BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRẦN CHÂU GIANG ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG DẦU KHÍ TRẦM TÍCH KAINOZOI KHU VỰC NGỒI KHƠI ĐƠNG BẮC BỂ SÔNG HỒNG Ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 62.52.05.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI – 2014 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Mai Thanh Tân – Trường ĐH Mỏ - Địa chất TS Lê Tuấn Việt – TCTy Thăm dị Khai thác Dầu khí Phản biện 1: PGS.TS Phạm Huy Tiến – Hội Trầm tích Việt nam Phản biện 2: TS Nguyễn Huy Quý – Hội Dầu khí Việt nam Phản biện 3: TS Cù Minh Hồng – Cơng ty Điều hành Thăm dị – Khai thác Dầu khí nước ngồi (PVEP OVERSEA) Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp Trường đại học Mỏ - Địa chất vào hồi …… giờ…….ngày… tháng……năm… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà nội Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Bể Sơng Hồng bể trầm tích có cấu trúc địa chất phức tạp, bao gồm nhiều đơn vị kiến tạo với tiềm dầu khí khác Dự án nghiên cứu địa hóa VPI-IDENMITSU (2005-2007) xác nhận tồn hai hệ thống dầu khí bể gồm dầu đầm hồ hỗn hợp condensat châu thổ với dầu đầm hồ Do chưa có kết kiểm chứng dầu-đá mẹ nên đặc điểm hệ thống dầu khí khu vực ngồi khơi Đơng Bắc đứt gãy Sông Lô chưa khẳng định Năm 2008, đối tượng móng bể Sơng Hồng chứng minh GK 106-HR-1X Giếng 106-HR-2X khoan hết đới móng cacbonat chứa dầu gặp tập sét dầy bên Điều đặt giả thiết tập sét cổ trước Kainozoi có phải tầng đá mẹ hay không Cấu tạo 107-PL khoan năm 2013 có vị trí nằm khu vực tồn đá mẹ giầu VCHC, hướng cấu trúc với cấu tạo 106-HR, kết giếng khô Các GK thăm dị khu vực phát khí - condensat, chất lượng biến đổi với H2S CO2 nhiễm dầu khí Thực tế nêu cho thấy nhiều vấn đề cần giải chất lượng phân bố đá mẹ, hay rủi ro yếu tố địa chất hệ thống dầu khí ảnh hưởng đến kết thăm dị khu vực ngồi khơi Đơng Bắc bể Sông Hồng Do vậy, nghiên cứu sinh chọn đề tài “Đặc điểm hệ thống dầu khí trầm tích Kainozoi khu vực ngồi khơi Đơng Bắc bể Sơng Hồng” với mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu sau: Mục tiêu: Làm sáng tỏ đặc điểm diện phân bố đá mẹ sinh dầu khí trầm tích Kainozoi khu vực ngồi khơi Đơng Bắc bể Sơng Hồng Góp phần hồn thiện phương pháp luận đánh giá đặc điểm hệ thống dầu khí phân tích rủi ro tìm kiếm thăm dị Nhiệm vụ: - Tổng hợp tài liệu địa chất, địa vật lý làm sáng tỏ đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu - Nghiên cứu làm rõ đặc điểm, mức độ trưởng thành thời gian di cư HC đá mẹ, xác định nguồn gốc đá mẹ sinh dầu khu vực ngồi khơi Đơng Bắc bể Sơng Hồng - Xác định diện phân bố đá mẹ phân vùng triển vọng cho khu vực nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu gồm diện tích lơ 106, phần tây bắc lơ 102, bắc lơ 107 nằm ngồi khơi phía đơng bắc đứt gẫy Sông Lô bể Sông Hồng Đối tượng nghiên cứu hệ thống dầu khí trầm tích Kainozoi Luận điểm bảo vệ: Luận điểm Các kết nghiên cứu đặc điểm địa hóa xác định khu vực ngồi khơi Đơng Bắc bể Sơng Hồng tồn hệ thống dầu khí liên quan đến đá mẹ Oligocen Loại đá mẹ thành tạo môi trường đầm hồ, có tổng hàm lượng VCHC từ trung bình đến tốt, kerogen loại II hỗn hợp loại II/III, phân bố địa hào bán địa hào hẹp Với nguồn tài liệu có, tập sét tuổi Miocen sét cổ trước Kainozoi chưa đủ điều kiện đá mẹ Luận điểm Trên sở nghiên cứu yếu tố tác động đến mức độ rủi ro hệ thống dầu khí nguồn gốc, mức độ trưởng thành đá mẹ, bề dầy trầm tích Oligocen phân bố cấu tạo triển vọng, khôi phục lịch sử phát triển địa chất qua thời kỳ cho phép xác định khu vực bán địa hào Thủy Nguyên có rủi ro thăm dò thấp Tiếp đến địa hào Kiến An Khu vực nam đảo Bạch Long Vĩ rìa tây bắc lơ 102 khu vực có rủi ro thăm dò cao Những điểm luận án: - Trên sở khai thác nguồn tài liệu góp phần xác hóa đặc điểm địa hóa khu vực ngồi khơi Đơng Bắc bể Sơng Hồng Tập sét có tuổi trước Kainozoi nằm tập cacbonat chứa dầu có tướng lục địa, thành tạo điều kiện oxy hóa, nghèo VCHC, chưa đủ điều kiện coi đá mẹ - Trên sở đồ cấu trúc xây dựng góp phần sáng tỏ yếu tố nghịch đảo kiến tạo xảy vào cuối Oligocen ảnh hưởng tới tiềm dầu khí khu vực ngồi khơi Đông Bắc bể Sông Hồng Ý nghĩa khoa học thực tiễn: * Ý nghĩa khoa học: Các kết nghiên cứu cho phép xác định đặc điểm diện phân bố đá mẹ ngồi khơi Đơng Bắc bể Sơng Hồng, góp phần làm sáng tỏ đặc điểm hệ thống dầu khí khu vực * Ý nghĩa thực tiễn: Các kết nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu đánh giá tiềm dầu khí khu vực ngồi khơi Đơng Bắc bể Sơng Hồng, phục vụ cơng tác qui hoạch thăm dị khai thác dầu khí Bố cục luận án: Luận án gồm 04 chương chưa kể phần mở đầu kết luận, kiến nghị, cơng trình khoa học danh mục tài liệu tham khảo Toàn nội dung luận án trình bày 139 trang, 24 bảng biểu 89 hình vẽ Chương TỔNG QUAN CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC ĐÔNG BẮC BỂ SÔNG HỒNG 1.1 Khái quát địa chất 1.1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu Khu vực nghiên cứu thuộc phần ngồi khơi phía đông bắc đứt gãy Sông Lô bể Sông Hồng Độ sâu nước biển khu vực khoảng 30 - 40 m (hình 1.1) 1.1.2 Lịch sử tìm kiếm thăm dị Trong khu vực nghiên cứu, cơng tác thăm dị dầu khí năm 1978 Năm 1988, hợp đồng PSC gồm diện tích lơ 106, phần lô 102, 103 107 PVN ký với TOTAL Năm 1992, IDEMITSU ký hợp đồng thăm dị lơ 102/91 Hình 1.1: Bản đồ cấu trúc bể SH vị trí khu vực nghiên cứu (N.T.Dậu nnk, 2012) Kế tiếp, hai lô 102 106 với diện tích 10700 km2 PVN ký với ATI Petroleum Inc vào năm 2000 Thực tế tổng diện tích hợp đồng cịn 225 km2 Phần diện tích hồn trả gọi lơ 102/10 106/10, thuộc quản lý PVEP Từ năm 1990 đến khu vực nghiên cứu thu nổ 15000 km địa chấn 2D, gần 3000 km2 địa chấn 3D, 10 giếng khoan TKTD Các nhà thầu dầu khí PVN tiến hành nhiều nghiên cứu, đáng lưu ý đề tài Mơ hình địa hóa bể Sơng Hồng (N.T Dậu, L.V Hiền, 1997), Báo cáo khảo sát thực địa đảo Bạch Long Vĩ, Đồ Sơn, Kiến An, Núi Con Voi đảo Cát Bà (P.Q Trung, 1998), Báo cáo xác định lượng HC sinh dịch khỏi tầng đá mẹ tới bẫy chứa dầu khí bể Sơng Hồng sở phần mềm SIGMA 2D BSS (N.T.B Hà, 2010), số kết dự án hợp tác quốc tế như: Báo cáo Tổng kết phân tích mơ hình bể Sơng Hồng (VPI - GEUS, 2001), Báo cáo Đặc điểm hệ thống dầu khí bể Sông Hồng (VPI-IDENMITSU, 2007) 1.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất 1.2.1 Đặc điểm địa tầng trầm tích Bể Sông Hồng gồm phân vị địa tầng: (i) Móng trước Kainozoi; (ii) Hệ tầng Phù Tiên; (iii) Hệ tầng Đình Cao; (iv) Hệ tầng Phong Châu; (v) Hệ tầng Phù Cừ; (vi) Hệ tầng Tiên Hưng; (vii) Hệ tầng Vĩnh Bảo; (viii) Hệ tầng Hải Dương – Kiến Xương (Hình 1.2) 1.2.2 Đặc điểm cấu kiến tạo Hệ thống đứt gãy khu vực nghiên cứu chủ yếu đứt gẫy phương TB-ĐN, ĐB-TN tạo nên kiểu cấu trúc sụt bậc nghiêng phía Trung tâm bể làm hình thành Hình 2: Cột địa tầng tổng hợp khu vực ngồi khơi Đơng Bắc bể Sông Hồng (Hiệu chỉnh sau địa hào, bán địa hào xen kẽ N.T.Dậu nnk, 2012) Các đơn vị cấu trúc xác định khu vực gồm (Hình 1.3): Thềm Hải Phịng: nằm phần Đơng Bắc chiếm diện tích lớn thuộc lơ 106 lơ 101 Đơn nghiêng Thanh Nghệ: Nằm phía Tây đứt gãy Sơng Chảy Hình 3: Hệ thống đứt gẫy đơn vị cấu tạo khu vực nghiên vùng lân cận Trũng Trung Tâm: gồm đới cấu trúc: a) Đới nghịch đảo Miocen b) Trũng Đông Quan Đới phân dị Đông Bắc đứt gãy Sông Lô: gồm hàng loạt địa hào bán địa hào, cấu tạo khối nhơ móng Cụ thể: a) Địa hào Kiến An b) Cấu tạo Tiên Lãng - Chí Linh c) Bán địa hào Thủy Nguyên d) Mũi nhô Tràng Kênh e) Trũng Tây Bạch Long Vĩ f) Cấu tạo Yên Tử g) Trũng Nam Bạch Long Vĩ Lịch sử phát triển kiến tạo khu vực nghiên cứu tái số mặt cắt phục hồi cho thấy có điểm tương đồng khác biệt qua thời kỳ phát triển khu vực nằm hai cánh đứt gãy Sông Lô Giai đoạn Paleocen-Eocen đến Oligocen sớm, Pliocen – Đệ tứ hai vùng có tương đồng cịn thời kỳ Oligocen muộn đến Miocen muộn có khác biệt 1.3 Cơ sở tài liệu Tài liệu sử dụng luận án bao gồm 15 nghìn km địa chấn 2D, đồ từ, trọng lực khu vực Bắc Bộ, đồ địa chất Việt Nam, tài liệu ĐVLGK báo cáo phân tích mẫu thạch học, địa hóa, cổ sinh có vùng, đặc biệt tài liệu 500 mét mẫu khoan giếng ENRECA đảo Bạch Long Vĩ nhằm xác định thành phần thạch học, đặc điểm đá mẹ, môi trường lắng đọng trầm tích Oligocen Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hệ thống dầu khí ý nghĩa tìm kiếm thăm dị dầu khí Khái niệm hệ thống dầu khí xuất với nhiều định nghĩa khác Thuật ngữ hệ thống bao gồm đá mẹ đá chứa, liên kết dầu - đá mẹ, coi yếu tố then chốt việc xác định hệ thống (Dow W.G, 1972) Tổng hợp khái niệm đưa nhiều tác giả, hệ thống dầu khí hiểu hệ thống tự nhiên nơi có đá mẹ sinh dầu khí với tất yếu tố địa chất, trình liên quan đến khả tích tụ dầu khí xuất Năm 1988, Magoon L.B thành lập bảng phân loại hệ thống, có phân biệt hệ thống dầu khí bể trầm tích, tập hợp triển vọng (play) cấu tạo triển vọng (prospect) Tùy thuộc vào mức độ nghiên cứu, hệ thống dầu khí đánh giá tổng quan đến chi tiết không gian lãnh thổ, bể trầm tích, tập hợp cấu tạo triển vọng đến cấu tạo độc lập Các phương pháp đánh giá tóm tắt sau: 12 + Trầm tích Oligocen: Hình 3.1a 3.1b (N.T.B.Hà, 2010) cho thấy trầm tích Oligocen (điểm mẫu mầu nâu) gặp GK lơ 107 địa lũy Chí Linh –n Tử phần lớn có giá trị HI< 300mgHC/gTOC, mẫu có độ trưởng thành thấp phân bố vùng VCHC loại III Các mẫu có độ trưởng thành cao phân bố vùng VCHC loại II Đá có khả sinh hỗn hợp khí dầu đạt ngưỡng trưởng thành Kết GK ENRECA đảo Bạch Long Vĩ cho thấy tập hợp mẫu rơi vào nhóm kerogen loại II I Trầm tích Oligocen thiên sinh dầu với mức độ từ đến cực tốt (hình 3.2 a,b) + Trầm tích Miocen dưới: hầu hết mẫu đo có giá trị HI