Trầm tích Mioxen dưới
Trầm tích Mioxen dưới của bể Nam Cơn Sơn được thành tạo chủ yếu trong điều kiện delta và biển ven bờ (phần Tây, phần Nam), biển nông, thềm nông (phần lô 12, 05, 04) và thềm sâu (outer – sublitoral) phần Trung tâm và Đông, Đông Bắc. Đá chứa Mioxen dưới gồm cát kết thạch anh, cát kết đa khống, màu xám sáng có xen kẽ bột và sét kết. Cát kết có độ lựa chọn tốt. Xi măng giàu carbonat bị biến đổi thứ sinh ở mức trung bình.Đơ rỗng thứ sinh phát triển do carbonat tái kết tinh. Kiểu tiếp xúc nguyên sinh giữa các hạt chỉ đạt 30 – 40%, nhường chỗ cho kiểu tiếp xúc thứ sinh (35 – 55%). Hệ số chặt sít giảm xuống cịn 0,50–0,75, chủ yếu là khe hổng giữa các hạt. Ở phần Tây – Tây Nam các vỉa cát kết đãđược phát hiện có bề dày dao động từ 8 – 50m, phổ biến 30m, độ rỗng từ 18 –25% chiếm khoảng 60% toàn bộ lắt cắt Mioxen dưới theo bề dày.Ở khu vực các giếng khoan lô 12, các vỉa cát có bề dày thay đổi từ 2 – 70m, thường gặp từ 10 – 15m, độ rỗng thay đổi từ 14 – 24% chiếm khoảng 40% chiều dày lát cắt. Ở khu vực các giếng khoan lô 05, 04 các vỉa cát có độ dày biến đổi từ 7 –8m, với độ rỗng thay đổi từ 16 –19% chiếm khoảng 40% chiều dày lát cắt.
Trầm tích Mioxen giữa
Trầm tích Mioxen giữa thành tạo chủ yếu trong điều kiện thềm nơng, riêng phía Tây, Tây Nam gặp trầm tích Mioxen giữa có bề dày từ 300 –500m phổ biến trong taofn vùng.Ở lô 04, 05 và 12 phổ biến cát kết thạch anh, mảnh vụn canxit có độ chọn lọc tốt ở khu vực các giếng khoan Dừa, Đại Hùng và 04B –1X. Ở lô 28, 29 trong khoảng độ sâu 1.100–1.350m có các lớp cát kết dày, hạt trung đến thô, xi măng giàu carbonat bị tái kết tinh mạnh.
Tương tự trầm tích Mioxen dưới, trầm tích Mioxen giữa cũng biến đổi ở mức trung bình. Cát kết gắn kết bởi xi măng sét và canxit tái kết tinh. Kiểu tiếp xúc thứ sinh từ 35 - 45%, hệ số chặt sít dao động từ 0,5 – 0,75. Độ rỗng thứ sinh phát triển do carbonat tái kết tinh.
Ở khu vực Tây, Tây Nam các vỉa cát kết có chiều dày thay đổi từ 8 – 50m, thường gặp 30m, chiếm khoảng 60% chiêu dày lát cắt có độ rỗng thay đổi từ 18 – 25%, độ thấm từ 15 – 130mD.
Ở khu vực lơ 06, 05, 04 – 3, cát có độ dày biến đổi từ 2 – 20m, thường gặp 10m, độ rỗng thay đổi từ 16 – 20%, độ thấm từ 8 –15mD chiếm khoảng 38% độ dày lắt cắt.
Trầm tích Mioxen trên
Trầm tích Mioxen trên được thành tạo chủ yếu trong điều kiên biển nơng trong – ngồi, trừ phần Tây, Tây Nam vẫn còn tiếp tục phát triển trầm tích ven bờ, sư ờn delta, bề dày dao động từ vài chục mét ở khu vực giếng khoan 04A – 1X đến trên dưới 300m ở giếng khoan Dừa – 1X và trên 500m ở phần trung tâm bể. Nói chung cát, bột đã gắn kết khá rắn chắc hoặc trung bình. Thành phần các mảnh vụn chiếm ưu thế là các mảnh vun dolomit. Trầm tích Mioxen trên nói chung nằm trong giai đoạn tạo đá (diagenes) sớm. Các mảnh vụn biotit bị bạc màu, thủy hóa và clorit hóa. Các mảnh vụn thạch anh bị gặm mịn, fenspat bị canxit hóa, sét hóa, xuất hiện xi măng canxit tái kết tinh. Do quá trình biến chất, giữa các mảnh vụn, nếu như ở trầm tích Plioxen tiếp xúc nguyên sinh 100% thì ở Mioxen đã xuất hiện kiểu tiếp xúc thứ sinh (<35%). Hệ số chặt sít < 0,5. Ở khu vực các giếng khoan lô 12 đã phát hiện các vỉa cát dày từ 4 – 7m, thường gặp 30m, độ rỗng đạt tới 18 –24%, chiếm khoảng 60% bề dày lát cắt. Ở khu vực các giếng khoan lô 04 và ĐH đã phát hiện các vỉa cát kết, chiều dày từ 3 – 5m, độ rỗng đạt tới 13- 24%, chiếm khoảng 60% chiều dày lắt cắt. Ở diện tích các lơ 05 – 2, 05 – 3 và 06 bằng tài liệu địa chấn đã phát hiện các turbidit của các dòng chảy cổ, có khả năng là đá chứa tốt tuổi Mioxen muộn- Plioxen sớm.