Đá chứa 52

4.2.3 Đá chắn 53

4.2.4 Bẫy chứa 53

4.2.5 Thời gian hình thành cấu tạo và di chuyển 54

4.2.6 Đánh giá rủi ro 54

4.3 Tính toán trữ lượng cấu tạo Y 54

4.3.1 Phân cấp trữ lượng 54

4.3.2 Các phương pháp tính trữ lượng 55

4.3.3 Tính trữ lượng cấu tạo Y 56

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ GIẾNG KHOAN TÌM KIẾM Y-1X TRÊN CẤU TẠO TRIỂN VỌNG Y 58

5.1 Cơ sở địa chất để thiết kế giếng khoan tìm kiếm Y-1X 58

5.2 Mục đích, nhiệm vụ của giếng khoan tìm kiếm 58

5.3 Vị trí giếng khoan dự kiến, đối tượng và chiều sâu thiết kế 58

5.4 Dự báo địa tầng 58

5.5 Dự báo áp suất và nhiệt độ 59

5.5.1 Dự báo áp suất 60

5.5.2 Dự báo nhiệt độ 61

5.6 Dự báo đối tượng thăm dò 62

5.6.1 Tầng chứa 62

5.6.2 Tầng chắn 63

5.7 Dự báo phức tạp địa chất có thể xảy ra trong thi công khoan 63

5.7.1 Khả năng mất dung dịch 63

5.7.2 Khả năng sập lở thành giếng khoan 63

5.7.3 Khả năng trương nở thành giếng khoan 63

5.7.4 Khả năng kẹt cần khoan 63

5.7.5 Khả năng khí phun ( hiện tượng kick ) 63

5.8 Gia cố thành giếng khoan 64

5.8.1 Lập cấu trúc kĩ thuật giếng khoan 64

5.8.2 Lựa chọn cấu trúc giếng khoan 65

5.8.3 Cấu trúc giếng khoan 65

5.8.4 Bơm trám xi măng 66

5.9 Dung dịch khoan 67

5.9.1 Tác dụng của dung dịch khoan 67

5.9.2 Tính chất cơ bản của dung dịch khoan 67

5.9.3 Lựa chọn tỷ trọng dung dịch khoan 67

5.10 Chọn phương pháp khoan 69

5.10.1 Các phương pháp khoan trong ngành dầu khí 69

5.10.2 Lựa chọn phương pháp khoan 70

5.10.3 Lựa chọn thiết bị khoan 70

5.11 Chương trình nghiên cứu địa chất - địa vật lý giếng khoan 71

5.11.1 Chương trình lấy mẫu 71

5.11.2 Công tác thử vỉa 71

5.11.3 Chương trình đo địa vật lý giếng khoan 72

5.12 Dự đoán thời gian thi công và giá thành giếng khoan 72

5.12.1 Dự đoán thời gian thi công 72

5.12.2 Dự toán chi phí giếng khoan 74

5.13 An toàn lao động và bảo vệ môi trường 75

5.13.1 Công tác an toàn lao động 76

5.13.2 Bảo vệ tài nguyên biển và lòng đất 77

KẾT LUẬN 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

DANH MỤC HÌNH VẼ Trang

Hình 3.2: Mặt cắt địa chấn qua Lô 103-107 theo tuyến C1D1 hướng TB-ĐN 18

Hình 3.3: Mặt cắt địa chấn qua Lô 103-107 theo tuyến A1B1 hướng TN-ĐB 19

DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang

PHẦN I CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT

LÔ 103-107, BẮC BỂ SÔNG HỒNG

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ, KINH TẾ, NHÂN VĂN

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

Bể Sông Hồng là một trong số những bể trầm tích Kainozoi thuộc thềm lục địa Việt Nam Trong đó bể Sông Hồng là bể trầm tích lớn nhất ở Việt Nam cả về diện tích và bề dày trầm tích, đa dạng về loại hình khoáng sản (dầu khí, condensat) và cho đến nay được đánh giá là bể có tiềm năng chủ yếu về khí Bể sông Hồng nằm trong khoảng 105o 30’ ÷ 110o 30’ kinh độ Đông, 14o 30’ ÷ 21o 00’ vĩ độ Bắc Về địa

lý, bể sông Hồng có một phần nhỏ diện tích nằm trên đất liền thuộc đồng bằng sông Hồng, còn phần lớn diện tích thuộc vùng biển vịnh Bắc Bộ và biển miền Trung thuộc các tỉnh từ Quảng Ninh đến Bình Định Đây là một bể trầm tích Kainozoi có hình dạng thoi kéo dài từ miền Võng Hà Nội ra vịnh Bắc Bộ và Biển miền Trung Dọc rìa phía Tây bể trồi các đá móng Paleozoi- Mesozoi Phía Đông Bắc tiếp giáp

bể Lôi Châu, phía Đông lộ móng Paleozoi- Mesozoi đảo Hải Nam, Đông Nam là Bể Đông Nam Hải Nam và bể Hoàng Sa, phía Nam giáp bể trầm tích Phú Khánh Trong tổng số diện tích cả bể khoảng 220.000 km2, bể Sông Hồng về phía Nam chiếm khoảng 126.000 km2 trong đó phần đất liền miền võng Hà Nội và biển nông ven bờ chiếm khoảng hơn 4.000km2 , còn lại là diện tích ngoài khơi vịnh Bắc Bộ và một phần là biển miền Trung Việt Nam[1] Bể có cấu trúc địa chất phức tạp thay đổi

từ đất liền ra biển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và Nam và phân thành 3 vùng địa chất: 1- vùng Tây Bắc (miền võng Hà Nội và một số lô phía Tây Bắc), 2 - vùng Trung Tâm (lô 107 - 108 đến lô 114 - 115) và 3 - vùng phía Nam (lô 115 đến lô 121)

Hình 1.1: Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bể Sông Hồng

(1) Vùng Tây Bắc; (2) Vùng Trung Tâm; (3) Vùng phía Nam

(Nguồn: Địa chất và Tài nguyên dầu khí Việt Nam)

Khu vực nghiên cứu nằm sâu trong vùng nội thuỷ của Việt Nam thuộc vùng Tây Bắc của bể Sông Hồng chiều sâu móng trên 8km trong phạm vi đất liền ra đến lô 103-107 Diện tích lô khoảng 8.086km2

Hình 1.2: Bản đồ vị trí địa lý khu vực nghiên cứu (Nguồn: VPI năm 2014)

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Địa hình Bắc Bộ đa dạng và phức tạp Bao gồm đồi núi, đồng bằng, bờ biển và thềm lục địa Có lịch sử phát triển địa hình và địa chất lâu dài, phong hóa mạnh mẽ

Có bề mặt thấp dần, xuôi theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, được thể hiện thông

qua hướng chảy của các dòng sông lớn

Khu vực đồng bằng rộng lớn nằm ở lưu vực sông Hồng, có diện tích 14,8 ngàn

km2 và bằng 4,5% diện tích cả nước Đồng bằng dạng hình tam giác, đỉnh là thành phố Việt Trì và cạnh đáy là đường bờ biển phía Đông kéo dài từ bờ biển Quảng Ninh đến bờ biển Thái Bình Đây là đồng bằng châu thổ lớn thứ hai Việt Nam (sau Đồng bằng sông Cửu Long với diện tích 15.000km2

) do sông Hồng và sông Thái

0,4 - 12m so với mực nước biển

Độ sâu đáy biển trong khu vực nghiên cứu dao động từ 20m tại khu vực ranh giới phía Tây lô 103-107 đến khoảng 40m (hoặc trên 40m) tại khu vực ranh giới phía Đông lô 103-107 Đáy biển nhìn chung tương đối bằng phẳng, dốc nhẹ từ Tây sang Đông và từ Tây Bắc xuống Đông Nam Mức chênh lệch thuỷ triều trung bình của khu vực là 2m Dòng chảy phổ biến theo hướng Đông Bắc - Tây Nam phụ thuộc vào hệ thống sông ngòi đổ ra từ đồng bằng Bắc Bộ, thường có cường độ rất mạnh

vào mùa hè và yếu hơn về mùa đông

1.1.3 Đặc điểm khí hậu, thủy văn

Bắc Bộ quanh năm có nhiệt độ tương đối cao và ẩm, nền khí hậu chịu ảnh hưởng

từ lục địa Trung Hoa chuyển qua và mang tính chất khí hậu lục địa Trong khi một phần khu vực duyên hải lại chịu ảnh hưởng tính chất khí hậu cận nhiệt đới ấm và gió mùa ẩm từ đất liền

Toàn vùng có khí hậu cận nhiệt đới ẩm quanh năm với 4 mùa rõ rệt xuân, hạ, thu, đông Đồng thời hàng năm chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc và gió mùa Đông Nam Nhiệt độ trung bình năm tăng dần từ phía Bắc xuống phía Nam và có khí hậu giao hoà, là đặc trưng của khu vực đồng bằng Bắc Bộ và ven biển Thời tiết mùa hè

từ tháng 5 đến tháng 9 nóng ẩm và mưa cho tới khi gió mùa nổi lên Mùa đông từ tháng 10 tới tháng 4 trời lạnh, khô, có mưa phùn Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 250C, lượng mưa trung bình từ 1.700 đến 2.400mm Khí hậu vùng Bắc Bộ cũng thường phải hứng chịu nhiều tác động xấu của thời tiết, trung bình hàng năm

có từ 6 đến 10 cơn bão và áp thấp nhiệt đới gây ra lũ lụt, đe doạ trực tiếp đến cuộc sống và ngành nông nghiệp của toàn địa phương trong vùng

Đồng bằng Sông Hồng có hai hệ thống sông lớn là hệ thống sông Hồng và hệ thống sông Thái Bình Trong khu vực có rất nhiều hệ thống sông ngòi, mạng lưới dày đặc nối các tỉnh trong vùng và tới với khu vực lân cận Trạm quan trắc và dự báo thời tiết – thủy văn có thể cung cấp những thông tin cần thiết và chính xác cho khu vực là trạm đặt trên đảo Bạch Long Vĩ chỉ cách trung tâm lô 103-107 khoảng

100 hải lý về phía Tây Nam

1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

1.2.1 Giao thông, thông tin liên lạc, nguồn điện, nguồn nước

 Đường bộ: Đồng bằng Sông Hồng có hệ thống đường bộ khá lớn, nó bao gồm các quốc lộ nối liền với nhau, đồng thời cũng có một số quốc lộ nối các tỉnh trong vùng với các khu vực khác Ở đây có các tuyến đường quốc lộ lớn như:

quốc lộ 1A, quốc lộ 5, quốc lộ 10, quốc lộ 18, quốc lộ 32

 Đường sắt: hệ thống đường sắt khá lớn, phân bố và chạy khắp vùng, liên kết các tỉnh với nhau và cũng là phương tiện nối các tỉnh lân cận để phục vụ cho giao thương, chuyên chở hàng hóa, phương tiện giao thông cho người dân đi lại Các loại tàu khách gồm: tàu liên vận quốc tế, tàu khách thường và tàu hỗn hợp Các loại tàu chở hàng gồm: tàu chuyên chở nhanh, tàu chuyên chở thường Các tuyến đường sắt hầu hết đều đi qua thủ đô Hà Nội như tuyến: Hà Nội- Tp Hồ Chí Minh, Hà Nội- Lào Cai, Hà Nội – Hải Phòng, Hà Nội- Đồng Đăng, Hà Nội- cảng Cái Lân…

 Thông tin liên lạc: Hệ thống thông tin liên lạc của toàn vùng rất phát triển, vì đây là trọng điểm kinh tế của toàn miền Bắc nên chính phủ cũng như các ban ngành địa phương đã đầu tư rất nhiều trang thiết bị công nghệ hiện đại để phục

vụ cho tất cả các lĩnh vực kinh tế liên quan đến thông tin Bất cứ ngành nghề nào nếu không có hệ thống liên lạc thì không thể tồn tại và phát triển Chính vì vậy, ở từng địa phương từng tỉnh thành trong vùng đều có hệ thống thu phát sóng đặt tại

vị trí chốt yếu, đặc biệt là các trung tâm kinh tế của vùng như: Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định… Bên cạnh đó, hiện nay có rất nhiều dịch vụ mạng điện tử phát triển không ngừng đem lại hiệu quả kinh tế cao với độ phủ sóng rộng khắp, tần số sóng mạnh, mức độ thông suốt cao Tuy có nhiều khuyết điểm vẫn còn tồn tại: hiện tượng gián đoạn trong giờ cao điểm, một số nơi vùng núi cao liên lạc kém… nhưng các chuyên viên kĩ thuật trong vùng không ngừng tìm tòi nâng cao hiệu quả sử dụng các hệ thống liên lạc nhằm đảm bảo chất lượng tốt nhất

 Nguồn điện: Nguồn năng lượng điện phục vụ cho các ngành công nghiệp và đời sống nhân dân tương đối tốt Điện đã về đến các nông thôn, vùng xa xôi hẻo lánh, tuy giá thành nơi đó còn cao nhưng hiện nay đang có nhiều hoạt động nhằm giảm giá thành, phù hợp với người tiêu dùng Trong vùng có một số nhà máy điện lớn như: nhà máy thủy điện sông Đà, nhiệt điện Phả Lại…

 Nguồn nước: Vùng có hai hệ thống sông lớn là hệ thống sông Hồng và hệ thống sông Thái Bình nên nguồn nước rất phong phú Cả nguồn nước trên mặt lẫn nguồn nước ngầm đều có chất lượng rất tốt Tuy nhiên, vùng cũng có xảy ra tình trạng quá thừa nước trong mùa mưa và thiếu nước trong mùa khô

1.2.2 Đặc điểm kinh tế xã hội

Dân số của Vùng đồng bằng Sông Hồng là 19.883.325người (theo khảo sát dân

số thời điểm 1/4/2011), chiếm 22,7% dân số cả nước Đa số dân số là người Kinh, một bộ phận nhỏ thuộc Ba Vì (Hà Nội) và Nho Quan (Ninh Bình) có thêm dân tộc Mường Dân cư đông nên có lợi thế: Có nguồn lao động dồi dào, nguồn lao động này có nhiều kinh nghiệm và truyền thống trong sản xuất, chất lượng lao động cao Tạo ra thị trường có sức mua lớn.Về đặc điểm dân cư, như đã nói ở trên, cư dân bản địa của Đồng bằng Sông Hồng ban đầu không phải là người Việt mà là người Môn – Khơme và người Tày - Thái Trong quá trình di cư và phát triển sản xuất, hai nhóm dân cư này đã tiếp xúc với cộng đồng người thuộc nhóm ngôn ngữ Nam đảo

để hình thành nên người Việt cổ So với các tiểu vùng khác của Đồng bằng Sông

Hồng, đây là nơi có lịch sử quần cư lâu đời nhất

thủ công mỹ nghệ nổi tiếng như làng lụa Vạn Phúc (Hà Đông), đồ gỗ mỹ nghệ Đồng Kỵ (Bắc Ninh), gốm Bát Tràng (Gia Lâm – Hà Nội) [2]

Các ngành nghề chủ yếu:

 Nông nghiệp: Tài nguyên thiên nhiên của vùng khá đa dạng Đất là tài nguyên quan trọng nhất trong vùng, trong đó quý nhất là phù sa sông Hồng Đồng bằng sông Hồng là nơi có nhiều khả năng để sản xuất lương thực, thực phẩm Trên thực tế đây là vựa lúa lớn thứ hai của cả nước, sau đồng bằng sông Cửu Long Số đất đai đã được sử dụng vào hoạt động nông nghiệp là trên 70 vạn ha, chiếm 56% tổng diện tích tự nhiên của đồng bằng sông Hồng, trong đó 70% đất có độ phì nhiêu trung bình trở lên Ngoài số đất đai phục vụ lâm nghiệp và các mục đích khác, số diện tích đất chưa sử dụng vẫn còn hơn hai vạn ha Nhìn chung, đất đai của đồng bằng sông Hồng được phù sa của hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình bồi đắp nên tương đối màu mỡ Tuy vậy, độ phì nhiêu các loại đất không giống nhau khắp mọi nơi Đất thuộc châu thổ sông Hồng phì nhiêu hơn đất thuộc châu thổ sông Thái Bình Có giá trị đối với việc phát triển cây lương thực ở đồng bằng sông Hồng là diện tích đất không được phù sa bồi đắp hàng năm ( đất trong đê) Loại đất này chiếm phần lớn diện tích châu thổ và bị biến đổi nhiều do trồng lúa Điều kiện khí hậu và thủy văn của khu vực cũng thuận lợi cho việc thâm canh tăng

vụ trong sản xuất nông nghiệp Thời tiết mùa đông rất phù hợp với một số cây trồng ưa lạnh

 Công nghiêp: Tài nguyên có giá trị đáng kể là mỏ đá ( Hải Phòng, Hà Nam, Ninh Bình), sét cao lanh ( Hải Dương), than nâu ( Hưng Yên), khí tự nhiên ( Thái Bình) Đặc biệt, mỏ khí đốt Tiền Hải đã đưa vào khai thác nhiều năm nay và đem lại hiệu quả kinh tế cao Tuy nhiên, vùng thiếu nhiên liệu cho việc phát triển công nghiệp, phần lớn nguyên liệu phải nhập từ vùng khác Một số tài nguyên của vùng suy thoái do khai thác quá mức

 Ngư nghiệp: Do đặc điểm vị trí địa lý của vùng có diện tích tiếp xúc với biển lớn nên ngư nghệp khá phát triển ở đồng bằng Sông Hồng, hệ thống sông ngòi dày đặc, đan xen nhau, rất thuận lợi cho đánh bắt thủy hải sản ở các tỉnh nói riêng và

cả khu vực nói chung Đồng thời ở đây lại có đường bờ biển kéo dài nên cả chất lượng và số lượng hải sản ở đây rất phong phú, đem lại nguồn lợi kinh tế đáng kể cho toàn vùng

 Du lịch: Khu vực này nằm dọc bờ biển Việt Nam, đến bờ biển miền Trung nên ngoài ngành ngư nghiệp, khai thác tiềm năng du lịch cũng là một điểm mạnh của vùng Đặc biệt phải kể đến bãi biển nổi tiếng như Đồ Sơn, Cát Bà, đảo Hòn Dấu, đảo Bạch Long Vĩ,… những thắng cảnh này đem lại nguồn lợi kinh tế khổng

lồ cho sự phát triển kinh tế trong vùng Hàng năm, lượng khách du lịch trong và ngoài nước đến thăm quan, nghỉ mát, vui chơi không ngừng tăng lên, đồng thời chất lượng phục vụ và môi trường du lịch được cải thiện, đổi mới rất nhiều đem lại cho người dân một khu vực giải trí thuận tiện và hấp dẫn

 Thương nghiệp: Mạng lưới thương nghiệp rộng khắp trên toàn bộ khu vực đáp ứng nhu cầu mua bán của nhân dân một cách tiện ích và hợp lý nhất Đặc biệt

với chính sách mở cửa của nhà nước thì các trung tâm thương mại lớn ngày càng hình thành nhiều hơn

Nền kinh tế các nước ASEAN trong những năm gần đây tăng trưởng khá nhanh Việt Nam hiện nay đang là thị trường hấp dẫn cho các nước phát triển vào đầu tư đặc biệt trong lĩnh vực dầu khí

LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

Diện tích khu vực nghiên cứu cùng với các lô khác trong khu vực đã được tiến hành khảo sát từ những năm đầu của thập kỷ 80 của thế kỷ XX, một phần phía Đông Bắc lô 103 và phía Bắc lô 107 nằm trong hợp đồng PSC với Total từ năm

1989 đến 1992 Lịch sử nghiên cứu tìm kiếm thăm dò (TKTD) và khai thác có thể chia làm 2 giai đoạn chính sau: trước 1987 và từ 1988 đến nay Toàn bộ công tác tìm kiếm - thăm dò bao gồm các phương án khảo sát địa vật lý, địa chất và khoan,

có thể tóm lược như sau:

2.1 Giai đoạn trước năm 1987

2.1.1 Nghiên cứu địa vật lý

 Thăm dò địa chấn 2D:

Trong khu vực nghiên cứu hầu hết đã được phủ mạng lưới tuyến địa chấn 2D từ nghiên cứu khu vực đến nghiên cứu cấu tạo, bắt đầu bằng mạng 16 x 16km và 16 x 32km, ghi số - bội 48 của hai tàu địa chấn Poisk và Iskachen vào năm 1983

Năm 1984 sau khi có kết quả của công tác minh giải địa chấn khu vực, tàu Poisk lại tiếp tục thu nổ 2.000km tuyến địa chấn bội 48, mạng lưới đan dày 4 x 4km và 2

x 2km trên vùng biển được coi là có triển vọng nhất nằm giữa hai đứt gãy Sông Lô

và Sông Chảy

Trong những năm từ 1984 đến 1987 tàu địa chấn Bình Minh của công ty địa vật

lý thuộc Tổng cục Dầu khí Viêt Nam đã thu nổ được 2.000km tuyến địa chấn ghi

số, mạng lưới 2 x 2 km và 4 x 4 km trên khu vực Tây Nam và Đông Bắc khu vực nghiên cứu, nhưng do chất lượng có nhiều hạn chế nên số tài liệu này ít được sử dụng

 Thăm dò địa chấn 3D:

Ở khu vực nghiên cứu trong giai đoạn này công tác thăm dò địa chấn 3D vẫn còn rất hạn chế và hầu như chưa được tiến hành

2.1.2 Nghiên cứu địa chất:

Trong giai đoạn này, việc nghiên cứu địa chất, lấy mẫu đá ở các điểm lộ trên đất liền và trên các đảo cũng được chú ý đầu tư thích đáng

2.1.3 Khoan thăm dò và biểu hiện dầu khí:

Trong giai đoạn này thì việc khoan thăm dò trong khu vực nghiên cứu vẫn chưa

có giếng khoan nào do trong khu vực chưa phát hiện được cấu tạo triển vọng

2.2 Giai đoạn 1988 đến nay

Bước vào giai đoạn đổi mới, trên cơ sở chủ trương kêu gọi đầu tư bằng Luật Đầu

tư nước ngoài, năm 1988 Total vào ký hợp đồng PSC trên khu vực lô 106 và một phần lô 103-107, 102

2.2.1 Nghiên cứu địa vật lý

 Thăm dò địa chấn 2D:

Năm 1989 và 1990 Total tiến hành thu nổ 10.087km tuyến địa chấn với mạng lưới thăm dò từ 1 x 2km (Total 1989), và 1 x 1km đến 0,5 x 0,5km (Total 1990) ở khu vực góc Đông Bắc và Bắc lô 103-107

Năm 1998 PIDC tiến hành thu nổ mạng từ 1,5 x 2km đến 3 x 6km trên khu vực

còn lại của lô 107 nằm ở phía Nam diện tích Total đã khảo sát trước đây

Năm 1999, tàu Geomariner đã tiến hành thu nổ địa chấn với mật độ tuyến 4 x 6km trong phạm vi khu vực lô 103-107

PIDC (2005) cũng đã thu nổ mạng lưới địa chấn từ 2 x 3km đến 4 x 6km phủ trên khu vực phía Đông Bắc lô 103-107

Tính đến nay, ở ngoài khơi bể Sông Hồng đã thu nổ tổng cộng khoảng 86.000

km tuyến địa chấn 2D

- Thăm dò địa chấn 3D:

Do PIDC thu nổ năm 2005 (831km2) và 500km2 do công ty dầu khí Bạch Đằng thu nổ năm 2008 trên khu vực bao gồm phát hiện khí/condensate Hồng Long, Hoàng Long và các cấu tạo Bạch Long, cấu tạo S

2.2.2 Nghiên cứu địa chất:

Nhiều nghiên cứu địa chất trong khu vực được tiến hành, trong đó có chuyến đi thực địa nghiên cứu cấu trúc, địa hóa khu vực đảo Bạch Long Vĩ do Viện dầu khí/PVSC thực hiện Trên cơ sở nghiên cứu, Anzoil đã phân ra 3 đới triển vọng gắn liền với 3 loại bẫy như: (1) Đới cấu tạo vòm kèm đứt gãy xoay xéo Oligocene chủ yếu phân bố ở trũng Đông Quan; (2) Đới các cấu tạo chôn vùi với đá Cacbonat hang hốc và nứt nẻ phân bố ở rìa Đông Bắc miền võng Hà Nội; (3) Đới cấu tạo nghịch đảo Miocene phân bố ở trung tâm và Đông Nam miền võng Hà Nội Quan điểm thăm dò của Anzoil là: tìm khí và Condensat ở đới 1 và 3, tìm dầu ở đới 2, nhưng tập trung ưu tiên tìm kiếm thăm dò ở đới 1 và 2

Hình 2.1: Công tác khảo sát, nghiên cứu khu vực.(Theo VPI: 2014)

Trong diện tích lô nghiên cứu và các lô lân cận đã có 13 giếng khoan thăm dò dầu khí, trong đó giếng 103-TH-1X là giếng khoan đầu tiên được Total khoan từ cuối năm 1990 và gần đây nhất là giếng khoan 106-YT-2X (2009) Vị trí và phân bố

của mạng lưới khoan như sau:

- Lô 102: có 3 giếng khoan: 102-CQ-1X, 102-HD-1X, 102-TB-1X do Idemitsu khoan (1994) Trong quá trình khoan có biểu hiện dầu khí nhưng nhà thầu không thử vỉa do tầng chứa kém

- Lô 103: có 3 giếng khoan: 103-TH-1X, 103T-G-1X (1991) do Total khoan, giếng đầu tiên thử vỉa cho dòng khí công nghiệp, giếng thứ 2 không thử vỉa vì nhà thầu không quan tâm đến khí; PV103-HOL-1X (2000) do PIDC khoan, thử vỉa cho dòng khí yếu

- Lô 104: có 2 giếng khoan: 104-QV-1X (1995) 104-QN-1X (1996) do OMV khoan, giếng khô

- Lô 106: 3 giếng khoan: 106-YT-1X (2005), 106-HL-1X (2006), 106-YT-2X (2009): do Petronas khoan, giếng đầu có biểu hiện dầu trong Miocene giữa, gặp khí H2S trong móng đá vôi, giếng thứ 2: thử vỉa trong móng, gặp khí H2S, không gặp khí hydrocacbon

- Lô 107: 2 giếng khoan: 107T-PA-1X (1991), PV107-BAL-1X (2006), giếng đầu do Total khoan, giếng khô Giếng thứ 2 do PIDC khoan

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT LÔ 103-107, BẮC BỂ SÔNG HỒNG

Hiện tại, trong khu vực nghiên cứu lát cắt địa chất tương đối phức tạp bao gồm

đầy đủ các hệ tầng trầm tích từ trước Kainozoi đến trầm tích Kainozoi

3.1 Đặc điểm địa tầng

3.1.1 Móng trước Kainozoi

Đá móng trước Kainozoi ở khu vực phía Bắc vịnh Bắc Bộ nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng bao gồm nhiều loại khác nhau, phân thành nhiều đới thành hệ khác nhau Đá móng có tuổi Mesozoi và Paleozoi hoặc Proterozoi gồm đá cát kết, cuội kết, sạn kết xen kẽ với sét kết có tuổi Devon hoặc những lớp đá vôi rất dày có tuổi từ Devon tới Pecmi Mức độ phong hóa, biến chất của các loại đất đá này khác nhau, phụ thuộc vào vị trí địa lý và mức độ tiếp xúc với các điều kiện tự nhiên của chúng

Móng trước Kainozoi cũng mới chỉ được phát hiện ở ngoài vùng nghiên cứu Ở các điểm lộ trên bán đảo Đồ Sơn gặp cát kết, đá phiến màu đỏ, cuội kết Devon dưới, trên đảo Cát Bà gặp đá vôi màu đen tuổi Cacbon - Pecmi còn trên các đảo vùng Đông Bắc như Hạ Mai, Thượng Mai gặp cuội kết, cát kết Devon tương tự như ở Đồ Sơn Trên đảo Ngọc Vừng gặp cát kết, bột kết, đá phiến, đá vôi tuổi từ cuối Devon dưới tới đầu Devon giữa, còn trên quần đảo Cô Tô lại gặp đá vôi, cuội kết sạn kết,

đá phiến tuổi Ocdovic - Silua Hầu hết các lớp đất đá trước Kainozoi này đều bị

phong hóa và biến chất mạnh

3.1.2 Trầm tích Kainozoi

Hiện nay trong khu vực nghiên cứu, trầm tích Kainozoi vẫn đang là đối tượng

chính trong tìm kiếm thăm dò dầu khí

độ chọn lọc kém, nhiều hạt thạch anh, canxit bị gặm mòn, xi măng canxit - serixit Bột kết rắn chắc thường màu tím thường chứa serixit và oxit sắt Trên cùng là lớp cuội kết hỗn tạp màu tím, màu đỏ xen kẽ đá phiến sét Bề dày của hệ tầng tại giếng khoan này đạt 316m

Ở ngoài khơi trong phạm vi khu vực nghiên cứu, hệ tầng Phù Tiên đã được phát hiện ở giếng khoan 107-2B (3.050 - 3.535m) với cuội sạn kết có kích thước nhỏ, thành phần chủ yếu là các mảnh đá granit và đá biến chất xen kẽ với cát kết, sét kết màu xám, màu nâu bị phân phiến mạnh Các đá bị biến đổi thứ sinh mạnh Bề dày

các dạng bào tử phấn hoa, đặc biệt là Trudopollis và Ephedripites

Hệ tầng được thành tạo trong môi trường sườn tích - sông hồ Đó là các trầm tích

lấp đầy địa hào sụt lún nhanh, diện phân bố hẹp

 Trầm tích Oligocene (Hệ tầng Đình Cao, E 3 dc )

Hệ tầng mang tên xã Đình Cao (Phù Tiên - Hưng Yên), nơi đặt GK 104-1A mở

ra mặt cắt chuẩn của hệ tầng Tại đây từ độ sâu 2.396 đến 3.544m, mặt cắt chủ yếu gồm cát kết màu xám sáng, xám sẫm đôi chỗ phớt tím, xen các lớp cuội kết, sạn kết chuyển lên các lớp bột kết, sét kết màu xám, xám đen, rắn chắc xen ít lớp cuội sạn kết Bề dày của hệ tầng ở mặt cắt này là 1.148m

Hệ tầng Đình Cao phát triển mạnh ở Đông Quan, Thái Thụy, Tiền Hải và vịnh Bắc Bộ, bao gồm cát kết màu xám sáng, xám sẫm, hạt nhỏ đến vừa, ít hạt thô, đôi khi gặp cuội kết, sạn kết có độ lựa chọn trung bình đến tốt Đá gắn kết chắc bằng xi măng cacbonat, sét và ôxit sắt Cát kết đôi khi chứa glauconit (GK 107-2B) Sét kết màu xám sáng, xám sẫm đôi chỗ xen kẹp các lớp than hoặc các lớp mỏng đá vôi, chứa hóa thạch động vật Chiều dày hệ tầng thay đổi từ 300 - 1.148m

Các tập bột kết, sét kết màu xám đen phổ biến ở trũng Đông Quan và vịnh Bắc

Bộ chứa lượng vật chất hữu cơ trung bình (0.54%wt) Chúng được xem là đá mẹ sinh dầu ở khu vực Trong hệ tầng Đình Cao mới chỉ tìm thấy các vết in lá thực vật,

bào tử phấn hoa Diatiomeae, Pediatrum và động vật nước ngọt

Tuổi Oligocene của hệ tầng được được xác định dựa theo: Cicatricosisporites dorogensis,Lycopodiumsporites Neogeneicus, Gothanopollis basenis, Florschuetzia trilobata

Hóa thạch thân mềm nước ngọt Viviparus kích thước nhỏ, có khoảng phân bố

trong địa tầng rất rộng (Creta - Neogene), nhưng có ý nghĩa quan trong việc đánh dấu đối với trầm tích Oligocene trong khu vực, nên được dùng để nhận biết hệ tầng

Đình Cao là các lớp chứa Viviparus nhỏ

Hệ tầng Đình Cao thành tạo trong môi trường đầm hồ - sông ngòi Hệ tầng này

nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Phù Tiên

3.1.2.2 Trầm tích Neogene (Trầm tích Miocene: Hệ tầng Phong Châu, N 1 1pc ;

Phù Cừ, N 1 2phc ; Tiên Hưng, N 1 3th )

Trầm tích Neogene phân bố rộng rãi ở bể Sông Hồng với môi trường từ đồng bằng châu thổ, ven bờ, biển nông, chiều dày thay đổi trong khoảng rộng Trong khu vực nghiên cứu, các trầm tích hầu như nằm trong đới nghịch đảo kiến tạo, khác với những khu vực xung quanh trầm tích Neogene lại phát triển khá bình ổn và chịu tác động của quá trình mở rộng biển Đông Trầm tích Neogene được chia thành 3 hệ thống tương ứng với thời gian thành tạo là:

 Trầm tích Miocene dưới (hệ tầng Phong Châu N 1 1pc )

Năm 1972, Paluxtovich và Nguyễn Ngọc Cư đã thiết lập hệ tầng Phong Châu trên cơ sở mô tả mặt cắt trầm tích GK 110 từ độ sâu 1.820 đến 3.000m ở xã Phong Châu, tỉnh Thái Bình và đặt tên là hệ tầng Phong Châu, nơi giếng khoan đã được thi công Mặt cắt trầm tích đặc trưng bởi sự xen kẹp giữa các lớp cát kết hạt vừa, hạt nhỏ màu xám trắng, xám lục gắn kết chắc với những lớp cát bột phân lớp rất mỏng

từ cỡ mm đến cm tạo thành các cấu tạo dạng mắt, thấu kính, gợn sóng Cát kết có xi

măng chủ yếu là cacbonat với hàm lượng cao (25%) Khoáng vật phụ bao gồm nhiều glauconit và pyrit Bề dày của hệ tầng tại giếng khoan này đạt tới 1.180m Hệ tầng Phong Châu phân bố chủ yếu trong dải Khoái Châu - Tiền Hải và phát triển ra vịnh Bắc Bộ với sự xen kẹp các lớp cát kết, cát bột kết và sét kết chứa dấu vết than hoặc những lớp kẹp đá vôi mỏng Cát kết có xi măng cacbonat, ít sét Sét kết màu xám sáng đến xám sẫm và nâu nhạt đỏ nhạt, phân lớp song song, lượn sóng, với thành phần chủ yếu là kaolinit và ilit Bề dày của hệ tầng thay đổi từ 400 đến 1.400m

Trên cơ sở phân tích các dạng hóa thạch bào tử thu thập được đã xác lập phức hệ

Betula - Alnipollenites và đới Florschuetzia levipoli tuổi Miocene dưới

Hệ tầng Phong Châu được thành tạo trong môi trường đồng bằng châu thổ và thềm, có sự xen nhiều pha biển với các trầm tích biển tăng lên rõ rệt từ miền võng

Hà Nội ra vịnh Bắc Bộ Hệ tầng nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Đình Cao và các đá

cổ hơn

 Trầm tích Miocene giữa ( hệ tầng Phù Cừ N 1 2phc )

Hệ tầng Phù Cừ được V.K Golovenol, Lê Văn Chân (1966) mô tả lần đầu tiên trên cấu tạo Phù Cừ (miền võng Hà Nội) Tuy nhiên, khi đó chưa gặp được phần đáy của hệ tầng và mặt cắt được mô tả (960 - 1.180m) bao gồm các trầm tích đặc trưng tính chu kỳ rõ rệt với các lớp cát kết hạt vừa, cát bột kết phân lớp mỏng (dạng sóng, thấu kính, phân lớp xiên), bột kết, sét kết cấu tạo khối chứa nhiều hóa thạch thực vật, dấu vết động vật ăn bùn, trùng lỗ và các vỉa than lignit Cát kết có thành phần ít khoáng, độ lựa chọn và mài tròn tốt, khoáng vật phụ ngoài turmalin, zircon, đôi nơi gặp glauconit Sau này, Phan Huy Quynh, Đỗ Bạt (1983) và Lê Văn Cự (1985) khi xem xét lại toàn bộ mặt cắt hệ tầng Phù Cừ tại các giếng khoan sâu xuyên qua toàn bộ hệ tầng và quan hệ của chúng với hệ tầng Phong Châu nằm dưới, theo quan điểm về nhịp và chu kỳ trầm tích đã chia hệ tầng Phù Cừ thành 3 phần, mỗi phần là một nhịp trầm tích bao gồm các lớp cát kết, bột kết, sét kết có chứa than và hóa thạch thực vật Một vài nơi gặp trùng lỗ và thân mềm nước lợ

Hệ tầng Phù Cừ phát triển rộng khắp ở miền võng Hà Nội, có bề dày mỏng ở vùng Đông Quan và phát triển mạnh ở vịnh Bắc Bộ với thành phần trầm tích bao gồm cát kết, sét bột kết, than và đôi nơi gặp các lớp mỏng cacbonat Cát kết có màu xám sáng đến lục nhạt, thường hạt nhỏ đến hạt vừa, đôi khi hạt thô độ chọn lọc trung bình đến tốt, phổ biến cấu tạo phân lớp mỏng, thấu kính, lượn sóng, đôi khi dạng khối chứa nhiều cát kết hạch siderit, đôi nơi có glauconit Cát kết có xi măng gắn kết nhiều cacbonat, ít sét Sét bột kết màu xám sáng đến xám sẫm, chứa rất ít cacbonat, ít vụn thực vật và than có ít lớp đá cacbonat mỏng Bề dày chung của hệ tầng thay đổi từ 1.500 đến 2.000m Điều đáng chú ý là sét kết của hệ tầng thường có hàm lượng vật chất hữu cơ bằng 0,86%Wt, đạt tiêu chuẩn của đá mẹ sinh dầu và thực tế đã có phát hiện dầu và condensat trong hệ tầng Phù Cừ ở miền võng Hà Nội

Tuổi Miocene giữa của các phức hệ hóa thạch được xác định theo Florschuetzia trilobata với Fl Semilobata và theo Globorotalia, theo Obulina universa

Hệ tầng Phù Cừ nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Phong Châu, hình thành trong môi trường đồng bằng châu thổ, thềm có xen các pha biển chuyển sang châu thổ ngập nước - tiền châu thổ, theo hướng tăng dần ra vịnh Bắc Bộ

 Trầm tích Miocene trên (hệ tầng Tiên Hƣng N 1 3th )

Hệ tầng Tiên Hưng được V.K.Golovenok, Lê Văn Chân đặt theo tên địa phương Tiên Hưng - Thái Bình, nơi mặt cắt chuẩn của hệ tầng được thiết lập từ 250 m đến 1.010m Hệ tầng bao gồm các trầm tích, có tính phân nhịp rõ ràng với các nhịp đầu bằng sạn kết, cát kết chuyển dần lên bột kết, sét kết, sét than và nhiều vỉa than lignit, với bề dày phần thô thường lớn hơn phần mịn Cát kết, sạn kết thường gắn kết hoặc chưa gắn kết, chứa nhiều granat, các hạt có độ chọn lựa và mài tròn kém Trong phần dưới của hệ tầng, các lớp thường bị nén chặt hơn và gặp cát kết xám trắng chứa hạch siderit, xi măng cacbonat Bề dày của hệ tầng trong giếng khoan 4

là 760m

Việc xác định ranh giới giữa hệ tầng Tiên Hưng và hệ tầng Phù Cừ nằm dưới thường gặp nhiều khó khăn do có sự thay đổi tướng đá như đã nêu trên Phan Huy Quynh, Đỗ Bạt (1985) đã phát hiện ở phần dưới của hệ tầng một tập cát kết rất rắn chắc, màu xám, chứa các vết in lá thực vật phân bố tương đối rộng trong các giếng khoan ở miền võng Hà Nội và coi đây là dấu hiệu chuyển sang giai đoạn trầm tích lục địa sau hệ tầng Phù Cừ và đáy của tập cát kết này có thể coi là ranh giới dưới của hệ tầng Tiên Hưng Hệ tầng Tiên Hưng có mặt hầu hết trong tất cả các giếng khoan ở miền võng Hà Nội và ngoài khơi vịnh Bắc Bộ với thành phần chủ yếu là cát kết, ở phần trên là cát kết hạt thô và sạn sỏi kết, bột kết, xen các vỉa than lignit Mức độ chứa than giảm rõ rệt do trầm tích châu thổ ngập nước, với tính biển tăng theo hướng tiến ra vịnh Bắc Bộ Các lớp cát phân lớp dày đến dạng khối, màu xám nhạt, mờ đục hoặc xám xanh, hạt nhỏ đến thô, độ chọn lọc trung bình đến kém, chứa hóa thạch động vật và vụn than, gắn kết trung bình đến kém bằng xi măng cacbonat và sét Sét bột kết màu xám lục nhạt, xám sáng có chỗ xám nâu, xám đen chứa vụn than và các hóa thạch, đôi chỗ có glauconit, pyrit Bề dày của hệ tầng thay đổi trong khoảng 760 tới 3.000m

Hóa thạch tìm thấy trong hệ tầng Tiên Hưng gồm các vết in lá cổ thực vật, bào tử

phấn hoa, trùng lỗ và Nannoplankton, đặc biệt có một phức hệ đặc trưng gồm Quercus lobbii, Ziziphus được tìm thấy trong một lớp cát kết hạt vừa, dày khoảng

10m Lớp này gặp phần lớn trong các giếng khoan ở miền võng Hà Nội Lớp cát kết này còn thấy ở nhiều nơi ở miền Bắc như Tầm Chả (Nà Dương, Lạng Sơn), Bạch Long Vĩ, Trịnh Quân (Phú Thọ) Tuổi Miocene trên của hệ tầng được xác định theo

phức hệ bào tử phấn Dacrydiumllex, Quercus, Florschuetzia trilobata, Acrostichum, Stenochlaena, cũng như phức hệ trùng lỗ Pseudorotalia - Ammonia Môi trường

trầm tích của hệ tầng Tiên Hưng chủ yếu là châu thổ, xen những pha biển ven bờ

(trũng Đông Quan) và châu thổ ngập nước phát triển theo hướng đi ra vịnh Bắc Bộ 3.1.2.3 Trầm tích Pliocene - Đệ Tứ

 Hệ tầng Vĩnh Bảo (N 2 vb ):

Nằm bất chỉnh hợp trên trầm tích Miocene, hệ tầng Vĩnh Bảo đánh dấu giai đoạn phát triển cuối cùng của trầm tích Kainozoi trong khu vực Ở Vĩnh Bảo - Hải Phòng

từ độ sâu 240 - 510m, có thể chia hệ tầng Vĩnh Bảo làm 2 phần: phần dưới chủ yếu

là cát, hạt mịn màu xám, vàng chanh, phân lớp dày, có độ lựa chọn tốt, đôi nơi có những thấu kính hay lớp cuội kẹp, sạn hạt nhỏ xen kẽ; phần trên có thành phần bột

tăng dần Bề dày chung của hệ tầng tại giếng khoan này đạt khoảng 270m Trong đá gặp nhiều hóa thạch động vật biển như thân mềm, san hô, trùng lỗ

Hệ tầng Vĩnh Bảo được phát hiện trong tất cả các giếng khoan (ven biển) tiến vào đất liền tính lục địa của trầm tích tăng lên, và hệ tầng mang đặc điểm châu thổ chứa than Ngược lại, tiến ra phía biển trầm tích mang tính thềm lục địa rất rõ: cát

bở rời xám sáng đến hạt sẫm, hạt nhỏ đến hạt vừa, đôi khi thô đến rất thô, độ chọn lọc trung bình đến tốt xen với sét màu xám, xám xanh, mềm chứa mica, nhiều pyrit, glauconit và phong phú các mảnh vỏ động vật biển Hệ tầng Vĩnh Bảo có chiều dày

từ 200 - 500m và tăng dần ra biển

Hệ tầng Vĩnh Bảo chủ yếu được thành tạo trong môi trường thềm biển

 Hệ tầng Hải Dương, Kiến Xương (Q):

Các trầm tích Đệ Tứ ít được nghiên cứu trong địa chất dầu khí Trầm tích Đệ Tứ phủ bất chỉnh hợp trên trầm tích Pliocene bao gồm cuội, sạn, cát bở rời (hệ tầng Kiến Xương) chuyển lên là cát, bột, sét và một số nơi có than bùn (hệ tầng Hải Dương) Môi trường trầm tích chủ yếu là biển nông đến biển sâu

Hình 3.1: Cột địa tầng tổng hợp lô 103-107, Bắc bể Sông Hồng (Theo VPI: 2014)

3.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU KIẾN TẠO

3.2.1 Hệ thống đứt gãy

3.2.1.1 Hệ thống đứt gãy nằm theo hướng Tây Bắc - Đông Nam

Phát triển ở khu vực Tây - Tây Bắc bao gồm hệ thống các đứt gãy khu vực và địa phương gồm cả đứt gãy thuận và nghịch Đứt gãy thuận là đứt gãy cổ hình thành trước Kanozoi, móng bị dập vỡ làm xuất hiện hàng loạt các đứt gãy trong đó có kể như đứt gãy Sông Lô và đứt gãy Sông Chảy, đứt gãy Vĩnh Ninh Sau này vào pha hình thành và phát triển bể trầm tích Sông Hồng, các đứt gãy như đứt gãy Sông Chảy, đứt gãy Sông Lô lại tái hoạt động trong trường ứng xuất tách giãn, cường độ hoạt động của chúng rất mạnh có chiều dài và biên độ dịch chuyển lớn Đứt gãy chờm nghịch được hình thành và phát triển chủ yếu trong pha nén ép Miocene giữa Hàng loạt đứt gãy được sinh thành nhưng đáng lưu ý nhất là đứt gãy Vĩnh Ninh và Thái Bình Hệ thống đứt gãy này bao gồm cả đứt gãy khu vực và địa phương

Hình 3.2: Mặt cắt địa chấn qua Lô 103-107 theo tuyến C 1 D 1 hướng TB-ĐN

( Theo VPI: 2014 )

 Hệ thống đứt gãy khu vực: Là những đứt gãy lớn liên quan đến sự thành tạo và

gắn liền với lịch sử phát triển của bể trầm tích:

- Đứt gãy Sông Chảy: Đứt gãy này bắt đầu từ Trung Quốc qua biên giới Việt -

Trung theo thung lũng Sông Chảy đến Việt Trì vào đồng bằng châu thổ Sông Hồng rồi đổ ra biển Đây là hệ đứt gãy dài khoảng 800km có thể sâu tới mặt

mô hô, biên độ dịch chuyển trong thời kỳ Kainozoi đạt từ 1.000m đến

2.000m và có hướng cắm về phía Đông Bắc

Việt - Trung kéo xuống dọc theo thung lũng Sông Lô, men theo rìa Tây Nam của dãy núi Tam Đảo ra đến phía Tây Bắc của lô 103-107 và nhập vào đứt gãy Vĩnh Ninh Đây là đứt gãy đồng trầm tích có hướng cắm về phía Tây Nam, nằm ở khu vực đồng bằng thuộc khu vực Sông Hồng bao gồm nhiều

đứt gãy bậc thang biên độ dịch chuyển tới 2.000m

- Đứt gãy Vĩnh Ninh: Đứt gãy Vĩnh Ninh kéo dài từ Bắc Thành phố Việt Trì

đến Tây Bắc lô 103-107 sau đó nhập với hệ đứt gãy Sông Lô tạo nên địa hào trung tâm của phần phía Tây Bắc bể Sông Hồng Pha uốn nếp chính vào Miocene trên tạo lên hàng loạt các cấu tạo lồi trong phạm vi của địa hào này

Chúng được xem là đối tượng tìm kiếm thăm dò dầu khí chính

 Hệ thống đứt gãy địa phương: Chúng tạo với hệ thống đứt gãy khu vực góc gần

30o chúng là những đứt gãy địa phương hình thành muộn và hầu hết là những đứt gãy thuận biên độ dịch chuyển nhỏ như: đứt gãy Thái Bình, Kiến Xương, Tiên

Lãng, Hưng Yên, Ninh Bình

3.2.1.2 Hệ thống đứt gãy khu vực nằm theo hướng Tây Nam - Đông Bắc

Hệ thống đứt gãy này chủ yếu là các đứt gãy nghịch hình thành vào thời kỳ Kainozoi, biên độ dịch chuyển nhỏ Chúng phân bố chủ yếu ở ngoài khu khơi vịnh

Bắc Bộ, gần khu vực đảo Bạch Long Vĩ

Hình 3.3: Mặt cắt địa chấn qua Lô 103-107 theo tuyến A1 B 1 hướng TN-ĐB

( Theo VPI: 2014 )

 Vai trò của các hệ thống đứt gãy đối với các tích tụ dầu khí:

Hầu hết các cấu tạo vòm, bán vòm trong phần phía Bắc bể trầm tích Sông Hồng đều nằm kề cận với các đứt gãy (đặc biệt là khu vực ngoài khơi vịnh Bắc Bộ) Do

đó các đứt gãy này đóng vai trò rất quan trọng đối với sự phá huỷ, bảo tồn các tích

tụ dầu khí Trong đó các hệ thống đứt gãy phát triển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam nằm trong vùng trũng Trung tâm thường đóng vai trò là các màn chắn kiến tạo rất tốt, ngoài ra vào các thời kì hoạt động kiến tạo có thể chúng còn đóng vai trò là các đường dẫn dầu và khí di chuyển từ những tầng sinh thấp hơn lên các bẫy chứa Còn vùng rìa Đông Bắc và đới nghịch đảo Bạch Long Vĩ, đóng vai trò là các màn chắn thì hệ thống đứt gãy phát triển theo hướng Đông Bắc - Tây Nam là chủ đạo

3.2.2 Đặc điểm cấu trúc

Do bể Sông Hồng là một bể trầm tích có lịch sử phát triển địa chất phức tạp từ Paleogene đến nay, với nhiều pha căng giãn nén ép, nghịch đảo kiến tạo nâng lên,

hạ xuống, bào mòn, cắt xén,… nên có nhiều đơn vị cấu tạo khác nhau

Hình 3.4: Bản đồ cấu kiến tạo khu vực nghiên cứu ( VPI: 2014 )

3.2.2.1 Đới nghịch đảo Miocene

Thực chất đới này trước đó nằm trong một địa hào sâu, bị nghịch đảo trong thời

kì từ Miocene giữa đến cuối thời kì Miocene muộn, ở vài nơi nghịch đảo kiến tạo con hoạt động cả đầu thời kì Pliocene

phía Đông Bắc, kéo dài từ đất liền ra biển đến các lô 102, 103-107 Nguồn gốc của nghịch đảo kiến tạo là do chuyển dịch trượt bằng phải của hệ thống đứt gãy Sông Hồng vào thời kỳ cuối Miocene Vì vậy mặt cắt trầm tích Miocene bị nén ép, nâng lên, bị bào mòn cắt xén mạnh, mất trầm tích từ vài trăm có thể đến hàng nghìn mét, thời gian thiếu vắng trầm tích từ một đến vài triệu năm

Cấu trúc nghịch đảo Miocene thể hiện rõ hai đới cấu trúc bậc cao là đới nâng Tiền Hải và đới nâng Kiến Xương

Đới nâng Tiền Hải phát triển từ đất liền ra biển tới lô 102, Đông Bắc lô 103-107, Tây lô 103-107 Tham gia vào cấu trúc của đới nâng có trầm tích Oligocene và Miocene Đặc điểm của đới nâng uốn nếp nghịch đảo này phát triển nhiều cấu tạo nâng là đối tượng cho tìm kiếm và thăm dò dầu khí Ở đây đã có nhiều giếng khoan trên các cấu tạo như cấu tạo Bạch Long, Hoàng Long, Hồng Long

Đới nâng nghịch đảo Kiến Xương phát triển giữa đứt gãy Thái Bình và đứt gãy Kiến Xương Tham gia vào cấu trúc này bao gồm các thành tạo Oligocene và Miocene Ở đây phát triển các cấu trúc nâng thuận lợi cho tìm kiếm dầu khí Đới nâng này bị phân cắt với đới nâng Tiền Hải bởi nếp lõm Thượng Ngãi ở phía Bắc và phía Nam là nếp lõm lớn Kiến Giang

Phương hướng tìm kiếm thăm dò cho các cấu tạo loại này là chọn các cấu tạo bình ổn về mặt kiến tạo, ít bị bào mòn và có thời gian bào mòn ngắn nhất trong Miocene

3.2.2.2 Đới sụt lún Trung tâm

Yếu tố cấu trúc này nằm về phía Nam khu vực nghiên cứu, được khống chế bởi đứt gãy Sông Lô về phía Đông và đứt gãy Sông Chảy về phía Tây Theo tài liệu trọng lực, 2 đứt gãy này có độ sâu phát triển đến 40 km (Cao Đình Triều, 2007) vượt quá giới hạn phát triển của trầm tích Kainozoi của bể Tại tâm bồn trũng, thành phần hạt mịn là chủ yếu, có các diapia sét phát triển và trên đó trầm tích Miocene trên - Pliocene bị nâng lên với biên độ nhỏ Vào cuối Miocene đầu Pliocene, do ảnh hưởng của kiến tạo nghịch đảo nên trầm tích Pliocene bị nâng lên chút ít tạo thành đới nâng Đông Sơn (tên của đới nâng được Nguyễn Mạnh Huyền sử dụng đầu tiên, 2007) Đới nâng Đông Sơn rộng từ 10 - 12km đến 25 - 30km và có sự phân dị về chiều cao so với mặt bằng của móng có thể lên tới 2.000 - 2.500m Trũng trung tâm sụt lún mạnh ở phần giữa, ở đây độ sâu móng có thể đạt tới 14km, nâng nhẹ về phía Nam và nâng mạnh về phía Bắc Do hướng đổ vật liệu từ Tây Bắc xuống Đông Nam và hướng á vĩ tuyến từ đất liền ra biển, nên có nhiều thân cát dạng nón phóng vật và turbidit có tuổi Miocene trên - Pliocene Đối tượng tìm kiếm ở đây là các cấu tạo khép kín có biên độ nhỏ trên đới nâng Đông Sơn, các cấu tạo khép kín phát triển trên các diapia sét và các quạt cát dạng turbidit

3.2.2.3 Trũng Đông Quan

Đây là phần trũng sâu trong đất liền thuộc miền võng Hà Nội, được giới hạn với rìa Đông Bắc bởi hệ thống đứt gãy Sông Lô về phía Đông Bắc và đới nghịch đảo kiến tạo bởi đứt gãy Vĩnh Ninh về phía Tây, và còn kéo dài ra vùng biển nông thuộc

lô 102 Đặc điểm nổi bật của đới này là các trầm tích Miocene dày 3.000m, uốn võng nhưng ổn định, ít hoạt động kiến tạo và nằm bất chỉnh hợp trên trầm tích

Eocene - Oligocene, dày hơn 4.000m, đã bị nâng lên, bào mòn cắt xén và cuối thời

kỳ Oligocene Hoạt động kiến tạo nâng lên, kèm với việc dịch chuyển trái vào thời

kỳ đó đã tạo nên một mặt cắt Oligocene có nhiều khối đứt gãy thuận - xoay xéo Các khối đứt gãy thuận xoay xéo này là những bẫy dầu khí quan trọng, mà một trong số đó đã phát hiện được mỏ khí D14

3.2.2.4 Thềm Hạ Long

Thềm Hạ Long ở phía Đông Bắc đứt gãy Sông Lô phát triển từ đất liền ra biển đến các lô 101 và Đông Bắc lô 106 Tại đây lớp phủ trầm tích Kainozoi mỏng (không quá 2.000m trong một số địa hào hẹp) và móng Paleozoi nâng cao dần rồi lộ trên mặt ở đất liền tại rìa Đông Bắc (Đồ Sơn, Kiến An, vịnh Hạ Long) Đây là miền móng đơn nghiêng mà phổ biến hơn cả là đá vôi Cacbon - Pecmi (hệ tầng Bắc Sơn),

đá vôi và phiến silic Devon giữa - trên (hệ tầng Lỗ Sơn) hoặc cát kết đá phiến màu

đỏ và cuội kết Devon dưới (hệ tầng Đồ Sơn) Dọc theo hệ thống đứt gãy sông Lô, cạnh rìa thềm Hạ Long là một địa hào nhỏ hẹp, trong đó có các khối móng nhô cao như Yên Tử - Chí Linh tồn tại các khối đá vôi Cacbon - Pecmi được chôn vùi dưới trầm tích Oligocene - Miocene, có nứt nẻ, có khả năng chứa dầu khí Các đối tượng tìm kiếm dầu khí là địa hình vùi lấp cacbonat, chiếm diện tích nhỏ trong các địa hào nhỏ, hẹp

3.2.2.5 Đới nghịch đảo Bạch Long Vĩ

Đây là một địa hào nhỏ hẹp từ giữa lô 103-107 theo hướng Đông Bắc - Tây Nam đến góc Đông Nam của lô 106 và ven rìa phía Tây Bắc của đới nghịch đảo Bạch Long Vĩ, chịu ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo nghịch đảo vào thời kỳ Oligocene trên - Miocene dưới Chế độ kiến tạo này chỉ xảy ra ở vùng giao nhau của hai hệ thống đứt gãy khác hướng Tây Bắc - Đông Nam và Tây Nam - Đông Bắc Các cấu tạo chỉ được phát triển trong trầm tích Oligocene - Miocene dưới nằm trong các địa hào nhỏ hẹp với nguồn sinh nhỏ

3.2.2.6 Thềm đơn nghiêng Thanh- Nghệ

Là một thềm đơn nghiêng kéo dài từ phía Tây Nam miền võng Hà Nội dọc theo đường bờ các lô 103, 104, 105, 111 Ở phía Bắc thành phần thạch học của móng bao gồm đá biến chất Paleozoi, cacbonat, sét cacbonat và các đá mảnh vụn Mesozoi Các thành tạo gneis Proterozoi và cacbonat Mesozoi chiếm vị trí nhô cao của mặt móng, các trầm tích lục nguyên và sét vôi Mesozoi thường nằm trong lõm sâu mà trên đó là các trầm tích Kainozoi có thể dày đến 2.000m

3.2.3 Phân tầng kiến trúc

Các phân vị cấu trúc đứng của khu vực được giới hạn dưới bởi móng trước Kainozoi bao gồm các thành tạo trầm tích - magma - biến chất có tuổi từ Creta trở

về trước, giới hạn trên bởi trầm tích thềm lục địa Pliocene - Đệ Tứ

Dựa vào đặc điểm cấu trúc kiến tạo, các bề mặt ranh giới bất chỉnh hợp, bối cảnh kiến tạo mà trong đó chúng được hình thành, ở đây các thành tạo trong khu vực có thể chia ra các tầng cấu trúc như sau:

- Tầng cấu trúc dưới (trước Kainozoi)

- Tầng cấu trúc giữa (Eocene - Oligocene - Miocene):

+ Phụ tầng cấu trúc dưới (hình thành trong Eocene)

+ Phụ tầng cấu trúc giữa (hình thành trong Oligocene - Miocene dưới)

- Tầng cấu trúc trên (Pliocene - Đệ Tứ)

3.2.3.1 Tầng cấu trúc dưới (trước Kainozoi)

Tầng cấu trúc dưới bao gồm các tầng trước Kainozoi, là toàn bộ phần móng bị vùi lấp bởi các trầm tích Kainozoi bên trên trầm tích móng có tuổi từ Paleozoi giữa

- trên, Cacbon - Pecmi và cả Mezozoi

3.2.3.2 Tầng cấu trúc giữa (Eocene - Oligocene - Miocene)

Theo đặc điểm kiến trúc, môi trường trầm tích và lịch sử hình thành chia tầng này thành 3 phụ tầng nhỏ hơn:

* Phụ tầng cấu trúc dưới (Eocene)

Bao gồm các trầm tích lũ tích hệ tầng Phù Tiên, có thời gian thành tạo là Eocene, thực chất là một tập lớn hình thành trong bối cảnh kiến tạo tạo núi, phân bố trong các trũng giữa núi hình thành vào đầu PalEocene Đặc điểm của tầng cấu trúc này là các thể địa chất phân bố rời rạc trong các trũng giữa núi Trên bản đồ cấu trúc các

thể địa chất này thể hiện các hình dạng méo mó, không liên tục

* Phụ tầng cấu trúc giữa (Oligocene - Miocene dưới)

Bao gồm các trầm tích hệ tầng Đình Cao, Phong Châu và các thành tạo tương đương có thời gian hình thành trong Oligocene dưới, Oligocene trên và Miocene dưới Thực chất đây là một liên nhịp/tập lớn hình thành trong bối cảnh kiến tạo đồng tách giãn cơ chế pull - apart, là một tập hợp và nhịp mà ranh giới giữa chúng rất khó xác định, hoàn toàn không trùng với ranh giới địa tầng và các phân vị địa tầng quốc tế

Thành phần vật chất của tầng cấu trúc này chủ yếu là các trầm tích cơ học bao gồm cuội, sạn lũ tích, sạn bồi tích, tướng cát nón quạt cửa sông và bột sét tiền châu thổ, tướng sét bột biển nông, sét vũng vịnh giàu vật chất hữu cơ, kết thúc là sét biển nông chứa glauconit thống trị đánh dấu giai đoạn tách giãn bể và biển tiến khu vực lớn nhất trong lịch sử phát triển của bồn Theo Trần Nghi (2004) thành tạo này hình thành trong 2 chu kỳ trầm tích gọi là chu kỳ thứ 2 và chu kỳ thứ 3 Trong đó chu kỳ thứ 2 tương ứng với thời gian hình thành trầm tích hệ tầng Đình Cao, chu kỳ thứ 3 tương ứng với thời gian hình thành trầm tích hệ tầng Phong Châu

* Phụ tầng cấu trúc trên (Miocene giữa - trên)

Bao gồm các trầm tích hệ tầng Phù Cừ và Tiên Hưng, có thời gian thành tạo là Miocene giữa - trên Trong các văn liệu địa chất thường gọi là thành tạo sau tách giãn Đây là một tập lớn hình thành trong bối cảnh kiến tạo bình ổn, quá trình tách giãn đã ngừng nghỉ, môi trường trầm tích đặc trưng cho tướng châu thổ biển tiến, châu thổ đầm lầy với sự xuất hiện các thành tạo than rất đặc trưng đạt số lượng 15 -

20 vỉa

Các thành tạo tầng cấu trúc trên có đặc điểm phân bố rất rộng và đạt mức độ cực đại trong không gian toàn bể Thành phần vật chất thể hiện sự phân dị không gian trầm tích Ở Đông Bắc là trầm tích bồi tích - tam giác châu, ở Tây Bắc chủ yếu là trầm tích dạng hồ lớn lục địa

Các thành tạo này hình thành trong điều kiện biển lùi với tướng lục địa tăng dần Phụ thuộc vào các vị trí cụ thể, các thành tạo của tầng cấu trúc này có thể bị uốn nếp

mạnh Cấu trúc uốn nếp của các thành tạo Phù Cừ và Tiên Hưng là đồng trục, nói một cách khác giữa Phù Cừ và Tiên Hưng không hề có chuyển động nghịch đảo uốn nếp

3.2.3.3 Tầng cấu trúc trên (Pliocene - Đệ Tứ)

Tầng cấu trúc này được cấu thành từ các trầm tích bở rời chưa được gắn kết có tuổi Pliocene - Đệ Tứ với thế nằm rất thoải từ 1 – 50 Các đứt gãy gần như không ảnh hưởng đến chúng Các thành tạo này bao phủ rộng khắp trên toàn thềm lục địa,

độ dày tăng dần lên về các trung tâm tích tụ (phía biển Đông) Thực tế thì từ các mặt cắt địa chấn và các mặt cắt địa chất giếng khoan các nhà địa chất chưa phân tách được các thành tạo Pliocene và Đệ Tứ Chúng là các mặt cắt khá liên tục giống nhau về thành phần, tướng trầm tích và có chung một bình đồ phân bố không gian,

tạo thành lớp phủ giả lên trên tất cả các bể

3.2.4 Lịch sử phát triển địa chất

3.2.4.1 Kiến tạo trước Kainozoi

Kiến tạo trước Kainozoi trong khu vực được rất nhiều nhà khoa học địa chất như Tapponier (1986), Hayashi (1986), Robert (1988), Harder (1992), Chen và nhiều tác giả (1993) nghiên cứu và kết quả có được như sau: Trước Kainozoi, khu vực Đông Nam Á có những hoạt động kiến tạo phức tạp liên quan đến sự chuyển động của 3 mảng khu vực gồm Nam Trung Hoa, Shan Thai và Kontum Vào thời kỳ Cacbon - Pecmi có thể mảng Kontum dịch chuyển về phía Tây chui xuống dưới mảng Shan Thai, việc gắn kết này tạo nên mảng Đông Dương Vào thời kỳ cuối Paleozoi và Mesozoi khu vực bị ảnh hưởng sâu sắc bởi quá trình hoạt động kiến tạo mảng, sự va chạm của khối Sundaland với mảng Âu - Á trong Triat dọc theo đứt gãy Sông Lô đã hình thành hệ thống đứt gãy khu vực dài hàng nghìn km nằm theo hướng Tây Bắc - Đông Nam ở phía Bắc Việt Nam (hệ thống đứt gãy Sông Hồng)

Trong thời kỳ cuối Pecmi, Triat đến giữa Jura mảng Nam Trung Hoa chui xuống dưới mảng Đông Dương dẫn đến việc thành tạo hàng loạt các dải uốn nếp sắp xếp theo hướng Tây Bắc - Đông Nam Các không gian dành cho trầm tích được hình thành trong quá trình hoạt động kiến tạo này được lấp đầy nhanh chóng bằng các

trầm tích nguồn gốc lục địa xen kẽ với các pyroclastic trong suốt thời gian từ giữa

Jura đến hết Creta Trong thời gian này hệ thống đứt gãy Sông Hồng hoạt động theo

cơ chế dịch chuyển ngang và vào cuối Mesozoi mực nước biển hạ thấp đột ngột kết quả để lại sự karst hóa mạnh mẽ và một bất chỉnh hợp địa tầng đặc trưng chờ đợi các trầm tích Kainozoi

Hình 3.5: Mô hình kiến tạo bồn trũng trầm tích Việt Nam ( Nguồn: VPI 2014)

3.2.4.2 Kiến tạo Kainozoi

Vào thời kỳ cuối Mesozoi, đầu Kainozoi hệ thống đứt gãy Sông Hồng tạo thành miền địa chất yếu và được tái hoạt động do sự va đập của mảng Ấn Độ và mảng Âu

- Á trong thời gian từ Eocene đến Oligocene

Rất nhiều nhà nghiên cứu như Tapponier (1982), Katz (1986), Leloup và nhiều tác giả (1992) Harder và nhiều tác giả (1992),… cho rằng vào thời kỳ này dọc theo

hệ thống đứt gãy Sông Hồng xuất hiện chuyển động dịch chuyển ngang trái và sự quay theo chiều kim đồng hồ của mảng Đông Dương Khoảng cách dịch chuyển giữa các khối từ 200 - 700km Quá trình dịch chuyển ngang kết hợp với tách giãn trong khu vực đã tạo cơ sở hình thành các bể trầm tích dạng rift như bể Lôi Châu, Sông Hồng, Nam Hải Nam, bể Sông Châu Giang và khu vực tách giãn của vỏ đại dương ở trung tâm biển Đông Pha tạo rift chính có thể đã kéo dài trong thời gian từ Eocene đến cuối Oligocene dưới, sau đó là quá trình nghịch đảo kiến tạo ngắn trong Oligocene kết hợp với mực nước biển xuống thấp đã tạo điều kiện cho sự bào mòn mạnh ở những vùng rìa bể trầm tích Trong thời gian này, các đứt gãy phát triển chủ yếu theo hướng Bắc - Nam và Đông - Tây ở những vùng rìa

Quá trình tách giãn suy giảm cường độ sau pha nghịch đảo và chuyển dần sang

sự kết hợp với sụt lún nhiệt bắt đầu từ cuối Oligocene đầu Miocene Trong giai đoạn Miocene dưới, Miocene giữa toàn bộ bể trầm tích Sông Hồng tham gia vào quá trình sụt lún kết hợp với mực nước biển toàn cầu tăng mạnh Dấu vết của giai đoạn biển cường này để lại ở nhiều nơi cho thấy mực nước vào cuối Miocene giữa nằm ở mức cao hơn so với hiện tại vài trăm mét

Trong thời gian từ cuối Miocene giữa đến đầu Pliocene, chuyển động dịch ngang phải xuất hiện dọc theo hệ thống đứt gãy Sông Lô, khu vực châu thổ Sông Hồng bị nén ép mạnh Trầm tích bị uốn nếp tạo nên những dải cấu trúc lồi dài và hẹp chờm nghịch lên đứt gãy khu vực thuộc hệ thống đứt gãy Sông Hồng Hiện tượng nghịch đảo này có cường độ mạnh nhất trong khoảng thời gian cuối Miocene giữa và cuối Miocene trên

Hệ thống đứt gãy cổ phát triển khu vực nằm theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, á Bắc - Nam mang tính chất mở bể phát triển trong trầm tích Kainozoi và hệ thống đứt gãy trẻ phát triển địa phương theo hướng Tây Bắc - Đông Đông Nam được hình thành do kết quả của dịch chuyển dịch ngang có tác dụng phân khối các cấu trúc

Điều này có ảnh hưởng rất lớn đến sự di chuyển và tích tụ dầu khí

Hình 3.6: Minh họa lịch sử phát triển kiến tạo khu vực nghiên cứu.(theo VPI: 2014)

3.2.4.3 Kiến tạo Đệ Tứ

Trong Đệ Tứ, vào thời kỳ Pleistocene quá trình vận động kiến tạo và trầm tích vẫn tiếp tục như đã xảy ra trong thời kỳ Pliocene Vào cuối Pleistocene, đầu Holocene có thể tốc độ sụt lún trong toàn bộ bể trầm tích Sông Hồng đã chậm lại và kết hợp với mực nước biển thoái nên đã xảy ra pha dừng trầm tích ngắn Dấu vết để lại là một bất chỉnh hợp địa tầng có thể quan sát rất rõ trên mặt cắt địa chấn đặc biệt

là ở gần khu vực đảo Bạch Long Vĩ

3.3 Tiềm năng dầu khí lô 103-107

3.3.1 Biểu hiện dầu khí

Tuy chưa có những phát hiện dầu khí quan trọng nhưng trong lịch sử thăm dò địa chất cũng ghi nhận những dấu hiệu có mặt của dầu khí trong trầm tích có tuổi từ Paleozoi đến Kainozoi

3.3.1.1 Biểu hiện dầu khí trong trầm tích Mesozoi – Paleozoi

Đối tượng trước Devon: hiện nay coi như không có triển vọng

Đối tượng trong Devon: đã tìm thấy vết dầu chết trong đá vôi phong hóa và biến chất vùng núi Lịch – Yên Bái và phát hiện lượng dầu khí nhỏ trong đá vôi Devon ở

GK 112- B

Đối tượng trong Cacbon – Pecmi: đã phát hiện dầu trong GK B10 của Anzoil và nhiều giếng khoan trong bể Beibuwan

Đối tượng trong Mesozoi: chỉ mới phát hiện thêm vết dầu chết trong cát kết tuổi

Trias tại khu vực đầm Thị Nại – Quy Nhơn và trong đá vôi Trias gần Sơn La

3.3.1.2 Biểu hiện dầu khí trong trầm tích Kainozoi

Đối tượng trong Paleogene: đã khai thác khí trong Paleogene (mỏ Yang Cheng) Đối tượng trong Miocene: phát hiện khí Condensate trong GK 103 – C, 107 – A Đối tượng trong Pliocene: khí đã được phát hiện trong cát kết tuổi Pliocene ở khu vực mỏ Dongfan, Ledong

3.3.2 Đặc điểm đá sinh

3.3.2.1 Tiềm năng hữu cơ

Trên cơ sở nghiên cứu các điểm lộ và giếng khoan có thể rút ra kết luận là đá mẹ trong trầm tích Pliocene, Miocene trên và phần lớn Miocene giữa chưa đạt tới ngưỡng trưởng thành nên các tầng này không có tiềm năng sinh dầu khí Trong phạm vi khu vực nghiên cứu chỉ chú ý đến sự tồn tại hai tầng sinh quan trọng là đá

mẹ Eocene/Oligocene và Miocene dưới Tiềm năng sinh của đá mẹ được đánh giá dựa trên tổng hàm lượng Cacbon hữu cơ (TOC) và các giá trị S1, S2 đối với các trầm

tích sét kết- bột kết theo tiêu chuẩn phân loại ở bảng 3.1

Bảng 3.1: Các chỉ tiêu đánh giá tiềm năng của đá mẹ

STT Tiềm năng sinh

Hàm lượng Cacbon hữu cơ (TOC) Giá trị nhiệt phân

Dựa vào kết quả nghiên cứu ở những khu vực lân cận (bể Tây Lôi Châu, trũng

Hà Nội, trũng Huế) và kết quả phân tích địa hoá của 5 giếng khoan trong khu vực nghiên cứu, đá mẹ trong bể Sông Hồng bao gồm sét, sét kết đầm hồ tuổi

(Miocene hạ/trung)

 Đá sinh tuổi Eocene/Oligocene

Theo báo cáo của VPI cho biết đá mẹ tuổi Eocene ở bể trầm tích sông Hồng được lắng đọng trong điều kiện đầm hồ ven biển (Phạm Quang Trung – 1998) Ở bể trầm tích Sông Hồng, phía Trung Quốc cho rằng có tồn tại đá mẹ tướng đầm hồ tại vùng trung tâm với độ dày từ 1000m đến trên 3000m với TOC = 1,46 – 2,04%, Kerogen loại II và loại III, R0= 0,6 – 1,5% nghiêng về khả năng sinh khí với khả năng sinh đạt từ 25 – 35mg/g TOC Trong hệ tầng Chang – Liu tại bể trầm tích Tây Lôi Châu cạnh bể Sông Hồng, các giếng khoan bắt gặp tập sét đầm hồ tuổi Eocene có khả năng sinh dầu tốt, các tập sét giàu vật chất hữu cơ này vật chất hữu cơ với tổng hàm lượng Cacbon hữu cơ (TOC) khoảng 2,67 – 2,87% Wt, hàm lượng và chỉ số Hydrogen lớn (S1 + S2 khoảng 10 – 30mg/g; HI khoảng 200 – 600 mg HC/g TOC), Kerogen loại I và II Còn trong GK 107 – B chỉ số TOC rất thấp (dưới 0,7%) và chỉ

có phần đáy giếng khoan tại độ sâu 3530m thì giá trị TOC là 2,09% và S2 là 5,25mg/g

Đá sinh tuổi Oligocene đã được phát hiện ở nhiều nơi trong giếng khoan cũng như ở các điểm lộ trong bể trầm tích Sông Hồng Với kết quả khoan và nghiên cứu địa chất ở Miền Võng Hà Nội, từ lâu đã cho rằng tiềm năng sinh chủ yếu nằm trong Oligocene Trong vùng nghiên cứu, ở GK 102 – A, TOC cao nhất của Oligocene là 0,63%, còn ở GK 107 – B cho thấy lát cắt Oligocene dưới: từ khoảng độ sâu 2.555 – 2.764m có TOC khoảng 0,6 – 0,7%, tuy nhiên giá trị S2 lại rất thấp, cá biệt mới có mẫu đạt giá trị cao (độ sâu 2.555m TOC là 0,9% và S2 là 3,09 mg/g) Càng xuống sâu giá trị TOC càng giảm dần và giá trị S2 của mẫu càng nhỏ, không vượt quá 1mg/g Còn khi khảo sát ở vùng Đồng Ho và phần sâu của Đảo Bạch Long Vĩ đã phát hiện các đá mẹ là sét và sét than trong tập Oligocene có Kerogen cả loại I và II

có khả năng sinh cả dầu và khí Dựa trên kết quả phân tích và kết hợp với các kết quả nghiên cứu ở bể Tây Lôi Châu thì tiềm năng sinh chủ yếu nằm trong Oligocene.

 Đá sinh tuổi Miocene sớm

Trầm tích Miocene phân bố rộng rãi nhất trên toàn bộ diện tích vùng nghiên cứu

và được đặc trưng bởi các trầm tích lục nguyên thô đến mịn xen kẽ

Cho tới thời điểm này, trầm tích Miocene ở trong bể trầm tích Sông Hồng được nghiên cứu đầy đủ nhất, ngoài các giếng khoan trên đất liền thì các giếng khoan ở thềm lục địa vẫn gặp trầm tích Miocene là chủ yếu Đá mẹ tuổi Miocene chủ yếu là các tập sét, sét than sinh thành trong các pha ngập lụt chính của các trầm tích châu thổ Phần lớn các kết quả phân tích cho thấy đá mẹ có Kerogen loại III là chính, chỉ một số mẫu ở Bạch Long Vĩ có biểu hiện loại II Ở GK 102-A, 102-B, TOC dao động từ 0,5-2%, còn giếng khoan 103-C, TOC dao động từ 0,3-0,8% song giá trị S2

ở đây khá thấp, thay đổi từ 0,7-1,25 mg/g, chỉ số hydrogen thấp (HI dưới 200 mgHC/g TOC) ngoại trừ phần đảo nổi Bạch Long Vĩ với giá trị cao (HI lớn hơn 300 mgHC/g TOC) Sự sinh dầu khí từ đá mẹ tuổi Miocene bị ảnh hưởng rất nhiều do hai pha kiến tạo nghịch đảo cuối Miocene giữa và cuối Miocene trên Trong các pha kiến tạo này một khối lượng lớn đá mẹ bị uốn nếp và rơi ra ngoài cửa sổ tạo dầu,

một phần quay lại cửa sổ tạo dầu khi trầm tích Pliocene đã được hoàn thiện nhưng một phần khác vẫn nằm ngoài cửa sổ tạo dầu cho tới hiện tại

Ngoài ra một phần nhỏ phía dưới của Miocene giữa cũng có khả năng sinh Đối với đá mẹ Miocene giữa ở các lô nghiên cứu thuộc loại từ trung bình đến khá tốt Giá trị TOC của lô 103-107 là 0,57%, S2 đạt 1,05 mg/g Riêng mẫu ở 700m tại giếng khoan 103-B có TOC tới 6,65% và S2 là 23,19 mg/g và mẫu ở 850m tại giếng khoan 107-B có TOC là 0,86% và S2 là 5,37 mg/g (Hình 3.7, 3.8) Như vậy, đá mẹ Miocene sớm và giữa là tầng có tiềm năng sinh từ trung bình đến khá tốt

Hình 3.7: Biểu đồ đánh giá tiềm năng sinh trầm tích Miocene sớm của một số giếng

khoan trong khu vực nghiên cứu.(Theo VPI: 2014)

Hình 3.8: Biểu đồ đánh giá tiềm năng sinh trầm tích Miocene giữa của một số giếng

khoan trong khu vực nghiên cứu (Theo VPI: 2014)

hydrocacbon

Quá trình trưởng thành của VCHC được các định chủ yếu dựa vào chỉ tiêu phản

xạ vitrinite và các chỉ số khác như TTI và Tmax nhiệt phân

Tổng hợp các kết quả nghiên cứu của Total và Idemitsu cho thấy: Gradient địa nhiệt của khu vực nghiên cứu dao động trong khoảng 3,7- 4,0 0C/100m, nhiệt độ này làm cho VCHC tầng đá mẹ Eocene, Oligocene/Miocene dưới đạt mức độ trưởng thành cao Hiện tại tầng đá mẹ này đã trải qua tất cả các pha tạo sản phẩm từ đầu đến khí ẩm, condensate và khí khô Lấy giá trị R0 = 0,7% làm ngưỡng cho VCHC trưởng thành và bắt đầu sinh dầu thì ở giếng khoan 102-B tương ứng với độ sâu 3200m, GK 102-A với độ sâu 2900m Nếu lấy giá trị R0 = 0,6% làm ngưỡng trưởng thành VCHC thì ở giếng khoan 103-B và 103-C tương ứng độ sâu 3.000m (hình 3.9, 3.10), trong khi đó ở GK 107-B cửa sổ tạo dầu có thể bắt đầu ở độ sâu 2.300m

Các kết quả nghiên cứu của Trung Quốc cũng cho giá trị tương tự (cửa sổ tạo dầu cho đá mẹ Oligocene bắt đầu ở khoảng 2.400m, đá mẹ Miocene bắt đầu ở khoảng 2.800m)

Hình 3.9: Độ phản xạ Vitrinite của một số giếng khoan (Theo VPI: 2014).

Hình 3.10: Mức độ trưởng thành VCHC khu vực nghiên cứu (Theo VPI: 2014)

 Tóm lại có thể kết luận về tiềm năng sinh như sau:

Trầm tích Miocene trên và Pliocene nghèo VCHC và phần lớn chưa trưởng thành nên không có khả năng sinh dầu khí

Trầm tích sét Miocene dưới và Eocene/Oligocenen tương đối giàu VCHC với Kerogen loại III chiếm ưu thế sinh khí

Trầm tích sét đầm hồ Eocene có nhiều khả năng chắc chắn có mặt trong các địa hào nó là đá mẹ sinh dầu chính để cung cấp cho các khu vực lân cận

3.3.3 Đặc điểm đá chứa

Đối tượng chứa chủ yếu trong khu vực là đá vôi phong hóa nứt nẻ trước Kainozoi tuổi Cacbon – Pecmi, cát kết Oligocene và Miocen giữa, Miocene dưới

3.3.3.1 Đá chứa đá vôi Cacbon – Pecmi

Được phát hiện trong nhiều giếng khoan thuộc rìa Đông Bắc như giếng khoan 8b, giếng khoan 81… và đặc biệt là GK B10 trên đất liền có dầu trong khoảng độ sâu 1.225 – 1.237m, đá vôi chủ yếu bị dolomit, độ rỗng 7-9%, độ thấm < 10 mD với chiều dày tầng sản phẩm khoảng 25 m Sự phân bố của đối tượng chứa này khá phức tạp với độ dày biến đổi từ vài mét đến hàng chục mét, bị phong hóa nứt nẻ mạnh với độ rỗng khoảng dưới 5% (hình 3.12), độ thấm dao động từ 4 – 6 mD Trong hai giếng khoan 104-A và 104-B cũng gặp đá vôi phong hóa và hang hốc có khả năng chứa rất tốt nhưng chiều dày không đáng kể nên không có phát hiện dầu

khí trong các cấu tạo này

Hình 3.11: Tướng thạch học khu vực nghiên cứu (Theo VPI: 2014)

Hình 3.12: Quan hệ độ rỗng chiều sâu GK 103-D (Theo VPI: 2014)