PHẦN 2: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT LÔ 09-1 Chương 1: ĐỊA TẦNG
2.3. Phân tầng cấu trúc
Với các đặc điểm cấu trúc như trên và các đặc điểm địa tầng của bể Cửu Long, dựa vào các quan hệ bất chỉnh hợp, người ta chia cấu trúc bể Cửu Long thành hai tầng cấu trúc chính như sau:
Tầng cấu trúc móng trước Kainozoi
Tầng cấu trúc này được hình thành tạo bởi các đá móng trước Kainozoi bao gồm các loại đá móng biến chất (phyllit), các đá móng thuộc nhóm granit như granit,
granodiorit, diorite thạch anh. Chúng là các khối nhô cổ ăn sâu vào bể hoặc các khối nâng ven rìa tạo thành mặt móng cổ gồ ghề, phân dị. Ngoài ra còn có các loại đá móng phong hóa, nứt nẻ.Bề mặt của tầng cấu trúc gồ ghề biến dị mạnh và bị nhiều đứt gãy lớn phá hủy.
Tầng cấu trúc tầm tích Kainozoi
Tầng cấu trúc này bao gồm tất cả các đá được tạo thành trong giai đoạn Kainozoi và được chia ra làm 3 phụ tầng cấu trúc. Các phụ tầng cấu trúc này được phân biệt với nhau bởi sự biến dạng cấu trúc, phạm vi phân bố và bất chỉnh hợp.
Phụ tầng cấu trúc dưới
Phụ tầng cấu trúc dưới được tạo thành bởi hai tập trầm tích: Tập trầm tích phía dưới có tuổi Oligoxen dưới – hệ tầng Trà Cú, phủ bất chỉnh hợp lên móng phong hóa.
Tập trầm tích phía trên tương ứng với Trầm tích Trà Tân, phạm vi mở rộng đáng kể, chủ yếu là sét, bột được lắm đọng trong môi trường sông hồ, châu thổ và được giới hạn phía trên bởi bất chỉnh hợp Oligoxen – Mioxen.
Phụ Tầng cấu trúc giữa
Phụ tầng cấu trúc này là các trầm tích của hệ tầng Bạch Hổ, Côn Sơn, Đồng Nai được lắng đọng trong môi trường rìa châu thổ có tuổi Mioxen. Phụ tầng cấu trúc này ít bị ảnh hưởng hơn bởi các đứt gãy, chúng chỉ tồn tại ở phần dưới, càng lên phía trên càng ít dần và mất hẳn ở tầng trên cùng.
Phụ tầng cấu trúc trên
Phụ tầng cấu trúc này được hình thành tạo bỏi các trầm tích của hệ tầng Biển Đông có tuổi từ Plioxen đến Đệ Tứ. Phụ tầng cấu trúc này có cấu trúc đơn giản và các trầm tích được phân lớp gần như nằm ngang, gần như không bị phân cắt bởi các đứt gãy.
2.4 Lịch sử phát triển địa chất
Bể Cửu Long cũng như vùng biển Việt Nam là một bộ phận của thềm lục địa Sunda có cấu trúc địa chất phức tạp, được hình thành do kết quả va chạm của 3 mảng lớn: mảng Âu – Á, mảng Ấn – Úc và mảng Thái Bình Dương. Bể Cửu Long là một bể trầm tích nội lục địa điển hình, được hình thành và phát triển trên mặt móng kết tinh trước Kainozoi. Quỏ trỡnh phỏt triển bể được phõn thành 3 giai đoạn và thể hiện rừ trong hỡnh 2.4.
Hình 2.4: Quá trình phát triển địa chất bể Cửu Long[ 2 ]
2.4.1. Thời kỳ trước tách giãn ( từ đầu Eoxen đến Eoxen giữa )
Trong thời gian cuối Mezozoi cho đến đầu Kainozoi, vùng Đông Nam Á nói chung và thềm lục địa Việt Nam nói riêng là một khối thống nhất, phân bố trong không gian rộng đang phát triển ổn định theo chế độ kiến tạo của miền nền, chế độ kiến tạo này còn kéo dài đến đầu Eoxen. Bước vào đầu Eoxen, xảy ra sự va chạm mạnh giữa lục địa Ấn Độ và lục địa Âu – Á. Do ảnh hưởng mạnh của các hoạt động kiến tạo mang tính khu vực, đặc biệt là hoạt động tạo núi Hymalaya, trên phạm vi Đông Nam Á nói chung và thềm lục địa Việt Nam nói riêng tồn tại chế độ kiến tạo rất phức tạp song song tồn tại các chuyển động tách giãn, chồng lấn, cuốn hút, tạo rift. Các đứt gãy sâu hình thành trước đây tái hoạt động, kéo theo sự hình thành hàng loạt các hệ thống các đứt gãy với quy mô nhỏ hơn, phân cắt địa hình nền tương đối ổn định thành các khối. Các khối nâng lên, sụt xuống với biên độ rất khác nhau đặt nền móng cho việc hình thành các đơn vị cấu trúc lớn như các bể trầm tích Cửu Long, Nam Côn Sơn, Đới nâng Côn Sơn v.v.
Vào thời kỳ Eoxen giữa, tạo thành vành đai magma dài tới rìa mảng Đông Dương và dẫn đến hàng loạt các đứt gãy cũ tái hoạt động, đồng thời xuất hiện them các đứt gãy mới. Các dung dịch magma dưới sâu theo các đứt gãy xuyên lên phía trên lấp đầy tạo
thành các đai mạch, góp phần làm phức tạp hoá các cấu trúc có trước. Thềm lục địa Sunda cũng như toàn thềm lục địa Đông Nam Á chịu ảnh hưởng nhiều lần của các quá trình kiến tạo (uốn nếp và magma) cho nên móng trước Kainozoi bị vò nhàu và bất đồng nhất về tuổi cũng như thành phần vật chất.
2.4.2. Thời kỳ đồng tách giãn ( từ cuối Eoxen đến cuối Oligoxen )
Thời kỳ tạo rift được khởi đầu vào cuối Eoxen, đầu Oligoxen do tác động của các biến cố kiến tạo vừa nêu với hướng căng giãn chính là Tây Bắc – Đông Nam. Hàng loạt đứt gãy hướng Đông Bắc – Tây Nam được mở rộng do căng giãn, dãn đến sụt lún mạnh và tạo rift.
Trong Oligoxen giãn đáy biển theo hướng Bắc Nam tạo biển Đông bắt đầu từ 32 triệu năm. Trục giãn đáy biển phát triển lấn dần xuống Tây Nam vào cuối Oligoxen. Các quá trình này đã gia tăng các hoạt động tách giãn và đứt gãy ở bể Cửu Long trong Oligoxen và nén ép vào cuối Oligoxen. Vì thế các đứt gãy điển hình là các đứt gãy dạng gàu xúc, phương Đông Bắc – Tây Nam cắm về phía Đông Nam, một số có phương Đông Tây. Nhiều bán địa hào, địa hào cùng hướng phát triển theo các đứt gãy được hình thành. Các bán địa hào, địa hào này được lấp đầy nhanh bằng các trầm tích vụn thô, phun trào thành phần bazơ. Trong thời gian đầu tạo bể do chuyển động sụt lún khối tảng, phân dị nên tại các đới trũng khác nhau có thể có các thời kỳ gián đoạn, bào mòn trầm tích với mức độ khác nhau. Do khu vực tích tụ trầm tích và cung cấp trầm tích nằm kế cận nhau nên thành phần trầm tích ở các đới trũng khác nhau có thể khác biệt nhau.
Quá trình tách giãn tiếp tục phát triển làm cho bể lún chìm sâu, rộng hơn.Các hố, trũng trước núi được mở rộng, sâu dần và liên thông nhau và có chế độ trầm tích khá đồng nhất.Các tầng trầm tích hồ dày thuộc hệ tầng Trà Tân được thành tạo với thành phần chủ yếu là sét giàu vật chất hữu cơ màu nâu, nâu đen tới đen. Các hồ phát triển trong các địa hào riêng biệt được liên thông nhau, mở rộng dần và có hướng kéo dài theo phương Đông Bắc – Tây Nam. Đây cũng là phương phát triển ưu thế của hệ thống đứt gãy mở bể. Các trầm tích thuộc hệ tầng Trà Tân dưới có diện phân bố hẹp, thường vắng mặt ở phần rìa bể, phần kề với các khối cao địa lũy và có dạng nêm điển hình, phát triển dọc theo các đứt gãy với bề dày thay đổi nhanh. Trầm tích giàu thành phần sét của hệ tầng Trà Tân giữa được tích tụ sau đó, phân bố rộng hơn, bao phủ trên hầu khắp các khối cao trong bể và các vùng cận rìa bể.
Hoạt động nén ép vào cuối Oligoxen muộn đãđẩy trồi các khối móng sâu, gây nghịch đảo trong trầm tích Oligoxen ở trung tâm các đới trũng chính, làm tái hoạt động các
đứt gãy thuận chính ở dạng ép chờm, trượt bằng và tạo nên các cấu trúc “trồi”, các cấu tạo hình hoa, phát sinh các đứt gãy nghịch ở một số nơi như trên cấu tạo Rạng Đông, phía Tây cấu tạo Bạch Hổ và một số khu vực mỏ Rồng. Đồng thời xảy ra hiện tượng bào mòn và vát mỏng mạnh các trầm tích thuộc hệ tầng Trà Tân trên. Sự kết thúc hoạt động của phần lớn các đứt gãy và không chỉnh hợp góc rộng lớn ở nóc trầm tích Oligoxen đãđánh dấu sự kết thúc thời kỳ đồng tạo rift.
2.4.3. Thời kỳ sau tách giãn ( từ Mioxen sớm đến Plioxen )
Bước vào Mioxen sớm quá trình giãn đáy Biển Đông theo phương Tây Bắc –Đông Nam đã yếu đi và nhanh chóng kết thúc vào cuối Mioxen sớm (17 tr.năm), tiếp theo là quá trình nguội lạnh vỏ. Trong thời kỳ đầu Mioxen sớm các hoạt động đứt gãy vẫn còn xảy ra yếu và chỉ chấm dứt hoàn toàn từ Mioxen giữa.
Tuy nhiên, ở bể Cửu Long vẫn xảy ra các hoạt động tái căng giãn yếu, lún chìm từ từ trong Mioxen sớm và hoạt động núi lửa ở một số nơi, đặc biệt ở phần Đông Bắc bể.
Vào cuối Mioxen sớm trên phần lớn diện tích bể diễn ra biến cố chìm sâu bể với sự thành tạo tầng “sét Rotalid” biển nông rộng khắp, được coi là tầng đánh dấu địa tầng và cũng là tầng chắn khu vực khá tốt cho toàn bể. Cuối Mioxen sớm toàn bể trải qua quá trình nâng khu vực và bóc mòn yếu, bằng chứng là tầng sét Rotalid chỉ bị bào mòn từng phần và vẫn duy trì tính phân bố khu vực của nó.
Vào Mioxen giữa có một pha nâng lên dẫn dến sự tái thiết lập điều kiện môi trường sông ở phần Tây Nam bể còn phần Đông, Đông Bắc bể điều kiện ven bờ vẫn tiếp tục được duy trì.
Mioxen muộn được đánh dấu bằng sự lún chìm mạnh ở Biển Đông và phần rìa của nó, khởi đầu quá trình thành tạo thềm lục địa hiện tại Đông Việt Nam.Núi lửa hoạt động tích cực ở phần Đông Bắc bể Cửu Long, Nam Côn Sơn và phần đất liền Nam Việt Nam. Từ Mioxen muộn bể Cửu Long đã hoàn toàn thông với bể Nam Côn Sơn, các hệ thống sông Cửu Long và sông Đồng Nai trở thành nguồn cung cấp trầm tích cho cả hai bể. Các trầm tích hạt thôđược tích tụ trong môi trường ven bờ ở phần Nam bể và môi trường biển nông trong ở phần Đông Bắc bể.Plioxen là thời gian biển tiến rộng lớn và có lẽ đây là lần đầu tiên toàn bộ vùng Biển Đông hiện tại nằm dưới mực nước biển.Các trầm tích hạt mịn hơn được vận chuyển vào vùng bể Cửu Long và xa hơn tích tụ vào vùng bể Nam Côn Sơn trong điều kiện nước sâu hơn.
Chương III: Tiềm năng Dầu Khí
3.1 Biểu hiện dầu khí và các tích tụ dầu khí
Đến nay, bể Cửu Long đã phát hiện trên 20 cấu tạo có chứa dầu khí, trong đó có hơn 10 phát hiện thương mại như: Bạch Hổ, Rồng, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Hồng Ngọc, Rạng Đông, Cá Ngừ Vàng…, trong những năm gần đây đã phát hiện thêm và đưa vào khai thác một số mỏ mới như Mèo Trắng, Thỏ Trắng.
Phần lớn các mỏ phân bố trên khối nâng Trung Tâm và đới nâng phía Tây Bắc.
Các mỏ dầu đều thuộc loại nhiều vỉa (trừ mỏ Đông Nam Rồng chỉ có 1 mỏ trong móng, Mèo Trắng chỉ có trong trầm tích Mioxen dưới). Các thân khoáng nằm phổ biến ở cả 3 play: Mioxen dưới, Oligoxen và móng nứt nẻ trước Kainozoi. Tuy nhiên dầu ở trong móng vẫn là chủ yếu.Ví dụ như tại các mỏ như Đông Nam Rồng, Bạch Hổ, Rạng Đông, Sư Tử Đen và Sư Tử Vàng trữ lượng dầu trong móng chiếm từ 70% đến gần 100% trữ lượng toàn mỏ.
Tất cả các phát hiện dầu khí đều gắn liền với các cấu tạo dương nằm gần trong phần lún chìm sâu của bể với chiều dày trầm tích trên 2.000m tại phần đỉnh.Các cấu tạo này đều có liên quan đến sự nâng cao của khối móng bị chôn vùi trước Oligoxen.Xung quanh khối móng nhô này thường nằm gá đáy là các trầm tích Oligoxen dày và có thể cả Eoxen là những tầng sinh dầu chính của bể.Dầu được sinh mạnh mẽ tại các tầng vào cuối Mioxen rồi dồn nạp vào bẫy đã được hình thành từ trước đó.
Trong lô 09-1 chỉ mới phát hiện và thăm dò dầu khí ở mỏ Gấu Trắng, Mèo Trắng ó dòng dầu khí thương mại.
3.2 Đá sinh
Theo đặc điểm trầm tích và quy mô phân bố của các tập sét ở bể Cửu Long có thể phân chia ra 3 tầng đá mẹ:
Tầng sét Mioxen dưới (): có bề dày từ 250m ở ven rìa và tới 1.250m ở trung tâm bể.
Tầng sét của Oligoxen trên (): có bề dày từ 100m ở ven rìa và tới 1.200m ở trung tâm bể.
Tầng sét Oligoxen dưới + Eoxen? (): có bề dày từ 0 m đến 600m ở phần trũng sâu của bể.
3.2.1 Độ phong phú vật chất hữu cơ
Trong Mioxen dưới có carbon hữu cơ thuộc loại trung bình, TOC dao động từ 0,6% –
0,87% Wt, các giá trị S1 và S2 thuộc loại nghèo (S1 từ 0,5 – 1,2 kg HC/t.đá, S2 từ 0,8 – 1,2 kg HC/t.đá), chưa có đủ khả năng sinh Hydrocarbon (HC). Vì vậy, dầu trong tầng này là các sản phẩm di cư từ nơi khác đến (HI = 113 –216,7 kg HC/t.TOC).
Tầng Oligoxen trên rất phong phú vật chất hữu cơ loại rất tốt, TOC dao động từ 3,5%
– 6,1% Wt, các chỉ tiêu S1 và S2 có giá trị rất cao (S1 từ 4 – 12 kg HC/t.đá, S2 từ 16,7 – 21 kg HC/t.đá ), giá trị HI đạt 477,1 kg HC/t.TOC.
Hình 2.5: Mức độ trưởng thành VCHC[ 2 ]
Vật chất hữu cơ tầng Oligoxen dưới + Eoxen thuộc loại tốt và rất tốt. TOC = 0,97% - 2,5% Wt, với các chỉ tiêu S1 = 0,4 - 2,5 kg HC/t.đá và S2 = 3,6 – 8,0 kg HC/t.đá. Ở tầng này, lượng Hydrocarbon trong đá mẹ giảm hẳn so với tầng trên vì đã sinh dầu và giải phóng phần lớn Hydrocarbon vào đá chứa. Vì vậy, chỉ tiêu HI chỉ còn 163,6 kgHC/t.đá. Nhìn chung tiềm năng của vật chất hữu cơ trong trầm tích Oligoxen là rất lớn, còn vật chất hữu cơ trong trầm tích Mioxen dưới thuộc loại trung bình và nghèo.
3.2.2Loại vật chất hữu cơ và môi trường tích tụ
Đối với tầng đá mẹ Mioxen dưới, loại vật chất hữu cơ thuộc loại III là chủ yếu (thực vật bậc cao), có xen kẽ loại II, chỉ tiêu Pr/Ph đạt 1,49 – 2,23 chứng tỏ chúng được tích tụ trong môi trường cửa sông, đồng bằng ngập nước và có xen kẽ biển nông.
Đối với tầng đá mẹ Oligoxen trên, vật chất hữu cơ chủ yếu thuộc loại II (động thực vật bậc thấp), thứ yếu là loại I (rong tảo) và ít hơn là loại III. Chỉ tiêu Pr/Ph phổ biến 1,6 – 2,3 phản ánh chúng được tích tụ trong môi trường cửa sông, vùng nước lợ -
biển nông, một số ít trong môi trường đầm hồ.
Đối với tầng đá mẹ Oligoxen dưới + Eoxen, loại vật chất hữu cơ của tầng này chủ yếu loại II, thứ yếu là loại III, không có loại I. Các giá trị Pr/Ph cũng chỉ đạt 1,7 – 2,35, phản ánh điều kiện tích tụ cửa sông, nước lợ, gần bờ và một phần đầm hồ.
3.2.3 Độ trưởng thành của vật chất hữu cơ
Mức độ trưởng thành của vật chất hữu cơ được xác định theo chỉ số phản xạ vitrinit . Khi đạt đến 0,6 % - 0,8%, vật chất hữu cơ mới vào giai đoạn trưởng thành.
Trong giai đoạn này chỉ giải phóng lượng nhỏ Hydrocarbon khí và lỏng nhẹ ra khỏi đá mẹ. Khi vật chất hữu cơ bị chìm sâu và đạt trên ngưỡng 0,8% mới có cường độ sinh dầu mạnh. Khi đó điều kiện tăng thể tích khí, HC lỏng, tăng áp suất, giảm độ nhớt, giảm lượng nhựa asphalten và giải phóng hàng loạt HC ra khỏi đá mẹ di cư vào bẫy chứa.
Theo kết quả phân tích cho thấy các mẫu của vật chất hữu cơ của trầm tích Mioxen dưới chỉ nằm ở bên trái của đường 0,6%, tầng Oligoxen trên chúng nằm xung quanh đường 0,6%, còn tầng Oligoxen dưới-Eoxen nằm xung quanh đường 0,8%. Như vậy chỉ có các tầng đá mẹ Oligoxen trên và Oligoxen dưới + Eoxen mới đạt mức trưởng thành và trưởng thành muộn và cũng là nguồn cung cấp chủ yếu HC cho các bẫy chứa bể Cửu Long. Vì vậy, các chỉ tiêu Tmax và thường có giá trị cao hơn trong kerogen (Tmax > 435 − 446 ;>0.6%-0.8% ).
3.2.4 Quy mô phân đới sinh dầu của các tầng đá mẹ
Trong các tầng đá mẹ Oligoxen-Eoxen luôn có hệ số PI khá cao và đạt 0,36 – 0,41 đặc biệt tầng đá mẹ dưới cùng.
Sau khi xem xét quy luật phân bố của các chỉ tiêu , Tmax vàđặc biệt chỉ tiêu thời nhiệt (TTI) cho thấy thời điểm sinh dầu của 2 tầng đá mẹ dưới bắt đầu từ thời Mioxen sớm, nhưng cường độ sinh dầu và giải phóng chúng ra khỏi đá mẹ chỉ xảy ra vào cuối thời kỳ Mioxen giữa-đầu Mioxen muộn tới nay
Đới sinh dầu mạnh của tầng Oligoxen trên bao gồm chủ yếu phần trung tâm có diện tớch khoảng 193 km2 . Diện tớch đới sinh condensat chỉ tập trung ở phần lừm sõu nhất 24,5 km2.
Đới sinh dầu mạnh và giải phóng dầu của tầng Oligoxen dưới-Eoxen mở rộng ra ven rìa so với tầng Oligoxen trên vàđạt diện tích lớn hơn.Đới sinh dầu chiếm diện tích khoảng 576-580 km2.Còn diện tích vùng sinh condensat đạt 146 km2.
3.3 Đá chứa