Tuổi Me (%) Q(%) So I Li(%) Ro Chất lƣợng colectơ N 20-10 60-30 1.8-2.8 0.3-0.7 5-25 0.7-0.5 Tốt E32 10-5 45-25 2.0-3.5 0.6-0.8 15-35 0.5-0.3 Trung bình E2 - E31 5-1 40-20 2.5-4.0 0.8- 0.85 35-45 0.3-0.1 Kém
5.2. ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TƢỚNG TRẦM TÍCH TƢỚNG TRẦM TÍCH
5.2.1. Tầng sinh
Nhƣ đã nói ở trên, các đá sinh dầu chỉ có thể hình thành trong mơi trƣờng tiền châu thổ (tƣớng bùn sét tiền châu thổ, tƣớng sét bột đầm lầy ven biển có tiềm năng sinh khí là chủ yếu) và mơi trƣờng vũng vịnh (sinh dầu). Để đánh giá khả năng sinh dầu trong Oligocen – Miocen sớm khu vực Phía Bắc bể Sơng Hồng trên cơ sở phân tích tƣớng ta cũng cần phải đánh giá trên những tƣớng đó.
Giai đoạn Oligocen:
Trong giai đoạn này phát triển các nón quạt cửa sơng, hồ và đầm lầy nhỏ. Các tập sét có màu xám sáng, xám sẫm, đơi chỗ có các thấu kính than hoặc các lớp kẹp mỏng sét vơi phân bố lấp đầy các thủy vực địa hào, bán địa hào (tại trũng Đông Quan và khu vực Vịnh Bắc Bộ) xa khối nâng. Tầng sinh giai đoạn này thƣờng chứa kerogen loại III (môi trƣờng lục địa) và ít hơn là loại II (mơi trƣờng biển), thƣờng bị
chôn vùi sâu, nhƣng đá mẹ tại đây rất giàu vật chất hữu cơ, với TOC khoảng 6, 9-
11% Wt, HI từ vài chục đến hàng trăm mg HC/g TOC và đang ở trong pha tạo khí ẩm
tới khí khơ với giá trị Tmax khoảng 430 - 480OC [32].
Tại rìa Đơng Bắc MVHN - vùng Đồng Ho và phần sâu của đảo Bạch Long Vĩ đã phát hiện các đá mẹ là sét và sét than trong các tập Oligocen có kerogen cả loại I (mơi trƣờng đầm hồ giầu lipit có khả năng sinh dầu cực tốt) và loại II có khả năng sinh cả dầu và khí. Các đá mẹ này cũng rất giàu vật chất hữu cơ (TOC = 7-18% Wt), S2 khoảng 21 - 41mg/g và có chỉ số hydrogen cao (HI = 200 - 600 mg HC/g TOC),
nhƣng độ phản xạ vitrinit trung bình Ro = 0, 45 (Tmax = 428-4390C), đang bƣớc vào
giai đoạn trƣởng thành [32].
Hiện tại đá mẹ Oligocen là các tầng đá mẹ chính của khu vực, do trầm tích bị
chơn vùi rất sâu, địa nhiệt cao (khoảng 3.7-4.50C/100m) nên nói chung đã trải qua tất
cả các pha tạo sản phẩm từ dầu đến khí ẩm, condensat và khí khơ.
Tƣớng sinh chủ yếu là bùn sét tiền châu thổ, tƣớng sét bột đầm lầy ven biển ở MVHN và Vịnh Bắc Bộ và tƣớng đầm hồ giầu rong tảo tại khu vực Đông Bắc MVHN và đảo Bạch Long Vĩ.
Giai đoạn Miocen:
Trong Miocen sớm, tại MVHN và vịnh Bắc Bộ tầng sinh 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. Kết quả phân tích mẫu thu thập trong các giếng khoan tại các lô 102, 103, 104 cho thấy giá trị tổng carbon hữu cơ từ trung bình đến rất giàu (TOC = 0,45-18%), song chỉ số hydrogen thấp (HI dƣới 200 mg C/g TOC), ngoại trừ phần đảo nổi Bạch Long Vĩ với giá trị cao (HI lớn hơn 300 mg C/g TOC) [32]. Các tầng sinh Miocen thuộc khu vực ngồi khơi bể Sơng Hồng đang trong ngƣỡng trƣởng thành đến trƣởng thành sớm và có khả năng cho sản phẩm. Trong giai đoạn này tƣớng bùn sét tiền châu thổ, tƣớng sét bột đầm lầy ven biển vẫn là tƣớng sinh chủ yếu của khu vực.
Đến giai đoạn Miocen giữa và muộn, các tƣớng trầm tích sét bột đầm lầy ven biển, sét tiền châu thổ giầu vật chất hữu cơ, tuy nhiên VCHC chƣa trƣởng thành.
5.2.2. Tầng chứa
Giai đoạn Oligocen:
Trong Oligocen sớm các tập trầm tích aluvi, proluvi, nón quạt cửa sơng phát triển có khả năng chứa dầu khí:
- Cát, cát sạn proluvi có độ chọn lọc, mài tròn kém, diện phân bố hẹp,
khả năng hình thành tầng chứa khơng đáng kể.
- Cát bột nón quạt cửa sơng: có dạng thấu kính nhƣng chủ yếu là các nón
quạt cửa sơng nhỏ, phân bố hẹp kém liên tục. Độ chọn lọc mài trịn kém đến trung bình.
Tóm lại, cát kết Oligocen dƣới phân bố manh mún, nhỏ hẹp, biến đổi biến sinh và hậu sinh muộn (bị nén kết chặt làm giảm độ rỗng), liên kết các tầng chứa kém nên khả năng chứa kém.
Đến Oligocen muộn, các thể cát nón quạt cửa sơng và cát bột châu thổ - biển nơng có diện phân bố rộng hơn và ít bị biến đổi thứ sinh hơn so với giai đoạn trƣớc. Tuy nhiên do chế độ lắng đọng trầm tích phức tạp, cát kết có thành phần bột sét cao, đa khoáng (grauvac, grauvac litic), xi măng bị calcit, xerixit hóa nên độ rỗng giảm đi đáng kể làm cho phân bố độ rỗng trong tầng Oligocen trên không ổn định giảm khả năng chứa của tầng.
Giai đoạn Miocen:
Cát kết và cát-bột kết Miocen có độ rỗng thƣờng từ 15 đến 25% tăng dần về phía các hệ tầng nằm trên. Cát kết Miocen dƣới (hệ tầng Phong Châu) một số nơi bị xi măng calcit hoá mạnh, độ rỗng nhỏ, song nhìn chung độ rỗng và độ thấm tốt hơn hẳn cát kết Oligocen và có thể đạt tới 20% và thấm khá 139 mD (GK.100/1696m).
bình đến tốt, độ nén ép (0,3 – 0,7) nên trầm tích có tiềm năng chứa tốt. Cuối mỗi chu kỳ trầm tích là các tƣớng sét bột tiền châu thổ, sét, sét vơi biển nơng đóng vai trị tầng chắn. Đặc biệt là pha biển tiến cuối Miocen sớm đã tạo nên tầng chắn khu vực phủ trên tầng chứa Miocen sớm. Với tổ hợp tầng chứa và chắn khu vực nhƣ vậy tầng chứa Miocen sớm đƣợc đánh giá là tốt và có nhiều tiềm năng.
Nhƣ vậy tiềm năng chứa của cát kết Miocen tốt, phân bố rộng và ổn định gần nhƣ trong toàn đới trung tâm MVHN. Hầu hết các giếng khoan ở vùng Tây Bắc vịnh Bắc Bộ (giếng khoan 102-CQ- 1X, 102-HD-1X) và các giếng trên đất liền MVHN đều cho thấy rằng mặc dù cát kết có phân bố khắp nơi trong mặt cắt nhƣng đều có độ rỗng tăng dần từ dƣới lên.
5.2.3. Tầng chắn
Về mặt trầm tích, các đá chắn phải là các trầm tích hạt mịn, khơng có khả năng cho dầu đi qua. Đó là các tập trầm tích sét kết, sét bột kết hình thành trong mơi trƣờng vũng vịnh, đầm lầy và biển nông.
Trong Oligocen, cấu trúc khu vực nghiên cứu bị phân cắt phức tạp. Các trầm tích hồ, đầm lầy chỉ tích tụ trong các phụ bể, địa hào xa vùng xâm thực mang tính cục bộ địa phƣơng. Chúng có diện phân bố nhỏ hẹp trong Oligocen sớm. Vì vậy, các trầm tích sét, sét bột trong Oligocen chỉ là những tầng chắn địa phƣơng. Các tầng chắn Oligocen muộn là tầng chắn tốt đáng quan tâm vì diện phân bố, bề dày lớn cũng nhƣ tính chất cộng sinh với tầng sinh, tầng chứa đá móng nứt nẻ của nó.
Tại MVHN và vùng lân cận, các tập sét kết, sét-bột kết thuộc phần trên của mặt cắt Oligocen tạo thành một tầng chắn ổn định cho các bẫy nằm dƣới. Tập chắn thực chất là một tập sét biển tiến (trangressive), hoặc vài nơi trùng với mặt ngập lụt cực đại (maximum flooding surface). Các tập sét này là các tập chắn tốt do bị nén chặt và hàm lƣợng sét cao (70- 80) %, dày từ 15-30 m thậm chí có nơi dày 50 m. Các tầng chắn địa phƣơng Oligocen đặc trƣng bằng sét, sét than có màu nâu, nâu thẫm, thành phần khoáng vật gồm ilit(48%), kaolinit (25%), clorit (27%), đƣợc trầm đọng trong môi trƣờng ven biển và đầm lầy ven biển. Các tập sét này vừa là tầng chắn vừa là tầng sinh. Trên đất liền, tập sét này cũng đƣợc bắt gặp ở các giếng khoan trên cấu tạo D14 và B10 của Anzoil.
Sang đến Miocen, các tập sét kết, sét-bột kết, sét-than và than-sét có diện phân bố rộng và khá ổn định trong MVHN với chất lƣợng chắn tốt, hàm lƣợng sét 60-70%, chiều dày từ 10-15m đến 20-25m. Ngoài khơi, các tập sét chắn đều có chất lƣợng từ tốt đến rất tốt, bề dày dao động trong khoảng 10 - 150m, hàm lƣợng sét 65-90%.
Tuy nhiên, ở nhiều nơi, các màn chắn trong trầm tích Oligocen và Miocen bị phá vỡ do hệ thống đứt gãy phức tạp hoạt động trong Oligocen và Miocen với nhiều pha nâng - hạ, trƣợt bằng (strike-slip) và xoay xéo (tilted).
5.3. TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ NHÌN TỪ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP
Nghiên cứu ĐTPT trầm tích Kainozoi Bắc bể Sơng Hồng cho phép xác định vị trí các tầng sinh, tầng chứa và tầng chắn trong mỗi phức tập.
5.3.1. Tầng sinh
Nhƣ đã trình bày ở trên, trong phạm vi bể Sơng Hồng có 2 tầng sinh quan trọng là đá sét kết chứa than Oligocen và Miocen dƣới, nhiều nghiên cứu đã khẳng định về tiềm năng sinh dầu và khí của các tầng này [5, 7, 15].
Tầng sinh Oligocen xuất hiện 2 lần trong một phức tập: Lần thứ nhất là tƣớng sét than và than đầm lầy ven biển và châu thổ biển tiến (TST), Lần thứ hai là tƣớng sét than và than đầm lầy ven biển và châu thổ biển cao (HST).
Tầng sinh Miocen dƣới tại MVHN và ở vịnh Bắc Bộ là các tập sét than và các vỉa than tƣớng tiền châu thổ thuộc giai đoạn biển tiến (TST) và đồng bằng châu thổ thuộc giai đoạn biển cao (HST).
5.3.2. Tầng chứa
Cát kết Oligocen và cát kết Miocen thuộc hệ thống biển thấp (LST) và hệ thống biển cao (HST). Hệ thống biển thấp bao gồm các tƣớng: cát lịng sơng, cát cồn sông, cát cồn chắn cửa sông, cát bãi triều và cát biển nông. Hệ thống biển cao cũng tƣơng tự nhƣ vậy song các tƣớng cát cộng sinh chặt chẽ với các tƣớng sét than và than sinh khí hơn hệ thống biển thấp. Vì vậy, cát kết các tầng chứa tƣớng châu thổ tuổi Oligocen – Miocen thƣờng có dạng thấu kính cịn cát kết biển nơng dạng lớp nhƣng lại chứa nhiều bột, sét nên độ rỗng hiệu dụng và độ thấm khá thấp, chất lƣợng colectơ kém. Tính chất colectơ của cát kết bể Sơng Hồng nói chung thuộc loại trung bình đến kém so quá trình biến đổi thứ sinh mạnh ngoại trừ cát kết Miocen trên và Pliocen.
5.3.3. Tầng chắn
Vị trí các tầng chắn thƣờng phân bố vào cuối các phức tập liên quan đến hệ thống trầm tích biển tiến (TST) thuộc tƣớng sét biển nông trùng với mặt ngập lụt cực đại. Ở MVHN và các khu vực kề cận tầng chắn là tập sét kết tuổi Oligocen khá ổn định bảo vệ cho các bẫy nằm dƣới.
KẾT LUẬN
Bồn trũng Sơng Hồng là khu vực có hoạt động kiến tạo hết sức phức tạp. Nhận biết lịch sử hoạt động này không thể thiếu các yếu tố và những sự kiện độc đáo ghi lại trong các thực thể trầm tích: cấu tạo, thành phần thạch học, tƣớng đá và đặc điểm chu kỳ trầm tích, đặc điểm địa tầng trầm tích. Giải quyết mối quan hệ hệ nhân quả này sẽ góp phần làm sáng tỏ hoạt động địa động lực của đứt gãy Sông Hồng.
1. Đặc điểm tiến hóa trầm tích phản ánh một cách chân thực bối cảnh kiến tạo khu vực phía Bắc bể Sơng Hồng trong giai đoạn Oligocen – Miocen. Năm chu kỳ
trầm tích trong giai đoạn Oligocen – Miocen thể hiện sự phát triển theo qui luật biến đổi tƣớng: từ nhóm tƣớng lục địa sang nhóm tƣớng nón quạt cửa sơng (châu thổ), cuối cùng là nhóm tƣớng vũng vịnh, biển nông. Trong mỗi giai đoạn của chu kỳ kiến tạo hình thành bể Sơng Hồng trầm tích đều có những đặc trƣng riêng, phù hợp với bối cảnh kiến tạo:
1. Giai đoạn tạo rift sớm
Do quá trình tách giãn diễn ra mạnh mẽ, trên tồn bộ diện tích khu vực nghiên cứu địa hình bị chia cắt thành các khối nhơ, các khối sụt dạng địa hào, địa lũy. Các khối nâng cao bị bào mịn, trầm tích đƣợc vận chuyển từ chỗ cao đến lấp đầy các địa hào, hố sụt và mƣơng xói. Mơi trƣờng lắng đọng trầm tích hồn tồn lục địa: lũ tích, bồi tích, lịng sơng, bãi bồi, hồ hoặc đầm lầy ven biển.Tƣớng trầm tích biến đổi từ tƣớng cuội sạn proluvi, cát-sạn aluvi đến tƣớng nón quạt cửa sơng và tƣớng bột sét đồng bằng châu thổ, sau đó là tƣớng sét bột tiền châu thổ và kết thúc bằng tƣớng cát bột biển nông, sét bột vũng vịnh giàu vật chất hữu cơ. Trầm tích biến đổi ở trong giai đoạn hậu sinh muộn và biến sinh sớm (I = 0,75-0,9, hệ số nén ép Co =0,7-0,8).
2. Giai đoạn tạo rift muộn
Giai đoạn tạo rift muộn bắt đầu vào đầu Miocen sớm, kết thúc vào cuối Miocen sớm. Các vật liệu trầm tích đƣợc vận chuyển đến từ phía Tây, Tây Bắc, Đơng Bắc và cả từ phía Đơng (từ đảo Hải Nam tới) phủ bất chỉnh hợp lên các trầm tích Oligocen. Mở đầu chu kỳ là các trầm tích bột cát đồng bằng châu thổ và bột sét tiền châu thổ. Kết thúc là các trầm tích sét, sét bột sƣờn châu thổ và tầng sét dày biển nông xa bờ chứa Glauconit, đóng vai trị nhƣ một tầng chắn khu vực tƣơng ứng với tầng sét rotalit của bể Cửu Long.
3. Giai đoạn mở rộng, sụt lún, oằn võng và nén ép kiến tạo
Thời kỳ này bắt đầu ngay sau thời kỳ tạo rift muộn, trầm tích đƣợc lắng đọng trong mơi trƣờng đồng bằng châu thổ, biển nông ven bờ và vũng vịnh. Thành phần trầm tích chủ yếu là hạt mịn nhƣ cát hạt mịn, bột, sét và sét than. Vật liệu trầm tích đƣợc lắng đọng với khối lƣợng lớn, cùng với các khối lƣợng trầm tích đƣợc hình
thành trong pha tạo rift đã gây nên một trọng lực mạnh làm cho phần trung tâm bể bắt đầu sụt lún và oằn võng.
Cũng trong giai đoạn này, vào thời kỳ cuối Miocen giữa đầu Miocen muộn, do tác động sự va chạm giữa các mảng đã tạo nên sự dịch chuyển các vi khối mà tiêu biểu nhất là khu vực Tây Nam MVHN và một phần Tây Bắc bể Sông Hồng đã xảy ra sự nén ép cục bộ. Sự nén ép này đã làm cho các thành tạo hình thành từ trƣớc bị uốn nếp và nâng trồi, đồng thời xuất hiện hàng loạt các đứt gãy chờm nghịch cùng các cấu tạo dạng hình hoa (flower structure) nhƣ: Tiền Hải, 103 TH, 103 TG, Hoàng Long, Cây Quất, Cây Đào,… và hàng loạt các cấu tạo khác trong khu vực này.
Đến cuối Miocen muộn, toàn bộ bề mặt nóc Miocen đƣợc nâng lên và bị bào mịn mạnh. Những chỗ nâng cao thì bị bào mịn cắt cụt và sau này chính mặt bào mịn này đã trở thành một mặt bất chỉnh hợp khu vực giữa các trầm tích Miocen và Pliocen
– Đệ tứ.
2. Từ Oligocen đến Miocen mối quan hệ giữa trầm tích – chuyển động kiến tạo và sự thay đổi mực nƣớc biển thể hiện quy luật nhƣ sau:
- Cƣờng độ kiến tạo yếu dần - Độ hạt giảm dần
- Thành phần thạch học chuyển từ đa khống sang ít khống hơn, hàm lƣợng matrix giảm dần (cát kết chuyển từ grauvac, grauvac – litic sang acko – litic, acko, Q-acko, Q-litic)
- Tƣớng trầm tích thay đổi từ tƣớng sông (a) chiếm diện phân bố lớn trong Oligocen đến các tƣớng châu thổ (am) và biển nông (m) phân bố rộng khắp trên khu vực nghiên cứu trong Miocen và chiếm ƣu thế hơn hẳn so với tƣớng trầm tích aluvi.
3. Đặc điểm thạch học và thành phần hạt vụn không chỉ phản ánh đặc điểm mơi trƣờng trầm tích mà cịn phản ánh sự thay đổi của nguồn cung cấp vật liệu trầm tích. Thời kỳ đầu tách giãn thành phần thạch học chủ yếu là sạn kết, cát kết và bột kết
grauvac, grauvac litic giầu mảnh đá biến chất, ryolit có thành phần tƣơng tự nhƣ phức hệ Sơng Hồng. Sau tạo rift, hàm lƣợng thạch anh tăng cao, phổ biến cát kết acko, acko –litic, hàm lƣợng felspat giảm đi, độ mài tròn tốt hơn, tỷ lệ các mảnh đá phiến thạch anh xerixit, bột kết, sét kết…tăng lên so với mảnh đá biến chất và phun trào chứng tỏ vật liệu trầm tích đã phải vận chuyển một quãng đƣờng xa hơn.
3. Nghiên cứu đặc điểm thạch vật lý, tƣớng trầm tích và địa tầng phân tập cho phép ta những đánh giá, lý giải một số đặc điểm của hệ thống dầu khí phía Bắc