Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene ở khu vực Bạch Long Vĩ

Chia sẻ: Trần Văn Gan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:140

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án nghiên cứu nhằm làm rõ đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng, các tập trầm tích và các hệ thống trầm tích bên trong từng tập riêng biệt của lát cắt trầm tích Miocene và nghiên cứu đặc điểm, phân bố môi trường, tướng trầm tích của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene ở khu vực Bạch Long Vĩ

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHAN GIANG LONG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH MIOCENE KHU VỰC BẠCH LONG VĨ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2018
2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHAN GIANG LONG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH MIOCENE KHU VỰC BẠCH LONG VĨ Ngành: Kỹ thuật Địa vật lý Mã số: 9520502 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS.TSKH. MAI THANH TÂN 2. TS. HOÀNG NGỌC ĐANG Hà Nội - 2018
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tác giả luận án Phan Giang Long
ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................................... vi MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC BẠCH LONG VĨ ...................................................................................................8 1.1. Vị trí địa lý, lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí và cơ sở tài liệu ...............................8 1.1.1. Vị trí địa lý khu vực Bạch Long Vĩ ................................................................. 8 1.1.2. Khái quát lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí .................................................. 9 1.1.3. Cơ sở tài liệu ................................................................................................ 11 1.2. Khung cảnh địa chất khu vực ..................................................................................12 1.3. Đặc điểm địa tầng trầm tích khu vực nghiên cứu ...................................................15 1.3.1. Đặc điểm đá móng trước Kainozoi .............................................................. 15 1.3.2. Đặc điểm địa tầng trầm tích mảnh vụn Kainozoi ........................................ 17 1.4. Lịch sử phát triển địa chất khu vực nghiên cứu ......................................................21 1.4.1. Giai đoạn trước tách giãn (pre-rifting phase) ............................................. 21 1.4.2. Giai đoạn tách giãn (Rifting phase)............................................................. 21 1.4.3. Giai đoạn sau tách giãn (Post rifting phase) ............................................... 23 1.5. Đặc điểm hệ thống dầu khí khu vực nghiên cứu ....................................................26 1.5.1. Đặc điểm đá sinh.......................................................................................... 26 1.5.2. Đặc điểm đá chứa ........................................................................................ 30 1.5.3. Các pha di cư dầu khí .................................................................................. 32 CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................35 2.1. Phƣơng pháp địa tầng phân tập và lựa chọn mô hình tập trầm tích ........................35 2.1.1. Cơ sở về địa tầng phân tập .......................................................................... 35 2.1.2. Lựa chọn mô hình tập trầm tích ................................................................... 42
iii 2.2. Cơ sở của địa chấn địa tầng và phân tích tƣớng địa chấn .......................................47 2.2.1. Cơ sở của địa chấn địa tầng ........................................................................ 47 2.2.2. Phân tích tướng địa chấn và tướng trầm tích .............................................. 51 2.3. Phân tích tài liệu Địa vật lý giếng khoan ................................................................54 2.3.1. Phân tích dạng đường cong ĐVLGK ........................................................... 54 2.3.2. Liên kết tài liệu địa chấn và địa vật lý giếng khoan .................................... 54 2.3.3. Xác định các mặt ranh giới địa tầng ............................................................ 55 2.3.4. Xác định đặc điểm tướng và môi trường trầm tích ...................................... 59 2.4. Tích hợp các kết quả phân tích địa chấn địa tầng, ĐVLGK, thạch học, cổ sinh …………………………………………………………………………………….61 CHƢƠNG III: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH MIOCENE KHU VỰC BẠCH LONG VĨ .................................................................................................64 3.1. Đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng trong Miocene khu vực Bạch Long Vĩ ........64 3.1.1. Đặc điểm các mặt ranh giới tập trầm tích, các mặt ngập lụt cực đại và các mặt biển tiến ................................................................................................. 64 3.1.2. Liên kết các mặt ranh giới địa tầng ............................................................. 69 3.2. Đặc điểm các tập trầm tích và các hệ thống trầm tích trong Miocene khu vực Bạch Long Vĩ ...................................................................................................................84 3.3. Địa tầng phân tập trầm tích tổng hợp trong Miocene khu vực Bạch Long Vĩ …………………………………………………………………………………….95 CHƢƠNG IV: ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƢỜNG, TƢỚNG TRẦM TÍCH CỦA TRẦM TÍCH MIOCENE KHU VỰC BẠCH LONG VĨ ..........................................................99 4.1. Cơ sở lựa chọn tập trầm tích điển hình phục vụ minh họa chi tiết về môi trƣờng, tƣớng trầm tích ........................................................................................................99 4.2. Đặc điểm môi trƣờng của Tập-4 (tập trên Miocene giữa) ....................................100 4.3. Đặc điểm tƣớng trầm tích của Tập-4 (tập trên Miocene giữa) .............................109 4.4. Phân bố tƣớng trầm tích Miocene .........................................................................116 KẾT LUẬN .................................................................................................................119 KIẾN NGHỊ .................................................................................................................121 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ ...................................................................122 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................124
iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2D seismic: Địa chấn 2 chiều 3D seismic: Địa chấn 3 chiều BLV: Bạch Long Vĩ BSFR: Mặt đáy biển lùi cƣỡng bức BT (TS, MRS): Mặt biển tiến CC: Mặt chỉnh hợp liên kết Cr: Tuyến cắt ngang 3D (Cross line) ĐVLGK: Địa vật lý giếng khoan Foram.: Hoá thạch vi sinh vật trôi nổi, bám đáy FSST: Hệ thống trầm tích biển lùi cƣỡng bức GR: Đƣờng gamma tự nhiên GK: Giếng khoan HST: Hệ thống trầm tích biển cao Il: Tuyến dọc 3D (In line) Kz: Kainozoi LST: Hệ thống trầm tích biển thấp Ma: Triệu năm Mudlog: Karotaz khí NLCĐ (MFS): Mặt ngập lụt cực đại Palyno.: Hoá thạch bào tử, phấn hoa RC: Hệ số phản xạ RG (SB, SU): Mặt ranh giới tập trầm tích RSME: Mặt xâm thực bờ biển khi biển lùi SR-D: Mặt xâm thực bờ biển khi biển tiến TOC: Tổng hàm lƣợng Carbon hữu cơ TST: Hệ thống trầm tích biển tiến VCHC: Vật chất hữu cơ
v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Cơ sở tài liệu địa chấn sử dụng phục vụ nghiên cứu ....................................11 Bảng 1.2. Cơ sở tài liệu giếng khoan đã mã hoá sử dụng phục vụ nghiên cứu.............12 Bảng 1.3. Giá trị trung bình của phân tích Rock-Eval các trầm tích hạt mịn khu vực nghiên cứu và vùng lân cận (Nguyễn Thị Dậu và nnk, 2014) ....................29 Bảng 2.1. Mối quan hệ giữa các tham số, tƣớng địa chấn và đặc điểm địa chất (Mai Thanh Tân, 2006) .....................................................................................................53 Bảng 3.1. Đặc điểm địa chấn địa tầng theo tuyến dọc, xu thế thay đổi dạng đƣờng cong GR, đặc điểm thạch học, cổ sinh các mặt ranh giới địa tầng và hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ .............................79 Bảng 4.1. Môi trƣờng, tƣớng trầm tích, khu vực phân bố và đặc điểm tƣớng (thông số và hình dạng) địa chấn của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ.....106
vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Vị trí khu vực Bạch Long Vĩ ...........................................................................8 Hình 1.2. Cơ sở tài liệu phục vụ nghiên cứu .................................................................10 Hình 1.3. Hệ thống đứt gãy chính ở bể trầm tích Sông Hồng (Lei C. et al, 2015) .......13 Hình 1.4. Mô hình kiến tạo Kainozoi khu vực Đông Nam Á (Ye et al, 2011) .............14 Hình 1.5. Địa tầng tổng hợp và Hệ thống dầu khí khu vực Bạch Long Vĩ (PVEP POC, 2011) ............................................................................................................16 Hình 1.6. Đá móng carbonate tuổi Devon-Carbon tại giếng 106-HRN-1X (PVEP POD, 2014) ............................................................................................................17 Hình 1.7. Mô hình kiến tạo các bể trầm tích Việt Nam (Hoàng Ngọc Đang, Lê Văn Cự, 2007)......................................................................................................22 Hình 1.8. Phân vùng kiến tạo khu vực Bạch Long Vĩ và vùng lân cận (ITC, 2016) ....23 Hình 1.9. Tuyến địa chấn 2D cắt ngang khu vực Bạch Long Vĩ (ITC, 2016) ..............25 Hình 1.10. Biểu đồ quan hệ HI - Tmax cho thấy loại VCHC của đá sinh Oligocene khu vực nghiên cứu và vùng lân cận (EPC, 2015)..............................................27 Hình 1.11. Biểu đồ quan hệ TOC - (S1+S2) đá sinh Oligocene khu vực nghiên cứu (EPC, 2015) ..................................................................................................27 Hình 1.12. Biểu đồ quan hệ TOC - (S1+S2) đá sinh Miocene khu vực nghiên cứu (EPC, 2015) ..................................................................................................28 Hình 1.13. Đặc trƣng ĐVLGK, kết quả thử RCI ở đá chứa móng tại GK 106 HRN-1X (PVEP POD, 2014) ......................................................................................31 Hình 1.14. Đá móng carbonate hệ tầng Cát Bà (C1cb-ảnh trên) và carbonate, dolomite hệ tầng Bắc Sơn (C2-P2 bs, ảnh dƣới) hang hốc, nứt nẻ mạnh.....................31 Hình 1.15. Phát hiện khí condensat trong cát kết Miocene giữa tại giếng Kỳ Lân-1X (PVEP SH, 2015) .........................................................................................32 Hình 1.16. Sơ đồ mô tả di cƣ dầu khí khu vực Bạch Long Vĩ (Petronas, 2010)...........33 Hình 2.1. Sơ đồ phân loại các loại mô hình tập trầm tích (Catuneanu, 2006) ..............38 Hình 2.2. So sánh các mô hình tập tích tụ, tập cùng nguồn gốc và tập biển tiến - biển lùi (Mai Thanh Tân, 2006) ...........................................................................39
vii Hình 2.3. Khái quát các hệ thống trầm tích trong mô hình tập tích tụ (Posamentier et al., 1999).......................................................................................................40 Hình 2.4. Các kiểu nhóm phân tập tƣơng ứng với các thời kỳ biển lùi, biển tiến và biển dừng (Van Wagoner et al., 1990) .................................................................40 Hình 2.5. Một số mặt ranh giới địa tầng trong mô hình tập tích tụ (Embry, 2009) ......42 Hình 2.6. Đặc điểm thạch học, dạng đƣờng cong ĐVLGK của giếng B-1X ................45 Hình 2.7. Dấu hiệu xác định ranh giới địa tầng trên tuyến địa chấn dọc khu vực đới cao thuộc lô 106 xung quanh các giếng A-1X và B-1X .....................................46 Hình 2.8. Mô hình tổng hợp mô tả đặc điểm tiếp xúc của pha phản xạ xác định mặt ranh giới địa chấn địa tầng (Vail, 1987) ...............................................47 Hình 2.9. Phân loại các chỉ tiêu xác định bất chỉnh hợp (Mai Thanh Tân, 2006).........48 Hình 2.10. Hình ảnh hệ thống trầm tích biển thấp trên lát cắt địa chấn (Mai Thanh Tân, 2006) ............................................................................................................49 Hình 2.11. Hệ thống trầm tích biển tiến trên lát cắt địa chấn (Mai Thanh Tân, 2006) .50 Hình 2.12. Hệ thống trầm tích biển cao trên lát cắt địa chấn (Wang et al., 2011) ........50 Hình 2.13. Một số dạng trƣờng sóng phản xạ (Mai Thanh Tân, 2006).........................52 Hình 2.14. Phân loại các kiểu phân lớp phản xạ (Mai Thanh Tân, 2006).....................52 Hình 2.15. Một số hình ảnh các đơn vị tƣớng địa chấn trong không gian 3 chiều (Snedden et al., 2008) ..................................................................................53 Hình 2.16. Liên kết địa chấn với ĐVLGK (Miller et al., 2013) ....................................55 Hình 2.17. Đặc điểm thay đổi độ hạt trầm tích qua các mặt ranh giới địa tầng và các hệ thống trầm tích của các trầm tích ven bờ (Catuneanu, 2006). .....................56 Hình 2.18. Đặc điểm mặt bất chỉnh hợp theo đƣờng GR, Sonic (Catuneanu, 2006) ....57 Hình 2.19. Đặc điểm mặt chỉnh hợp liên kết theo đƣờng GR (Catuneanu, 2006) ........57 Hình 2.20. Đặc điểm mặt ngập lụt cực đại theo đƣờng GR (Catuneanu, 2006) ...........58 Hình 2.21. Đặc điểm mặt biển tiến theo đƣờng GR (Catuneanu, 2006) .......................58 Hình 2.22. Đặc điểm một số dạng đƣờng cong ĐVLGK liên quan đến biến đổi tƣớng (Serra, 1989) .................................................................................................59 Hình 2.23. Dạng đƣờng cong gamma mô tả trầm tích thô hƣớng lên trong khi biển lùi (a) và mịn hƣớng lên trong khi biển tiến (b) (Van Wagoner et al., 1990) ...60
viii Hình 2.24. Ví dụ về phân tích dạng đƣờng cong gamma tự nhiên liên quan đến sự biến đổi tƣớng trong các hệ thống trầm tích (Amigun, 2014) .............................60 Hình 2.25. Sự thay đổi tƣớng trầm tích trong các môi trƣờng trầm tích (Browning et al., 2008).......................................................................................................61 Hình 2.26. Sơ đồ khối thực hiện đề tài nghiên cứu “đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ” .........................................................63 Hình 3.1. Đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng của Tập-2 tại giếng A-1X ...................65 Hình 3.2. Đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng của Tập-4 tại giếng B-1X ...................66 Hình 3.3. Đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng của Tập-4 tại giếng C-1X ...................68 Hình 3.4. Đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng của Tập-6 tại giếng D-1X ...................68 Hình 3.5. Liên kết các ranh giới địa tầng của Tập-4 theo giếng A-1X, B-1X, C-1X ...70 Hình 3.6. Liên kết các ranh giới địa tầng của Tập-4 theo tuyến địa chấn dọc ..............72 Hình 3.7. Liên kết các mặt ranh giới địa tầng của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo giếng A-1X, B-1X, C-1X ......................................................75 Hình 3.8. Liên kết các mặt ranh giới địa tầng của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo giếng D-1X, C-1X .................................................................76 Hình 3.9. Liên kết các mặt ranh giới địa tầng của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo tuyến địa chấn dọc .................................................................77 Hình 3.10. Liên kết các mặt ranh giới địa tầng của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo tuyến địa chấn ngang .............................................................78 Hình 3.11. Đặc điểm các hệ thống trầm tích của Tập-4 qua giếng A-1X, B-1X, C-1X ......................................................................................................................85 Hình 3.12. Đặc điểm các hệ thống trầm tích của Tập-4 theo tuyến địa chấn dọc .........87 Hình 3.13. Đặc điểm các tập và hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene theo các giếng khoan A-1X, B-1X và C-1X ..............................................................89 Hình 3.14. Đặc điểm các tập và hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene theo các giếng khoan C-1X và D-1X .........................................................................90 Hình 3.15. Tuyến địa chấn dọc chƣa minh giải và các ranh giới địa tầng tại các giếng khoan A-1X, B-1X, C-1X ............................................................................91
ix Hình 3.16. Đặc điểm các tập và hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo tuyến địa chấn dọc ........................................................92 Hình 3.17. Tuyến địa chấn ngang chƣa minh giải và các ranh giới địa tầng tại các giếng khoan C-1X, D-1X .............................................................................93 Hình 3.18. Đặc điểm các tập và hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene theo tuyến địa chấn ngang .............................................................................................94 Hình 3.19. Địa tầng phân tập trầm tích tổng hợp trong Miocene khu vực Bạch Long Vĩ ......................................................................................................................98 Hình 4.1 Hoá thạch Nonion spp. (2 ảnh trái) và Trochammina spp. (3 ảnh phải) thấy tại giếng B-1X ............................................................................................101 Hình 4.2. Hoá thạch Ammonia spp. (trái) và Eponides praecinctus (phải) thấy tại giếng B-1X ...........................................................................................................102 Hình 4.3. Hoá thạch Praeorbulina glomerosa, Globigerinoides trilobus (2 ảnh trái) và Zonocostites spp. (3 ảnh phải) thấy tại giếng B-1X...................................102 Hình 4.4. Hoá thạch Haplophragmoides subglobosum ở 3565m (trái) và Bigenerina nodosaria ở 3535m (phải) giếng C-1X ......................................................103 Hình 4.5. Hoá thạch Globorotalia peripheroronda (trái), Globorotalia mayeri (giữa), Praeorbulina glomerosa (phải) thấy ở giếng C-1X ....................................103 Hình 4.6. Phân bố môi trƣờng của Tập-4 theo các giếng A-1X, B-1X và C-1X ........104 Hình 4.7. Phân bố môi trƣờng của Tập-4 theo các giếng C-1X và D-1X ...................105 Hình 4.8. Tuyến địa chấn dọc minh giải làm phẳng nóc Tập-4 (trên), đặc điểm môi trƣờng của Tập-4 theo tuyến dọc (dƣới) ....................................................107 Hình 4.9. Tuyến địa chấn ngang minh giải làm phẳng nóc Tập-4 (trên), đặc điểm môi trƣờng của Tập-4 theo tuyến ngang (dƣới) ................................................108 Hình 4.10. Đặc điểm phân bố tƣớng trầm tích của Tập-4 trầm tích Miocene theo các giếng khoan A-1X, B-1X và C-1X ............................................................112 Hình 4.11. Đặc điểm phân bố tƣớng trầm tích của Tập-4 trầm tích Miocene theo các giếng khoan C-1X và D-1X .......................................................................113 Hình 4.12. Đặc điểm phân bố tƣớng trầm tích của Tập-4 trầm tích Miocene theo tuyến dọc ..............................................................................................................114
x Hình 4.13. Đặc điểm phân bố tƣớng trầm tích của Tập-4 trầm tích Miocene theo tuyến ngang ..........................................................................................................115 Hình 4.14. Sơ đồ phân bố tƣớng trầm tích của tập Miocene dƣới (Tập-1) trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ ................................................................117 Hình 4.15. Sơ đồ phân bố tƣớng trầm tích của tập trên Miocene giữa (Tập-4) trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ ................................................................117 Hình 4.16. Sơ đồ phân bố tƣớng trầm tích của tập trên Miocene trên (Tập-7) trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ ..............................................................1178
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Khu vực Bạch Long Vĩ nằm ở phía Đông Bắc bể trầm tích Sông Hồng, là khu vực có móng trƣớc Kainozoi nâng cao, phân bố rộng, xen kẽ các địa hào, bán địa hào nhỏ hẹp. Lịch sử phát triển địa chất và các yếu tố cấu trúc ở khu vực Bạch Long Vĩ chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ phông hoạt động kiến tạo chung của bể Sông Hồng, trong đó các yếu tố chính nhƣ: chuyển động trƣợt bằng trái của hệ thống đứt gãy Sông Hồng diễn ra vào khoảng cuối Oligocene sớm; hoạt động của giãn đáy Biển Đông vào Oligocene muộn, đầu Miocene sớm; hoạt động trƣợt bằng phải của hệ thống đứt gãy Sông Hồng vào khoảng Miocene giữa tới Miocene muộn… Các yếu tố này đã tác động, ảnh hƣởng tới bình đồ kiến tạo của khu vực Bạch Long Vĩ. Các yếu tố kiến tạo nói trên cùng với nguồn vật liệu trầm tích phong phú, dồi dào từ lục địa đổ ra theo hệ thống các sông, ngòi từ lục địa Việt Nam đã hình thành nên các môi trƣờng trầm tích trong không gian tích tụ trầm tích ở khu vực Bạch Long Vĩ có đặc điểm biến đổi phức tạp theo cả lát cắt dọc và chiều ngang, cùng với quá trình đó các đối tƣợng tìm kiếm thăm dò dầu khí tƣơng đối đa dạng và phân bố phức tạp trong khu vực nghiên cứu. Kết quả công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí trong thời gian qua tại khu vực Bạch Long Vĩ đã có 01 mỏ dầu và 04 phát hiện dầu khí. Điều đó khẳng định khu vực Bạch Long Vĩ là khu vực có tiềm năng, triển vọng dầu khí khả quan, là một trong các vùng trọng điểm cần tăng cƣờng công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam. Trong đó, trầm tích Miocene đƣợc xác định là đối tƣợng tìm kiếm thăm dò dầu khí quan trọng. Mặc dù vậy, đến nay các kết quả nghiên cứu về địa tầng phân tập trầm tích vụn ở khu vực Bạch Long Vĩ vẫn còn rất hạn chế, ví dụ nghiên cứu của Total ở lô 103, lân cận khu vực nghiên cứu, chỉ sử dụng tài liệu giếng khoan để liên kết địa tầng 02 giếng khoan 103 TH-1X và 103 TG-1X mà thiếu sự kết hợp với tài liệu địa chấn; trong khi nghiên cứu của Petronas ở các lô 102 và 106, chỉ sử dụng tài liệu
2 địa chấn 2D cũ, chất lƣợng kém mà không có sự kết hợp với tài liệu các giếng khoan. Do vậy, một loạt các vấn đề về lịch sử phát triển địa chất liên quan đến đặc điểm kiến tạo địa động lực, đặc điểm hình thành các tập trầm tích và hệ thống trầm tích trong phân chia địa tầng, đặc điểm phân bố môi trƣờng và tƣớng trầm tích liên quan đến tiềm năng dầu khí ... cần phải tiếp tục làm sáng tỏ nhằm phục vụ công tác đánh giá triển vọng dầu khí, hoạch định chiến lƣợc thăm dò dầu khí, giảm thiểu rủi ro địa chất tại khu vực này là yêu cầu khách quan và hết sức cần thiết. Để giải quyết những vấn đề này đòi hỏi phải vận dụng các quan điểm về địa tầng phân tập hiện đại, kết hợp tốt việc minh giải tài liệu địa chấn địa tầng, địa vật lý giếng khoan và các tài liệu phân tích thạch học, cổ sinh địa tầng khác. Xuất phát từ yêu cầu khách quan và cần thiết nêu trên, Nghiên cứu sinh đã chọn đề tài “Đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ” cho Luận án nghiên cứu của mình. 2. Mục đích nghiên cứu của luận án Mục đích của luận án nghiên cứu nhằm làm rõ đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng, các tập trầm tích và các hệ thống trầm tích bên trong từng tập riêng biệt của lát cắt trầm tích Miocene và nghiên cứu đặc điểm, phân bố môi trƣờng, tƣớng trầm tích của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ. 3. Nhiệm vụ của luận án Thu thập, tổng hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý liên quan, làm rõ hơn bức tranh về đặc điểm kiến tạo, lịch sử phát triển địa chất và hệ thống dầu khí liên quan ở khu vực Bạch Long Vĩ và vùng lân cận; Kiểm tra, lựa chọn tài liệu, xác định đặc điểm các tầng phản xạ theo quan điểm địa chấn địa tầng dựa vào tài liệu địa chấn 2D, 3D; lựa chọn giếng khoan, phân tích tổ hợp ĐVLGK, trong đó phân tích dạng đƣờng cong GR và phân tích thành phần thạch học, tỉ lệ cát/sét theo ĐVLGK đóng vai trò quan trọng;
3 Tích hợp các kết quả phân tích ĐVLGK, địa chấn địa tầng với các kết quả phân tích mẫu cổ sinh, mẫu thạch học từ mẫu sƣờn, mẫu vụn tại các giếng khoan để xác định đặc điểm các mặt ranh giới, đặc điểm tập trầm tích, hệ thống trầm tích đi kèm; Đối sánh, liên hệ đặc điểm phân tập trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ với quy luật phân tập trầm tích và sự thay đổi mực nƣớc biển toàn cầu của Haq (1987) nhằm đánh giá lịch sử phát triển trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ; Nghiên cứu, phân tích thành phần thạch học, khoáng vật của mẫu vụn và các hoá thạch điển hình chỉ thị về môi trƣờng, tƣớng trầm tích để làm sáng tỏ đặc điểm, quy luật phân bố môi trƣờng, tƣớng trầm tích của các tập trầm tích trong Miocene ở khu vực Bạch Long Vĩ. 4. Nội dung chính của luận án a) Tổng hợp các đặc điểm về địa chất khu vực, kiến tạo, địa tầng trầm tích, lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí và các thành phần chính của hệ thống dầu khí liên quan ở khu vực nghiên cứu; b) Nghiên cứu, lựa chọn mô hình tập tích tụ trong địa tầng phân tập hiện đại áp dụng cho đề tài nghiên cứu; c) Nghiên cứu đặc điểm các mặt ranh giới địa tầng, các tập trầm tích và các hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo mô hình tập tích tụ trong địa tầng phân tập hiện đại, các kết quả nghiên cứu đƣợc minh hoạ chi tiết thông qua tập trên Miocene giữa (Tập-4); d) Đối sánh kết quả nghiên cứu về đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ với quy luật trầm tích toàn cầu nhằm làm sáng tỏ lịch sử phát triển trầm tích; e) Nghiên cứu đặc điểm, phân bố môi trƣờng cổ trầm tích đặc trƣng (Gross paleoenvironment) và tƣớng trầm tích chủ yếu (Predominant sedimentary facies) của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ, kết quả nghiên cứu
4 đƣợc minh hoạ chi tiết thông qua tập điển hình là tập trên Miocene giữa (Tập- 4); 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp địa tầng phân tập; Phƣơng pháp địa chấn địa tầng; Phƣơng pháp phân tích Địa vật lý giếng khoan; Phƣơng pháp tích hợp các kết quả nghiên cứu địa chấn địa tầng, địa vật lý giếng khoan với các kết quả phân tích mẫu cổ sinh, mẫu thạch học từ các giếng khoan. 6. Phạm vi, đối tƣợng nghiên cứu và cơ sở tài liệu Phạm vi: Khu vực Bạch Long Vĩ khoảng 12.400 km2, bao gồm các lô 106, 106/10, phần Đông Bắc Lô 102/10 và phần lớn diện tích Lô 107/04, nằm ở phía Đông Bắc hệ thống đứt gãy Sông Lô thuộc phần Đông Bắc bể trầm tích Sông Hồng. Đối tƣợng nghiên cứu: Trầm tích Miocene, đối tƣợng tìm kiếm thăm dò dầu khí quan trọng trong khu vực nghiên cứu và khu vực Bắc bể trầm tích Sông Hồng. Cơ sở tài liệu: Toàn bộ tài liệu địa chấn bao gồm khoảng 52.107 km tuyến địa chấn 2D, 5.868 km2 địa chấn 3D và 17 giếng khoan đã sử dụng để kiểm tra, đánh giá chất lƣợng. Kết quả lựa chọn ra khoảng trên 11.000 km tuyến địa chấn 2D, trên 4.500 km2 địa chấn 3D thu nổ từ năm 2005 đến năm 2014 và 10 giếng khoan có chất lƣợng tài liệu tốt để phân tích, minh giải chi tiết; Kết quả nghiên cứu đƣợc minh hoạ chi tiết thông qua 01 tuyến địa chấn 2D3D, gồm một phần các tuyến 2D và 3D, dọc theo khu vực nghiên cứu; 01 tuyến địa chấn 3D ngang khu vực nghiên cứu; 04 giếng khoan mấu chốt nằm trên các tuyến địa chấn dọc và ngang ở trên, bao gồm các giếng khoan đã đƣợc mã hoá là A-1X, B- 1X, C-1X, D-1X.
5 Tài liệu địa chấn 2D, 3D đƣợc minh giải trên máy tính trạm (Workstation) sử dụng phần mềm hiện đại Kingdom Suite. Tài liệu ĐVLGK dạng .las hoặc .acii của các giếng khoan đƣợc phân tích bằng phần mềm Interative Petrophysics. Các báo cáo, kết quả phân tích và băng tổng hợp dạng file số .pdf, .doc, .xls. 7. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Kết quả nghiên cứu địa tầng phân tập đã xác định và liên kết tin cậy 07 tập trầm tích trong Miocene theo mô hình tập tích tụ. Trong đó, các phân tập (lớp) cát kết thuộc hệ thống trầm tích biển thấp đƣợc xác định trong các tập trên Miocene giữa (Tập-4), tập dƣới Miocene trên (Tập-5) và tập giữa Miocene trên (Tập-6) có khả năng chứa dầu khí tốt là các đối tƣợng tìm kiếm thăm dò dầu khí tiềm năng trong thời gian tới. Luận điểm 2: Đặc điểm môi trƣờng, tƣớng trầm tích của các tập trầm tích trong Miocene thay đổi theo không gian, thời gian và có tính lặp lại theo chu kỳ nâng hạ của mực nƣớc biển, phát triển mở rộng dần về hƣớng Đông, Đông Bắc khu vực nghiên cứu. Quy luật phân bố môi trƣờng, tƣớng trầm tích Miocenechuyển đổi dần từ Bắc xuống Nam: từ đồng bằng châu thổ, đồng bằng ven biển; châu thổ, ven biển; biển trong (inner neritic) tới biển ngoài (outer neritic). 8. Những điểm mới của luận án - Phân chia chi tiết các mặt ranh giới địa tầng, các tập trầm tích và các hệ thống trầm tích của trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ theo quan điểm tập tích tụ trong địa tầng phân tập hiện đại. - Làm rõ đặc điểm phân tập trầm tích và lịch sử phát triển trầm tích Miocene trong mối liên quan chặt chẽ với các đối tƣợng tìm kiếm thăm dò dầu khí quan trọng ở khu vực Bạch Long Vĩ. - Xây dựng địa tầng phân tập tổng hợp trầm tích Miocene khu vực Bạch Long Vĩ phục vụ công tác nghiên cứu địa tầng, đánh giá hệ thống dầu khí và tiềm năng dầu khí trong khu vực nghiên cứu và vùng lân cận.
6 - Góp phần làm rõ hơn quy luật phân bố môi trƣờng, tƣớng trầm tích của lát cắt trầm tích Miocene ở khu vực Bạch Long Vĩ. - Làm sáng tỏ hơn quy luật phân bố các đối tƣợng chứa và chắn dầu khí trong trầm tích Miocene ở khu vực Bạch long Vĩ, góp phần định hƣớng cho công tác thăm dò, thẩm lƣợng dầu khí trong thời gian tới. 9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học: Áp dụng hoàn chỉnh quy trình từ nghiên cứu, phân tích tới xác định đặc điểm địa tầng phân tập, đặc điểm phân bố môi trƣờng, tƣớng trầm tích theo quan điểm địa tầng phân tập hiện đại trên thế giới vào trầm tích Miocene ở khu vực Bạch Long Vĩ. Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần làm rõ đặc điểm, quy luật phân bố của các ranh giới địa tầng, các tập và hệ thống trầm tích trong Miocene qua đó làm sáng tỏ thêm các thành phần của hệ thống dầu khí và tiềm năng dầu khí trong trầm tích Miocene, phục vụ công tác thăm dò dầu khí ở khu vực Bạch Long Vĩ. Làm rõ hơn lịch sử phát triển trầm tích Miocene và mối quan hệ giữa không gian tích tụ trầm tích, sự thay đổi mực nƣớc biển với nguồn cung cấp vật liệu trầm tích vụn ở khu vực Bạch Long Vĩ. 10. Bố cục của luận án Luận án đƣợc bố cục thành 04 chƣơng chính, không kể phần mở đầu và kết luận, tài liệu tham khảo và danh mục các công trình khoa học. Toàn bộ nội dung của luận án đƣợc trình bày trong 121 trang A4 (gồm 77 hình vẽ, 06 biểu bảng), 02 trang danh mục các công trình khoa học của Nghiên cứu sinh đã công bố và 06 trang đầu mục tài liệu tham khảo. 11. Lời cám ơn Trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án, Nghiên cứu sinh luôn nhận đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình, chu đáo, truyền thụ kiến thức và kinh nghiệm quý báu từ GS.TSKH. Mai Thanh Tân và TS. Hoàng Ngọc Đang, Nghiên
7 cứu sinh xin đƣợc bày tỏ lời cảm ơn chân thành sâu sắc trƣớc những giúp đỡ quý báu nêu trên. Nhân đây, Nghiên cứu sinh xin cám ơn các thầy, cô giáo và cán bộ thuộc Bộ môn Địa vật lý, Khoa Dầu khí, Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất đã hỗ trợ, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án. Nghiên cứu sinh xin chân thành cám ơn lãnh đạo Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, lãnh đạo Ban Tìm kiếm Thăm dò Dầu khí, Tập đoàn Dầu khí đã tạo điều kiện, hỗ trợ Nghiên cứu sinh hoàn thành luận án, xin cám ơn bạn bè đồng nghiệp đã hỗ trợ tích cực, chia sẻ kinh nghiệm và kiến thức quý báu trong khi thực hiện luận án. Cuối cùng, lời cám ơn sâu xắc nhất đối với gia đình, vợ và các con luôn đồng hành, luôn dành sự quan tâm, động viên to lớn giúp cho Nghiên cứu sinh đạt đƣợc kết quả, hoàn thành luận án.
8 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC BẠCH LONG VĨ Chƣơng I giới thiệu tổng quan về đặc điểm địa lý tự nhiên, khái quát lịch sử thăm dò dầu khí, khung cảnh kiến tạo khu vực, lịch sử phát triển địa chất, đặc điểm trầm tích và hệ thống dầu khí ở khu vực Bạch Long Vĩ, qua đó nhằm làm sáng tỏ các yếu tố ảnh hƣởng, khống chế tới đặc điểm địa tầng phân tập, các yếu tố chính ảnh hƣởng đến chất lƣợng đá sinh, đá chứa … của hệ thống dầu khí, ảnh hƣởng tới tiềm năng, triển vọng dầu khí trong khu vực nghiên cứu. 1.1. Vị trí địa lý, lịch sử tìm kiếm thăm dò dầu khí và cơ sở tài liệu 1.1.1. Vị trí địa lý khu vực Bạch Long Vĩ Khu vực Bạch Long Vĩ có diện tích khoảng 12.400 km2, nằm về phía Đông Bắc hệ thống đứt gãy Sông Lô, bao gồm diện tích các lô 106, 106/10, phần Đông Bắc Lô 102/10 và phần lớn diện tích Lô 107/04, thuộc phần Đông Bắc bể trầm tích Sông Hồng (Hình 1.1). Hình 1.1. Vị trí khu vực Bạch Long Vĩ