Đá móng trước Kainozoi có tuổi được xác định từ cuối Trias đầu Jura đến Creta (108 đến 180 triệu năm trước), chủyếu là các đá magma xâm nhập granitoid và các đá biến chất. Trong cấu tạo VoiĐen nhìn chung thành phần khoáng vật của các đá thuộc khối móng granitoit thưòng gồm 15-25% thạch anh, 15-30% felspat - kali (chủ yếu là orthoclaz, thỉnh thoảng co microlin), 20-30% plagiocla, 2-20% mica (biotit và muscovit). Khoáng vật thứsinh là clorit, epidot, zeolit, caxit. Bazan hoặc andezit gồm 15-25% plagiocla bán tinh và octoclaz, 75-85% nền là plagiocla vi tinh và 30% pyroxene.
Ngoài ra còn có một số loại đá khác như đá núi lửa bao gồm các mảnh đá từ tròn tới góc cạnh được nung chảy cùng nhau ở trong đá phun trào hạt mịn. Các mảnh đá chính bao gồm granit, andezit, diozit, monzodiozit, ryolit, cát kết và một vài các hoá thạch. 3.4 Trầm tích Kainozoi 3.4.1Hệ Paleogen 3.4.1.1 Thống Oligoxen Phụ thống Oligoxen dưới Hệ tầng Trà Cú trên (E23- tc) (Tập E)
Tại cấu tạo Voi Đen, trầm tích tập E bắt gặp trong các giếng khoan VD-1X, VD- 3Xở khoảng độ sâu từ 2850 đến 3215m, có chiều dày từ 300 ÷ 350m. Tập E có thành phần chủ yếu cát kết xen kẹp là sét kết loại 3, sét kết loại 2 nằm xen kẹp cát kết và bột
Cát kết có thành phần chính là arko litic, màu xám trắng tới xám oliu. Cỡ hạt từ trung bình tới mịn phổbiến là mịn và có xen kẹp các lớp bột, hiếm gặp cỡhạt từthô tới rất thô, độchọn lọc trung bình. Xi măng silic, lượng nhỏcác hạt bịvỡ vụn và phá huỷ, phổbiến là xương đá có chứa sét, xi măng có sự biến đổi từcanxit tới dolomite, luợng nhỏ litic màu xám xanh, xám đen, hiếm gặp pirit. Độ rỗng từkém tới tốt.
Sét kết loại 2 có màu xám đen, xám oliu, rắn chắc tới cứng. Cấu trúc từá khối tới khối tới dẹt. Thành phần chủ yếu là lớp mỏng bột kết. Sét kết loại 3 có màu đen hơi xám, nâu vàng tới đen nâu và dễ tách phiến có thành phần chủ yếu là carbonat, sét carbonat được xen kẹp cát kết và không có canxit.
Bột kết có màu xám sáng tới xám trung bình, cấu trúc vô định hình tới kết tinh, rắn chắc, cứng, có dấu vết của Mica và Pyrit.
Dolomit hay đá vôi Dolomit xuất hiện như các lớp nhỏ có màu trắng, giòn, cứng, có cấu trúc á phân khối.
Trầm tích tập E được lắng đọng trong môi trường sông, ngòi lục địa và tiền châu thổ. Các bảo tửphấn hoa bắt gặp như:Oculopollis, Magnastriatites.
3.4.1.2 Thống Oligoxen
Phụ thống Oligoxen trên
Hệ tầng Trà Tân (E3– tt) (Tập C và D)
Trên phạm vi mỏ Voi Đen, tại các giếng khoan trầm tích tập D có chiều dày biến đổi từ350m tới trên 600m.
Tập D bao gồm chủyếu là các lớp sét kết giàu vật chất hữu cơ, xen kẹp các lớp bột kết, các lớp đá vôi hoặc dolomite mỏng, đôi chỗcó lớp than.
Sét kết giàu vật chất hữu cơ có màu đen, đen nâu nhạt, nâu vàng, cứng, dạng khối đến dẹt. Bên cạnh đó còn có loại sét kết có màu xám đen, rắn chắc tới cứng. Phần trên tập D đặc trưng bởi các lớp sét kết màu nâu xẫm, giàu vật chất hữu cơ và đồng nhất nhiều hơn.
Bột kết có màu xám sáng tới xám trung bình, cấu trúc vô định hình tới khối, rắn chắc, trong thành phần có chứa Dolomit, có dấu vết của Mica.
Cát kết có màu xám, cỡ hạt từtrung bình tới mịn, hiếm chỗ gặp hạt từthô tới rất thô, độchọn lọc kém. Có lượng nhỏhạt đã bị vỡvụn và phá huỷ. Thành phần xi măng là sét tới bột, Canxit, có dấu vết của litic. Độrỗng kém.
Đá vôi xuất hiện dưới dạng các lớp mỏng có màu trắng xanh nhạt tới trắng, cứng, cấu trúc á phân khối, kiến trúc mùn kết.
Trầm tích tập C có chiều dày từ 95m tới trên 200m, bao gồm các lớp cát kết, bột kết, sét kết và lượng nhỏ đá vôi nằm xen kẽ, xuất hiện một số vỉa than mỏng nằm gần đáy tầng.
Sét kết đa dạng, có loại có màu nâu nhạt, nâu đen tới đen đậm, rắn chắc tới cứng, có chứa bột với với lớp mỏng cấu trúc á khối tới phân phiến, có loại sét kết màu xám trung bình, xám oliu và xanh nhạt, mềm, cấu trúc vô dịnh hình tới á phân khối, á phân phiến.
Cát kết chủ yếu là cát kết arko màu xám olive sáng đến nâu vàng nhạt, xanh nâu đến nâu sáng, bao gồm các hạt từ mịn đến vừa, á góc cạnh tới tròn cạnh, đôi chỗ thô đến rất thô, sắc cạnh, độchọn lọc trung bình. Thành phần xi măng là silic, dolomite.
Trầm tích của hệ tầng được tích tụ trong môi trường đồng bằng sông, aluvi - đồng bằng ven bờ và hồ. Các bào tử phấn hoa như: Crasoretitriletes và Magnastriatites, Ciatricosisporites và Jussiena.
3.4.2 Hệ Neogen 3.4.2.1 Thống Mioxen
Phụ thống Mioxen dưới
Hệ tầng Bạch Hổ (N1¹ -bh) (Tập BI)
Trong các giếng khoan trên mỏ Voi Đen tập trầm tích BI có độ dày biến đổi từ 410m tới 490m và được chia thành 2 phần: Bạch Hổtrên và Bạch Hổ dưới.
Phụhệtầng Bạch Hổ dưới bao gồm các lớp cát kết, bột kết, sét kết xen kẽ.
Cát kết bao gồm phần lớn là feldsparthic bị biến chất nhẹ với một ít arko lithic và arko, có màu xám nâu sáng, xanh tới xám xanh olive sáng. Hạt đa dạng: từrất mịn đến vừa và từ thô đến rất thô (chỉ ra sự phân bố cỡ hạt theo hai phần khác nhau), từ góc cạnh đến á tròn cạnh, độ chọn lọc từ kém tới trung bình, bao gồm các hạt thạch anh sạch, trong đến mờ, đôi chỗ có màu trắng sữa, phổ biến biotite, dấu vết muscovite,
thấy được hạt cát mịn gắn kết yếu bởiđá kaolinite màu trắng đục tới nâu xám. Các mẫu sườn chỉra rằng: một phần cát kết felspat bị phân hủy thành kaolinite.
Phụ hệ tầng Bạch Hổ trên bao gồm có tầng sét Rotalia ở phần đỉnh cao nhất với thành phần chủ yếu là sét và phần dưới là cát kết, bột kết, sét kết xen kẽ. Sét có màu xanh nâu, nâu sáng và nâu olive sáng (claystone-2), thỉnh thoảng có vết đốm màu đỏ nâu, đỏ xám (claystone-1), mềm đến rắn chắc, vô định hình đến khối (amorphous to blocky), đôi chỗcó các vi hạt mica, canxit, đang trở nên cứng và dẹt có thểbóc thành lớp. Bột kết màu xám sáng, xám xanh, mềm đến rắn chắc.
Cát kết màu xám nhạt đến xám xanh, xốp đến bở dời. Các hạt thạch anh xốp trong, trong mờ đến trong suốt. Hạt thường mịn đến thô, thông thường có phần hạt rất thô, tương đối trònđến tròn, tương đối cầu đến cầu, độ chọn lọc kém, dấu hiệu liên kết yếu với kaolinit matrix, có dấu hiệu xi măng đá vôi tốt, dấu hiệu kết tụvới pyroxen.
Trầm tích của hệ tầng chịu ảnh hưởng của điều kiện biển nông ven bờ và môi truờng lục địa. Các bào tử phấn hoa: F.levipoli, Magnastriatites, Pinuspollenites, Alnipollenites.
3.4.2.2 Thống Mioxen
Phụ thống Mioxen giữa
Hệ tầng Côn Sơn (N1² - cs) (Tập BII)
Tập BII có chiều dày 465m đến 575 m, bao gồm cát kết xen với lớp đá sét có chứa mạch dolomite và lớp than mỏng.
Cát kết có màu xám xanh olive sáng tới xám nâu sáng, hạt rất mịn đến thô, á góc cạnh đến tròn cạnh. Hạt cát hạt thạch anh từ trong đến mờ có độ chọn lọc từ kém đến trung bình, lẫn các mảnh đá vôi màu sắc thay đổi (xám, xám xanh, nâu đỏ, nâu vàng). Các hạt cát phần lớn không rõ ràng trong mẫu vụn. Xi măng dolomit/sét. Đây là cát kết rắn chắc.
Sét chiếm chủ yếu là sét có màu sắc thay đổi (nâu đỏ, hồng cam, đôi khi màu vàng nâu, thỉnh thoảng có những đốm sét màu xanh nâu đến xám xanh olive sáng), rất mềm, vô định hình, dễhòa tan và dính.
Dolomite có màu xám vàng, hồng cam, cứng, giòn, kiến trúc vi kết tinh, đôi khi có các hạt cát hạt rất mịn tới vừa, không nhìn thấy lỗhổng.
Than lignite có màu đen, nâu đen, rắn chắc rắn vừa, dạng khối đến á phân phiến với dấu vết pyrite.
Trầm tích được thành tạo trong môi trường sông (aluvi), đầm lầy - đồng bằng ven bờ. Các bào tửphấn hoa:Fl. Meridionalis, Fl. Levipoli, Fl trinobata…
3.4.2.3 Thống Mioxen
Phụ thống Mioxen trên
Hệ tầng Đồng Nai (N1³ - dn) (Tập BIII)
Trên phạm vi các mỏ Voi Đen tập BIII có chiều dày 595 đến 615m, bao gồm cát kết, sét kết (loại 1 và 2) xen với các lớp đá vôi dolomite và các lớp than mỏng.
Cát có cỡ hạt thay đổi từrất mịn đến rất thô, chủ yếu là hạt từ mịn đến vừa. Hầu hết hạt là sắc cạnh đến á tròn cạnh, độ chọn lọc từ nghèo đến trung bình. Cát kết có thành phần chủ yếu là thạch anh mầu trong đến mờ, đôi khi là trắng đục, vàng đục và hồng. Hạt thạch anh cỡ từ trung bình tới thô, hiếm khi gặp hạt rất thô, độ chọn lọc từ kém tới trung bình. Xi măng có thành phần caxit, dấu vết pyrite, Glauconit, ít gặp ác mảnh đá siêu mafic.
Sét kết loại 2 có màu biến đổi từxám sáng tới xám sáng oliu, có dấu vết xám hồng nhạt, mềm, rất dính, dẻo, hoà tan. Sét kết loaị 1 có nhiều màu sắc, phổbiến màu nâu đỏ và nâu vàng, rất mềm, vô định hình tới á khối, dễhoà tan và dính.
Đá vôi có màu trắng nhợt, xám sáng tới xám vàng, chủyếu rắn chắc, thành phần có chứa đá phấn và dolomite, có lẫn hạt cát với cỡhạt từmịn tới rất mịn, cấu trúc vô định hìnhđến dạng khối, độ rỗng kém.
Than lignite có màu nâu đen tới đen, cấu trúc dạng khối, phân phiến, dòn, từ đục mờtới dạng ánh thuỷtinh, có dấu vết pyrit, sét hữu cơ.
Sự có mặt của các hoá thạch, than lignite và cát kết đa màu sắc cho chúng ta biết môi truòng lắng đọng của trầm tích là môi trường biển nông với chế độthuỷtriều. Các hóa thạch như:Stenoclaena Palustris Carya, Florschuetzia Meridionalis.
3.4.3 Hệ Plioxen - Đệ Tứ
Hệ tầng Biển Đông (N2 – bđ) (Tập A)
Trong phạm vi mỏ Voi Đen, tập A dày 525m đến 540m, gồm cát kết với sét kết và phổ biến đá vôi xen kẽ, quan sát thấy các lớp đá vôi nằm xen kẹp. Tập này có nhiều hóa đá phát triển một cách cục bộ.
Cát kết gắn kết rất yếu và trong mẫu vụn các hạt của nó thường không rõ ràng, màu xám olive sáng tới xám xanh, đôi khi màu vàng và màu nâu, bao gồm các hạt từ dạng mịn đến rất thô, từá sắc cạnh đến á tròn cạnh. Các hạt thạch anh từtrong tới mờ, có độchọn lọc từ kém đến trung bình, có dấu vết rõ Mica và nhiều hóa đá.
Sựliên kết hoá thạch của hệtầng này xác định trầm tích được lắng đọng trong môi trường biền nông mở. Các bào tửphấn hoa:Dacrydium, Polocarpusimbricatus
3.4.4 Tầng chứa B10
Tầng chứa B10 thuộc phần trên của hệ tầng Bạch Hổ, thành phần gồm chủ yếu là sét kết màu xám, xám xanh, xen kẽ với cát kết và bột kết. Tỷ lệ cát bột kết tăng dần xuống dưới. Các hình 3.3, 3.4 mặt cắt dọc và ngang của mỏ Voi Đen thể hiện rõđịa tầng trong mỏ.
Phần trên cùng của mặt cắt là tầng sét Rotalid bao phủ toàn bể với chiều dày thay đổi từ 15m đến 20 m. Sét kết có màu xanh xám, xám oliu, đôi khi gặp sét màu nâu đỏ, xám đỏ…, thành phần chủyếu gồm hydromica, bột, đá vôi, có chứa hóa đá.
Bột kết có màu xám sáng, xám xanh, mức độ từ bở rời đến rắn chắc, thành phần chủyếu là hydromica.
Cát kết trong tầng B10 chủ yếu là arko, có chứa mảnh đá, với màu sắc thay đổi từ xám sáng nâu tới xám sáng oliu. Kích thước hạt thay đổi từmịn tới thôởphần trên của tầng chứa và từ rất mịn tới mịn ở phần dưới của tầng chứa. Độ chọn lọc của cát từ trung bình đến tốt. Phần lớn cát kết đều rất sạch và chứa một lượng nhỏ mica. Đá ưa nước nên rất thích hợp cho bơm ép nước nhằm nâng cao thu hồi.
Hình 3.3: Mặt cắt địa chấn -địa chất dọc qua mỏ Voi Đen
3.5.1Đá mẹ
Kết quảnghiên cứu chỉra rằng tầng sét tuổi Oligoxen là tầng sinh chủyếu trong lô 15-1, đồng thời cũng là tầng sinh chính của mỏ Voi Đen. Phân tích mẫu từ các giếng khoan trong mỏ Voi Đen cho thấy đá sét Oligoxen rất giàu vật chất hữu cơ và có tiềm năng sinh dầu khí cao, tổng hàm lượng carbon hữu cơ trong mẫu đá sét Oligoxen dao động từ 3,5 % đến 6,1% ; các chỉtiêu S1, S2cũng rất cao, S1: 4 ÷ 12 kg HC/ tấn đá, S2: 16,7 ÷ 21 kg HC/ tấn đá, chỉ số hydrocarbon (HI) cũng khá cao, ở một số mẫu có thể đạt 477 mgHC/gTOC. Trầm tích điệp Trà Tân (tương ứng tập D hình 2.1) có độ giàu vật chất hữu cơ lớn nhất, nên đá mẹ có chất lượng từtốt đến rất tốt. Đây cũng là tầng sét giàu hàm lượng hữu cơ, có độ dày lớn được thể hiện thông qua giá trị cao của gamaray.
Trầm tích thuộc hệ tầng Trà Cú trên (Oligoxen hạ - tập E) cũng là tầng đá mẹ có tiềm năng tốt nhưng chiều dày mỏng hơn so với tập D. Vật chất hữu cơ trong 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/ tấn đá, S2 = 3,6 ÷ 8,0 kg HC/tấn đá; chỉsốHI chỉ có khoảng 163,6 mgHC/gTOC.
Tầng đá mẹ Oligoxen thượng, vật chất hữu cơ thuộc chủ yếu loại II, thứyếu là loại I, và ít hơn là loại III. Chỉ tiêu Pr/Ph phổbiến từ 1,6 đến 2,3 phản ánh chúng được tích tụ trong môi trường cửa sông, vùng nước lợ- biển nông, một sốrất ít trong môi trường đầm hồ.
Tầng đá mẹOligoxen hạ+ Eoxen? loại vật chất hữu cơ chủ yếu thuộc loại II, thứ yếu là loại III, không có loại I. Các giá trị Pr/Ph cũng chỉ đạ1,7 ÷ 2,35, phản ánh điều kiện tích tụcửa sông, nước lợ, gần bờvà một phần đầm hồ.
Theo kết quả phân tích Ro cho thấy các tầng Oligoxen thượng và Oligoxen hạ + Eocen? dao động trong khoảng 0,6-0,8 %. Do đó đá mẹ ỏ các tầng này mới đạt mức trưởng thành và là nguồn cung cấp hydrocacbon cho các bẫy trong mỏ Voi Đen.
3.5.2 Đá chắn
Cũng giống như bểCửu Long, trong lô 15-1 tồn tại tầng chắn sét rotalid cho cả khu vực bểCửu Long và mỏ Voi Đen, nó thuộc hệtầng Bạch Hổ. Ngoài ra trong mỏ còn tồn tại tập sét xen kẹp trong tập trầm tích Oligoxen thượng và Mioxen hạ, các tập sét này tương đối mỏng nhưng chúngcũng là tầng chắn cục bộtốt trong các tập cát kết trong các mỏ.
3.5.3 Đáchứa
Giống như trong lô 15-1, trong mỏ Voi Đen được phân loại ra làm 2 loại đá chứa cơ bản đó là đá móng nứt nẻ và trầm tích hạt vụn. Đối đá trầm tích hạt vụn có 2 đối tượng chứacơ bản là tập cát kết Mioxen hạB10 và cát kết Oligoxen C30, ngoài ra còn có các tập thứyếu B8, B9 và E.
Tập cát kết Mioxen hạB8, B9 bao gồm các tập cát mỏng, bị vát nhọn hình thành nên các bẫy địa tầng, độ hạt từmịn tới trung bình, phân lớp và thường chứa dầu. Tầng cát kết này cũng được minh giải là tập cát kết đồng bằng châu thổven biển, tổng chiều
dày dao động 0,2÷0,9m. Các tài liệu mẫu lõi ở giếng khoan VD-2X và VD-3X cho thấy tầng chứa B9 ở dây rất tốt với độ rỗng Φ = 16,6 ÷ 30,6% , độ thấm k = 3÷1300 mD.
Tập cát kết Mioxen hạB10 bắt gặpởhầu hết các giếng khoan trong mỏ, chiều dày
thay đổi 10-16m, bao gồm nhiều lớp cát mỏng xếp chồng lên nhau. Kết quả phân tích mẫu lõi chỉ ra đây là tầng chứa có chất lượng rất tốt, độ rỗng cao, trung bình Φ =
25÷29,6% và độthấm trung bình K=350÷4220 mD.
Tập cát kết Oligoxen C30 phía dưới của tập C trong mặt cắt Oligoxen. Tập này