Luận giải: Hàm lƣợng thạch anh (Q) là tham số đại diện cho đặc điểm thạch học, tính đơn khống hay đa khoáng của đá. Khi hệ số Q của cát kết đạt trên 0,9 (tức 90%) thì đá có tên gọi là cát kết thạch anh. Nguồn gốc thạch anh phải là từ các đá magma axit tái trầm tích hoặc đá phiến thạch anh – mica. Mơi trƣờng lắng đọng phải là ven biển có sóng hoạt động mạnh để thanh lọc các thành phần không bền và qua thời gian địa chất thạch anh là khoáng vật bền vững nên vẫn đƣợc tồn tại và chiếm tỉ lệ cao tuyệt đối. Vì vậy, đại lƣợng Q cũng đại diện cho độ chọn lọc và ảnh hƣởng đồng biến (tuyến tính) đến Me.
3) Ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến độ rỗng hiệu dụng
Đồ thị thực nghiệm và các tiêu chuẩn kiểm định giả thiết đã khẳng định rằng, mối phụ thuộc này theo kiểu hàm bậc 2 (parabon) và khá chặt chẽ. Me đạt giá trị cao nhất khi Li dao động trong khoảng 8-20%. Tuy nhiên trong tập mẫu phân tích, hàm lƣợng xi măng chỉ dao động trong khoảng từ 8-17%, vì vậy học viên chọn phƣơng trình hồi quy có dạng: Me = -0.575 Li + 12.48, mối tƣơng quan nghịch với hệ số tƣơng quan khá cao (|R| = 0,7893) (Hình 5.3). Nhƣ vậy, trong đá cát bột kết Oligocen khu vực nghiên cứu khi hàm lƣợng xi măng tăng dần lên thì độ rỗng hiệu dụng sẽ giảm đi.
4) Ảnh hưởng của hệ số biến đổi thứ sinh đến độ rỗng hiệu dụng
Mức độ biến đổi thứ sinh (I) đóng vai trị hết sức quan trọng trong các biến số ảnh hƣởng đến hàm số độ rỗng (Me). Mối tƣơng quan giữa Me và I theo tập mẫu phân tích là tƣơng quan nghịch với phƣơng trình hồi quy có dạng: Me = -17.48 I + 18.50, hệ số tƣơng quan khá cao (|R| = 0,7197) (Hình 5.4). Các yếu tố gây biến đổi thứ sinh nhƣ nhiệt độ và áp suất tăng cao khi đi xuống sâu hoặc do nén ép kiến tạo làm cho mức độ biến đổi thứ sinh càng mạnh. Thể hiện trong kiến trúc đá, các hạt từ kiểu tiếp xúc điểm và đƣờng thẳng đến kiểu tiếp xúc đƣờng cong và răng cƣa. Mức độ biến đổi càng mạnh thì kiểu tiếp xúc thứ sinh càng tăng lên thay thế cho kiểu tiếp xúc nguyên sinh, đồng thời độ rỗng sẽ bị giảm đi theo quy luật tuyến tính nghịch.
5) Ảnh hưởng của hệ số mài trịn đến độ rỗng hiệu dụng
Cũng nhƣ độ chọn lọc, độ mài trịn của hạt vụn ảnh hƣởng tốt đến tính chất colectơ dầu khí, nghĩa là độ rỗng tăng lên theo độ mài tròn tăng. Song sự phụ thuộc này cũng rất yếu vì các hệ số tƣơng quan khá bé (|R| = 0,6986) (Hình 5.5). Tuy nhiên vẫn theo xu thế độ rỗng tăng lên theo độ mài tròn tăng.
Luận giải: Hệ số mài tròn thể hiện thời gian lƣu lại và quãng đƣờng vận chuyển vật liệu trầm tích. Hệ số mài trịn càng cao chứng tỏ trầm tích đã trải qua quá trình vận chuyển mài mịn lâu dài, điều đó đồng nghĩa với hàm lƣợng các khống vật
bền vững tăng hàm lƣợng xi măng giảm độ rỗng cũng có xu thế tăng lên. Tuy nhiên mối tƣơng quan này không chặt chẽ.
Kết luận:
Trong các yếu tố thạch học, hàm lƣợng ximăng, hàm lƣợng thạch anh và hệ số biến đổi thứ sinh có ảnh hƣởng quan trọng nhất đến tính chất colectơ của đá. Sự ảnh hƣởng yếu của độ chọn lọc, độ mài tròn và kích thƣớc trung bình của hạt vụn đến độ rỗng đƣợc lý giải bởi nhiều mối tƣơng tác trong một thể đá.
Cát bột kết Oligocen do nằm ở độ sâu lớn, nhiệt độ cao dẫn đến mức độ biến đổi thứ sinh mạnh làm giảm độ rỗng. Ngồi ra q trình calcite và siderite hố cũng làm giảm độ rỗng. Chế độ lắng đọng trầm tích phức tạp nên trong cát kết thành phần bột và sét cao, cát không sạch, hàm lƣợng xi măng cao (chủ yếu cát kết grauvac – litic), hệ số chọn lọc và mài tròn thấp. Tất cả những yếu tố trên làm cho chất lƣợng của tầng chứa Oligocen thuộc loại kém đến trung bình.
Đến Miocen, cát kết có độ chọn lọc mài trịn tốt hơn, ít bị biến đổi thứ sinh, thành phần ít khống, hàm lƣợng thạch anh tăng cao làm cho tầng chứa tuổi Miocen có tiềm năng là tầng chứa tốt.
Dựa vào các giá trị Q, So, I, Li, Ro học viên đã xây dựng bảng phân loại đánh giá chất lƣợng colectơ (Bảng 5.4). Từ bảng phân loại này có thể áp dụng đánh giá chất lƣợng colectơ của các tầng sản phẩm khác trong khu vực, dựa trên kết quả phân tích các tham số thạch học.
Bảng 5.4. Đánh giá chất lƣợng colectơ của đá chứa LK 102
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 vôi 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 (mơi 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
chôn 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 hố 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 môi 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 sơng, 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 Sông 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 sông (châu thổ), cuối cùng là nhóm tƣớng vũng vịnh, biển nơng. 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