Móng đá Kainozoi bồn trũng Cửu Long phát sinh và phát triển trên móng núi lửa – Pluton tuổi mezozoi muộn thuộc rìa lục địa tích cực.Trong Paleozoi và Mezozoi sớm, thềm lục địa Việt Nam trong đó có bồn trũng Cửu Long, là phần rìa phía Đông Nam của địa khối Indosini. Đây là kiểu rìa lục địa tích cực, phát triển núi lửa – pluton. Vào Mezozoi, do hoạt động hút chìm từ phía Đông Nam, bồn trũng Cửu Long nói riêng và thềm lục địa Việt Nam nói chung trải qua chế độ hoạt hoá magma kiến tạo mang đặc trưng của rìa lục địa tích cực. Nhờ đó đã tạo nên đới núi lửa – pluton kéo dài theo phương Đông Bắc – Tây Nam. Kèm theo đó là hoạt động kiến tạo phá huỷ mạnh mẽ, tạo nên những đới phá huỷ kiến tạo có phương đi cùng với phương của đới núi lửa – Pluton. Kết thúc giai đoạn tạo móng trước Kainozoi là sự nâng lên và tạo núi mạnh mẽ vào Kreta muộn với di chỉ của thành hệ molas màu đỏ của hệ tầng Dakrium, phun trào axit hệ tầng Đơn Dương và xâm nhập thuộc phức hệ Ankroet.
Oligoxen , phần vỏ lục địa Nam Việt Nam bị thoái hoá mạnh do tách giãn và sụt lún theo phương Đông Bắc – Tây Nam một góc 40 – 500 để tạo nên các rift sơ khai Oligoxen và tạo nên vỏ đại dương của biển Đông.Trong đó phần lục địa hiện nay được nâng lên mạnh mẽ và là nguồn cung cấp vật liệu cơ bản cho bồn trũng Cửu Long.Vào Mioxen quá trình tách giãn xảy ra mạnh mẽ dẫn đến việc mở rộng bồn trũng, vào Plitoxen, do ảnh hưởng tách giãn theo phương Đông – Tây, các khối nân, sụt bị dịch chuyển ngang – phải theo các đứt gãy vĩ tuyến và á vĩ tuyến.
Như vậy dưới ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo, móng của bồn trũng Cửu Long bị dập vỡ thành các hệ thống đứt gãy. Ở đây ghi nhận 2 hệ thống chính: Hệ thống Đông Bắc – Tây Nam được hình thành từ sớm và hệ thống á vĩ tuyến, á kinh tuyến được hình thành chủ yếu trong Plitoxen – Đệ tứ.
CHƯƠNG III :
CÁC MÔ HÌNH VẬT LÝ ĐÁNH GIÁ ĐỘ RỖNG NỨT NẺ VÀ ĐỘ RỖNG KHỐI CỦA ĐÁ
A/ĐẶC TÍNH KHÔNG GIAN LỖ RỖNG:
I /NGUYÊN NHÂN TAO ĐỘ RỖNG TRONG ĐÁ MÓNG:
Đá móng của thềm lục địa việt nam bị nứt nẻ và biến đổi bởi ảnh hưởng của các quá trình co giãn nhiệt của khối magma, quá trình kiến tạo, quá trình biến đổi chất nhiệt dịch, quá trình phong hóa.
1) Sự co giãn nhiệt của khối magma: tạo ra các khe nứt nguyên sinh
do ảnh hưởng của sức căng phát sinh khi magma chuyển động và sự co rút khi magma nguội đặc. Bản thân các đường nứt nguyên sinh tạo độ rỗng không đáng kể (0,01%) và được coi là đá không chứa, tuy nhiên chúng có thể góp phần trong tiền đề tạo điều kiện dễ dàng cho các quá trình tiếp theo như các quá trình thủy nhiệt, các quá trình phong hoá và hoạt động kiến tạo làm mở rộng thêm các khe nứt.
2) Hoạt động kiến tạo: đối với các lỗ rỗng khe nứt,đặc biệt là các khe
nứt dài và rộng thì các nguyên nhân đầu tiên là do kết quả của các quá trình hoạt động kiến tạo làm cho đá bị nứt vỡ. Các khe nứt được hình thành do sự đập vỡ trực tiếp ở các bề mặt phá hủy của các đứt gãy kiến tạo.
Hoạt động kiến tạo xảy ra vào thời jura_creta và kết thúc vào mioxen giữa mà thời kỳ mạnh nhất là creta và sau đó là oligoxen. Cùng với các quá trình thành tạo rift, các đứt gãy và các đới nứt nẻ trong đá móng cũng được thành tạo, độ nứt nẻ có thể xảy ra ở đới giãn nở do kết quả của sự giảm nhanh áp lực dọc theo các đứt gãy trong quá trình chấn động.
3) Quá trình phong hóa: dưới tác động lý hóa học trong hàng triệu
năm đã tạo thành một lớp vỏ phong hóa trên cùng của đá móng nằm kề lớp trầm tích. Sự phong hóa mạnh vào cuối Mezozoi- đầu Neogen khi đá móng của vùng nghiên cứu lộ ra trên bề mặt và bị tác động của các yếu tố khí hậu, hóa học, cơ học...tạo ra lớp phong hóa có bề dày khác nhau tùy thuộc vào địa hình cổ của mặt móng, trong đó các quá trình rữa lũa hòa tan trước hết là các khoáng vật ít bền vững nhất của các nhóm fenspat, mica kết quả dẫn đến sự phá hủy đá gốc, mở rộng thêm các khe nứt và hình thành không gian trống của các hang hốc làm tăng độ rỗng thấm.
4) Các hoạt động nhiệt dịch: thực tế khai thác dầu khí trong đá móng
cho thấy kết quả: nơi các đới phá hủy của đa ùgranitoit bị biến đổi đã phát hiện được các dòng dầu công nghiệp có giếng khoan dầu được khai thác trong phần móng rất sâu, điều này nói lên độ rỗng thấm tồn tại trong phần móng không những chỉ ở đới phong hóa mà còn tồn tại trong phần móng nằm bên dưới phần phong hóa, được xem là đá tươi nhưng cũng là nơi diễn ra các hoạt động nhiệt dịch mạnh me,õ một mặt làm tăng thêm độ rỗng, mặt khác thành tạo phổ biến tổ hợp các khoáng vật thứ sinh lấp một phần hoặc hoàn toàn các khe nứt làm giảm đi độ rỗng thấm.
+ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRÊN MỘT SỐ MẪU LÕI KHOAN CỦA ĐÁ MÓNG:
Tính chất của độ rỗng và sự liên quan đến độ thấm ïđược xem xét, phân tích qua một số mẫu thu thập, đồng thời tham khảo so sánh các tài liệu của các nhà nghiên cứu trước đây.
1/ Quan sát mẫu lõi bằng mắt thường :
Qua việc quan sát bằng mắt thường trên 10 lõi khoan ở các vị trí và độ sâu khác nhau của mỏ Bạch Hổ cho thấy: các lỗ rỗng, khe nứt hiện diện ở hầu hết các mẫu. Chiều rộng khe nứt dao động từ 0,1 – 0,2mm đến 2 – 5mm với các kiểu như sau :
_ Khe nứt hở: chiều rộng 1-2mm: gặp ở khối nứt nẻ mạnh, thường liên thông với các hang hốc.
_ Khe nứt với mạch Canxit: rộng từ 2 – 5mm, bị lấp đầy hoàn toàn, hoặc chỉ lấp một phần tạo khe hở nhỏ, dễ vỡ dọc theo khe nứt.
_ Khe nứt kín: rộng từ 0,1 – 0,2mm, dễ vỡ dọc theo khe nứt nơi các đường nứt giao nhau thường tạo các lỗ rỗng hang hốc.
Ngoài ra còn quan sát được các dạng hang hốc đường kính trung bình khoảng 5mm, thường hiện diện ở các khe nứt lớn hoặc nơi có nhiều hệ thống đường nứt cắt nhau.
Theo tài liệu báo cáo của Viện Dầu Khí, 1997: độ nứt nẻ tăng dần lên ở đới vỡ vụn cà nát, gắn liền với các đứt gãy. Chiều rộng khe nứt có thể đạt tới 2 – 3m, trong đó các mảnh vụn sắc cạnh có kích thước 3 -8cm. Độ dầy của các đới này theo mẫu lõi là 2- 3m.
2/ Quan sát lát mỏng được bơm nhựa màu dưới kính hiển vi phân cực
Trong nghiên cứu lát mỏng có thể quan sát các vi khe nứt, các lỗ rỗng trong hạt và giữa hạt, các lỗ rổng hang hốc.
a/Dạng lỗ rỗng trong hạt và giữa các hạt: kích thước thay đổi tuỳ theo
độ biến đổi các thành phần không vững bền của đá, xảy ra mạnh hay yếu. Đa số có đường kính trung bình từ 0,05 – 0,1mm, đôi khi > 0,1mm, trung bình chiếm 1,5% diện tích mẫu. Đa số lỗ rỗng có hình dạng rất phức tạp: đẳng thước, kéo dài, méo mó. Các lỗ rỗng này được sinh ra sau quá trình biến đổi, phong hoá, hoà tan các khoáng vật không bền vững như Fenspat, Biotit, Horblen. Đầu tiên các quá trình này xảy ra dọc theo cát khai hoặc ngoài rìa khoáng vật, sau đó sự hoà tan xảy ra càng mạnh thì độ lớn của lỗ rỗng càng tăng. Nhiều khi cả một hạt Fenspat K bị rữa lửa hoàn toàn tạo nên lỗ rỗng lớn vài mm.
b/Dạng lỗ rỗng vi khe nứt: chiếm trung bình 1,2 % diện tích mẫu với
kích thước 0,01 – 1mm. Các khe nứt thường có dạng cong, phân nhánh: phân nhánh không liên tục hoặc phân nhánh phức tạp. Đá có dạng vi khe nứt có tính thấm chứa tốt hơn dạng vi lỗ rỗng.
c/ Dạng các lỗ rỗng và vi khe nứt thông nhau: Do sự rữa lửa hoà tan
theo rìa các hạt khoáng vật hoặc theo các khe nứt nhỏ, liên thông tạo các khe nứt – hang hốc giữa các hạt và hạt trở nên tròn cạnh. Dạng này có độ thấm cao hơn 2 dạng trên.
d/ Dạng hang hốc và các khe nứt thông nhau: Thường hiện diện ở đới
cà nát, do sự liên kết giữa các đường nứt lớn và các hang hốc. Chúng được hình thành bởi các hạt khoáng vật bị vỡ vụn nứt nẻ, dễ bị phong hoá tạo lỗ rỗng liên thông tốt với các đường nứt. Do hạn chế về số mẫu nghiên cứu và diện tích lát mỏng, nên không quan sát toàn diện chiều dài, nhưng trung bình chiều rộng của khe nứt từ 0,5 – 3mm, chiếm khoảng 3% diện tích mẫu lát mỏng.
II/ ĐẶC TÍNH THẤM CHỨA CỦA ĐÁ MÓNG PHONG HOÁ NỨT NẺ:
1 / CẤU TRÚC KHÔNG GIAN LỖ RỖNG:
Hai kiểu không gian lỗ rỗng chính thường gặp trong đá móng là lỗ rỗng dạng khe nứt/ vi khe nứt và lỗ rỗng dạng hang hốc/ vi hang hốc.
a/ Lỗ rỗng khối :
Là các đường nứt nguyên sinh của đá do ảnh hưởng sức căng phát sinh khi magma chuyển động và sự co rút của khối magma khi nguội đặc. Đá chỉ có độ rỗng khối được xếp vào loại đá không chứa vì giá trị độ rỗng giữa các hạt thấp (0,01%)
b/ Độ rỗng Khe nứt – Vi Khe Nứt:
Lỗ rỗng nứt nẻ thường hiện diện ở đới cà nát do ảnh hưởng của các hoạt động kiến tạo. Đặc trưng là các vi nứt nẻ và các nứt nẻ lớn. Lỗ rỗng do nứt nẻ không chỉ đa dạng về hình thái, kích cỡ, sự phân bố mà cả nguồn gốc, điều kiện phát sinh và bảo tồn chúng.
Độ rỗng khe nứt và vi khe nứt thay đổi trong 1 phạm vi lớn theo cả chiều sâu và rộng từng khu vực. Giá trị độ rỗng khe nứt thay đổi từ 0 - 7,3% ( bảng 1 ). Kích thước khe nứt hở quan sát được trên mẫu lõi đa phần có chiều dài 5.0 – 10.0 cm và chiều rộng từ 0.5 -1.5mm. Những vi khe nứt chỉ quan sát được dưới kính hiển vi với chiều dài 5.0 – 15.0mm và chiều rộng thuờng gặp khoảng 0.05 -1.2 mm, đôi khi có thể tồn tại những khe nứt kiến tạo với kích thước vài cm( BH-94 :4228-4230m, BH-416:3600-3610m,…). Các khe nứt đa phần có dạng cong, phân nhánh không liên tục hoặc phân nhánh rất phức tạp. Mẫu càng có mật độ khe nứt cao thì phân nhánh càng phức tạp, khi đó các khe nứt thường cắt nhau hoặc chúng được nối thông với các lỗ rỗng hang hốc/ vi hang hốc. Chính nhờ các khe nứt nối liên thông như vậy mà đã làm cho tính chất chứa và đặc biệt là tính thấm của đá móng tốt lên rất nhiều. Các lỗ rỗng khe nứt tuy chiếm số lượng thấp nhưng lại đóng vai trò quyết định đến tính thấm chứa của đá móng. Mật độ phân bố của khe nứt- vi khe nứt nhìn chung là không đồng đều. Ở những đá biến đổi yếu, mật độ khe nứt rất thấp khoảng 0.0- 2.0 khe nứt- vi khe nứt // cm2, trong khi với các đá bị phá huỷ và nứt nẻ mạnh có thể quan
c/ Độ rỗng Hang hốc và Vi Hang hốc:
Các hang hốc lớn nhỏ hình thành do quá trình biến đổi phong hoá và hoà tan mạnh hay yếu các thành phần không bền vững của các đá.
Độ rỗng hang hốc và vi hang hốc chiếm vai trò chính lỗ hỗng của đá móng. Tuy nhiên tỷ lệ của chúng dao động trong một phạm vi lớn tuỳ thuộc vào đá móng bị biến đổi bởi các quá trình hoạt động thuỷ nhiệt và phong hoá ở mức độ nào. Giá trị độ rỗng hang hốc dao động từ 0 – 5% hay đến 8%, đôi khi tới 10%. Lỗ rỗng hang hốc có kích thước thường nhỏ hơn 1mm, chủ yếu 0.3 – 0.65mm, các hang hốc có đường kính lớn hơn 1mm (cá biệt tới 2-7mm) thường chỉ gặp nhiều trong những khu vực đá bị nứt nẻ và biến đổi mạnh.
Khu vực Độ rỗng nhìn thấy(%) Khe nứt(%) Hang hốc (%) Vòm Bắc 0.3- 12.3 3.17 0.0- 7.3 1.42 0.2-8.3 1.75 Vòm Trung Tâm 0.4-8.5 3.59 0.2-5.5 2.2 0.3-3.8 1.39
Bảng 2: kết quả đo độ rỗng, độ thấm các giếng khoan Cấu tạo Ngọc.
Theo Trần Quang Nhuận, kết quả 5 mẫu đá móng (*) đã được phân tích về độ rỗng và ghi nhận các mẫu có độ rỗng hở thay đổi từ 0.4 đến 1.1 %, độ rỗng chung thay đổi từ 1.4 đến 3.1%, điều này cũng cho ta dự đoán đá móng cấu tạo Ngọc chặt chẽ hơn các khu vực khác. Như theo kết quả nghiên cứu mẫu
S
STT Độ sâu Độ rỗng hở(%) Độ rỗng chung(%) Dung trọng(g/cm
3) Tỷ trọng 1 1 -2924(*) 0.8 2.08 2.58 2.64 2 2 2927(*) 1.1 3.19 2.57 2.65 3 3 2927(*) 1.0 2.01 2.59 2.64 4 4 2929(*) 0.6 1.78 2.58 2.63 5 5 2931(*) 0.4 1.46 5.60 2.64 6 6 2985(+) 1.3 2.15 - - 7 7 3002(+) 1.15 2.00 - - 8 8 3011(+) 1.2 2.15 - - 9 9 3018(+) 1.45 3.00 - - 1 10 3030(+) 1.40 2.8 - - 1 11 3037(+) 1.5 3.00 - - 1 12 3053(+) 1.7 3.50 - - 1 13 3058(+) 1.5 3.20 - - 1 14 3063(+) 1.2 2.30 - - 1 15 3066(+) 1.7 4.8 - -
2/ĐẶC TÍNH THẤM CHỨA:
Đặc tính thấm chứa của đá móng tại một số mỏ biến đổi trong phạm vi rộng và hết sức phức tạp. Nó phụ thuộc chặt chẽ vào mức độ biến đổi, phá huỷ và cà nát của đá. Hiện tượng khá phổ biến trong mặt cắt đá móng là có sự xen kẽ giữa các đới có tính chất thấm chứa tốt với các đới đá đặc sít không hoặc thấm chứa rất kém. Sự xen kẽ này nhiều khi lập di lập lai nhiều lần trong một khoảng độ sâu không lớn của ngay cùng một giếng khoan. Ở khu vực đá bị biến đổi mạnh hoặc xung quanh các đới đứt gãy phá huỷ lớn, độ rỗng và độ thấm của đá cao hơn hẳn so với các nơi khác. Xu thế chung là tính chất rỗng thấm của đá giảm theo chiều sâu.
Tại mỏ Bạch Hổ, các đới đá có tính thấm chứa cao thường tập trung vào nhiều trong khoảng độ sâu 100-250m đầu tiên kể từ đá móng( phần lớn rơi vào độ sâu 3100-3900m). Tuy nhiên trong khoảng độ sâu này cũng vẫn có sự xen kẽ giữa các lớp đá thấm và chứa tốt và các lớp đá đặc sít không có khả năng thấm chứa. Nhìn chung ở độ sâu lớn hơn 4500m, đa phần đá móng ít bị biến đổi hoặc không bị biến đổi và độ rỗng cũng như độ thấm của đá là rất nhỏ hoặc gần như gần bằng không. Mặc dù khối lượng các đá móng bị biến đổi mạnh có chứa dầu khí giới hạn trong những đá có độ rỗng trung bình 5,9% và độ thấm từ 1 đến vài mD chỉ chiếm khoảng 20% tổng mặt cắt của đá móng đã khoan qua, nhưng thực tế nó lại chiếm tới 85% trữ lượng của các thân dầu trong móng ở mỏ Bạch Hổ.
Một điểm cần lưu ý là ở những khoảng độ sâu có mặt tỷ lệ cao của các khoáng vật Zeolit thứ sinh, thì nơi đó lưu lượng dòng chảy bị giảm đáng kể.
Những khoáng vật kể trên chẳng những đã làm giảm tính chất thấm chứa của các đá mà còn rất dễ bị tác động hoà tan của kết tủa khi đang khai thác và đặt vị trí các giếng khoan bơm ép trong đá móng tại khu vực mỏ Bạch Hổ cũng như một số khu vực khác tại bồn trũng Cửu Long.
B/
CÁC MÔ HÌNH VẬT LÝ ĐÁNH GIÁ ĐỘ RỖNG NỨT NẺ ( Φ fr) VÀ