Minh giải môi trường trầm tích miocene dưới của giếng 1x lô 05-1A mỏ đại hùng bồn trũng Nam Côn Sơn dựa vào tài liệu địa vật lý giếng khoan

Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.000109 158 MINH GIẢI MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH MIOCENE DƯỚI CỦA GIẾNG 1X LÔ 05-1A MỎ ĐẠI HÙNG BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN DỰA VÀO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN Huỳnh Tấn Tuấn1, Bùi Thị Luận2, Nguyễn Thị Tố Uyên3 Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Email: httuan@hcmus.edu.vn, btluan@hcmus.edu.vn, nttuyen@gmail.com TÓM TẮT Sự hiểu biết chi tiết và toàn diện về môi trường trầm tích nhằm tìm kiếm thăm dò dầu khí, đặc biệt trong vỉa cát xen kẹp, cát vát nhọn bất chỉnh hợp. Cung cấp bức tranh về sự phân bố môi trường trầm tích, lịch sử hình thành trầm tích, cổ địa lý, cổ môi trường của khu vực nghiên cứu trong quan hệ với hệ thống dầu khí, đánh giá tiềm năng bẫy địa tầng, góp phần làm cơ sở tìm kiếm, thăm dò và khai thác ở lô 05-1a nói riêng và bồn trũng Nam Côn Sơn nói chung. Ngoài ra, việc xác định toàn diện và chi tiết các thông số của môi trường trầm tích nhằm góp phần xây dựng mô hình vỉa một cách hợp lý và có độ chính xác cao, gia tăng thu hồi và đạt lợi nhuận cao nhất. Phương pháp đánh giá môi trường chủ yếu dựa vào phân tích đường cong địa vật lý giếng khoan. Từ khóa: Độ rỗng, độ thấm, môi trường trầm tích, bất chỉnh hợp góc, mô hình vỉa. 1. GIỚI THIỆU Mỏ Đại hùng là nằm tại lô số 05-1(a) ở phía Tây Bắc bồn trũng Nam Côn Sơn (thềm lục địa Việt Nam) trên vùng biển Đông Nam biển Đông Việt Nam, cách Vũng Tàu về phía Đông Nam 262 km. Vùng mỏ có chiều sâu đáy biển thay đổi từ 110-120m, do Vietsovpetro phát hiện vào đầu năm 1989. Địa hình đáy biển ở phần lớn diện tích của mỏ tương đối bằng phẳng và không có các vật chướng ngại, tạo điều kiện thuận tiện để xây dựng các công trình khai thác dầu khí. Mỏ Đại Hùng nằm trong bồn trũng Nam Côn Sơn, một bồn trũng rộng lớn và tương đối phức tạp, phần lớn được lấp đầy bởi các trầm tích có tuổi Eocen, Oligocen cho đến Đệ Tứ và được đặc trung bằng các trũng sâu và các đới nâng xen kẽ. Cấu tạo Đại Hùng nằm trên đới nâng Mãng Cầu, cạnh đới trũng trung tâm về phía Đông Nam của bể. Chiều dày trầm tích Đệ Tam từ 1000-8000 m tạo nên vùng sinh dầu có tiềm năng lớn nạp vào cấu tạo. Hình 1: Vị trí mỏ Đại Hùng (pvep). Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” 159 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các phân tập điển hình thuộc loại thô dần lên trên, phản ánh sự suy giảm độ sâu lắng đọng và tăng lên của năng lượng dòng chảy. Đường cong địa vật lý giếng khoan, cụ thể là đường GR ghi nhận sự tăng của tỷ lệ cát kết/đá bùn từ dưới lên và sự tăng lên của chiều dày lớp. Ngược lại, các phân tập phát triển dọc theo các đường bờ chịu ảnh hưởng của thủy triều đều mịn dần lên trên, đại diện cho sự nối tiếp từ các lạch và cồn thủy triều đến lắng đọng đồng bằng ven biển và bãi triều. Ngoài ra, các đường cong GR có thể được dùng để phát hiện các mặt phong hoá, các mặt này được đặc trưng bởi sự tập trung urani cao do cơ chế thành tạo thổ nhưỡng. Hình dạng đường cong Gamma Ray có thể chia thành các dạng cơ bản sau: Dạng khối (hộp) (Hình 2A): Liên quan đến lớp cát sạch được kẹp giữa 2 lớp sét. Ở ranh giới trên và dưới giá trị gamma thay đổi đột ngột nhưng bên trong tập giá trị GR nhỏ và ít thay đổi; thường liên quan đến dạng cát dòng chảy rối, đụn cát do gió tạo thành hoặc tướng cát lấp đầy; thể hiện các tập trầm tích có bề dày ổn định. Đặc trưng cho dạng này là các tướng cát ven hồ hay các tướng dòng chảy phân nhánh, dòng chảy bện (Hình 3), các tướng lũ tích hoặc tướng quạt ngầm nước sâu (Hình 8). Dạng phễu (Hình 2B): Xu hướng trầm tích sạch dần lên trên. Đường cong GR cho thấy giá trị giảm dần lên trên, phản ánh sự giảm dần lượng sét, hạt thô dần, năng lượng môi trường trầm tích lớn dần lên trên. Đặc trưng là trầm tích cửa sông (Hình 6) hoặc delta là các dạng đại diện cho dạng này (Hình 5), Dạng chuông (Hình 2C): Xu hướng trầm tích bẩn dần lên trên, phản ánh qua giá trị GR tăng lên. Điều này liên quan đến sự mịn dần lên trên do tăng lượng sét và năng lượng trầm tích giảm dần. Những tập địa tầng có xu hướng này thường gặp trong các trầm tích tướng sông uốn khúc, doi cát sông (Hình 4), kênh rạch đổ xuống lòng hồ (Hình 5) hay lấp vào vũng vịnh (Hình 7), nón quạt cửa sông (Hình 6). Trong môi trường trầm tích biển nông xu hướng mịn dần lên thường phản ánh sự lùi dần đường bờ về phía đất liền tương ứng với pha biển tiến. Ở khu vực biển sâu xu hướng bẩn dần lên có thể liên quan đến giai đoạn cuối của các pha tạo quạt đáy bể (Hình 8). Dạng đối xứng (Hình 2D): Liên quan đến xu hướng trầm tích sạch dần lên trên ở phía dưới và bẩn dần lên trên ở phía trên. Giữa chúng không có sự thay đổi đột ngột của giá trị GR. Thành tạo tiêu biểu cho môi trường giao nhau giữa các tập biển tiến và biển lùi. Liên quan đến hoạt động dòng chảy ngầm rửa trôi các trầm tích vùng sườn thềm và sụp đổ sườn thềm với các trầm tích chưa gắn kết. Đại diện là các dòng sông ở giai đoạn cuối đổ vào lòng hồ. Dạng răng cưa (Hình 2E): Xu hướng trầm tích không đều liên quan đến các lớp bồi tụ xen kẹp giữa sét và bột. Đường cong GR thường không thay đổi theo hướng nào cả và không có dấu hiệu cát sạch. Đại diện cho các trầm tích lắng đọng trong môi trường thường xuyên có sự biến đổi về năng lượng trầm tích trong thời gian ngắn ví dụ như trong các đới ngập lụt thuộc môi trường sông (Hình 4) hay các vùng nước sâu, chịu ảnh hưởng của bão, thủy triều; các sụp đổ quạt ngầm bể sâu. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Độ sâu 4138-4156 m ( hình 9) đường GR có dạng hình khối bị khuyết, giá trị GR thấp, phản ánh độ hạt ổn định đặc trưng cho trầm tích của các kênh phân lưu, đảo cát chắn, các dải cát ven biển, ám tiêu san hô. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy vật liệu trầm tích chủ yếu là cát có kích thước hạt thô có xen kẹp một ít trầm tích sét kết ở giữa. Qua phân tích và minh giải thạch học trên đường GR có thể xác định môi trường lắng đọng ở đây có thể là các sông phân nhánh. Từ độ sâu 4114m – 4134m (hình 10), đường GR có dạng gần như hình phễu ứng với giá trị GR có xu hướng giảm dần lên trên đặc trưng cho môi trường doi cát ven biển, bãi biển, quạt châu thổ, đầm lầy ven bờ. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy giá trị GR tương đối thấp, vật liệu trầm tích chủ yếu là vật liệu mịn hạt sét bột kết xen kẹp. Qua phân tích và minh giải thạch học trên đường GR có thể xác định môi trường lắng đọng trầm tích này có thể là đầm lầy ven bờ. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 160 Hình 2. Đường GR môi trường trầm tích liên quan. Hình 3. Đường GR môi trường sông thượng lưu. Hình 4. Đường GR môi trường sông hạ. Hình 5. Đường GR môi trường quạt tích ven hồ. Hình 6. Đường GR môi trường cửa song. Hình 7. Đường GR môi trường ven bờ. Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” 161 Hình 8. Đường GR môi trường nước sâu. Từ độ sâu 4096-4110 m (hình 11), đường GR có dạng hình khối, giá trị GR thấp, phản ánh độ hạt ổn định đặc trưng cho trầm tích của các kênh phân lưu, đảo cát chắn, các dải cát ven biển, ám tiêu san hô. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy thành phần vật liệu trầm tích chủ yếu là cát, giá trị GR thấp, tập cát khá dày và trầm tích cát có kích thước hạt thô. Qua phân tích và minh giải thạch học trên đường GR có thể xác định môi trường lắng đọng ở đây có thể là các sông phân nhánh. Độ sâu 4064m–4076m (hình 12), đường GR có dạng hình khối bị khuyết, giá trị GR thấp, đặc trưng cho trầm tích của các đảo cát chắn, các dải cát ven biển, ám tiêu san hô. Minh giải thạch học trên đường GR ta thấy vật liệu trầm tích chủ yếu từ cát kểt hạt mịn đến trung chiếm ưu thế (gần sông phân nhánh) và xen kẹp các lớp bột sét kết, có thể môi trường lắng đọng trầm tích ở đây là các đảo cát chắn hoặc dải cát ven biển hướng ra biển. Độ sâu 4076-4088 m (hình 12) đường GR có dạng hình chuông, giá trị GR có xu hướng tăng dần lên trên, phản ánh xu hướng trầm tích có hạt độ mịn dần lên trên đặc trưng cho trầm tích của doi cát, lòng sông, lạch triều, biển tiến. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy thành phần vật liệu mịn dần lên trên từ cát kết đến sét kết, môi trường lắng đọng trầm tích ở đây có thể là lạch triều, quá trình biển tiến. Từ độ sâu 4036-4056 m (hình 13), đường GR có dạng hình khối và răng cưa, giá trị GR tương đối thấp, đặc trưng cho trầm tích của các kênh phân lưu, đảo cát chắn, các dải cát ven biển, ám tiêu san hô, bãi cát thủy triều. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy thành phần trầm tích chủ yếu từ cát kết hạt mịn đến trung có xen kẹp các lớp sét bột kết, môi trường lắng đọng trầm tích ở đây có thể liên quan đến các bãi cát thủy triều hoặc các dải cát ven biển, mặt khác giá trị GR có khuynh hướng tăng khi lên trên nên cũng có thể nhận định trong giai đoạn trầm tích này có kèm yếu tố biển tiến. Từ độ sâu 3958-3900 m (hình 14), đường cong GR có dạng răng cưa, giá trị GR biến đổi không theo quy luật, cao thấp xen kẽ đặc trưng cho các môi trường đầm lầy, hồ, vũng vịnh, đồng bằng ngập lụt hay biển nông. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy thành phần chủ yếu là sét bột kết xen kẹp. Qua kết quả phân tích GR và minh giải thạch học có thể xác định môi trường lắng đọng trầm tích này có thể là vũng vịnh ven biển. Độ sâu 3937-3944 m (hình 15) đường GR có dạng hình khối, giá trị GR thấp, phản ánh độ hạt ổn định đặc trưng cho trầm tích của các kênh phân lưu, đảo cát chắn, các dải cát ven biển, ám tiêu san hô. Minh giải thạch học trên đường GR ta thấy giá trị GR thấp, thành phần trầm tích có thể là vật liệu mịn hạt bột sét kết chiếm ưu thế (vũng vịnh, biển tiến) và xen kẹp các lớp cát kết mỏng. Qua phân tích và minh giải thạch học trên đường GR có thể xác định có thể môi trường lắng đọng trầm tích ở đây là các đảo cát chắn hoặc dải cát ven biển hướng vào đất liền. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 162 Độ sâu 3944-3958 m (hình 15), đường GR có dạng hình chuông, giá trị GR có xu hướng tăng dần lên trên, phản ánh xu hướng trầm tích có hạt độ mịn dần lên trên đặc trưng cho trầm tích của doi cát, lòng sông, lạch triều, biển tiến. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy thành phần vật liệu mịn dần lên trên từ cát kết đến sét kết, môi trường lắng đọng trầm tích ở đây có thể là lạch triều, quá trình biển tiến. Từ độ sâu 3890-3936 m (hình 16), đường GR có dạng chuông, giá trị GR có xu hướng tăng dần lên trên, phản ánh xu hướng trầm tích có hạt độ mịn dần lên trên đặc trưng cho trầm tích của doi cát, lòng sông, lạch triều, biển tiến. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy thành phần vật liệu trầm tích mịn dần lên từ cát kết đến sét kết xen kẹp. Qua phân tích và minh giải thạch học trên đường GR có thể xác định môi trường lắng đọng trầm tích ở đây có thể là lạch triều, quá trình biển tiến Độ sâu 3874-3886 m (hình 17), đường GR có dạng hình phễu ứng với giá trị GR có xu hướng giảm dần lên trên, trầm tích có hạt độ thô dần lên trên đặc trưng cho trầm tích các doi cát cửa sông, quạt đáy biển sâu, trầm tích cacbonat ở vùng biển nông hay ven bờ. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy giá trị GR thấp, xu thế trầm tích độ hạt thô dần lên trên. Thành phần vật liệu trầm tích là lớp sét kết phía dưới, cát kết hạt mịn đến trung do nguồn vật liệu trầm tích lớn từ lục địa lấn ra biển tạo thành các trầm tích ven biển trong môi trường ven biển. Qua phân tích và minh giải thạch học trên đường GR có thể xác định môi trường lắng đọng trầm tích này là của doi cát ven biển hoặc trầm tích cacbonat. Độ sâu từ 3830-3858 m (hình 18) và 3770-3804 m (hình 20) đường GR có dạng răng cưa ứng với giá trị GR biến đổi không quy luật đặc trưng cho trầm tích của vũng vịnh, đầm lầy, hồ, đầm bằng ngập lụt. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy thành phần chủ yếu là các lớp cát mỏng xen kẹp các lớp sét dày, tỷ lệ cát/sét thấp. Qua phân tích GR và minh giải thạch học bước đầu có thể xác định môi trường lắng đọng trầm tích ở độ sâu này là các môi trường vũng vịnh biển, biển nông, thềm lục địa. Độ sâu 3808-3830 m (hình 19), xuất hiện đường GR có dạng hình khối bị khuyết, giá trị GR thấp, ổn định, phản ánh độ hạt ổn định của trầm tích đặc trưng cho trầm tích của các kênh phân lưu, đảo cát chắn, các dải cát ven biển, ám tiêu san hô. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy, thành phần vật liệu chủ yếu là cát kết, trầm tích cát có kích thước hạt thô. Qua phân tích GR và minh giải thạch học bước đầu có thể xác định môi trường lắng đọng ở đây có thể là các sông phân nhánh. Độ sâu 3675-3770 m (hình 21) và 3575-3615 m (hình 23) trong tập này xuất hiện phổ biến các đoạn ngắn giá trị GR suy giảm đột ngột, chứng tỏ sự phân dị cao về thạch học, liên quan đến môi trường trầm tích ven bờ. Đường GR chủ yếu phổ biến dạng hình khối, giá trị GR thấp. Minh giải thạch học trên đường GR ta thấy ở độ sâu 3575-3615 m giá trị GR thấp hơn so với ở độ sâu 3675-3770 m, ở độ sâu 3675-3770 m thành phần vật liệu là cát kết từ thô tới mịn chiếm ưu thế xen kẹp các lớp sét kết, còn ở độ sâu 3575-3615 m sét bột kết chiếm ưu thế xen kẹp các lớp cát kết mỏng mịn hạt, nên môi trường lắng đọng ở đây có thể là các đảo cát chắn, dải cát ven biển hướng vào đất liền và có xu hướng xa bờ hơn độ sâu 3675-3770 m. Độ sâu 3645-3674 m (hình 22), đường GR chủ yếu có dạng hình phễu, có xu hướng giảm dần lên trên, trầm tích có hạt độ thô dần lên trên đặc trưng cho trầm tích các doi cát cửa sông, quạt đáy biển sâu, trầm tích cacbonat ở vùng biển nông hay ven bờ. Minh giải thạch học trên đường GR cho thấy giá trị GR thấp. Thành phần vật liệu sét bột kết xen kẹp đến cát kết hạt trung đến mịn do nguồn vật liệu trầm tích lớn từ lục địa lấn ra biển tạo thành các trầm tích ven biển trong môi trường ven biển. Có thể xác định môi trường lắng đọng trầm tích này là của doi cát ven biển hoặc trầm tích cacbonat. Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” 163 4. KẾT LUẬN Từ 3575-3874 m, từ dưới lên đường GR có sự chuyển đổi từ dạng răng cưa sang dạng hình khối, giá trị GR giảm dần cho thấy trầm tích chuyển dần từ sét bột kết sang cát kết từ trung tới mịn điềm chỉ trầm tích thuộc môi trường vũng vịnh biển đến đảo cát chắn, dải cát ven bờ, trầm tích ven bờ. Từ 3874-4156 m, đường GR có dạng hình khối, chuông, phễu, răng cưa. Giá trị GR thấp, vật liệu trầm tích cát hạt thô, cát bột, sét bột. Thành tạo trong môi trường cửa sông đến ven bờ. Trầm tích thuộc môi trường như trên rất thuận lợi cũng như có giá trị về mặt sinh, chứa và chắn dầu khí. Sét kết vũng vịnh biển có tiềm năng sinh dầu cao. Cát kết đảo cát chắn hoặc dải cát ven biển có khả năng chứa tốt. Các vỉa sét kết cũng có thể là tầng chắn. Do đó, qua kết quả nghiên cứu môi trường trầm tích cho thấy tầng miocene dưới của mỏ Đại Hùng qua giếng khoan X rất có triển vọng dầu khí. Hình 9. Đường GR 4138-4156 m. Hình 10. Đường GR 4114-4134m. Hình 11. Đường GR 4096-4110 m. Hình 12. Đường GR 4064-4088m. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 164 Hình 13. Đường GR 4036-4056m Hình 14. Đường GR 3958-3900m Hình 15. Đường GR 3937-3958m Hình 16. Đường GR 3890-3936m Hình 17. Đường GR 3874-3886m. Hình 18. Đường GR 3830-3858m. Hình 19. Đường GR 3808-3830m. Hình 20. Đường GR 3770-3804m. Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” 165 Hình 21. Đường GR 3675-3770m. Hình 22. Đường GR 3645-3674m. Hình 23. Đường GR 3575-3615m. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Công ty Điều hành Thăm dò Khai thác Dầu khí trong nước, “Báo cáo cập nhật trữ lượng dầu khí tại chỗ mỏ Đại Hùng tính đến năm 2017”, PVEP-POC thành phố Hồ Chí Minh. [2]. Hoàng Đình Tiến (2006). Địa chất dầu khí và phương pháp tìm kiếm thăm dò theo dõi mỏ, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh. [3]. Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam (2005). Địa chất và tài nguyên dầu khí Việt Nam, Hà Nội. [4]. Trần Nghi (2010). Trầm tích luận trong địa chất biển và dầu khí, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội. Tiếng Anh [5]. M. H. Rider (2012). Gamma ray log shape used as a facies indicator: critical analysis of an oversimplified methodology, Geological Society Special Publications, (48), pp. 27-37. [6]. Roger G. Walker (Author), Noel P. James (Editor), Facies Model: Response to sea level change.