Tính cho đến hết năm 2003 đã có tổng cộng 4 giếng khoan thăm dò thẩm lƣợng (TDTL) đƣợc tiến hành trên khu vực mỏ X và 1 giếng khoan trên phát hiện MOM. Về mặt tài liệu địa chấn có 522 km2 địa chấn 3D và một số tuyến địa chấn 2D trên mỏ X và phát hiện MOM nhƣ trình bày ở bảng 2.1 và bảng 2.2.
2.2.5. Từ năm 2003 cho đến nay
Công tác thẩm lƣợng X đã hoàn tất vào ngày 15/04/2008 với 5 giếng khoan thẩm lƣợng, bao gồm S-5, S-6b, S-7b, S-8 và S-9, đƣợc khoan thêm trong đó có ba giếng (S-6b, S-8 và S-9) đã đƣợc hoàn thiện sẵn sàng cho kết nối và khai thác dầu sau này.
21
CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MỎ X 3.1. Đặc điểm địa tầng
Trên lãnh thổ Algeria có thể tóm tắt một số đặc điểm chính nhƣ sau: phía nam là khiên Hogga có tuổi tiền Cambri. Phần trung tâm là thềm sa mạc Sahara thời kì đại cổ sinh (Paleozoi)/ Đại trung sinh (Mezozoi) với hàng loạt các bồn trầm tích, còn phía bắc là vành đai uốn nếp với hệ thống An-pơ chạy theo hƣớng Đông Tây.
Lô hợp đồng 433a & 416b nằm ở phần phía bắc của đới nâng cao Hassi Messaoud trong thềm Sahara. phía đông của đới nâng là bồn trũng Berkin và phía tây là bồn trũng Oued mya (hình 3.1).
Hình 3.1. Bản đồ các bể trầm tích và kiến tạo khu vực [1]
Mỏ X là một phần của bồn trũng Oued Mya nên địa tầng cũng mang những nét đặc trƣng của bồn. Địa tầng của mỏ đƣợc mô tả theo thứ tự phân vị địa tầng từ già đến trẻ nhƣ sau:
22
3.1.1. Đá móng tiền Cambri
Ở bồn trũng Oued Mya, thành phần thạch học của móng có thể chia thành hai nhóm chính: đá biến chất và đá xâm nhập sâu chủ yếu là granit và granodiorit với thành phần khoáng vật giàu biotitmicrolin, tồn tại ở dạng khối. Đá móng bị thay đổi ở mức độ khác nhau bởi quá trình biến đổi thứ sinh, với hàm lƣợng thạch anh lớn.
3.1.2. Giới Paleozoi
Trong suốt giai đoạn sụt lún từ kỷ Cambri đến kỷ Silua, các trầm tích lắng đọng
trong môi trƣờng sông ngòi đến ven biển với thành phần chủ yếu là cuội kết và cát kết. Nằm phủ trực tiếp bên trên là lớp sét El Gassi. Cát kết dạng Quăczit Hamra Ocđovic đƣợc thành tạo trong môi trƣờng biển tiến với thành phần 98% thạch anh có xen kẽ các lớp sét mỏng, độ hạt thô, độ mài tròn tốt. Lắng đọng trầm tích Ouargla và M’Kratta đƣợc thành tạo trong giai đoạn biển tiến, nằm phủ ngay trên nó là tập sét trẻ hơn có tuổi Silua giàu vật chất hữu cơ và là nguồn sinh tốt lắng đọng trong môi trƣờng biển nông (hình 3.2).
Cấu tạo X đƣợc hình thành trong một giai đoạn hoạt động tạo núi chính vào giữa kỷ Cacbon. Quá trình bào mòn xảy ra mạnh mẽ trong giai đoạn nén ép Hercyni ở cuối thời kỳ Paleozoi, kết quả là hầu hết trầm tích Paleozoi đã bị bào mòn, trừ phần dƣới là trầm tích Silua với thành phần sét là chủ yếu và trầm tích bên dƣới có Cambri – Ocđovic.
Hệ Cambri
Trong thời kỳ từ cuối Tiền Cambri đến Cambri dƣới xảy ra hoạt động xói mòn trong hoạt động nâng lên Pan African. Trầm tích bị xói mòn và phủ bất chỉnh hợp trên móng kết tinh Tiền Cambri, thành phần chủ yếu là chứa cát kết, quaczit và cuội kết cơ sở tạo thành tập cát dày đặc trƣng là thành hệ Mourizidie và Hassaouna. Các tập trầm tích này đƣợc biết đến nhiều nhất trên các tỉnh địa chất Trias, nơi mà hình thành các vỉa chứa. môi trƣờng trầm tích là môi trƣờng sông đến ven biển.
Hệ Ordovic
Trong khoảng thời gian này với khoảng bề dày đƣợc ƣớc tính khoảng 500m thành phần trầm tích chủ yếu là các tập cát kết xen kẹp với đá phiến sét. Môi trƣờng trầm tích là môi trƣờng trầm tích gần bờ, trong đó trầm tích biển bắt đầu xuất hiện nhiều hơn.
Thống Ocdovic dưới: Nằm phủ lên thành hệ Hassouna là thành hệ Achebyat và Haouaz. Trầm tích chủ yếu bùn kết và cát kết giàu quắc đƣợc lắng đọng trong môi
23
trƣờng biển và ven biển, đây là những vỉa dầu và khí chính (theo nghiên cứu của Montgomery, 1993 và van Weerd và Ware, 1994)
Thống Ocdovic giữa: Thành hệ Melez Chograne nằm chỉnh hợp trên thành hệ cát kết Haounza, có thành phần chủ yếu là bùn kết và cát kết hạt mịn.
Thống Ocdovic trên: Trầm tích chủ yếu là cát kết hạt mịn và bùn kết, ngoài ra còn chứa cả đá vôi của thành hệ Memouniat.
Hệ Silur
Giai đoạn này đƣợc đặc trƣng bởi chủ yếu là các đá phiến sét. Theo tài liệu giếng khoan thu thập đƣợc thì đá phiến sét Silur gặp ở khoảng độ sâu từ 3809m – 3822m tại giếng khoan MOM-3. Đây là đá mẹ điển hình, đƣợc lắng đọng chủ yếu trong giai đoạn ngập lụt lớn của khu vực. Thành phần chủ yếu là bùn đen (đá phiến sét Graptolitic đen) chứa sapropen và hỗn hợp Kerogen (loại I và loại 2) ( theo Daniel và Emme, 1995; Makhous and others, 1997), ngoài ra là các tập đá sét cát và thi thoảng gặp một lớp mỏng trầm tích cacbonat . Tổng hàm lƣợng cacbon hữu cơ (TOC) trung bình khoảng 2%, nhiều nơi lên tới 17 % nhƣ bể Ghadames. Chiều dày của thành hệ Tanezzuft thay đổi trong khoảng 200-550m (Daniel và Emme, 1995). Môi trƣờng trầm tích biển bắt xa bờ bắt đầu biển hiện rõ ràng hơn của quá trình biển tiến.
Hệ Devon-Cacbon
Trong giai đoạn này xảy ra quá trình nâng lên tạo núi là hoạt động chính và nó xảy ra mạnh mẽ vào giữa kỷ Cacbon. Quá trình bào mòn xảy ra mạnh mẽ trong giai đoạn nén ép Hercynian ở cuối thời kỳ đại cổ sinh, kết quả là hầu hết trầm tích đại cổ sinh đã bị bào mòn. Vậy cho nên trong cột địa tầng không thấy có mô tả nào về trầm tích Devon – Cacbon.
3.1.3. Giới Mezozoi
Nằm phủ trực tiếp trên mặt bất chỉnh hợp Hercyni là các trầm tích trẻ hơn Trias bao gồm các tập cát xen kẽ trong các lớp sét cùng các lớp muối và vật liệu cacbonat thành tạo trong trong một giai đoạn biển tiến chậm diễn ra đồng thời với quá trình sụt lún. Tiến trình này còn tiếp diễn trong kỷ Jura và kỷ Creta với trầm tích mang nhiều đặc trƣng biển hơn.
24
Trầm tích Trias nằm phủ trực tiếp nên bề mặt hercynian với thành phần là các tập cát xen kẽ với các lớp sét mỏng. Ngoài ra phần phía trên xuất hiện các lớp muối và cacbonat, các trầm tích evaporite có chiều dày thay đổi theo hƣờng bắc nam (phía bắc khoảng 500m), thành tạo trong môi trƣờng biển tiến chậm diễn ra đồng thời với quá trình sụt lún.
Hệ Jura
Giai đoạn này trầm tích mang nhiều đặc trƣng của trầm tích biển hơn. Phần phía dƣới là các trầm tích muối và vật liệu cacbonat. Tiến lên phía trên trầm tích cacbonat trở lên rõ ràng hơn và dày hơn. Các trầm tích đá vôi xen kẹp với Dolomite liên tục. Đây có thể là tầng đá chắn cho một số vỉa dầu khí (van de Weerd và Ware, 1994). Chiều dày cũng thay đổi, dày ở khu vực gần miền nền Sahara và mỏng dần về phía Nam. Chiều dày tối đa của tập trầm tích này là khoảng 2000 m. Hệ Jura đƣợc chia thành các thống dƣới đây
Thống Jura dưới: Thành hệ Tigi và Scesiuch với thành phần chủ yếu là muối và muối evaparite xen các tập đá vôi dolomit, lắng đọng trong môi trƣờng biển nông.
Thống Jura giữa: chủ yếu là tập trầm tích cacbonat tƣơng đối dày, trong đó có thành phần chủ yếu đá vôi, đá muối evaparite.
Thống Jura trên: thành phần chủ yếu là các lớp mỏng xen kẹp giữa đá vôi và đá vôi đôlômit, ngoài ra xen kẹp lớp cát và sét mỏng. Môi trƣờng lắng đọng là môi trƣờng biển nông.
Hệ Creta
Quá trình biển tiến diễn ra đồng thời với quá trình sụt lún tiếp tục kéo dài đến Creta. Hệ Creta có thành phần chủ yếu là trầm tích vụn chứa nhiều thạch anh. Chiều dày tối đa có thể đạt đƣợc lên đến 1200 m.
Phần dƣới của Creta là các tập trầm tích đá vôi xen kẹp với các lớp cát kết dày đặc trƣng của môi trƣờng trầm tích biển sâu. Càng tiến lên phần phía trên trầm tích đá vôi càng đặc trƣng và trở lên rõ ràng hơn.
Giữa thời kỳ đại tân sinh và đại trung sinh đƣợc đánh dấu bởi một bề mặt bất chỉnh hợp đƣợc cho là có liên quan đến một chu trình nén ép xảy ra vào cuối Creta, hoạt động này đƣợc cho là đã làm tái cấu trúc một số đứt gãy trong Mezozoi.
25
3.1.4. Giới Kainozoi
Trầm tích Eoxen phủ trực tiếp lên trên bề mặt bất chỉnh hợp, lắng đọng trong môi trƣờng trầm tích đầm hồ và lục địa với thành phần chủ yếu là cacbonat xen kẽ với các trầm tích hạt vụn khác nhau nhƣng chủ yếu là cát kết từ Mioxen – Plioxen cho đến đệ tứ.
26
Hình 3.3. Mặt cắt địa chất mỏ X [1]
3.2. Kiến tạo
Lịch sử địa chất của miền nền Sahara rất cổ. Sự phát triển của nó chịu ảnh hƣởng bởi sự có mặt của một vài khiên cổ, nhƣ Reguibet, nhƣng đã ổn định khoảng 1800÷2000 triệu năm và khiên trẻ hơn là Touareg, là kết quả của hoạt động kiến tạo Pan-African khoảng 500 triệu năm trƣớc.
Hƣớng chính của cấu trúc đƣợc thể hiện qua sự có mặt của các đứt gãy á kinh tuyến lớn thấy rõ bởi các dải đá mylonites (đá cà nát). Những đứt gãy á kinh tuyến bị dịch chuyển bởi một hệ thống các đứt gãy liên hợp. Các đứt gãy có hƣớng Bắc- Nam, ĐB-TN và TB-ĐN ít nhất có tuổi Pan-African. Hệ thống đứt gãy này có một vai trò quan trọng trong cấu trúc và quá trình trầm tích của nền tảng sa mạc Sahara (Hình 3.4).
Các pha hoạt động kiến tạo nhƣ tách giãn hoặc nén ép trên các tầng nứt nẻ, uốn nếp, bào mòn và lớp phủ trầm tích là cơ sở hình thành cấu trúc ngày nay. Các hoạt động kiến tạo này thƣờng liên quan đến chuyển động của mảng thạch quyển do sự tách vỡ Pangea từ Trias trở đi. Hệ thống khe nứt trong các lƣu vực có hƣớng Bắc- Nam và ĐB-TN.
27
Hình 3.4. Mặt cắt địa chất khu vực [3]
Hoạt động tách giãn và nấp đầy trầm tích ở Cambri-Ocdovic
Pha tạo núi Pan-African kết thúc ở Cambri đi cùng với giai đoạn bào mòn chính đã san bằng các cấu trúc và các địa hình. Từ đó hình thành một bậc thang trƣớc núi rộng đƣợc gọi là Intra-Tassilian.
Môi trƣờng cổ địa lý Cambri-Ocdovic chịu tác động của kiến tạo không ổn định đƣợc đánh dấu bởi sự khác nhau về độ dày và tƣớng ở hai bên của đứt gãy á kinh tuyến, điển hình là nếp lồi Foum Belrem.
Một vài giếng khoan ở khu vực Hassi Mesaoud và Oued Mya đã khoan qua đá núi lửa xen kẹp với cát kết Cambri và Ocdovic. Theo BEICIP-Sonatrach (1972), ở phạm vi lớn hay nhỏ thì các dòng bazơ và các mảnh vụn spilit tái lắng đọng cùng thời gian với cát kết ở Hassi Messaoud.
Hoạt động kiến tạo Hercyni
Hoạt động kiến tạo Hercyni đƣợc chia thành giai đoạn đầu và giai đoạn chính (Paleozoi muộn). Giai đoạn Hercynian đầu đã có, nói chung ảnh hƣởng đến lắng đọng trầm tích. Ở khu vực phía đông (Illizi), sự hình thành của một số cấu trúc tĩnh trên đứt gãy hƣớng TB-ĐN cũng có thể đƣợc quan sát. Mặt khác, hoạt động Hercynian có một tầm quan trọng trong cơ cấu trúc khác nhau của nền sa mạc Sahara và sự phân bố của các tập đá chứa.
3.3. Lịch sử phát triển địa chất
Trong vùng lân cận của lô 433a & 416b cấu trúc địa tầng có thể đƣợc mô tả ngắn gọn nhƣ sau:
28
Trong suốt thời gian từ Cambri đến Silur liên tiếp các đá trầm tích vụn có tuổi Cambri đƣợc lắng đọng trong môi trƣờng trầm tích sông đến ven biển. Cuội kết cơ sở và cát kết chiếm ƣu thế. Chúng đƣợc phủ bởi một lớp đá phiến sét biển El Gassi dày tiếp theo là trầm tích vụn Atchane. Cát kết thạch anh Hamra tuổi Ordovic đƣợc lắng đọng trong môi trƣờng biển tiến chậm. Cát kết ven biển chứa 98% thạch anh, kích thƣớc hạt thay đổi từ mịn đến trung bình với độ chọn lọc tƣơng đối tốt. Cùng với quá trình biển tiến thì trầm tích vụn Ouargla và M’kratta đƣợc lắng đọng chúng đƣợc phủ lên phía trên bởi đá phiến sét tuổi Silur. Đá phiến sét giàu chất phóng xạ, màu đen, graptolitic và chất hữu cơ đƣợc lắng đọng trong môi trƣờng biển chuyển tiếp do đó chúng là đá mẹ tốt. Quy mô lắng đọng trầm tích Devon chƣa đƣợc xác định tại khu vực này bởi vì sự xói mòn hình thành bất chỉnh hợp Hercynian.
Chu kì trầm tích tiếp theo đó là nén ép Hercynian: ở đây chủ yếu là các dải nâng trong kỉ Carbon muộn và cấu trúc bị xói mòn bởi bất chỉnh hợp Hercynian trong đó đã dịch chuyển tất cả các phần Devon và một phần Silur trong khu vực này. Sự xói mòn có thể kéo dài đến Trias sớm.
Chu kì trầm tích tiếp theo kéo dài từ Trias sớm đến Kreta muộn. Sự kiện tạo núi nhỏ có thể xảy ra chủ yếu trong pha sụt lún và bồi tụ này. Trầm tích lắng đọng ban đầu là cát kết SI, T1 và T2 trong môi trƣờng sông - hồ. Tập trầm tích phủ lên trên đƣợc hình thành từ pha bồi tụ mà đã lắng đọng trầm tích do bốc hơi đi kèm với Carbonat, lớp mỏng trầm tích vụn sông hồ - châu thổ và trầm tích núi lửa. Phần trầm tích biển đƣợc giới hạn bởi trầm tích biển lùi ở cuối kỉ Kreta.
Quá trình nén ép cuối Kreta đã phủ lên các cấu trúc trƣớc đó. Một vài đứt gãy ban đầu đã đƣợc tái hoạt động nhẹ để thích ứng với áp lực kiến tạo hiện hành. Tiếp theo là một giai đoạn biển tiến ngắn mà lắng đọng trầm tích đá vôi và trầm tích hạt vụn đầm hồ.
Giai đoạn nén ép cuối cùng xảy ra vào Eocen muộn. Giai đoạn này hầu nhƣ không ảnh hƣởng tới khu vực nghiên cứu, tiếp tục lắng đọng trầm tích đầm hồ trong môi trƣờng lục địa. Chủ yếu là trầm tích hạt vụn có chứa một lƣợng nhỏ Carbonat đƣợc giới hạn bởi các đụn cát sa mạc.
29
CHƢƠNG 4. HỆ THỐNG DẦU KHÍ 4.1. Đặc điểm đá sinh
Trong khu vực này đá sinh dầu là các tập sét có tuổi Silua trên nền sa mạc Sahara (hình 4.1), đƣợc bắt gặp ở nhiều giếng khoan trong khu vực với độ sâu thay đổi khoảng từ 3.850 m đến 4.100 m, trầm tích chủ yếu trong môi trƣờng sông ngòi và biển. Đây là tập đá sinh có khả năng sinh dầu khí hàm lƣợng cao, giàu vật chất hữu cơ với giá trị TOC: 4% -17%, và chỉ số HI: 370 – 470, có tính phóng xạ và cũng là tập đá sinh dầu quan trọng trong vùng thềm Sahara. Sự xuất hiện của các đá giàu vật chất hữu cơ có độ trƣởng thành cao tiếp giáp với các cấu trúc giếng đƣợc dự báo là những cấu trúc có triển vọng.
Hình 4.1. Bản đồ diện lộ của đá phiến sét Silur trên nền sa mạc Sahara [1] Các nghiên cứu cho thấy đá mẹ Silua bắt đầu pha tạo dầu cách đây khoảng 148 triệu năm với pha tạo dầu cực đại vào khoảng 70 triệu năm trƣớc. Quá trình giải phóng và dịch chuyển diễn ra vào khoảng 66 triệu năm trƣớc đây. Quá trình dầu di dịch đƣợc cho là từ khu vực phía Nam nơi tập sét Silua dày, đạt độ trƣởng thành và rất giàu thành phần vật chất hữu cơ. Để nạp đầy vào các tập cát kết tuổi Trias dầu
30
đã phải di chuyển lên phía trên cùng của tập này thông qua đƣờng dẫn là các ống cát, bề mặt bất chỉnh hợp và bề mặt đứt gãy.
PIDC đã tiến hành một nghiên cứu định tính “đƣờng cong địa hóa” nhằm xác định khối đá phiến sét Silur nhƣ là đá mẹ trƣởng thành( Hình 4.2).
Hình 4.2. Đƣờng cong địa hóa đá phiến sét Silur [1]
4.2. Đặc điểm đá chứa