Bài giảng: Địa chất dầu khí khu vực

Chia sẻ: Up Up | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

408
lượt xem 123
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngành Địa chất -Dầu khí là một ngành rộng gồm hai lĩnh vực riêng có liên quan mật thiết với nhau, đó là địa chất và dầu khí. Trong ngành Địa chất có các chuyên ngành như: địa chất học, địa chất thủy văn, địa chất công trình - địa kỹ thuật, nguyên liệu khoáng, địa sinh thái và công nghệ môi trường…

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng: Địa chất dầu khí khu vực

BÀI GIẢNG ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ KHU VỰC
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ KHU VỰC Chương 1 – Khái niệm, phân loại các tích tụ dầu khí Tích tụ cục bộ: nơi dầu nằm (vùng hẹp) vỉa, mỏ - Tích tụ khu vực: đới chứa dầu, bồn, tỉnh dầu (vùng rộng) hình thành - trong cùng điều kiện kiến tạo của khu vực Ví dụ: tỉnh dầu Đệ Tam ở Đông Nam Á Chương 2 - Bồn dầu khí Lịch sử nghiên cứu bồn - Phân loại bồn (theo quá trình hình thành bồn), khả năng về dầu khí . - Theo 2 cách • Klemme • North Sự phụ thuộc của kiểu bồn với tuổi địa chất - Mối liên quan giữa kiểu bồn và tiếm năng dầu khí - Chương 3 - Sự phân bố địa tầng, địa lý của dầu khí theo từng khu vực (Địa Trung Hải, Âu, Úc, Á, Mỹ, Canada, ĐNÁ) Chương 4 - Dầu khí ĐNÁ Kiến tạo vùng ĐNÁ - Các bồn trũng Đệ Tam - Một số mỏ điển hình - - Chương 5 - Dầu khí Việt Nam Lịch sử nghiên cứu - Vùng chứa dầu khí - 1
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CHƯƠNG 1 – KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI CÁC TÍCH TỤ DẦU KHÍ Phân loại : Phân loại vỉa và mỏ cần chỉ ra các đặc điểm chính hình thành bẫy liên quan đến nguồn gốc của vỉa và mỏ. - Vỉa dầu là một tích tụ đơn lẻ của dầu khí nằm trong các kênh dẫn có độ rỗng cao hoặc các nứt nẻ có lỗ rỗng và độ thấm tốt. - Mỏ dầu là tập hợp các vỉa trong một hoặc vài bẫy tự nhiên phân bố trên diện tích địa phương. Phân loại vỉa và mỏ theo kiểu bẫy A - Lớp vỉa: Theo cấu trúc cấu tạo (kiến trúc) • • Riffogen • Địa tầng • Các lớp trầm tích địa phương 1. Bẫy kiến trúc • Nếp lồi • Nếp lõm, treo • Màn chắn kiến tạo • Đơn nghiêng – phá hủy kiến tạo Bẫy rift : 2. • Ám tiêu san hô 3. Bẫy trầm tích:  Giới hạn trầm tích • Thấu kính cát • Gờ cát ven bờ  Màn chắn trầm tích • Vát mỏng thay đổi độ thấm • Dầu khí kết đặc tạo những lớp hữu cơ đặc Bẫy địa tầng: 4. Đá có kênh dẫn bị cắt ngang bởi xói mòn, sau đó bị phủ bởi lớp không thấm (bất chỉnh hợp do kiến tạo, bất chỉnh hợp do xói mòn, địa hình bị chắn bởi phần lồi của đá móng kết tinh) 2
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com • Vỉa rift • Vỉa trầm tích (thấu kính cát) • Vỉa địa tầng bất chỉnh hợp B - Mỏ: Tập hợp những vỉa hoặc vỉa có trữ lượng lớn • Mỏ rift • Mỏ trầm tích • Mỏ địa tầng • Mỏ kết hợp trầm tích địa tầng • Mỏ kiến trúc 1- Mỏ kiến trúc • Nếp lồi đơn giản không bị phá hủy • Nếp lồi kèm theo các phức tạp do đứt gãy • Nếp lồi phức tạp do cấu tạo muối • Nếp lồi phức tạp do bùn núi lửa hoặc các thành tạo núi lửa 2- Mỏ rift • Khối ám tiêu đơn lẻ • Nhóm khối ám tiêu 3- Mỏ trầm tích 3
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình thành tại các khu vực vát mỏng do thay đổi chế độ trầm - tích hoặc thay đổi hướng đi lên của trầm tích - Các thành tạo ở ven bờ biển xưa - Các thành tạo lòng sông cổ - Các thấu kính - Thay đổi trầm tích trong cùng một kênh dẫn - Bị chắn bởi nút asphal hoặc đá kết tinh 4- Mỏ địa tầng Bất chỉnh hợp tại các nếp lồi hoặc đơn nghiêng bào mòn của đới lồi trước đó. 5- Mỏ kết hợp Xảy ra tại các đới vát mỏng hoặc vỉa, kênh dẫn bị xâm thực, bị phủ bởi bất chỉnh hợp hoặc đá không thấm trẻ hơn. C - Đới chứa dầu - Đới dầu là sự tích tụ dầu khí theo một điều kiện địa chất nhất định - Ranh giới dựa vào cấu trúc (ví dụ: miền nền, đới trung tâm) - Nhân tố chủ yếu để hình thành là trầm tích; yếu tố cấu trúc quyết định sự hình thành bẫy dầu. - Đới dầu còn được phân chia theo ranh giới địa lý Theo Bakrov (1959): đới dầu là tập hợp những tích tụ có liên quan với nhau, có quan hệ về nguồn gốc. Có các loại đới dạng cấu trúc, dạng rift, trầm tích, địa tầng, hỗn hợp trầm tích và địa tầng. Chia mỗi dạng thành những nhóm và phụ nhóm - Xâm nhập muối: Khi đi lên, các lớp có trước bị vát nhọn Xâm nhập Magma : cắt ngang các lớp có trước - 2 loại xâm nhập này đều tạo nên vỉa kiến tạo 4
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CHƯƠNG 2 – CÁC BỒN DẦU KHÍ I – Phân biệt tỉnh dầu, bồn dầu - Bồn dầu (Oil basin, Petroliferous basin) là một dạng chứa có địa hình 3 chiều (dài, rộng, sâu) chứa đựng những mỏ dầu khí. Một bồn dầu luôn là một bồn trầm tích - Tỉnh dầu (Petroleum province) là một khu vực địa chất chứa những mỏ dầu có cùng đặc tính chung về địa chất. Có thể đồng nghĩa với một bồn dầu hoặc bao gồm một số bồn với những đặc tính tương tự rõ ràng về mặt địa chất và được tách biệt bởi những vùng không phải là bồn. Tỉnh dầu gồm những mỏ hoặc bồn giống nhau về cấu trúc địa chất, tuổi địa chất, cách hình thành dầu khí. Nghĩa là, có một đặc tính giống nhau về địa chất dầu khí Ví dụ: Tỉnh dầu P3, M3, K3 Tỉnh dầu có cùng đặc tính đá chứa, cấu trúc bẫy, không mang tính hành chính, khu vực. II - Lịch sử nghiên cứu bồn: (North 17.1, 17.2) III – Phân loại bồn 1. Bồn trũng trầm tích Các lớp trầm tích nằm trên bề mặt trái đất, nằm trên các đá núi lửa bản chất phức tạp thuộc vùng lục địa. Phần đá nền (Núi lửa và biến chất) gọi là đá móng. Bồn trầm tích là nơi trũng xuất hiện trên bề mặt bị nén ép của đá móng. Các nhà địa chất thường dùng từ bồn trũng. Bồn trũng bao gồm phần bị sụt lún với những lớp trầm tích nằm trong nó (kích thước dầy, địa hình âm). Nền hoặc thềm là những lớp trầm tích mỏng nằm trên đá móng không bị trũng. Cung chỉ phần nâng lên của đá móng trong vùng và nhân tố khách quan (chiều dày nhỏ, địa hình dương) nổi lên. Chỗ nước sâu ở đại dương không phải là bồn trầm tích do nơi đây chỉ phủ một lớp mỏng trầm tích trên nền đá móng 5
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Các bồn trũng thường tiến triển theo thời gian trải qua một số giai đoạn khác nhau, tiến triển từ bồn trũng này sang bồn trũng khác. Phát triển từ bồn trũng sang cung hoặc ngược lại. Hình dạng của bồn trầm tích 1.1- Bồn trũng tiến triển rộng rãi về kích thước và hình dạng, bao phủ • diện tích tối thiểu 1.000 km2. Một số bồn trũng có diện tích vài triệu km2 • Chiều dày trầm tích lớn nhất tại trung tâm tích tụ của bồn trũng thường không vượt quá 2-3 km, đôi khi đạt 10 km • Không phải nơi sâu nhất có bề dày lớn nhất, vật liệu trầm tích lấn dần ra theo mặt dốc bị mất cân bằng và trượt xuống Một số bồn trũng có dạng tròn, elip. Một số khác hình chữ nhật. Một • số bắt đầu là vũng, vịnh, sau đó mở rộng ra thành bồn trầm tích lớn hơn và không có sự khép kín. • Một số bồn nhận trầm tích lục địa (ví dụ: Delta châu). Trung tâm thu của bồn tiếp cận với rìa bồn, chiều dày trầm tích mỏng dần khi ra tới biển. Theo thời gian, trung tâm tích tụ dịch chuyển theo chiều ngang và tiến ra xa rìa bồn, tiến đến nơi thấp nhất của bồn (trung tâm thu ≅ chỗ sâu nhất) 6
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Trung tâm thu của bồn và vị trí có sự sụt lún của đá móng lớn nhất • có thể không trùng nhau. Ví dụ: Trong bồn trũng đá cacbonat, đa số trung tâm tích tụ ở rìa bồn (Sinh vật vỏ vôi thường sống ở thềm lục địa, biển nông) • Nhóm trầm tích chứa cacbonat có thể tiến ra biển sâu hơn trong các tầng bùn vôi. 1.2- Quá trình lấp đầy trầm tích Có các loại: trầm tích lục nguyên (mang ra từ lục địa), trầm tích biển nông và biển sâu. Tùy thuộc chiều dày và mối quan hệ giữa tốc độ trầm tích và tốc độ sụp lún. Đa số quá trình sụp lún và tích tụ xảy ra cùng lúc. o Nếu quá trình trầm tích theo kịp quá trình sụp lún thì không có chỗ còn trống không được lấp đầy. Như vậy, bồn trũng được lấp đầy theo kiểu trầm tích biển nông. o Nếu quá trình sụp lún đầu tiên tạo ra vùng trống sâu, sau đó mới được lấp đầy sẽ tạo ra sự sụp lún đẳng tĩnh. Nhiều bồn trũng phát triển xa nguồn trầm tích lục nguyên hoặc bị cô lập bởi những kênh chắn địa hình tại eo. 1.3- Thời gian và quá trình kiến tạo Bản chất và thời gian của quá trình kiến tạo là tác nhân quan trọng . Các kiểu uốn nếp và đứt gãy phát triển trong bồn trũng do sự biến dạng và thành phần đá trầm tích gây ra. Do nén ép tạo ra nếp uốn và đứt gãy chờm nghịch. Sự mở rộng dẫn đến sự hình thành đứt gãy khối và thông thường. Còn có sự hiện diện chỏm muối (dome muối) kèm theo đứt gãy phụ thuộc vào chiều dày trầm tích trong bồn trũng. Khi xem xét quá trình sinh, dịch chuyển và tích tụ dầu cần xét thời gian phát triển cấu trúc bồn vì nó rất quan trọng ( lịch sử phát triển vùng suy ra lịch sử phát triển bồn). Như vậy, do các tích tụ dầu khí thường thích hợp với biến dạng cấu trúc trong suốt quá trình tích tụ dẫn đến sự phát triển nhanh về tướng và chiều dày tích tụ. Ví dụ: đá phiến sét giàu vật 7
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chất hữu cơ tích tụ ở vùng cấu trúc thấp, trong khi đó tầng chứa có hạt thô hơn, sự hình thành bẫy kết hợp phát triển ở vùng cao hơn. Ranh giới bất chỉnh hợp hoặc đứt gãy thường tạo ra quá trình dịch chuyển. Sự biến dạng về cấu trúc xảy ra trong giai đoạn muộn của quá trình tích tụ trong bồn trầm tích giúp ích trong việc sinh dầu do tạo ra dòng nhiệt cao hơn bình thường. Giai đoạn sau khi hình thành tích tụ dầu trong bồn, quá trình kiến tạo gây ra hiệu ứng ngược, nghĩa là phá hủy. Ví dụ: nâng tầng chứa lên bề mặt, sự xâm nhập của nước ngầm hoặc sự bào mòn, sự phá hủy và thất thoát dầu khí có thể xảy ra. Đôi khi kiến tạo tạo ra dòng nhiệt cao, tầng chứa bị chôn vùi sâu, gây ra biến chất dầu (dầu có thể chín đối với những loại chưa đủ nhiệt độ) Theo thời gian, bồn phát triển dẫn đếnlớp trầm tích tiến triển về cấu trúc 1.4- Cơ chế hình thành bồn Các bồn hình thành là do những quá trình dịch chuyển ngang và đứng theo quy mô lớn của những lớp bề mặt trái đất. Nguyên nhân: kiến tạo mảng Lớp ngoài của vỏ trái đất là lớp cứng rắn (thạch quyển) gồm lớp vỏ và manti trên. Vùng địa hình thấp hình thành trên bề mặt trái đất nơi lớp vỏ mỏng là loại đá bazan, tạo thành lớp vỏ đại dương . Vỏ lục địa dày, cấu tạo bởi những loại đá nhẹ, hơn ở địa hình cao hơn . Bồn trầm tích hình thành ở ranh giới vỏ đại dương và lục địa và nằm trên vỏ lục địa. Lớp thạch quyển cứng nằm trên quyển mềm ít nhớt hơn, tạo sự dịch chuyển. Do các dòng đối lưu trong quyển mềm gây sự gãy vỡ các mảnh cứng. Có 8 mảng chính và một số mảng nhỏ chia 2 phần: Nội mảng thường ổn định và rìa mảng có hoạt động kiến tạo. Phá vỡ mảng ở sống núi đại dương làm cho bazan trồi lên, đáy biển tách ra. Các lực liên quan mở rộng và tác động lên vỏ lục địa. Mỗi giai đoạn đánh dấu sự sinh ra, lớn lên và tiêu hủy của bồn. 1.5- Tuổi bồn Bồn sinh ra khi bắt đầu bị sụt lún, thành tạo trầm tích chưa lớn, chuyển động âm lõm xuống sẽ mở rộng diện lân cận theo sự dịch chuyển ly tâm theo nếp oằn ven rìa. Thời kỳ trưởng thành của bồn: Phần nổi trên bề mặt trước có xu hướng hạ thấp, đới trung tâm chìm dưới nước có xu hướng nâng lên, quá trình này diễn ra song song làm giảm hoạt động sụp lún làm bồn mở rộng tối đa. Đây là pha căng giãn mạnh Sau đó, hoạt động sụp lún trở lại với tốc độ nhất định, tăng nhanh ở những diện tích nhỏ bằng sự di chuyển hướng tâm của các nếp oằn ven rìa. Giai đoạn già của bồn: thành tạo trầm tích mạnh mẽ, lấp đầy nhanh. 8
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Các pha thành tạo và tiêu hủy bồn liên quan với các thời kỳ vận động kiến tạo tích cực đặc trưng bởi luồng nước mạnh, trầm tích thường thô và không đồng nhất. Các thời kỳ mà môi trường xáo động sẽ kém thuận lợi cho trầm đọng đá mẹ, chỉ cho những tầng sét phần lớn có chất lượng xấu. Các thời kỳ kiến tạo yên tĩnh hơn, có sự dịch chuyển ly tâm của nếp uằn ven rìa cùng sự hạ thấp những lớp nổi bên trên mặt nước tạo sự thuận lợi. Thành tạo những nền rộng lớn như biển và động lực của môi trường yếu sẽ sàng lọc dễ dàng những sản phẩm mảnh vụn tạo tầng chứa tốt. Ở những bồn trũng kín với sự trầm đọng chất mùn, bùn nguồn gốc biển , tạo môi trường thuận lợi cho tích tụ, bảo tồn vật chất hữu cơ. Ở những thời kỳ môi trường có trầm tích yếu, trong giai đoạn trưởng thành mà không có kiến tạo lớn sẽ thích hợp cho quá trình tổng hợp trầm tích, từ đó thường tạo ra bồn có trầm tích hoá học hoặc sinh hoá. Ví dụ: Tỉnh đá vôi, evaporit Những pha căng dãn và động lực giảm cho phép có sự trùng lặp trầm tích, có được các lớp phủ, bảo đảm cho sự khép kín tốt của bồn , đó là thời kỳ đặc biệt thuận lợi. Các chu kỳ trầm tích được kết thúc bằng sự hoạt động trở lại của kiến tạo sẽ có nguy cơ tạo sự xói mòn sâu dẫn tới không có được lớp phủ. Khi dòng đối lưu đi lên tạo ra chỗ lồi, đến lúc lực quá lớn, chỗ lồi nứt ra theo chiều toả tia (thường là 3 nhánh). Dịch chuyển tập trung ở hai cánh của khối nứt, 2 cánh này tiếp tục giãn ra, nối liền với 2 cánh của tam giác khác trở thành bồn trũng đại dương nhỏ, cánh thứ 3 ngừng quá trình mở trở thành đới tách mà không phát triển. Ví dụ: vùng biển Hồng Hải và vịnh Eden. Đây là bồn trũng đại dương hình thành 2 đới nứt làm Châu Phi tách ra xa Arập. Thung lũng rift phía Đông Phi là dấu vết cánh thứ 3 không phát triển. - Khi đáy biển tiếp tục tách giãn, lớp vỏ đại dương mới hình thành ngay tại nơi sống núi đại dương. Bồn trũng phát triển dọc theo rìa thụ động của chúng (rìa Đại Tây Dương). - Khi các mảng hội tụ, lực chủ yếu là nếp ép, từ đó hình thành các bồn trũng kế cận cung đảo. Trong trường hợp hội tụ 2 mảng đại dương, bồn trầm tích không được hình thành, mảng đại dương sẽ tiêu biến và hình thành dãy núi ven biển: Ví dụ: dãy Alps Khi vỏ đại dương làm hai lục địa tách ra , các lục địa hội tụ sẽ bị va mảng. Các đới tuyến tính hẹp trong quá trình va mảng lục địa - lục địa và cung đảo - lục địa gọi là đới Sutu. Ở đới này hình thành bồn trũng nhỏ, phức tạp nằm sát bên đới nâng tạo núi ở cả hai phía đới Sutu. Ở ranh giới, lớp vỏ không bị tiêu biến. (hai mảng trượt bằng đứt gãy chuyển dạng), các bồn trũng sâu nhỏ có thể hình thành ở đây. Ví dụ: Bồn trũng California nằm kề đứt gãy chuyển dạng San Andreas -> Sống núi giữa đại dương, đới hút chìm, đới Sutu, đứt gãy 9
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chuyển dạng. Các bồn trũng được tạo ra dọc rìa thụ động của các lục địa bị xé toạc. - Các bồn dọc rìa hội tụ tích cực do quá trình hút chìm (đới Sutu hoặc đứt gãy chuyển dạng) - Các bồn trong các vùng nội mảng bình yên mà nguồn gốc ít liên quan đến quá trình kiến tạo. 2. Phân loại bồn Dựa theo tổng hợp biểu đồ Huff (1978-1980) và Klemme (1980), có 10 kiểu bồn trũng, trong đó có: - 2 loại liên quan mảng lục địa bình ổn miền nền, trước núi - 2 loại liên quan mảng phân kỳ dạng rift, kéo toạc - 4 loại liên quan mảng hội tụ trước cung, sau cung, không cung va mảng - 2 loại liên quan sự lên xuống của các đại dương nhỏ (sự hình thành và đặc trưng dầu khí riêng) Ngoài ra còn có tam giác châu Đệ Tam phủ lên bồn trầm tích. 2.1- Bồn trũng miền nền (nội mảng) (* Nội mảng: bình ổn, chu kỳ trầm tích đều đặn, đối xứng hoàn chỉnh. * Rìa nền: những hoạt động kiến tạo, nâng lên, nén ép, có những chu kỳ trầm tích đối xứng tương đối. nhiệt độ và áp suất đủ để vật chất hữu cơ bảo tồn và trưởng thành dầu.) - Vị trí: Nằm trên vỏ lục địa bình ổn, hình thành ở vùng trung tâm của lục địa. Gọi là bồn trũng miền nền, nội mảng hoặc võng hình thành do sự lên xuống, nén ép, không có vùng núi cao ở kế cận - Tính chất Chúng có dạng tròn, elip (mở rộng theo các chiều), kích thước thay đổi lớn. Trong mặt cắt ngang, bồn có tính chất xác định, nông, đôi khi gần giống như phẳng. - Nguồn gốc ít được nghiên cứu - Đá móng bị đứt gãy khối, trầm tích đều đặn không bị gián đoạn, vỏ bị suy giảm, liên quan đến quá trình mở rộng -> chiếu rộng lơn hơn nhiều so với chiều sâu. - Đặc trưng: ở trong vùng có quá trình tạo rift không phát triển, vật liệu nặng được đưa vào lớp vỏ nhẹ hơn, làm giảm khả năng nổi của lớp vỏ. - Một số bồn trũng lớn trên thế giới thuộc loại này. Ví dụ: Bồn Williston (Mỹ, Canada), Illinois, Michigan, Paris (Pháp). + Ví dụ: Bồn Williston (trung tâm Bắc Mỹ, tiếp giáp Canada): * Đường kính 400 km, trầm tích dày 4-5 km. * Các đá tuổi Pz lấp đầy bồn trũng, đa phần là đá vôi (môi trường biển nông), trên đó là một lượng nhỏ cát kết và phiến sét trong Pz muộn, 10
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com bồn bị giới hạn bởi ám tiêu chắn, evaporit. Sau Pz, có những trầm tích biển xảy ra, lớn nhất là ở Kreta. Các trầm tích Mg và Kz có lớp màu đỏ nguồn gốc lục địa và đá cát nguồn gốc sông. * Bồn Williston khai thác dầu và khí từ nhiều mỏ nhỏ, không được xem là tỉnh dầu khí chính. Các tầng sản phẩm chủ yếu là bẫy kết hợp đới nâng và cung đảo, các nếp lồi thoải nằm trên đá móng với những đặc điểm tướng đá và bất chỉnh hợp trước và sau Kreta. ¾ sản lượng dầu có trong đá cacbonat Devon sớm và bảo tồn trong cacbonat Ordovic. Tối thiểu có 3 thành hệ cacbonat Cambri-Ordovic. - Đá mẹ chủ yếu là đá phiến sét, tuổi K giầu vật chất hữu cơ chưa đủ trưởng thành để tạo dầu. - Tầng sản phẩm đặc trưng cho bồn nội mảng, chỉ có 1 chu kỳ đơn không lập lại lấp đầy bồn, tích tụ thuộc môi trường biển nông hoặc lục địa hoặc trộn lẫn cả hai. Cát kết và cacbonat có độ chọn lọc tốt, đa số bồn nội mảng có tuổi Pz. Cuối Pz các bồn này không có tích tụ hoặc chủ yếu tích tụ không phải nguồn gốc biển. - Bẫy tầng chứa cát kết và cacbonat hình thành do đới nâng hoặc đá móng. Bẫy địa tầng có mặt ở ven rìa bồn. Do nằm xa ranh giới mảng , yếu tố gradient địa nhiệt quyết định sự trưởng thành (nhiệt độ và thời gian quyết định sự hình thành dầu). Bồn trũng nội mảng chưa bao giờ được chôn vùi sâu. - Rủi ro trong khai thác không có sự hiện diện của các bẫy hoàn chỉnh và đá phiến sét phát không triển đầy đủ dưới dạng đá mẹ và đá chắn. Một số bồn nội mảng quá đơn giản, cấu trúc ít thuận lợi để chứa sản phẩm. - Bồn nội mảng có thể ở 2 dạng: + Tập trung nhiều mỏ nhỏ, nếu kết hợp có thể có đới sản phẩm đáng kể (Williston). + Có mỏ lớn kết hợp cùng đá móng, dịch chuyển dài, có thể chứa hơn phân nửa tổng lượng sản phẩm của bồn (Illinois) dầu tập trung trong thấu khính cát kết ở nếp lồi. 2.2- Bồn trũng rìa miền nền (Trước núi – foreland) - Vị trí: Phát triển gần rìa lục địa (còn gọi là bồn trũng trước núi) Phát triển trong 2 giai đoạn từ kiểu bồn trũng nội mảng: Chu kỳ hội tụ đầu tiên bị gián đoạn bởi quá trình nâng lên, thường trong Pz muộn hoặc trong Mz. Chu kỳ thứ 2 bắt đầu theo hướng khác, được đánh dấu bởi một bất chỉnh hợp. Bồn trũng được bắt đầu bằng một quá trình mở rộng, nhưng trong chu kỳ thứ 2 chủ yếu là giai đoạn nén ép liên quan đến việc nâng lên và chuyển động tạo núi - Tính chất Thường có dạng elip hoặc kéo dài, có sự thay đổi chiều rộng, trắc diện đối xứng 11
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Một số bồn trũng lớn Bồn trũng miền trước núi đang khai thác thuộc vùng Bắc Mỹ (bồn Alberta, Anadarko, Permian, Appalachian) và đa số các bồn trũng nhỏ thuộc Rocky mount và ở Đông Nam Mỹ, một số bồn thuộc Angieri. + Ví dụ: Bồn Permian (Tây Texas) tiêu biểu cho bồn trũng trước núi. Đường kính khoảng 360 km, trầm tích dày khoảng 6 km (rộng >>dày) chiều sâu tối thiểu 2km mới đạt ngưỡng cửa sổ tạo dầu bồn mở rộng tương đối đối xứng. Đây là bồn trũng kín, rộng chia ra làm 2 bồn trũng nhỏ Delaware và Midland, cách nhau bởi phần lồi gọi là cung đảo trung tâm. Trong bồn trũng Permian, dầu khí đều có trong 2 kỳ: Kỳ 1 là trong Permian sớm liên quan địa hình của đá móng tạo bẫy, kỳ 2 nằm trong đá vôi và cát kết Pecmi, liên quan nhiều hơn so với kỳ 1, chủ yếu là nếp lồi của các dome muối và các tướng liên quan đấn ám tiêu. Trong các đá trầm tích Pz giữa, một số tầng chứa không liên tục theo chiều ngang nên đới sản phẩm ít. - Tầng chứa chủ yếu là trầm tích hạt vụn. Tầng sản phẩm Permian có mặt trong cả hai chu kỳ tích tụ và liên quan đá móng thời ký đầu và nếp lồi của các tướng địa tầng trong chu kỳ 2 - Gradient địa nhiệt: Bồn trũng trước núi có xu hướng địa nhiệt thấp, tuy vẫn cao hơn so với nội mảng. Một số có gradient địa nhiệt cao hơn trung bình tạo thuận lợi về nhiệt độ để tạo dầu. Bồn trũng kiểu này sâu hơn, tiềm năng dầu khí tốt hơn so với nội mảng. Các mỏ kích thước nhỏ gom lại hoặc một số mỏ lớn khác thường tạo trữ lượng thương mại của bồn. 2.3- Bồn trũng dạng rift - Vị trí: Thuộc miền rìa vỏ lục địa. Miền trũng dạng rift khác trước núi là đứt gãy do kéo toạc, sụp xuống, hẹp bề ngang và kéo dài chiều rộng và chiều sâu, 2 bờ vách thẳng đứng. Miền trũng dạng rift khác miền nền bởi các rift có thể liên kết khép kín theo thành bồn trong quá trình phân kỳ (do tách giãn đáy biển), và bồn được hình thành ở cánh không phát triển, bị kéo căng và không tách ra hoàn toàn. - Tính chất Dạng tuyến nhỏ-vừa, nông vừa-sâu. Các địa hào địa lũy tạo nên trắc diện không quy luật . - Một số bồn trũng lớn Bồn Sirte (Libi), Rhine (Châu Âu), vịnh Siam, Suez (Ai Cập), địa hào Vi King (North Sea) + Ví dụ: Bồn trũng Suez (Ai Cập) * Đường kính 40 km, bề dày trầm tích ~ 5 km * Tầng chứa chủ yếu là đá cát không có nguồn gốc biển, tuổi C-K bề dày mỏng 12
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com * Mz. bắt đầu tạo rift. trong suốt Miocen hỗn hợp cát kết và phiến sét giầu vật chất hữu cơ (thấu kính cát) bề dày quan trọng trung bình ~ 2 km phát triển tướng đá không bị khống chế khép kín do ~ đứt gãy khối. Sau đó trầm tích bốc hơi hoặc đá phiến sét sinh dầu Miocen Địa hào Vi King (Biển Bắc) * Đường kính 200 km, bề dày trầm tích 8 km * Quá trình đứt gãy chính xảy ra trong suốt Jura muộn, khi mà 2 nhánh trở thành Đại Tây Dương tách băng đảo ra khỏi phần còn lại của Châu Âu -> địa hào trở thành rift không phát triển dày 4 km, chủ yếu là cát kết màu đỏ không phiến sét tam giác châu nguồn gốc biển tuổi Mz, Trước đó có những khu vực cục bộ tuổi hơn (Pz). Có một vài km lấp đầy trầm tích hậu rift bắt đầu là phiến sét giàu vật chất hữu cơ tuổi J muộn. Sau đó là đá phấn và cát kết nguồn gốc biển. * Trong địa hào Vi King, tầng chứa sản phẩm chủ yếu là cát kết J. - Đặc trưng + Tiền rift: Bẫy tạo lập bởi khối đứt gãy, chắn bởi phiến sét giàu vật chất hữu cơ tuổi J muộn, phiến sét này vừa là sinh và chắn. + Hậu rift: một số cát kết và cacbonnat sâu chứa sản phẩm là phát triển -> hầu hết bồn trũng dạng rift chủ yếu là đá trầm tích hạt vụn có nguồn gốc biển hoặc sông. Tuy nhiên, ở các đại dương ấm rift bị giới hạn, thường chứa phù sa cacbonat, bốc hơi, tùy thuộc vào các tướng đá đã phát triển hoặc các đá vôi, cát kết thì loại này có thể là tầng chứa. - Đá mẹ: đá phiến sét nằm trên hoặc xen ngang, khoảng cách di chuyển ngắn. - Bẫy kết hợp tướng biển nông và bất chỉnh hợp, phát triển trên các khối đang sụp lún khác nhau. Khối đứt gãy nghiêng và nếp lồi phủ lên trên đá phiến. Sự giới hạn bồn trũng tạo ra tầng chắn trầm tích bốc hơi như bồn Suez - Gradient địa nhiệt cao hơn giá trị trung bình do đó bồn dạng rift giàu dầu khí mặc dù kích thước nhỏ. - Mức độ rủi ro: sự phát triển không hoàn toàn các đá phiến sét giàu vật chất hữu cơ; kích thước bẫy chứa không đầy đủ, gradient địa nhiệt cao làm phá huỷ sản phẩm - Sản phẩm: Có cả dầu và khí Không phải tất cả quá trình phân kỳ đều tạo ra một đới rift không phát triển mà số ít phát triển để hình thành loại bồn kéo toạc khi hoạt động tách dãn đáy biển tiếp tục để vỏ đại dương sinh ra. Lúc này, bồn trũng đã hình thành ở ven rìa sẽ được kéo tách ra về 1 phía. 2.4- Bồn trũng kéo toạc (pull-apart) 13
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Tính chất có dạng không đối xứng, thuộc rìa lục địa. Dạng tuyến kéo dài, có một phía là nguồn gốc lục địa, mặt chủ yếu ở ngoài khơi, nằm trên lớp vỏ chuyển tiếp. Đa số được định vị ở rìa Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương. - Một số bồn trũng lớn Bồn trũng Gabon và Angola Cabinda (ngoài khơi phía Tây Châu Phi), bồn trũng phía Bắc nước Úc, ngoài khơi Đông Nam Newfoundland + Ví dụ: bồn trũng Gabon (Châu phi), Bồn trũng bắt đầu giống rift trong suốt giai đoạn P-Mz * Đường kính 200km, bề dày trầm tích khoảng 10km. * Dòng bùn chảy từ đầm lầy đưa ra tạo thành các thấu kính, chỉ xảy ra trong một thời gian nhất định. * Biển tiến và biển lùi tạo trầm tích xen kẹp J, trầm tích cát môi trường lục địa. Cuối J sụp lún và kéo toạc, mở rộng về biển khơi với môi trường biển nông tạo ra trầm tích vôi và đá muối. trong K tiếp tục sụp lún xuống sâu hơn. * Bẫy: gồm bẫy vòm và bẫy phay kết hợp địa tầng * Đá sinh: đá vôi * Đá chứa: lớp bất chỉnh hợp * Đới rift được hình thành Đầu tiên, tiền J được lấp đầy bời đá hạt vụn, không phải nguồn gốc đại dương. Giai đoạn tách giãn bắt đầu vào K đới rift kéo toạc ra tạo thành môi trường trong đó cacbonat và trầm tích bốc hơi được phát triển trong điều kiện biển ngày càng mở rộng nhiều hơn, quạt trầm tích hạt vụn được tích tụ ngày càng dày. Trầm tích này dẫn đến các diapa muối với các sản phẩm nằm trong đá trầm tích bốc hơi. * Đá mẹ và các tầng sản phẩm chứa dầu được tìm thấy trong hầu hết các loại trầm tích như cát kết K sớm hình thành trong quá trình tạo rift đầu tiên với sản phẩm trong các bẫy liên quan đến đứt gãy. * Ở nhịp môi trường biển nông, dầu có mặt trong cát kết và đá vôi K muộn. Khi nếp lồi phủ lên ở cao hơn. Đa số đới sản phẩm nằm trong nêm đá hạt vụn tuổi Kz trong các bẫy liên quan diapa muối. - Đặc tính dầu khí do chỉ có một ít bồn kéo toạc được thăm dò tốt , vì vậy khó để tổng quát về đặc tính dầu khí của chúng - Tầng chứa sản phẩm từ đá cát kết dưới sâu liên quan đến quá trình tạo rift hoặc ở giai đoạn tách giãn. Đầu tiên là rift -> sau đó kéo toạc - Đá chắn : Đá phiến sét hoặc đá chắn trầm tích bốc hơi nói chung cân bằng. - Bẫy chứa thường là nếp lồi hoặc bẫy kết hợp với kích thước trung bình liên quan đến đới nâng của đá móng trong giai đoạn tạo rift đầu tiên và các nếp lồi cuốn trong giai đoạn tạo rìa thụ động. Diapa muối thường quan trọng 14
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Gradient địa nhiệt của bồn kéo toạc chưa biết nhiều. Gradient địa nhiệt cao trong giai đoạn rift đầu tiên và thấp trong quá trình hạt vụn của giai đoạn hậu rift. - Rủi ro của quá trình khai thác : thiếu sự chôn vùi đủ và mức độ chín muồi của Kerogen, thiếu sự phát triển các đá sét là đá mẹ trong quá trình tạo rift ban đầu, thiếu phát triển của các tầng chứa trong giai đoạn sau của quá trình tách Thời ký đầu: cát kết vì vậy thiếu đá mẹ Thời kỳ sau: đá hạt mịn phát triển, không có đá chứa 2.5- Bồn hội tụ trước cung và sau cung - Vị trí: hình thành ở rìa lục địa với đại dương, nơi những mảng đại dương cắm xuống bên dưới mảng lục địa. - Tính chất kích thước nhỏ, dạng tuyến kéo dài, hình thành trên lớp vỏ chuyển tiếp; tuổi Kreta và Đệ Tam; được lấp đầy phiến sét, đá phiến sét; phát triển nhanh chóng và đồng thời phá hủy nhanh do các quá trình va mảng xảy ra liên tục bởi quá trình kiến tạo phức tạp. - Cơ chế kiến tạo: sự nén ép, có đứt gãy khối và đứt gãy trượt ngang. Đa số bồn trũng rìa hội tụ trên thế giới liên quan đến rìa Thái Bình Dương hoặc ở những đới Sutu hình thành nơi Châu Phi chồm lên mảng Âu Á. 2 kiểu bồn trũng không tìm thấy gần đới hút chìm mà phát triển gần các cung đảo . Bồn sau cung nằm trong cung đảo và lục địa nhận chủ yếu trầm tích môi trường biển nông, dòng nhiệt đo được ở trũng sau cung từ cao đến rất cao do sự nóng chảy và hoạt động núi lửa ở cung đảo. Bồn trước cung nằm trong cung đảo và mảng đại dương, các trầm tích phát triển khá nhiều, có thể là 1 dải trầm tích nông đến quạt biển sâu, tương phản với bồn sau cung, bồn trước cung có dòng trầm tích thấp dị thường do sự dịch chuyển của mảng đại dương lạnh. 1 ví dụ về bồn trũng thuộc đới hút chìm là Indonesia, 1 số bồn trũng sau cùng được phát triển sau cung đảo nằm kế cận thềm lục địa bình ổn Sunda Bồn trũng Sumatra (sau cung) và Mentawai (trước cung) mảng Thái Bình Dương chúi xuống dưới mảng Ấn Úc. Trầm tích cát Miocen môi trường biển nông có nguồn gốc từ lục địa . Hoạt động kiến tạo làm chuyển sang môi trường biển sâu hơn, tướng sét và các thấu kính cát (do các dòng nước mạnh theo mùa) nằm ở môi trường biển nông gần bờ Bồn trước cung có kích thước nhỏ hơn, vật liệu từ cung đạo, có các ám tiêu san hô bám xung quanh cung đảo, bề dày trầm tích lớn hơn 4.000 m, đa phần là mỏ dầu Inđo là l ví dụ tốt về bồn trũng đới hút chìm. Bồn trước cung nhỏ hơn được tìm thấy ở phía trước cung đảo. 15
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Cả hai loại chạy song song với hệ thống máng và cung nội mảng Ấn-Úc di chuyển về phía Bắc và bị chồm lên bởi mảng Âu-Á . Một mặt cắt xuyên qua bồn trũng trước cung Mentawai và sau cung Sumatra minh hoạ tướng Bồn trũng Sumatra được lấp đầy trên 5km đá trầm tích hạt vụn Đệ Tam muộn và một ít đá vôi nằm ở rìa cung đảo. Tuy nhiên do dòng nhiệt rất cao nên các đá trầm tích trẻ có thể tạo ra dầu ở độ sâu nhỏ hơn 1 km. Tầng sản phẩm chủ yếu nằm trong đá cát kết Miocen muộn và Pliocen được bẫy trong cấu trúc nén ở địa hình không bằng phẳng của đá móng và cao hơn nữa là trong các nếp lồi. Đá sinh dầu: Đá phiến sét môi trường nước sâu nằm trên và xen kẹp với các đá chứa Ở bồn Mentawai hầu hết là phiến sét và đá trầm tích hạt vụn núi lửa và các dải ám tiêu cacbonat; đáy bồn này nông và có dòng nhiệt thấp; không có sản phẩm dầu thương mại, chỉ có khí. Lý do chính là gradient địa nhiệt thấp hơn bình thường gây ra bởi sự dốc xuống của mảng đại dương lạnh; các đá trầm tích hạt vụn của núi lửa có độ rỗng thấp nếu so sánh với đá cát của bồn sau cung. 2.6- Bồn trũng không cung và va mảng Bồn trũng không cung Hình thành dọc theo rìa hội tụ nơi mảng di chuyển bởi quá trình đứt gãy chuyển dạng ngang tạo những bồn trũng không cung, đôi khi còn gọi là bồn trũng trượt hoặc bồn trũng kiểu California do hầu hết hình thành dọc bờ biển phía tây của Mỹ. Bồn trũng không cung là những bồn trũng nhỏ hình thành do sự kết hợp của quá trình dịch chuyển liên quan đứt gãy chuyển dạng ngang và đứt gãy khối cục bộ. Ngoài các bồn trũng California còn có bồn trũng Ventura tiêu biểu cho bồn trũng kiểu California. Bồn trũng Los Angeles Bồn trũng nhỏ(khoảng 50 km), sâu khoảng 8km được lấp đầy bởi trầm tích Đệ Tam. Sự biến dạng xảy ra lần một vào Miocen muộn, lần hai là vào Pleistocen. Hiện tại vẫn còn đang xảy ra. Đới sản phẩm nằm trong các thấu kính cát Dầu chủ yếu nằm trong nếp lồi, đứt gãy Đá chứa: Đa số dầu chứa trong đá cát tướng sâu tuổi Miocen muộn – Pliocen sớm. Đá mẹ là đá phiến sét tuổi Miocen giữa. Tuổi bồn tuy trẻ nhưng vẫn sinh nguồn dầu do gradient nhiệt cao, tích tụ đá mẹ giàu vật liệu hữu cơ bề dày lớn . Đá cát với đặc tính tầng chứa nghèo nhưng vẫn có ưu thế về chiều dày 16
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Bồn trũng va mảng Bồn trũng ở giữa các núi, kế tiếp là các bồn trũng nhỏ hình thành trong giai đoạn uốn nếp ở rìa, nằm dọc theo đới Sutu nơi hoặc hai lục địa hoặc các bờ biển lục địa và máng va mảng. Đây là một kiểu của bồn sau cung nhưng một hệ thống mảng và cung được xác định tốt thường không tồn tại lâu dài. Các bồn trũng va mảng hình thành do sự kết hợp giữa quá trình mở rộng với sự trượt ngang cục bộ trong môi trường nén ép, gradient địa nhiệt thường cao, chất trầm tích lấp đầy thường là hạt vụn. Bồn do vỏ đại dương va vỏ lục địa đôi khi được xem là bồn trước cung Đặc điểm: hẹp và sâu, tích chất nhuyễn được hình thành 4 kiểu bồn trũng cho một số đặc trưng dầu khí. Đá chứa: Sản phẩm chủ yếu trong tầng cát kết ở độ sâu nông không dày hoặc trong đa tầng sản phẩm. Các bẫy có kích thước bình thường, hầu như là các nếp lồi được nâng lên dạng khối và một số bẫy kết hợp. Đá mẹ bồn trũng này thường trẻ, chưa chín muồi, nhưng gradient địa nhiệt cao tạo triển vọng tốt trong bồn sau cung, không cung và va mảng nơi có tầng chứa dầy và đa tầng sản phẩm phiến. Bồn trũng trước cung thường triển vọng kém do phần lớn Kerogen chưa chín muồi, gradient địa nhiệt thấp, độ rỗng nghèo của đá trầm tích hạt vụn núi lửa. Rủi ro trong khai thác: Quá trình biến dạng quá mạnh, hoạt động núi lửa và tính chất tầng chứa kém (cấu trúc giàu sét) chưa trưởng thành là những vấn đề trong bất kỳ bồn trũng hội tụ nào dẫn đến giếng khô. 2.7- Bồn trũng sụp lún (downwarp basin) Hình thành do sự sụp lún đại dương nhỏ tạo một kiểu bồn trũng riêng biệt do đá trầm tích và đặc tính dầu khí thường rất khác biệt liên quan về nguồn gốc so với các bồn hội tụ khác. - Kích thước từ lớn đến trung bình, dạng tuyến không xác định , tìm thấy dọc rìa của những đại dương nhỏ trong quá khứ và hiện nay. 17
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Một số tác giả cho rằng các bồn trũng sụp lún là một kiểu riêng. Một số bồn trũng này liên quan đến việc mở ra các bồn trũng đại dương nhỏ mà không tiếp tục tách giãn (mở ra theo một hướng nhưng không thực kéo dài) Một số khác cho rằng bồn trũng được xem là một loại của bồn trũng kéo toạc. - Ví dụ: Bồn trũng bờ biển Bắc Alaska Bồn trũng sụp lún hình thành trong các đại dương đang khép kín, ở một số phân loại khác bồn trũng lại được xem là va mảng, sau cung, trước núi. Bồn trũng sụp lún khép kín tìm thấy dọc Địa Trung Hải và một số vùng khác ở biển Tethyan và ở hầu hết các bồn trũng giàu dầu khí trên thế giới (vdụ: Arabian – Iran) Các đá trầm tích và cấu trúc tương tự trong mọi bồn trũng sụp lún dù ở đại dương đang mở hoặc đóng. Mở vẫn còn tiến triển theo thời gian, sau đó trở thành bồn trũng sụp lún do hội tụ các mảng lục địa, quá trình va mảng tăng cường có thể làm cho bồn này trở thành bồn sụp lún như Bắc Phi, Ploiesti- Rumani. - Ví dụ: Bồn trũng bờ biển Vịnh, miền Nam Mỹ Bắt đầu thông qua quá trình tạo ríft vào Pz muộn, các đá trầm tích hạt vụn cơ sở tích tụ tiếp sau với chiều dày 12 km và cacbonat môi trường biển nông. Trong Đệ Tam có 1 sự sụp lún nhanh tạo các dome muối trên đó là các tầng sản phẩm rất quan trọng, tại bờ biển Vịnh. Bẫy hình nêm vát nhọn địa tầng tập trung ở rìa bồn. Gradient địa nhiệt lớn hơn mức bình thường, phát triển lên về phía đất liền. * Bồn trũng Arabian - Iran Tiêu biển cho kiểu bồn sụp lún khép kín, trong đó Vịnh Arabian và một vùng khác của Biển Tethyan. Phía ra Tây Nam của bồn trũng thì không bị biến dạng nhưng dọc rìa Đông Bắc bồn trũng bị kết thúc đột ngột bởi các dãy núi Zagros chồm phủ và uốn nếp mạnh, phản ánh phần rìa mảng hội tụ Arabia bị phủ bởi lục địa Châu Á, tạo điều kiện để bồn trũng giới hạn một cách lý tưởng cho các thành tạo dầu khí. Đường kính 100 km, bề dày trầm tích lớn hơn 7 km. Bồn trũng bị chi phối bởi đá cacbonat tuổi Mz và Kz Đá mẹ được hình thành trong suốt quá trình biển tiến tại môi trường bồn trũng. Sau đó biển lùi tạo đá cát thành tầng chứa và mở rộng các đá trầm tích bốc hơi ở nhiều tầng Đá vôi và đolomit J là tầng chứa chủ yếu thuộc vùng Saudi Arabia. Về trung tâm bồn trũng, các đới sản phẩm hầu như chỉ nằm trong cát kết dạng thấu kính tuổi K bị chồm phủ ở phía Tây Iran có đới sản phẩm chủ yếu nằm trong đá vôi tuổi Đệ Tam. Các mỏ đang khai thác đều nằm trong bẫy nếp lồi, có được do quá trình nén ép ở phía Đông Iran. Tại phía Tây là khu vực Arập Saudi có đặc trưng 18