Hình I .2 Sơ ồ vị trí lơ 07/03
Hình III .4 Bản đồ các yếu tố cấu trúc bể NamCôn Sơn
III.2.3 Phân tầng cấu trúc
Các thành tạo địa chất bể Nam Côn Sơn được phân ra làm hai tầng cấu trúc chính: Tầng cấu trúc móng và Tầng cấu trúc lớp phủ
III.2.3.1 Tầng cấu trúc móng
Gồm tồn bộ các thành tạo trước Kainozoi và tạo nên móng kết tính nằm dưới lớp phủ trầm tích Kainozoi của bể Nam Côn Sơn. Bể Nam Côn Sơn phát triển trên một bề mặt móng khơng đồng nhất bị biến dị mạnh và các đứt gãy phân cách mạnh mẽ tạo nên các khối nâng, sụt ở các mức độ khác nhau. Thành phần vật chất ở móng bao gồm các thành tạo trầm tích magma tuổi trước Đệ Tam bị biến chất, biến vị mạnh mẽ. Trong thành phần móng thấy có sự tham gia đáng kể của các thành tạo magma, xâm nhập tuổi Mesozoi muộn rìaĐơng lục địa châu Á.
III.2.3.2 Tầng cấu trúc lớp phủ
Tầng cấu trúc lớp phủ bao gồm tồn bộ lớp phủ trầm tích Kainozoi và được phân chia làm 3 phụ tầng cấu trúc:
Phụ tầng cấu trúc dưới
Gồm toàn bộ các thành tạo trầm tích của điệp Cau tuổi Paleogen. Các trầm tích Paleogen phát triển chủ yếu ở trung tâm sụt võng với bề dày lớn đến 700m ở trũng Bắc và 7.000 – 8.000m ở trũng Trung Tâm và vát mỏng trên các đới nâng và khối nhơ của móng từ vài trăm mét đến hồn tồn vắng mặt ở rìa của bể và trên đỉnh các cấu tạo 04 – A. Trầm tích Paleogen mang đặc điểm của các trầm tích lục địa trong đó có xen kẹp với các lớp cát kết mỏng tướng chuyển tiếp và phản ánh trung thực đặc tính kiến tạo địa hình phân dị của móng. Chúng được thành tạo trong điều kiện phát triển các chuyển động đứt gãy –khối, sụt lún kéo dài ở vùng rìa, uốn nếp yếu kém theo các đứt gãyở trung tâm và trũng sâu. Ranh giới của phụ tầng cấu trúc này là mặt bất chỉnh hợp khu vực giữa Paleogen và Mioxen.
Phụ tầng cấu trúc giữa
Gồm toàn bộ trầm tích tuổi Mioxen của các điệp Dừa (N11), Mãng Cầu – Thông (N12) và Nam Côn Sơn (N13). Phần dưới của phụ tầng gồm chủ yếu các trầm tích được thành tạo trong điều kiện ven biển. Phần giữa gồm các trầm tích mảnh vụn – vơi được thành tạo trong điều kiện ven biển. Các hoạt động uốn nếp, đứt gãy giảm dần từ dưới lên và
gần như chấm dứt hẳn trong trầm tích Mioxen thượng. Các đặc điểm trầm tích của phụ tầng này phản ánh điều kiện kiến tạo sụt võng kế thừa giai đoạn Paleogen. Phụ tầng cấu trúc giữa phân bố rộng rãi với quy mô lớn mở rộng dần từ dưới lên trên và chỉ vắng mặt ở rìa bể và phần trên đới phân dị bắc với bề dày biến đổi từ vài trăm mét trên các đới nâng và vùng ven rìađến 3.000m ở các trũng sâu. Ranh giới trên của tầng cấu trúc này là bề mặt bất chỉnh hợp khu vực giữa Mioxen và Plioxen.
Phụ tầng cấu trúc trên
Gồm tồn bộ thành tạo trầm tích điệp Biển Đơng (N2 –Q). Phụ tầng cấu trúc này cấu tạo chủ yếu bởi các trầm tích lục nguyên và cacbonat tướng biển –biển khơi với bề dày tăng dần về phía Đơng. Thế nằm của các lớp trầm tích thoải nghiêng dần về Đông và hầu như không bị ảnh hưởng của các hoạt động đứt gãy, uốn nếp đặc trưng cho kiểu phát triển thềm lục địa. Ở phần Đông bể Nam Côn Sơn phát triển các dạng nêm lấn đặc trưng cho kiểu phát triển của mép thềm lục địa và sườn lục địa.
III.3 Hệ thống đứt gãy
III.3.1 Hệ thống đứt gãy theo phương Bắc –Nam (á kinh tuyến)
Hệ thống đứt gãy này tập trung trên đới phân dị Tây, phụ đới nâng cận Natuna. Các đứt gãy thuộc hệ thống này có chiều dài lớn, biên độ thay đổi từ 200 –1.000m, một số đứt gãy có biên độ đạt tới 2.000 – 4.000 m. Dọc các đứt gãy phát triển các trũng sâu hẹp ở các cấu tạo bán lồi kề đứt gãy. Hệ thống đứt gãy theo phương Bắc – Nam gồm các đứt gãy sau:
III.3.1.1 Đứt gãy Đồng Nai
Phát triển dọc theo lô từ 19, 20, 21, 22. Đứt gãy có mặt trượt đổ về phía Tây, biên độ dịch chuyển thay đổi lớn từ 200 – 4.000m. Trên phạm vi lô 21 và lô 22, dọc theo đứt gãy phát triển các trũng hẹp sâu đến 6.000m và các cấu tạo bán lồi đứt gãy cùng phư ơng. Đứt gãy là ranh giới phân chia phía Đơng giữa đới phân dị Tây và các đới khác của bể .III.3.1.2 Đứt gãy Hậu Giang
Phát triển dọc các lơ 27, 28, 29 có mặt trượt đổ về phía Tây, biên độ dịch chuyển biến đổi lớn từ vài trăm mét đến 2.000 – 2.500m. Đứt gãy này là ranh giới phía Đơng của phụ đới rìa phía Tây.
III.3.1.3 Đứt gãy Hồng
Phát triển dọc các lơ 12, 13, 14. Đứt gãy có mặt trượt đổ về phía Đơng, biên độ dịch chuyển thay đổi từ vài trăm mét đến 2.000m ở vùng cấu tạo Hồng. Dọc đứt gãy này phát triển các cấu tạo bán lồi.
Nói chung, các đứt gãy thuộc phương Bắc – Nam đều xuất phát từ móng hoạt động mạnh. Sau trầm tích ở Paleogen giảm dần mức độ hoạt động và đa số đồng trầm tích. Trong Mioxen chỉ có một số ít đứt gãy phát triển trên Mioxen thượng
III.3.2 Hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc–Tây Nam
Hệ thống đứt gãy này phân bố tập trung trên đới phân dị Bắc, phụ đới trũng Bắc đặc trưng cho các đới cấu trúc này. Các đứt gãy thuộc hệ thống này có chiều dài nhỏ hơn so với hệ thống đứt gãy Bắc –Nam ( á kinh tuyến), biên độ biến đổi lớn dọc theo phương kéo dài của đứt gãy từ vài trăm mét đến 1.000m. Trên đới phân dị Bắc từ 1.000 –3.000m. Trong phụ đới trũng Bắc và phần giáp ranh với đới phân dị Bắc, các đứt gãy này chủ yếu có mặt trượt đổ về Đơng Nam, tạo nên sụt bậc nhanh từ đới nâng Côn Sơn qua phân đới phân dị Bắc. Dọc theo các đứt gãy này phát triển nhiều cấu tạo bán lồi kề đứt gãy kéo dài cùng phương.
Hệ thống đứt gãy phương Đơng Bắc – Tây Nam có lịch sử phát triển từ trước Oligoxen đến hết Mioxen.
III.3.3 Hệ thống đứt gãy phương Đông Tây và á Đông Tây
Hệ thống đứt gãy này phát triển không phổ biến, chiều dài không lớn, phân bố không tập trung. Song hệ thống đứt gãy này tồn tại từ trước Oligoxen và kết thúc hoạt động trong Mioxen sớm –giữa. Hệ thống đứt gãy này gồm các đứt gãy sau:
III.3.3.1 Đứt gãy rìa Bắc phụ đới nâng Mãng Cầu
Là ranh giới giữa phụ đới này và phụ đới trũng Bắc, biên độ dịch chuyển biến đổi từ 2.000 – 4.000m. Đứt gãy ngăn cách phụ đới nâng Dừa và cận Natuna có biên độ biến đổi từ 500 – 1.000m. Dọc theo cánh bắc (cánh nâng) của đứt gãy này, phụ đới nâng Dừa đzược thành tạo phát triển và kéo dài cùng phương với đứt gãy.
III.3.3.2 Các đứt gãy ở phía Nam
Các đứt gãy này cũng đóng vai trị quan trọng cùng với các đứt gãy phương Bắc – Nam tạo nên một vùng nâng giữa trũng dạng khối đứt gãy với các loạt cấu tạo ở lô 05 – A, 05–D. Hệ thống đứt gãyĐơng –Tây cũng đóng vai trị quan trọng trong việc dẫn dầu khíở các lơ 05, 10, 11 và 12.
III.4 Lịch sử phát triển của địa chất
Lịch sử phát triển địa chất bể Nam Côn Sơn g ắn liền với q trình tách giãn Biển Đơng và có thể được chia làm 3 giai đoạn chính: Giai đoạn trước tách giãn (Paleocen – Eoxen), giai đoạn đồng tách giãn (Oligoxen), giaiđoạn sau tách giãn (Mioxen sớm – Đệ Tứ).
III.4.1 Giai đoạn trước tạo rift (Paleoxen–Eoxen)
Trong giai đoạn này chế độ kiến tạo tồn khu vực nhìn chung bình ổn, xảy ra q trình bào mịn và san bằng địa hình cổ, tuy nhiên một đôi nơi vẫn cịn có thể tồn tại những trũng giữa núi. Ở phần trung tâm của bể có khả năng tồn tại các thành tạo molas, vụn núi lửa có tuổi Eoxen như đã bắt gặp trên lục địa.
III.4.2 Giai đoạn đồng tạo rift (Oligoxen)
Do đặc điểm cấu trúc địa chất phức tạp nên còn tồn tại những quan điểm khác nhau về giai đoạn đồng tạo rift của bể Nam Côn Sơn.
Đây là giai đoạn chính thành tạo bể gắn liền với giãnđáy Biển Đông. Sự mở rộng của Biển Đơng về phía Đơng cùng với hoạt động tích cực của hệ thống đứt gãyĐông Bắc – Tây Nam đã làm xuất hiện địa hào trung tâm của bể kéo dài theo hướng Đông Bắc – Tây Nam và dọc theo các đứt gãy nàyđã có phun trào hoạt động. Các thành tạo trầm tích Oligoxen gồm các trầm tích vụn, chủ yếu thành tạo trong các môi trường đầm hồ và đới nước lợ ven bờ (brackish littoral zone) với các tập sét kết, bột kết dày xen kẽ cát kết hạt mịn và môi trường đồng bằng châu thổ thấp (lower delta plain) gồm các kết hạt mịn, bột kết, sét kết với các lớp than mỏng. Pha kiến tạo nâng vào cuối Oligoxen đã chấm dứt giai đoạn này và làm thay đổi bình đồ cấu trúc bể, hình thành bất chỉnh hợp khu vực cuối Oligoxen– đầu Mioxen.
III.4.3 Giai đoạn sau tạo rift (Mioxen sớm – Đệ Tứ)
Doảnh hưởng của sự giãnđáy và tiếp tục mở rộng Biển Đông đồng thời kèm theo sự dâng cao mực nước biển đã gây nên hiện tượng biển tiến, diệc tích trầm đọng của trầm tích được mở rộng. Trong bối cảnh đó đã hình thành hệ tầng Dừa (N11 – d) và hệ tầng Thông – Mãng Cầu (N12 – tmc) phân bố rộng rãi trong từ Tây sang Đông. Song ở phần Đông của bể do ảnh hưởng của pha căng giãn xảy ra chủ yếu vào Mioxen giữa mà một số nhà nghiên cứu gọi là thời kỳ phát triển rift muộn, tạo thành các trầm tích có tướng từ biển nơng đến biển sâu, trong đó trầm tích cacbonat phổ biến khá rộng rãi ở các lơ phía Đơng của bể (các lơ 04, 05 và 06).
Trong giai đoạn này, nhìn chung chế độ kiến tạo khá bìnhổn hơn so với giai đoạn trước. Song ở một số nơi vẫn quan sát thấy sự nâng lên bào mòn và cắt hụt một số cấu trúc dương đã có (ở các lô 04, 05). Về cơ bản chế độ kiến tạo oằn võng và lún chìm nhiệt, cũng như các pha biển tiến và ngập lụt khống chế trên diện tích tồn bể. Hầu hết cá đứt gãyđều kết thúc hoạt động vào cuối Mioxen. Trong Plioxen – Đệ Tứ phát triển thềm lục địa, bìnhđồ cấu trúc khơng cịn mang tính kế thừa các giai đoạn trước, ranh giới giữa các bồn trũng gần như được đồng nhất trên toàn khu vực.
CHƯƠNG IV: TIỀM NĂNG DẦU KHÍ CỦA BỂIV.1. Đá sinh IV.1. Đá sinh
Tầng sinh ở bể Nam Côn Sơn đãđược phát hiện cho đến nay là đá mẹ có tuổi Oligoxen phân bố trong các địa hào và trầm tích Mioxen sớm phân bố rộng rãi trong bể. Để đánh giá tiềm năng sinh dầu khí, sẽ nghiên cứu các vấn đề sau:
Tiềm năng hữu cơ
Môi trường lắng đọng và phân hủy vật chất hữu cơ Dạng kerogen
Quá trình trưởng thành vật chất hữu cơ Di chuyển của hydrocacbon từ đá mẹ Đặc điểm hydrocacbon
IV.1.1 Tiềm năng hữu cơTrầm tích Oligoxen Trầm tích Oligoxen
Trầm tích Oligocene chủ yếu là cát kết, bột kết và than, mới chỉ được mở ra ở một số giếng khoan trong các lô: 05, 06, 12, 20, 21, và 22. Do quá trình lắng đọng và bảo tồn vật chất hữu cơ trong từng khu vực khác nhau nên tiềm năng hữu cơ c ũng khác nhau. Có thể có những nhận xét riêng cho từng lơ qua các thơng số địa hóa đặc trưng cho từng vấn đề cần giải quyết .
Đá sinh Oligocen được mở ra ở các giếng khoan ĐH – 1X và ĐH – 3X đặc trưng bởi các tập sét kết, bột kết có hàm lượng TOC biến thiên từ 0,44 – 1,35 % wt. Như vậy, đá mẹ thuộc loại từ trung bìnhđến tốt. Xen kẹp với các tập sét kết, bột kết là các lớp than, sét than cũng có khả năng sinh hydrocacbon tốt . Tại giếng khoan ĐH – 1X ở độ sâu 2.900 – 2.960m than chiếm 15% trong mẫu có TOC: 65,18%wt; S2: 166,12mgHC/gđ, giếng khoan ĐH – 3Xở độ sâu 3.750m có TOC 58,27%wt. Tại GK 05 –1B–TL–2Xở độ sâu 4.164 – 4.825m mẫu sét kết có TOC: 0,92 –4%wt, S2: 0,97 – 6,57mgHC/gđ. Như vậy trầm tích lục nguyên tuổi Oligocen ở lơ 05 thuộc loại có v ật chất hữu cơ từ trung bình đến rất tốt có khả năng sinh hỗn hợp khí và dầu.
Kết quả phân tích các mẫu trong các tập sét kết, bột kết trong các giếng khoan 06A – 1X trong khoảng độ sâu 3.400 – 4.100m cho thấy: TOC < 0,5%wt, S2 < 2mgHC/gđ
chiếm đa số (60% mẫu), phần còn lại (40% mẫu) có hàm lượng TOCvà S2 (của các tập than) rất cao: TOC > 78,3%wt; S2 > 9mgHC/gđ. Chứng tỏ các tập sét than có khả năng sinh hydrocarbon rất tốt.
Số lượng mẫu phân tích trong các giếng khoan (12C – 1X, 12B –1X, DUA –1X, 12A – 1X) tương đối nhiều, nhưng hàm lượng TOC và S2 thỏa mãnđiều kiện đá mẹ sinh dầu tốt chỉ gặp ở các giếng khoan DUA – 1X (3.900 – 4.000m) và 12B –1X(3.700- 3.800m) (TOC = 1–3%wt; S2 = 3– 5mgHC/gđá).
Ở các lơ 20 trầm tích Oliogocene có mặt từ độ sâu 2.837– 3.637m (GK20 –PH– 1X) với hàm lượng TOC: 0,16 – 2,9%wt, S2: 1,8mgHC/gđ và HI:140mgHC/gCor không đủ cho các chỉ tiêu của một tầng sinh hydrocarbon. Đá mẹ ở đây có khả năng sinh khí thuộc loại từ trung bìnhđến tốt. Cũng như các lơ 20, ở lơ 21 và lơ 22 mới chỉ có 2 giếng khoan: 21–S –1X và 22–TT –1X, cho thấy hàm lượng TOC trung bình 1,46%wt, S2: 1,78mg/g và HI: 95mgHC/gCor. Căn cứ vào các chỉ số này ta thấy ở đây hàm lượng vật chất hữu cơ từ nghèo đến trung bình. Chỉ số HI = 95mgHC/ gCor< 200mgHC/ gCornên đá chỉ có khả năng sinh khí và condensat.
Các lơ cịn lại trong khu vực nghiên cứu chưa có tài liệu giếng khoan, cũng như mấu phân tích, chỉ đánh giá tiềm năng sinh hydrocacbon bằng phương pháp lập mơ hình hóa của vật chất hữu cơ (sử dụng chỉ số TTI)
Tóm lại, trầm tích Oligocene ở bể Nam Côn Sơn thuộc loại đá mẹ trung bìnhđến tốt, khả năng sinh khí – condensate cao. Tuy nhiên, vẫn gặp những tập sét bột giàu vật chất hữu cơ (lơ 05, 12E) và các tập sét than có ý nghĩa tốt cho việc sinh dầu.
Trầm tích Miocene dưới
Các mẫu phân tích địa hóa trầm tích Miocene dưới ở các lơ 04 – 3, 05– 3, 06, 10, 11– 1, 11 –2, 20, 21, và 12E cho thấy hàm lượng TOC thay đổi từ 0,45 đến 0,8%wt; S2 < 2mgHC/gđ thể hiện đá mẹ có hàm lượng vật chất hữu cơ từ trung bình đến thấp. Số mẫu có khả năng sinh hydrocacbon trung bình đến đến tốt chỉ chiếm 23%, còn lại 77% tổng số mẫu thuộc loại nghèo vật chất hữu cơ, khơng có mẫu nào thuộc loại giàu và rất giàu vật chất hữu cơ (TOC > 5%wt). Ở một số giếng khoan trong các lô 10, 11, 04 và 05 –1 các mẫu sét than rất giàu vật chất hữu cơ và có khả năng sinh hydrocacbon tốt đến rất tốt nhưng thành phần maceral chủ yếu là vitrinit và inertrinit, còn tổ phần liptinit thường thấp 10%, điều này cho thấy đá mẹ khả năng sinh khí cao. Ở lơ 12E tại giếng khoan 12C
– 1X có hàm lượng TOC đạt tới 0,84% wt và S2 đạt 18,55mgHC/gđ ở độ sâu 2.350 – 2.510m trong tập sét màu xám thuộc loại đá mẹ trung bình và tốt.
IV.1.2 Mơi trường lắng đọng và phân hủy vật chất hữu cơ
Căn cứ vào các tỷ số (Pr/nC17) = (2 – 4,5) và (Ph/nC18 = 1,25 – 1,5), cũng như mối tương quan giữa các tỷ số đó cho thấy vật chất hữu cơ trong các mẫu trầm tích Mioxen dưới được lắng đọng chủ yếu trong mơi trường lục địa, đầm lầy và hỗn hợp (ở các lơ 03, 05, 06 và 12). Q trình phân hủy vật chất hữu cơ xảy ra chủ yếu trong điều kiện oxy hóa và oxy hóa khử. Các mẫu trầm tích Oligoxen bắt gặp ở các giếng khoan tuy cịn rất ít, chủ yếu tập trung ở các lô: 05, 11, 12 và 22, nhưng lại thể hiện môi trường lắng