Minh giải cấu trúc mỏ Y, bể Cửu Long theo tài liệu địa chấn 3D kết hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan

Thăm dò địa chấn là lĩnh vực quan trọng của ngành địa vật lý, nó nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái Đất, giải quyết các nhiệm vụ địa chất khác nhau dựa trên cơ sở quan sát các đặc điểm của trường sóng đàn hồi phát triển trong môi trường đất đá. Phương pháp thăm dò địa chấn là một trong những phương pháp chủ đạo trong công tác thăm dò và tìm kiếm dầu khí. Trong công cuộc đẩy mạnh phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước như ngày nay thì nguồn năng lượng đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Tất cả các công ty, nhà máy, xí nghiệp đều cần phải có năng lượng để hoạt động, và dầu khí chính là một trong những nguồn năng lượng đóng vai trò quan trọng bậc nhất hiện nay. Sự phát triển của nó kéo theo sự phát triển của rất nhiều ngành công nghiệp khác. Dầu khí là khoáng sản có nguồn gốc tự nhiên, trữ lượng lớn và đặc biệt có tầm ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế quốc dân trong những năm trở lại đây. Công nghệ thăm dò và khai thác dầu khí ngày càng được quan tâm và phát triển cực kỳ mạnh mẽ. Nước ta là nước có 34 diện tích là biển, chính vì vậy nên có những bể trầm tích có tiềm năng lớn về dầu khí. Trong suốt vài chục năm trở lại đây công tác tìm kiếm thăm dò cho thấy hàng loạt các cấu tạo vừa và nhỏ có triển vọng dầu khí được phát hiện. Với việc phân tích xử lý và minh giải tài liệu địa chấn sẽ cung cấp cho ta những bức tranh về môi trường địa chất bên dưới, làm sáng tỏ nhiều vấn đề như xác định và liên kết các ranh giới địa tầng, phân tích các đặc điểm cấu kiến tạo, lịch sử phát triển địa chất, đặc điểm liên quan đến tiềm năng dầu khí, đánh giá chính xác trữ lượng dầu khí và xây dựng chiến lược khai thác, phát triển mỏ bền vững. Từ đó có thể tính toán thiết kế và lựa chọn vị trí giếng khoan thăm dò và khai thác một cách hợp lý. Ở Việt Nam chúng ta có rất nhiều bể trầm tích có triển vọng dầu khí. Một trong những số đó phải kể đến bể Cửu Long, đây được xem như là bể trầm tích có trữ lượng dầu khí lớn nhất của thềm lục địa Việt Nam. Một số mỏ dầu khí có trữ lượng công nghiệp lớn được phát hiện tại đây như: mỏ Bạch Hổ, Sư Tử Đen, Sử Tử Vàng, Sư Tử Trắng, Rồng... 10 Đối tượng chứa dầu khí của bể Cửu Long bao gồm đá móng nứt nẻ trước Đệ Tam và trầm tích Kainozoi. Trong đó, dầu trong đá móng là một trong những phát hiện lớn nhất của nền công nghiệp dầu khí nước ta. Hiện nay có rất nhiều mỏ của bể Cửu Long đã và đang khai thác. Trong thời gian thực tập tại Trung tâm kỹ thuật ITC PVEP tôi đã có dịp tìm hiểu về bể Cửu Long nói chung và mỏ Y nói riêng và thực hiện đề tài: “Minh giải cấu trúc mỏ Y, bể Cửu Long theo tài liệu địa chấn 3D kết hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan”. Nội dung đồ án gồm 3 chương như sau: Mở đầu Chương 1: Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu. Chương 2: Phương pháp minh giải địa chấn 3D. Chương 3: Kết quả minh giải nóc các tập BI, C, D, E dựa trên tài liệu địa chấn 3D mỏ Y, bể Cửu Long. Kết luận và kiến nghị

Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ, kỹ sư Trung tâm Kỹ Thuật ITC -

PVEP, đặc biệt là cán bộ hướng dẫn ThS Ngô Văn Thêm đã tạo điều kiện để tôi

thu thập tài liệu, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực tập

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Ban chủ nhiệm khoa Dầu Khí đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đợt thực tập vừa qua

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do khả năng còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót Qua đây, tôi rất mong nhận được những ý kiến và nhận xét của thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp nhằm xây dựng và chỉnh sửa đồ án được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2017

Sinh viên

Vũ Thị Quỳnh Nga

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của tôi Những kết quả và các số liệu trong đồ án thực tập tốt nghiệp được thực hiện tại Trung tâm Kỹ Thuật ITC-PVEP, không sao chép bất kỳ nguồn nào khác Đã được sự chấp nhận của công ty và của PGS.TS Phan Thiên Hương Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường vì sự cam đoan này

Sinh viên thực hiện

Vũ Thị Quỳnh Nga

MỞ ĐẦU

Thăm dò địa chấn là lĩnh vực quan trọng của ngành địa vật

lý, nó nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái Đất, giải quyết các nhiệm vụ địa chất khác nhau dựa trên cơ sở quan sát các đặc điểm của trường sóng đàn hồi phát triển trong môi trường đất đá Phương pháp thăm dò địa chấn là một trong những phương pháp chủ đạo trong công tác thăm dò và tìm kiếm dầu khí

Trong công cuộc đẩy mạnh phát triển công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước như ngày nay thì nguồn năng lượng đóng vai trò cực kỳ quan trọng Tất cả các công

ty, nhà máy, xí nghiệp đều cần phải có năng lượng để hoạt động, và dầu khí chính là một trong những nguồn năng lượng đóng vai trò quan trọng bậc nhất hiện nay Sự phát triển của nó kéo theo sự phát triển của rất nhiều ngành công nghiệp khác Dầu khí là khoáng sản có nguồn gốc tự nhiên, trữ lượng lớn và đặc biệt có tầm ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế quốc dân trong những năm trở lại đây Công nghệ thăm dò và khai thác dầu khí ngày càng được quan tâm và phát triển cực kỳ mạnh

mẽ

Nước ta là nước có 3/4 diện tích là biển, chính vì vậy nên có những bể trầm tích có tiềm năng lớn về dầu khí Trong suốt vài chục năm trở lại đây công tác tìm kiếm thăm dò cho thấy hàng loạt các cấu tạo vừa và nhỏ có triển vọng dầu khí được phát hiện Với việc phân tích xử lý và minh giải tài liệu địa chấn sẽ cung cấp cho ta những bức tranh về môi trường địa chất bên dưới, làm sáng tỏ nhiều vấn đề như xác định và liên kết các ranh giới địa tầng, phân tích các đặc điểm cấu - kiến tạo, lịch sử phát triển địa chất, đặc điểm liên quan đến tiềm năng dầu khí, đánh giá chính xác trữ lượng dầu khí và xây dựng chiến lược khai thác, phát triển mỏ bền vững Từ đó

có thể tính toán thiết kế và lựa chọn vị trí giếng khoan thăm dò và khai thác một cách hợp lý

Ở Việt Nam chúng ta có rất nhiều bể trầm tích có triển vọng dầu khí Một trong những số đó phải kể đến bể Cửu Long, đây được xem như là bể trầm tích có trữ lượng dầu khí lớn nhất của thềm lục địa Việt Nam Một số mỏ dầu khí có trữ lượng công nghiệp lớn được phát hiện tại đây như: mỏ Bạch Hổ, Sư Tử Đen, Sử Tử Vàng, Sư Tử Trắng, Rồng

Đối tượng chứa dầu khí của bể Cửu Long bao gồm đá móng nứt nẻ trước Đệ Tam và trầm tích Kainozoi Trong đó, dầu trong đá móng là một trong những phát hiện lớn nhất của nền công nghiệp dầu khí nước ta Hiện nay có rất nhiều mỏ của bể Cửu Long đã và đang khai thác Trong thời gian thực tập tại Trung tâm kỹ thuật ITC- PVEP tôi đã có dịp tìm hiểu về bể Cửu Long nói chung và mỏ Y nói riêng và thực hiện đề tài: “Minh giải cấu trúc mỏ Y, bể Cửu Long theo tài liệu địa chấn 3D kết hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan”

Nội dung đồ án gồm 3 chương như sau:

Mở đầu

Chương 1: Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu

Chương 2: Phương pháp minh giải địa chấn 3D

Chương 3: Kết quả minh giải nóc các tập BI, C, D, E dựa trên tài liệu địa chấn 3D mỏ Y, bể Cửu Long

Kết luận và kiến nghị

Đồ án tốt nghiệp được hoàn thành tại bộ môn Địa Vật Lý, khoa Dầu Khí, trường Đại học Mỏ - Địa Chất

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Bể Cửu Long

Hình 1.1: Vị trí bể Cửu Long [1]

Về mặt hình thái, bồn trũng Cửu Long có dạng hình bầu dục, cong ra phía biển

và nằm dọc theo đường bờ biển Vũng Tàu - Bình Thuận Bể Cửu Long có ranh giới rõ ràng với các đơn vị cấu kiến tạo xung quanh, bể tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, phía Đông Nam ngăn cách với bồn trũng Nam Côn Sơn bởi đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam ngăn cách với bể Malay - Thổ Chu bởi đới nâng Khorat - Natuna và phía Đông Bắc ngăn cách với bồn trũng Phú Khánh bởi đới cắt trượt Tuy Hòa Đây là bồn trũng với trầm tích khép kín điển hình của Việt Nam, được lấp đầy chủ yếu bởi các trầm tích lục nguyên tuổi Oligocene - Miocene và lớp phủ thềm Pliocene - Đệ Tứ Chiều dày lớn nhất của trầm tích tại trung tâm bồn có thể đạt tới 7 - 8 km

Diện tích phân bố của bể khoảng 36.000 km2, bao gồm các lô 09, 15, 16, 17

và một phần của các lô 01, 02, 2 và 31, đóng góp 30% trữ lượng và 95% sản lượng khai thác dầu khí Vì vậy nên bể Cửu Long có diện tích tương đối nhỏ nhưng lại là bể trầm tích quan trọng nhất của Việt Nam về dầu khí

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu

Lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí bể Cửu Long gắn liền với lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Nam Việt Nam Căn cứ vào quy mô, mốc lịch sử và kết quả thăm dò, lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí của bể Cửu Long được chia ra thành bốn giai đoạn:

• Giai đoạn trước năm 1975 : Đây là thời kỳ khảo sát địa vật lý khu vực như: từ, trọng lực và địa chấn để phân chia các lô, chuẩn bị cho công tác đấu thầu,

ký hợp đồng dầu khí Sự kiện nổi bật trong giai đoạn này là vào cuối năm 1974 và đầu năm 1975 , công ty Mobil đã khoan giếng khoan tìm kiếm đầu tiên trong bể Cửu Long, BH-1X ở phần đỉnh của cấu tạo Bạch Hổ Kết quả thử vỉa đối tượng cát kết Mioxen dưới đã cho dòng dầu công nghiệp đạt lưu lượng 342m3/ngày Kết quả này đã khẳng định triển vọng và tiềm năng dầu khí của bể Cửu Long

• Giai đoạn 1975 – 1979 : Năm 1976 , kết quả công tác khảo sát địa chấn do công ty địa vật lý CGG của Pháp đã xây dựng được các tầng phản xạ chính từ CL20 đến CL80 và khẳng định sự tồn tại của bể Cửu Long với một mặt cắt trầm tích Đệ Tam dày Năm 1978 , công ty Deminex đã khoan 4 giếng khoan tìm kiếm trên các cấu tạo triển vọng nhất Trà Tân (15-A-1X), Sông Ba (15-B-1X), Cửu Long (15-C- 1X và Đồng Nai 1 -G-1X) Kết quả các giếng này

đều gặp các biểu hiện dầu khí trong cát kết tuổi Miocene sớm và Oligocene nhưng dòng không có ý nghĩa công nghiệp

Giai đoạn 1980 – 1988: Công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Nam Việt Nam trong giai đoạn này được triển khai rộng khắp, nhưng tập trung chủ yếu vào Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro Trong thời gian này, XNLD Vietsovpetro đã khoan 3 giếng BH-3X, BH-4X, BH-5X trên cấu tạo Bạch Hổ, 1 giếng R-1X trên cấu tạo Rồng và 1 giếng TĐ-1X trên cấu tạo Tam Đảo Trừ giếng TĐ-1X, cả 4 giếng còn lại đều phát hiện vỉa dầu công nghiệp từ các vỉa cát kết Miocene dưới và Oligocene (BH-4X) Cuối giai đoạn này được đánh dấu bằng việc Vietsovpetro đã khai thác những tấn dầu từ 2 đối tượng khai thác Miocene, Oligocene 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 1989 đến nay: Đây là giai đoạn phát triển mạnh mẽ nhất công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí ở bể Cửu Long Petrovietnam

đã ký hợp đồng tìm kiếm thăm dò, khai thác dầu khí và hợp đồng chia sản phẩm với các công ty dịch vụ dầu khí có nhiều kinh nghiệm trên thế giới Hầu hết các

lô trong bể đã được khảo sát địa chấn tỉ mỉ phục vụ cho không chỉ công tác thăm

dò mà cả cho công tác chính xác hóa mô hình vỉa chứa Bằng kết quả khoan, nhiều phát hiện dầu khí đã được xác định: Rạng Đông ( lô 15-2) , Sư Tử Đen, Sư

Tử Vàng, Sư Tử Trắng, Sư Tử Nâu (lô 15-1), Topaz North, Diamond, Pearl, Emerald (lô 01), Cá Ngừ Vàng (lô 09-2), Voi Trắng (lô 16-1), Đông R ồng, Đông Nam R ồng (lô 09-1), Hải Sư Đen, Hải Sư Trắng (lô 15-02) Trong đó có 5 mỏ dầu: Bạch Hổ, Rồng (bao gồm cả Đông Rồng và Đông Nam Rồng), Rạng Đông,

Sư Tử Đen và Ruby được khai thác với tổng sản lượng khoảng 45.000 tấn/ ngày Tổng lượng dầu đã thu hồi từ 5 mỏ kể trên kể từ khi đưa vào khai thác cho đến đầu năm 2005 khoảng 170 triệu tấn Hiện nay thì các mỏ vẫn đang trong quá trình khai thác và lượng dầu thu được vẫn được duy trì một cách ổn định Gần đây nhất là ngày 15-11-2012 mỏ Sư Tử Trắng đã cho dòng khí đầu tiên

Như vậy, quá trình tìm kiếm thăm dò dầu khí tại bồn trũng Cửu Long đã diễn

ra rất sớm Đây là nơi tập trung thăm dò – khai thác dầu khí đầu tiên và nhiều nhất tại thềm lục địa Việt Nam và là nơi có tiềm năng kinh tế về dầu khí rất lớn

1.1.3 Đặc điểm cấu trúc - kiến tạo

Dựa theo các tài liệu tổng hợp về địa chất khu vực bể Cửu Long, sau đây tôi xin trình bày khái quát những nét chính về đặc điểm cấu trúc, kiến tạo của bể Cửu Long Bồn trũng Cửu Long về hình thái có dạng bầu dục phương kéo dài Đông Bắc- Tây Nam, giới hạn phía Đông là biển Đông Việt Nam, Tây là châu thổ sông Mê Kông, phía Bắc là các đới nâng cao của địa khối Đà Lạt, Kon Tum Ở bồn Cửu Long các tầng địa chấn đã được các nhà thầu liên kết và đo vẽ bản đồ được tóm tắt như sau: Tầng móng, F, E, D, C, sét Bạch Hổ, BI.1, BI.2, BII, A Bồn trũng Cửu Long được chia ra làm 2 tầng kiến trúc chính:

+ Tầng kiến trúc dưới: tầng kiến trúc này được thành tạo nên bởi các thành tạo phun trào và xâm nhập có tuổi Trias - Kreta gồm các đá Granite, Biotit, Granodiorite, Diorite và nhiều nơi còn gặp Rhyolit thuộc phức hệ Hòn Khoai, Định Quán, Cà Ná

+ Tầng kiến trúc trên: tầng kiến trúc này chính là lớp phủ trầm tích Kainozoi, được tạo nên chủ yếu từ các thành tạo lục nguyên tuổi Eocene - Đệ Tứ

Việc phân chia các đơn vị cấu tạo được dựa trên đặc điểm cấu trúc địa chất của từng khu vực, ứng với sự khác biệt về chiều dầy trầm tích Các đơn vị cấu tạo này thường được giới hạn bởi những đứt gãy hoặc hệ thống đứt gãy có biên độ đáng kể Các yếu tố cấu trúc chính của bồn trũng Cửu Long cũng đã được xác định (Hình 1.2) Nếu coi bể Cửu Long là đơn vị cấu trúc bậc I thì các đơn vị cấu trúc bậc II là: + Trũng chính bể Cửu Long: chiếm hơn 3/4 diện tích Đây là phần lún chìm chính của bể - nơi tập trung hầu hết triển vọng dầu khí Chúng bao gồm: trũng Đông Bắc, trũng Tây Bạch Hổ, trũng Đông Bạch Hổ, sườn nghiêng Tây Bắc, sườn nghiêng Đông Nam, đới nâng trung tâm, đới phân dị Đông Bắc và đới phân dị Tây Nam Ranh giới các đơn vị cấu tạo được thể hiện qua mặt cắt ngang trũng chính của

Cối, phân tách hai trũng này với trũng chính bể Cửu Long

+ Đới nâng Phú Quý: là phần kéo dài của đới nâng Côn Sơn, nằm về phía Đông Bắc của lô 01 và 02

Hình 1.2: Các yếu tố cấu trúc bồn trũng Cửu Long [2]

Hình 1.3: Mặt cắt ngang trũng chính bể Cửu Long [2]

➢ Đặc điểm kiến tạo

Các quá trình và môi trường địa động lực chiếm ưu thế trong việc hình thành

bể Cửu Long liên quan đến chuyển động của các mảng lớn:

 Mảng Ấn Độ dịch chuyển lên phía Bắc va chạm vào mảng Âu –Á

 Mảng châu Úc dịch chuyển hút chìm dưới cung đảo Sumatra

 Mảng Thái Bình Dương chuyển động nhanh theo hướng Tây – Tây Bắc hút chìm dưới cung đảo Philippines ở ra đông mảng Âu – Á

 Sự tách giãn và hình thành Biển Đông

Bể Cửu Long là bể kiểu rift nội lục điển hình, căng giãn theo cơ chế sau cung

do thúc trồi của địa khối Kontum trong Eocene muộn cho đến cuối Miocene sớm Ở

bể Cửu Long có hai giai đoạn căng giãn

Giai đoạn căng giãn thứ nhất: Xảy ra vào Eocene (?) – Oligocene sớm và có

thể coi giai đoạn này ứng với tuổi hình thành bể, đây là giai đoạn tạo ra các trũng

nhỏ hẹp và cục bộ có hướng Tây Bắc – Đông Nam và Đông – Tây chủ yếu ở phần phía Tây bể, được lấp đầy bởi các trầm tích aluvi, gặp ở một số giếng khoan trên đất liền cũng như ngoài thềm lục địa, có thành phần thạch học rất khác nhau, khó xác định tuổi

Giai đoạn căng giãn thứ hai: Xảy ra vào Oligocene muộn – Miocene sớm

chủ yếu hướng Đông Bắc – Tây Nam Đây là giai đoạn căng giãn mở rộng tạo thành một bể trầm tích có ranh giới bốn phía, ít chịu ảnh hưởng của biển Như một hồ lớn, trầm tích có nhiều sét ở trung tâm các trũng sâu và thô dần về phía các đới cao và ven bờ

Từ Miocene giữa đến nay là giai đoạn sụt lún nhiệt bình ổn, chịu nhiều ảnh hưởng của môi trường biển Hệ thống đứt gãy của bồn trũng Cửu Long được chia thành 4 nhóm chính theo các phương tương ứng: Đông Bắc – Tây Nam, Đông – Tây, Bắc – Nam và các đứt gãy nhỏ theo các phương khác nhau của biển Đông Pliocene - Đệ Tứ Trầm tích chủ yếu là biển nông xen kẽ ven bờ, có bề dày chung 1.800- 2.200 m với các trầm tích nằm ngang, phủ lên các trầm tích cổ Vào Đệ Tam sớm diễn ra sự va chạm giữa hai mảng Ấn – Úc và Âu – Á làm hình thành và phát triển mạnh các trầm tích ở Đông Nam Á trong đó có bể Cửu Long Phần lớn các đứt gãy quan trọng trong bồn Cửu Long là các đứt gãy thuận, kế thừa từ móng và phát triển đồng trầm tích Hầu hết các đứt gãy biến mất ở Oligocene muộn

Hai hệ thống đứt gãy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam và Đông - Tây là hai

hệ thống giữ vai trò chủ đạo, khống chế lịch sử phát triển địa chất và các yếu tố cấu trúc chính của bồn Cửu Long Hệ thống đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam gắn liền với giai đoạn tạo rift và là yếu tố chính khống chế đới cao trung tâm Rồng – Bạch Hổ

Hệ thống đứt gãy Đông – Tây có tuổi trẻ hơn phân cắt hệ thống đứt gãy trước, nhiều nơi thấy rõ sự dịch chuyển ngang Đông – Tây Một điểm lưu ý là bức tranh cấu trúc

ở nơi gặp giữa các đứt gãy Đông – Tây với đới cao trung tâm, đặc biệt là ở phía Tây cấu tạo Bạch Hổ, ở đây xảy ra quá trình nén ép cục bộ và xuất hiện một số đứt gãy chờm nghịch

Mỗi hệ thống đứt gãy đều có thời gian hình thành, cường độ hoạt động, biên

độ dịch chuyển khác nhau Tuy nhiên, đa phần chúng hoạt động trong khoảng thời gian trước Đệ Tam, chỉ còn vài đứt gãy hoạt động đến Miocene sớm như ở phần trung tâm và Đông – Bắc của bồn trũng Hầu như cuối Miocene và Pliocene không

còn ảnh hưởng của đứt gãy

1.1.4 Đặc điểm địa tầng

Theo tài liệu khoan, địa tầng của bề Cửu Long gồm đá móng cổ trước Kainozoi và trầm tích lớp phủ Kainozoi Đặc trưng thạch học – trầm tích, hóa thạch của mỗi phân vị địa tầng được thể hiện tóm tắt trên cột địa tầng tổng hợp của bể (Hình 1.4) Để thuận tiện cho công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí, các phân vị địa tầng được đối sánh với các tập địa chấn Các mặt phản xạ địa chấn đều trùng với các ranh giới của các phân vị địa tầng

Hình 1.4: Cột địa tầng tổng hợp của bể Cửu Long [3]

Đá móng trước Kainozoi

Ở bể Cửu Long cho đến nay đã khoan hàng trăm giếng khoan sâu vào móng trước Kainozoi tại nhiều vị trí khác nhau trên toàn bể Về mặt thạch học đá móng có

thể xếp thành hai nhóm chính: granite và granodiorite – diorite, ngoài ra còn gặp đá biến chất và các thành tạo núi lửa So sánh kết quả nghiên cứu các phức hệ magma xâm nhập trên đất liền với đá móng kết tinh ngoài khơi bể Cửu Long, theo đặc trưng thạch học và tuổi tuyệt đối có thể xếp tương đương với 3 phức hệ: Hòn Khoai, Định Quán và Cà Ná

-Phức hệ Hòn Khoai: có thể được xem là phức hệ magma cổ nhất trong

móng của bể Cửu Long, phức hệ có tuổi Trias muộn, tương ứng khoảng 1 đến

250 triệu năm trước đây Theo tài liệu Địa chất Việt Nam tập II – Các thành tạo magma thì granitoid Hòn Khoai được ghép chung với các thành tạo magma xâm nhập phức hệ Ankroet – Định Quán gồm chủ yếu là amphybol – biotite – diorite, monzonite và adamelite Đá bị biến đổi, cà nát mạnh Phần lớn các khe nứt đã bị lấp đầy bởi khoáng vật thứ sinh: calcite – epidote – zeolite (Hình 1.5a, b) Đá có thể phân bố chủ yếu ở phần cánh của các khối nâng móng như cánh phía Đông Bắc của

mỏ Bạch Hổ

Hình 1.5a, b: ảnh mẫu lõi (a) và lát mỏng (b) granodiorite Hòn Khoai tại độ sâu

4236m giếng khoan BH17 [3]

-Phức hệ Định Quán: gặp phổ biến ở nhiều cấu tạo Bạch Hổ (vòm Bắc), Ba

Vì, Tam Đảo và Sói, phức hệ có tuổi Jura, tương ứng khoảng 130 – 155 triệu năm trước đây Ở các mỏ Ruby, Rạng Đông, Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng chủ yếu là đá granodiorite, đôi chỗ gặp monzonite – biotite – thạch anh đa sắc Đá thuộc loại kiềm vôi, có thành phần axit vừa phải SiO2 dao động 63 – 67% Các thành tạo của phức

hệ xâm nhập này có mức độ giập vỡ và biến đổi cao Hầu hết các khe nứt đều được

lấp đầy bởi các khoáng vật thứ sinh: calcite, zeolite, thạch anh và chlorite Trong đới biến đổi mạnh biotite thường bị chlorite hóa (Hình 1.6a, b)

Hình 1.6a, b: ảnh đá diorite Định Quán, mẫu lõi giếng khoan BH1201, độ sâu

4014m (a) và mẫu lát mỏng giếng khoan BH11, độ sâu 5387.4m (b) [3]

-Phức hệ Cà Ná: là phức hệ magma phát triển và gặp phổ biến nhất trên toàn

bể Cửu Long Phức hệ đặc trưng là granite thủy mica và biotite, thuộc loại Na- K,

dư nhôm (Al=2.98 %) , (Si ~ 69%) và ít Ca (Hình 1.7a, b) Đá có tuổi tuyệt đối khoảng 90 – 100 triệu năm, thuộc Jura muộn Các khối granitoid phức hệ magma xâm nhập này thành tạo đồng tạo núi và phân bố dọc theo hướng trục của bể Đá bị giập vỡ, nhưng mức độ biến đổi thứ sinh yếu hơn so với phức hệ Hòn Khoai và Định Quán

Hình 1.7a, b: Granite biotite Cà Ná mẫu lõi giếng khoan BH1113, độ sâu 3886m

(a) và mẫu lát mỏng granite 2 mica giếng khoan BH448 (b) tại độ sâu 4307m [3]

Hình 1.8: ảnh đá andesite diabase porphyrite trong giếng khoan R14

Các bào tử phấn phát hiện được trong mặt cắt này như: Klukisporires,

Triporopollenites, Trudopollis, Plicapolis, Jussiena, v.v thuộc nhóm thực vật khô

cạn thường phổ biến trong Eocene Mặt cắt của hệ tầng được xếp tương ứng với tập CL7 của tài liệu địa chấn Chiều dày hệ tầng có thể đạt tới 600m

Phụ thống Oligocene dưới

Hệ tầng Trà Cú ( E 3 tc)

Hệ tầng Trà Cú có tuổi Oligocene dưới đã được Lê Văn Cự xác lập năm

1981 ở giếng khoan Cửu Long – 1X Trầm tích gồm chủ yếu là sét kết, bột kết và cát kết, có chứa các vỉa than mỏng và sét vôi, được tích tụ trong điều kiện sông hồ Đôi khi gặp các đá núi lửa, thành phần chủ yếu là porphyr diabase, tuf basalt, và gabro – diabase Chiều dày của hệ tầng tại phần trũng sâu, phần sườn các khối nâng trung tâm như Bạch Hổ, Rồng và Sư Tử Trắng có thể đạt tới 500m Liên kết với tài liệu địa chấn thì hệ tầng nằm giữa mặt phản xạ địa chấn CL 60 và CL70, thường là mặt phản xạ móng kết tinh CL80, thuộc tập địa chấn CL60.

Tuổi của hệ tầng theo phức hệ bào tử phấn (Oculopollis, agnastriatites) được

xác định là Paleogen, Oligocene sớm Theo đặc trưng tướng đá hệ tầng được chia thành 2 phần: trên và dưới Phần trên chủ yếu là các thành tạo mịn còn phần dưới là thành tạo thô Giữa 2 phần là ranh giới chỉnh hợp tương ứng với mặt phản xạ địa chấn CL61 Hệ tầng Trà Cú có tiềm năng chứa và sinh dầu khí khá cao Các vỉa cát kết của hệ tầng là các vỉa chứa dầu khí chủ yếu trên mỏ Đông Nam Rồng, Sư Tử Trắng và là đối tượng khai thác thứ hai sau móng nứt nẻ trên mỏ Bạch Hổ Chiều dày của hệ tầng Trà Cú dao động từ 0 đến 1000 m

Phụ thống Oligocene trên

Hệ tầng Trà Tân ( E 3 tt )

Hệ tầng Trà Tân có tuổi Oligocene muộn, được Ngô Thường San xác lập năm

1980 ở giếng khoan 15A – 1X Mặt cắt hệ tầng có thể chia thành ba phần khác biệt nhau về thạch học

- Phụ hệ tầng Trà Tân dưới/Tập E: ở độ sâu từ 2650/2900 đến khoảng

2700- 3000mSS, chiều dày 100 – 0m Tập E gồm chủ yếu là cát kết hạt mịn đến thô, đôi chỗ sạn, cuội kết, xen kẽ là sét kết nâu đậm, nâu đen, bột kết, tỉ lệ cát/sét thay đổi trong khoảng rộng từ 20 – 50%

-Phụ hệ tầng Trà Tân giữa/Tập D: ở độ sâu từ 2180/2300m – 2400mSS đến

khoảng 2475 – 2900mSS, chiều dày 350 – 600m Tập D gồm chủ yếu là sét kết nâu đậm, nâu đen, cát kết và bột kết, tỉ lệ cát/sét khoảng 40 – 60% (phổ biến khoảng 50%) , đôi nơi có xen các lớp mỏng đá vôi, than

-Phụ hệ tầng Trà Tân trên/Tập C: ở độ sâu từ 2080/2110m – 2235mSS đến

khoảng 2180 – 2300mSS tại Sư Tử Đen và 2390 – 2410mSS ở Sư Tử Vàng, chiều dày 95 – 200m Tập C gồm chủ yếu là sét kết màu nâu – nâu đậm, nâu đen, rất ít sét màu đỏ, cát kết và bột kết, tỉ lệ cát/sét khoảng 35 – 50%

Các trầm tích của hệ tầng Trà Tân được tích tụ chủ yếu trong môi trường đồng bằng sông, aluvi – đồng bằng ven bờ và hồ Ranh giới giữa các tập trong hệ tầng đều là bất chỉnh hợp Các thành tạo núi lửa được tìm thấy ở nhiều giếng khoan thuộc các vùng Bạch Hổ, Bà Đen, đặc biệt ở khu vực lô 01 thuộc phía Bắc đới Trung Tâm với thành phần chủ yếu là andesite, andesite – basalt, gabro – diabase với bề dày từ vài đến 100m (Hình 1.9a, b)

Hình 1.9a, b: Đá gabro – diabase trong giếng khoan tại độ sâu 321 m (a) và lát

mỏng đá basalt porphyrite tại độ sâu 3328.5m giếng khoan R4 (b) [3]

Sét kết của hệ tầng Trà Tân có hàm lượng và chất lượng vật chất hữu cơ cao đến rất cao, đặc biệt là tầng Trà Tân giữa (tập D), chúng là những tầng sinh dầu khí tốt ở bể Cửu Long đồng thời là tầng chắn tốt cho tầng đá móng granite nứt nẻ Tuy tầng cát kết nằm xen kẹp có chất lượng thấm, rỗng và độ liên tục thay đổi từ kém đến rất tốt, nhưng cũng là đối tượng tìm kiếm đáng lưu ý ở bể Cửu Long

Trong mặt cắt hệ tầng đã gặp những hóa thạch bào tử phấn: F Trilobata, Verutricolporites, Cicatricosiporites, xác định tuổi Oligocene muộn, nhưng cũng có

tác giả cho rằng các thành tạo hệ tầng Trà Tân còn có cả yếu tố Oligocene giữa

ứng với chiều dày từ 410 – 440m đến 490m Hệ tầng Bạch Hổ được xác lập ở giếng khoan BH-1X, gồm hai phần: Bạch Hổ trên kéo dài đến từ nóc cho đến mặt bất chỉnh hợp trong Miocene dưới, Bạch Hổ dưới kéo dài từ mặt bất chỉnh hợp này cho đến nóc của tập C

-Phụ hệ tầng Bạch hổ dưới gồm cát, sét, bột kết xen kẹp Cát kết chủ yếu là

greywacke feldspar và bột kết có màu xám nâu, vàng nâu, xám xanh nhạt Mẫu lõi thành giếng khoan cho thấy cát kết thường có feldspar bị biến đổi thành kaolinite

-Phụ hệ tầng Bạch Hổ trên gồm tầng sét Rotalia nằm ở phần trên cùng dày

15 – 20m ở mỏ Sư Tử Đen và 30 – 35m ở mỏ Sư Tử Vàng Thành phần thạch học chủ yếu là sét kết và bột kết màu xám xanh, xám nhạt Phần thấp hơn từ đáy tầng sét otalia đến mặt bất chỉnh hợp trong Miocene dưới gồm có cát kết, bột kết, sét kết xen kẹp Cát kết có màu xám xanh, xám nâu nhạt, độ hạt từ trung bình đến rất mịn,

độ chọn lọc từ trung bình đến rất tốt, đôi chỗ từ kém đến rất kém, độ mài tròn thay đổi, độ rỗng cao

Các trầm tích của hệ tầng được tích tụ trong môi trường đồng bằng aluvi – đồng bằng ven bờ ở phần dưới, chuyển dần lên đồng bằng ven bờ – biển nông ở phần trên Đá núi lửa đã được phát hiện thấy ở nhiều giếng khoan thuộc lô 01 ở phía Bắc của bể, chủ yếu là basalt và tuf basalt, bề dày từ vài chục đến 250m Các trầm tích của hệ tầng phủ không chỉnh hợp góc trên các trầm tích của hệ tầng Trà Tân Trong mặt cắt hệ tầng đã gặp những hóa thạch bào tử phấn: F Levipoli, Magnastriatites, Pinuspollenites, Alnipollenites và ít vi cổ sinh Synedra fondaena Đặc biệt trong Bạch Hổ trên, tập sét màu xám xanh gặp khá phổ biến hóa thạch đặc trưng nhóm otalia: Orbulina universa, Ammonia sp

Phụ thống Miocene giữa

Hệ tầng Côn Sơn ( N 1 cs )/Tập B2

Hệ tầng Côn Sơn có tuổi Miocene giữa được Ngô Thường San xác lập năm

1980, nằm ở độ sâu từ 1180m đến khoảng 1650mSS tại Sư Tử Đen và đến 1750mSS tại Sư Tử Vàng, tương ứng với chiều dày từ 465 – 480m đến 575m

Hệ tầng Côn Sơn được xác lập ở giếng khoan 15B-1X, gồm chủ yếu cát kết hạt thô đến trung, bột kết (chiếm đến 75 – 80%), xen kẽ với các lớp sét kết màu xám và nhiều màu dày 5 – 15m, đôi nơi có lớp than mỏng Trầm tích của hệ tầng được thành tạo trong môi trường sông (aluvi) ở phía Tây, đầm lầy – đồng bằng ven bờ ở

phía Đông, Đông Bắc Các thành tạo của hệ tầng Côn Sơn phủ không chỉnh hợp góc yếu, nằm gần như ngang trên các trầm tích của hệ tầng Bạch Hổ hoặc uốn nhẹ theo cấu trúc bề mặt nóc của hệ tầng Bạch Hổ, nghiêng thoải về Đông và Trung Tâm bể, không bị biến vị

Tuy đá hạt thô của hệ tầng có khả năng thấm, chứa tốt nhưng chúng lại nằm trên tầng chắn khu vực (tầng sét kết Rotalia) nên hệ tầng này và các hệ tầng trẻ hơn của bể xem như không có triển vọng chứa dầu khí

Trong mặt cắt của hệ tầng gặp phổ biến các bào tử phấn: F Meridionalis, Plorschuetzia levipoli, Acrostichum, Compositea và các trùng lỗ, rong tảo như hệ

Nannoplakton: Stenoclaena Palustris Carya, Florschuetzia Meridionalis, nghèo

hóa đá foraminifera

Hệ tầng Đồng Nai chủ yếu là cát hạt trung xen kẽ với bột và các lớp mỏng sét màu xám hay nhiều màu, đôi khi gặp các vỉa carbonate hoặc than mỏng, môi trường trầm tích đầm lầy – đồng bằng ven bờ ở phần Tây bể, đồng bằng ven bờ – biển nông

ở phần Đông và Bắc bể Các trầm tích của hệ tầng gần như nằm ngang, nghiêng thoải về Đông và không biến vị

Trong mặt cắt của hệ tầng gặp khá phổ biến các hóa đá foraminifera:

Pseudorotalia, Globorotalia, Dạng rêu (Bryozoar), Molusca, san hô, rong tảo và bào tử phấn: Dacrydium, Polocarpus imbricatus

Mỏ Y thuộc tổ hợp các cấu trúc Sư Tử, nằm ở phía Nam của Lô 15-01

Hình 1.10: Vị trí của Lô 15-01 và Mỏ Y [4]

1.2.2 Đặc điểm kiến tạo

Lô 15-01 nằm ở phần phía Bắc của phụ bể Bắc Cửu Long Các yếu tố cấu trúc chính của phụ bể nói chung cũng như trong phạm vi lô 15-01 nói riêng chủ yếu phát triển theo hướng Đông Bắc – Tây Nam Chiếm hơn một nửa diện tích lô 15-01 là đơn nghiêng Tây Bắc, ở đây trầm tích có bề dày nhỏ hơn 2 km Chuyển từ đơn

nghiêng Tây Bắc theo hướng Tây Bắc – Đông Nam là đơn nghiêng Trà Tân, đây là một dải cấu trúc nửa địa hào, nghiêng dốc về phía Đông Nam, là yếu tố cấu trúc quan trọng nhất trong lô Nơi đây tầng trầm tích có bề dày trong khoảng 2 – 4 km và phát triển các cấu tạo lớn kế thừa từ các khối nhô móng granitoid trước Đệ Tam Phần diện tích còn lại của lô 15-01 thuộc địa hào Sông Ba, nơi có bề dày trầm tích đạt tới 4 – 6 km

Trong phạm vi lô 15-01, hệ thống đứt gãy hướng Đông Bắc – Tây Nam và Đông – Tây là phổ biến nhất Đặc biệt, những đứt gãy có phương Đông Bắc – Tây Nam là các đứt gãy giới hạn cấu tạo Các đứt gãy hướng Đông – Tây, được phát triển sau các đứt gãy hướng Đông Bắc – Tây Nam Hầu hết các đứt gãy biến mất ở nóc trầm tích Oligocene

1.2.3 Đặc điểm địa tầng

Hình 1.11: Cột địa tầng Mỏ Y [5]

Địa tầng mỏ Y được xây dựng từ những kết quả minh giải địa chấn, minh giải địa vật lý, sinh địa tầng, phân tích mẫu sườn và mẫu lõi của những giếng khoan trong lô 15-01 Hệ thống địa tầng và cột địa tầng tổng hợp của mỏ Y được thể hiện

ở trên hình 1.11 Địa tầng tổng quát bao gồm đá magma của móng trước Kainozoi

và trầm tích lục địa thỉnh thoảng bị xen bởi lớp đá phun trào

1.2.4 Tiềm năng dầu khí

- Đá sinh : Các kết quả phân tích địa hoá từ các giếng khoan lân cận và các

giếng trên cấu tạo Y cho thấy đá sét tuổi Oligocene rất giàu vật chất hữu cơ và có tiềm năng sinh hydrocarbon rất cao Tổng hàm lượng carbon hữu cơ (TOC) trong các mẫu sét tuổi Oligocene thường cao hơn 1%, phổ biến các mẫu cao hơn 2% và đôi khi đạt tới hàng chục phần trăm Giá trị S2 và HI của những mẫu này cũng khá cao

Sét tập D có các thông số địa hoá cao nhất phản ánh khả năng sinh tốt đến rất tốt Hơn nữa, sét tập D cũng có chiều dày lớn nhất, có màu nâu sẫm nhất và Gamma Ray có giá trị cao Vì vậy, sét tập D có thể được coi là tầng sinh chính yếu nhất của toàn bể Cửu Long cũng như của lô 15-01 và cấu tạo Y

Sét tập C và E cũng là đá sinh tốt nhưng chiều dày mỏng hơn nhiều so với sét tập D Khu vực sinh dầu chính của cấu tạo Y nằm ở Đông Nam của bể, ngoài ra còn có một khu vực sinh dầu khác nằm ở phía Đông Bắc lô 15 -01

Một số lớp sét mỏng trong trầm tích Miocene dưới cũng có tiềm năng sinh dầu nhưng độ trưởng thành kém Đá sinh tuổi Miocene không có vai trò lớn đối với tiềm năng hydrocarbon của bể Cửu Long, lô 15 -01 và cấu tạo Y

- Đá chứa: Trong phạm vi lô 15-01 đã phát hiện hai loại đá chứa tiềm

năng là đá móng nứt nẻ granitoid trước Đệ Tam và các đá cát kết trong các tầng trầm tích vụn thô tuổi Oligocene – Miocene sớm

Việc liên kết và phân chia các tầng chứa trong mặt cắt trầm tích vụn thô trong

lô 15-01 dựa trên khái niệm về thạch địa tầng, qua các tài liệu địa chất giếng khoan, tài liệu phân tích thạch học và đặc biệt là dựa trên các phân tích tướng qua tài liệu địa vật lý giếng khoan Nóc và đáy của mỗi đơn vị tầng chứa thường là ranh giới của các nhịp hoặc ranh giới chu kỳ trầm tích Các ranh giới này có thể là những bề

mặt cùng thời hoặc không cùng thời Tên các vỉa chứa bắt đầu được đặt bằng tên tập địa chấn B, C, D, E rồi đến số được đặt theo thứ tự tăng dần từ nóc tập đến đáy tập

Đá chứa là cát kết, thuộc các tướng cát lòng sông, cửa sông, đảo chắn ven biển Các khối nhô đá móng granitoid nứt nẻ là đối tượng chứa quan trọng nhất trong lô Tất cả các giếng khoan tìm kiếm và thẩm định đều thử vỉa ở tầng đá chứa này Ở tầng móng cấu tạo Y, đã cố gắng đưa ra thông số đá chứa từ phân tích mẫu lõi nhưng không thành công Với lý do chính là rất khó khăn cho việc lấy mẫu lõi, hơn nữa, mẫu lõi lấy lên từ móng không đại diện cho hệ thống nứt nẻ

- Đá chắn : Tập sét Bạch Hổ sét chứa otalia là một tầng chắn khu vực

tuyệt vời cho các vỉa chứa trong Miocene hạ, đặc biệt cho các vỉa nằm ngay dưới

nó B9, B10 Khả năng chắn của tập sét Bạch Hổ khi phủ ngang qua các đứt gãy cũng rất tốt do có bề dày lớn trung bình khoảng 20m và phát triển rộng

Ở phần thấp của trầm tích Miocene dưới và Oligocene, khả năng chắn của các lớp sét xen kẹp kém hơn vì các lớp sét mỏng hơn và chứa nhiều cát hơn Điều này là

do trầm tích tập B1 có xu hướng độ hạt mịn dần về phía trên theo kiểu biển tiến; còn tập C lại có tỉ lệ cát/sét cao Do vậy, mức độ rủi ro về khả năng chắn của trầm tích khi phủ ngang qua đứt gãy trong những khoảng này sẽ cao hơn

Đá chắn cho các vỉa chứa thuộc các tập D, E và tầng chứa móng nứt nẻ chính

là đá sét tập D, phủ trực tiếp trên móng Chúng có khả năng chắn cả theo chiều thẳng đứng và cả theo chiều nằm ngang Chiều dày tập này từ 340 – 600m, chủ yếu

là sét kết màu nâu sẫm giàu vật chất hữu cơ xen kẹp với cát kết, bột kết, đá vôi mỏng và đôi khi có than

Thời gian sinh dầu khí trong khu vực được cho là vào khoảng Miocene giữa đến Miocene muộn Các khối nhô móng granitoid nứt nẻ của cấu tạo Y được hình thành chủ yếu trước Oligocene Sau đó, trầm tích Oligocene và Miocene sớm bao phủ qua móng trong suốt thời gian này đã tạo những yếu tố thuận lợi để hydrocarbon dịch chuyển khỏi đá sinh và nạp vào bẫy

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP MINH GIẢI TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN 3D

2.1 Phương pháp địa chấn 3D

2.1.1 Bản chất phương pháp địa chấn 3D

Trong những năm qua phương pháp địa chấn 2D đã được áp dụng rộng rãi và tìm kiếm được nhiều mỏ dầu khí trên thế giới Phương pháp địa chấn 2D được tiến hành theo từng tuyến kết quả thu được các lát cắt địa chấn 2 chiều dọc theo từng tuyến Tuy nhiên lát cắt địa chấn thu được từ phương pháp này chỉ là các lát cắt thẳng đứng 2 chiều không phản ánh đúng cấu trúc địa chất thực trong không gian 3 chiều như các nếp lồi, nếp lõm, đứt gãy, bất chỉnh hợp, bẫy dầu khí do các thông tin ghi nhận được trên lát cắt không chỉ phản ánh các yếu tố trong phạm vi lát cắt đó

mà còn chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài lát cắt vì vậy đã gây nên những sai

số cho công tác minh giải tài liệu Trong điều kiện địa chất phức tạp thì kết quả thu được từ phương pháp địa chấn 2D có hạn chế và không phản ánh cấu trúc thực tế của môi trường

Hình 2.1: Hình ảnh không gian 3 chiều trong khảo sát địa chấn 3D

Vì vậy trong những năm gần đây, phương pháp địa chấn 3D được nghiên cứu

và phát triển mạnh mẽ, việc sử dụng phương pháp địa chấn 3D được sử dụng rộng rãi và chiếm ưu thế hơn so với phương pháp địa chấn 2D Phân tích khối số liệu 3D này cho phép nhận được các thông tin về địa chất, làm sáng tỏ cấu trúc địa chất phía

dưới thông qua phân tích trường sóng địa chấn Người minh giải địa chấn 3D không chỉ quan sát trường sóng trên các lát cắt thẳng đứng theo tuyến dọc và theo tuyến ngang mà còn có thể dùng các lát cắt theo một hướng bất kỳ, lát cắt theo bình độ

thời gian ngang (timeslice) (hình 2.1)

Hình 2.2: Thu nổ địa chấn 3D trên biển

Phương pháp địa chấn 3D là phương pháp địa chấn phản xạ được tiến hành thu

phát sóng đồng thời trên nhiều tuyến khác nhau (hình 2.2) Khảo sát địa chấn 3D

cho kết quả địa chất rõ ràng, góp phần xác định chính xác và có hiệu quả kinh tế cao, cho phép giảm bớt các giếng khoan không cần thiết, tăng trữ lượng khai thác trên cơ sở phát hiện các tầng chứa bỏ sót Việc áp dụng phương pháp địa chấn 3D không chỉ được quan tâm trong giai đoạn tìm kiếm thăm dò mà còn cả trong giai

đoạn khai thác và phát triển mỏ Dưới đây là một số ưu nhược điểm vượt trội của địa chấn 3D so với địa chấn 2D

2.1.2 Ưu điểm

❖ Lựa chọn cách quan sát đánh giá

Hình 2.3 Sơ đồ minh họa các cách “cắt” một khối địa chấn 3D (A là Inline: mặt cắt theo hướng tuyến thu nổ; B là Crossline: mặt cắt vuông góc với hướng

thu nổ ; C là mặt cắt time slice; D là Mặt cắt theo hướng bất kỳ)

Trong một khối địa chấn 3D, do có thể nhìn một mặt cắt địa chấn thẳng

đứng và mặt cắt ngang (time slice) theo hướng bất kì (hình 2.3) Rõ ràng, khả

năng quan sát số liệu địa chấn ở mọi góc độ khác nhau thì sẽ tăng đáng kể chất lượng minh giải

Một ví dụ minh họa ảnh hưởng của độ nghiêng của địa tầng bên dưới lên sự

định vị chính xác các điểm phản xạ trong số liệu địa chấn

Cửa sổ trên cùng A biểu diễn số liệu “cộng” thô bên trên và bên cạnh vòm muối Cửa sổ giữa B thể hiện cho xử lý dịch chuyển 2D Ta chú ý sự xuất hiện ba “gò” ở phần giữa của mặt cắt Cửa sổ dưới cùng C mô tả số liệu đã được áp dụng thuật toán dịch chuyển 3D Cấu trúc đã mất gò giữa, và các ranh giới phản xạ phía trên vòm muối

thể hiện sự xếp nếp hợp lý ngang qua cấu trúc Nóc của vòm muối được xác định rõ ràng hơn ở mặt cắt dưới cùng, nó dễ dàng hơn để quyết định vị trí khoan

Hình 2.4: Dịch chuyển địa chấn trong địa chấn 2D và 3D [6]

❖ Chính xác hóa đối tượng

Có lẽ ưu điểm lớn nhất trong việc sử dụng số liệu địa chấn 3D là khả năng xác định các đối tượng bên dưới chính xác hơn

❖ Giảm ảnh hưởng lệch tuyến

Khi đo địa chấn biển do ảnh hưởng của dòng chảy mà cáp thu có thể bị lệch so với hướng thiết kế Sự thay đổi hình dạng của cáp thu dẫn tới vị trí của các điểm giữa của cáp thu cũng bị thay đổi không đều đặn, gây khó khăn và sai số khi xử lý số liệu

Để khắc phục sự ảnh hưởng này, trong địa chấn 3D các mạch địa chấn được cộng theo tập hợp các điểm giữa chung trong diện tích một ô chữ nhật Do cáp bị trôi nên biểu đồ thời khoảng bị lệch khỏi dạng hypebol, nên việc chọn các ô nhỏ cần phải lưu ý Cũng do ảnh hưởng của sự trôi cáp do dòng chảy tạo nên sự phân tán các

“điểm giữa” theo hướng thẳng góc với tuyến trong mỗi ô Nếu hướng nổ theo đường phương thì tập hợp những ô chung sẽ có dạng sai lệch so với hypebol lý

tưởng Điều này làm giảm biên độ trong quá trình cộng và có tác dụng như là bộ lọc tần cao

2.1.3 Nhược điểm

- Thu nổ và xử lý số liệu 3D thì đắt hơn nhiều so với vài tuyến 2D Chi phí thu

nổ phụ thuộc lớn vào điều kiện bề mặt địa hình, các thông số thu nổ, chiều sâu nghiên cứu cần thiết để giải quyết vấn đề địa chất Nhìn chung chi phí trung bình cho một khảo sát 3D ở giữa lục địa khoảng chừng 30000 đô la Mỹ/dặm vuông

- Thủ tục cấp phép cho thu nổ số liệu hai chiều ít hơn nhiều, ít rắc rối trong định vị nguồn nổ và máy thu, và thời gian xử lý ít hơn Địa chấn 3D lớn có thể mất một hoặc hai năm cho thu nổ, và ba đến bốn tháng cho xử lý Như vậy, thời gian từ khi bắt đầu đến minh giải dễ có thể mất ít nhất một năm Thu nổ, xử lý và đánh giá

số liệu 2D chỉ tính bằng tuần, hoặc một vài tháng

2.2 Minh giải địa chấn 3D

Trước khi bắt tay vào minh giải, cần thiết phải xem xét, đánh giá kỹ lưỡng về chất lượng tài liệu minh giải, trong đó phải kể đến hệ thống quan sát thực địa và tham số xử lý địa chấn Điều này quan trọng, vì chất lượng công tác minh giải phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng tài liệu xử lý

Minh giải tài liệu địa chấn là bước rất quan trọng trong thăm dò địa chấn nhằm giải thích ý nghĩa địa chất của tài liệu địa chấn sau quá trình thu phát ngoài thực địa

và xử lý số liệu tại các trung tâm xử lý Để minh giải tài liệu địa chấn cần xác định mối quan hệ giữa đặc điểm của trường sóng như thời gian, tốc độ truyền sóng, tần

số, biên độ, năng lượng sóng…với các yếu tố địa chất như yếu tố kiến tạo, đứt gãy, đặc điểm địa tầng, môi trường trầm tích, tướng đá, thành phần thạch học, chu kì thay đổi mực nước biển…

Minh giải địa chấn có ba loại là: minh giải cấu trúc và minh giải địa chấn địa tầng

và minh giải đặc biệt

Do trong đồ án này tôi sử dụng minh giải cấu trúc, nên tôi không đi sâu vào hai loại minh giải còn lại, một số khái niệm cơ bản được sử dụng tôi viết trong mục

2.5.2

Ta cần minh giải các lát cắt địa chấn nhằm xác định và liên kết các mặt ranh giới địa tầng, bề dày các tập trầm tích, các đứt gãy, đới phá hủy, nếp uốn, vùng bị

bào mòn cắt xén, lòng sông cổ, thung lũng ngầm Từ đó thành lập các lọai bản đồ (đẳng thời, đẳng sâu, đẳng dày), liên kết với tài liệu giếng khoan và tài liệu địa chất khác để rút ra các kết luận về địa chất

Quá trình minh giải cấu trúc cơ bản dựa trên tài liệu địa chấn 3D được minh

họa theo sơ đồ (hình 2.6)

Tài liệu có gồm: địa chấn 3D, ĐVLGK (hai đường cong đo ĐVLGK chính

là đường cong đo sóng âm và đường cong đo mật độ) để xây dựng được băng địa chấn tổng hợp (synthetic) Từ đó, ta xác định được các ranh giới phản xạ và hệ thống đứt gãy trên các mặt cắt địa chấn →Lập được bản đồ đẳng thời Từ bản đồ đẳng thời ta chuyển sang bản đồ đẳng sâu nhờ tài liệu checkshot hay VSP Quy trình và các bước minh giải cấu trúc được tôi viết chi tiết trong các mục 2.4, mục 2.5, mục 2.6 dưới đây

Hình 2.5: Sơ đồ trình tự minh giải tài liệu địa chấn

2.3 Các khái niệm cơ bản

Muốn minh giải cấu trúc địa chất đầu tiên phải tiến hành minh giải lát cắt địa

chấn (hình 2.8) đây là việc quan trọng để xác định cấu trúc có tiềm năng dầu khí và

các đặc điểm địa chất liên quan

Trong minh giải cấu trúc, hệ thống đo đa kênh, lát cắt địa chấn là tập hợp các mạch địa chấn sau xử lý, đây là các mạch tổng có đặc điểm là vị trí điểm phát và thu

trùng nhau, tương ứng với các điểm khác nhau trên tuyến quan sát

Thông tin về thời gian phản xạ kết hợp với vận tốc truyền sóng của lớp đất đá diễn đạt độ sâu và độ dốc của tầng đất đá tăng theo chiều thẳng đứng đi xuống Nghiên cứu thời gian phản xạ cho phép chúng ta phát hiện các ranh giới phản xạ, đứt gãy, nếp lồi, các bẫy cấu trúc, các bất chỉnh hợp góc giữa hai bề mặt, sự cắt cụt,

từ lát cắt địa chấn

Trong hình 2.8 lát cát địa chấn của khu vực nghiên cứu, có tập địa chấn A đặc trưng bởi: phân lớp song song lượn sóng, độ liên tục và phân giải tốt, tần số cao, biên độ thấp Tập địa chấn B cũng đặc trưng bởi phân lớp song song lượn sóng, độ liên tục tốt ở giữa, kém dần về hai phía mặt cắt hơn tập A, tần số thấp hơn tập A và biên độ cao hơn so với tập A

Các phản xạ từ các mặt địa tầng của một địa tầng có thể do một mặt phản xạ duy nhất hoặc là tổng của một vài phân lớp nằm gần sát nhau, hệ quả là các mặt phản xạ sẽ phản ánh hình dáng tổng thể độ liên tục, độ tương phản mật độ, vận tốc

và các tính chất khác nhau mà lớp có được

❖ Bất chỉnh hợp địa chấn (hình 2.8)

Bất chỉnh hợp là một loại đặc biệt của mặt phân lớp, nó là mặt phân tách các lớp già hơn với các lớp trẻ hơn, trên mặt đó có những bằng chứng của cắt cụt,

phong hóa, bào mòn phơi lộ với gián đoạn trầm tích Nó là dấu ấn ghi được qua quá trình hình thành địa chất của vùng

Đối với cả minh giải địa chấn địa tầng và minh giải cấu trúc, chúng ta quan tâm

tới mặt bất chỉnh hợp (hình 2.8) Ta xét tới quá trình hình thành mặt ranh giới này:

Hình

2.8: Sự hình thành mặt bất chỉnh hợp.[6]

Khi bồn trầm tích đang trong quá trình trầm tích liên tục, mực nước biển ngập

bồn, các lớp đất đá được hình thành song song (hình 2.8- A) Trong quá trình trầm

tích, các tập đất đá có thể bị chịu tác động của ngoại lực hình thành các uốn nếp (lực

nén ép), đứt gãy thuận (lực căng giãn), đứt gãy nghịch (lực nén ép) (hình 2.8-B)

Với chu kì của mực nước biển, đến giai đoạn hạ mạnh; làm cho tập trầm tích bị nâng lên khỏi mực nước biển, quá trình trầm tích bị gián đoạn Do chịu ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài; mặt lớp phía trên bị phơi lộ, bào mòn… hình thành mặt bất

chỉnh hợp (hình 2.8 -C) Sau đó, nước biển lại tăng lên, làm cho bồn trầm tích ngập

nước, vật liệu trầm tích lại được di chuyển vào bồn, quá trình trầm tích lại được

diễn ra (hình 2.8-D) Điều đặc biệt là khi nước biển tăng mạnh, vật liệu là các hạt

thô sẽ di chuyển gần nguồn; hạt mịn (sét, bột) di chuyển xa nguồn hơn, được trầm tích ngay phía trên mặt bất chỉnh hợp Các tập chứa nhiều sét lại là tầng sinh và chắn tốt nhất đối với hydrocacbon

Các bất chỉnh hợp gây sóng địa chấn vì chúng thường là mặt phân cách giữa hai lớp có trở kháng âm học khác nhau Một bất chỉnh hợp góc có thể xuất hiện ở các nơi các lớp bên dưới bị cắt xén do quá trình bào mòn, các lớp phía trên bất chỉnh hợp sẽ phủ lên bề mặt đã tạo sẵn bên dưới hoặc sẽ tạo góc với mặt sẵn đó

Trên mặt cắt địa chấn nghiên cứu (hình 2.7); mặt bất chỉnh hợp là bất chỉnh hợp

góc Có dấu hiệu nổi bật bị bào mòn phơi lộ, gián đoạn trầm tích và dấu hiệu ranh giới

nóc: chống nóc( toplap); ranh giới đáy: bao bọc đáy (base concodance) (hình 2.9)

Hình 2.9: Dấu hiệu bao bọc đáy và chống nóc của bất chỉnh hợp[6]

2.4 Xây dựng băng địa chấn tổng hợp

Đây là một công cụ tiện ích và mang tính chính xác cao để xác định các ranh giới Thực chất của việc xây dựng băng địa chấn tổng hợp là giải bài toán thuận nhằm hình thành một băng địa chấn lý thuyết trên cơ sở đã biết đặc điểm môi trường như: tốc

độ truyền sóng, mật độ đất đá, qua tài liệu địa vật lý giếng khoan

Tài liệu địa chấn cho ta mối quan hệ về thời gian thu phát sóng với môi trường địa chất, trong đó tài liệu địa vật lý giếng khoan lại cho mối quan hệ giữa độ sâu và môi trường địa chất

Nhờ việc kết hợp hai tài liệu này cho ta mối quan hệ thời gian- độ sâu, được thể hiện trên băng địa chấn tổng hợp, giúp xác định ranh giới địa chất một cách chính xác

2.4.1 Cơ sở lý thuyết

❖ Mục đích:

Băng địa chấn tổng hợp là công cụ chủ đạo để liên kết tài liệu giếng khoan với tài liệu địa chấn Mục đích của việc dựng băng địa chấn tổng hợp là so sánh trường sóng trên băng địa chấn lý thuyết với băng địa chấn thực tế nhằm giúp người minh giải dễ dàng nhận biết các ranh giới phản xạ

Vì vậy để có thể minh giải được các mặt ranh giới thì trước tiên chúng ta phải xây dựng được băng địa chấn tổng hợp Từ đó ta tiến hành liên kết một cách chính xác các tầng địa chấn để phục vụ cho công tác thành lập bản đồ địa chấn - địa chất so sánh tài liệu lý thuyết với tài liệu thực tế, phân tích bản chất sóng phản xạ liên quan tới các mặt ranh giới và những phản xạ nhiễu thông qua việc xem xét sự tương quan giữa băng địa chấn lý thuyết và băng địa chấn thực tế thu được, giúp cho người minh giải lựa chọn pha (đi theo pha âm hay pha dương) để liên kết ranh giới địa chấn Khi xây dựng băng địa chấn tổng hợp ta coi môi trường địa chất phía dưới là tập hợp các lớp dày Khi sóng địa chấn lan truyền trong môi trường phân lớp đó sẽ

bị phản xạ ở mỗi bề mặt và tại máy thu sẽ thu được sóng phản xạ với một biên độ

và pha nhất định, sóng phản xạ này là tổng hợp của tất cả các sóng phản xạ tại mỗi mặt ranh giới Thời gian truyền từ nguồn nổ tới máy thu phụ thuộc vào tốc độ lan truyền của sóng trong môi trường đất đá Biên độ của sóng ghi được phụ thuộc vào tốc độ và mật độ của môi trường

❖ Cơ sở để xây dựng băng địa chấn tổng hợp:

Giả sử môi trường địa chất gồm N lớp, tương ứng với mỗi lớp này có một giá trị trở kháng âm học nhất định và có mối quan hệ chặt chẽ với môi trường địa chất vì mật độ và tốc độ đất đá phụ thuộc vào một loạt các thông số như thành phần thạch học, nhiệt độ, áp suất vỉa, chất lỏng chứa trong vỉa, độ rỗng Dưới đây là phương trình (2.1) thể hiện mối quan hệ giữa trở kháng và các giá trị mật

) 1 ( ) 1 ( ) ) )

i i i i i

V V

V V