ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HOÀNG VIỆT BÁCH PHÂN VÙNG TƯỚNG ĐỊA CHẤN BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số chuyên ngành: 62 44 15 01 Phản biện 1: PGS.TS Cao Đình Triều Phản biện 2: TS Mai Văn Dư Phản biện 3: TS Lê Ngọc Thanh Phản biện độc lập 1: PGS.TS Nguyễn Văn Giảng Phản biện độc lập 2: PGS.TS Trần Vĩnh Tuân NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Đỗ Văn Lưu PGS.TS Nguyễn Thành Vấn Tp Hồ Chí Minh – Năm 2015 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc -oOo - LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận án Tiến sĩ “Phân Vùng Tướng Địa Chấn Bồn Trũng Phú Khánh” thực hướng dẫn TS Đỗ Văn Lưu PGS.TS Nguyễn Thành Vấn Những kết nghiên cứu luận án chưa tác giả khác công bố Việt Nam giới Tôi xin cam đoan danh dự công trình khoa học Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng năm 2014 Tác giả luận án Hoàng Việt Bách ii LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành hướng dẫn chu đáo tận tình TS Đỗ Văn Lưu PGS.TS Nguyễn Thành Vấn, giúp đỡ tạo điều kiện từ thầy, cô Bộ môn Vật lý địa cầu - Khoa Vật lý, cán Phòng Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, với quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi từ cấp lãnh đạo từ bạn bè đồng nghiệp Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí đơn vị liên quan Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam Sự quan tâm, khích lệ tạo điều kiện thuận lợi từ phía gia đình, đặc biệt từ bố, mẹ, bà xã em nguồn động viên tinh thần lớn cho tác giả suốt trình hoàn thành luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu thiết thực iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Địa hình đáy biển 1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU THĂM DÒ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 1.2.1 Giai đoạn trước năm 2007 1.2.2 Giai đoạn sau năm 2007 13 1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – DẦU KHÍ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 13 1.3.1 Cấu trúc địa chất bồn trũng Phú Khánh 13 1.3.2 Lịch sử phát triển bồn trũng Phú Khánh 14 1.3.3 Đặc điểm địa tầng bồn trũng Phú Khánh 17 1.3.4 Hệ thống dầu khí bồn trũng Phú Khánh 21 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 25 2.1 PHƯƠNG PHÁP MINH GIẢI ĐỊA CHẤN CẤU TRÚC TRÊN QUAN ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP 25 iv 2.1.1 Chính xác hóa mặt ranh giới địa tầng 26 2.1.2 Xác định hệ thống đứt gãy kiến tạo 28 2.1.3 Liên kết địa chấn – giếng khoan 29 2.1.4 Xây dựng đồ chuyển đổi độ sâu 31 2.2 CƠ SỞ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRONG CÔNG TÁC MINH GIẢI ĐỊA CHẤN 34 2.2.1 Chu kỳ trầm tích 36 2.2.2 Hệ thống trầm tích 38 2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TƯỚNG ĐỊA CHẤN VÀ DỰ BÁO MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH 46 2.3.1 Tướng địa chấn 46 2.3.2 Tướng trầm tích 53 2.3.3 Mối quan hệ tướng địa chấn tướng trầm tích 55 2.3.4 Phân vùng tướng địa chấn dự báo môi trường trầm tích 57 2.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU 58 2.4.1 Tài liệu địa chấn 58 2.4.2 Tài liệu giếng khoan tài liệu khác 60 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH TRÊN CƠ SỞ MINH GIẢI TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN 63 3.1 CHÍNH XÁC HÓA CÁC MẶT RANH GIỚI ĐỊA TẦNG 63 3.1.1 Xác định ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn 63 3.1.2 Kết liên kết địa chấn – giếng khoan 67 3.1.3 Kết liên kết địa tầng 73 v 3.2 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG ĐỨT GÃY 79 3.3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT 80 3.3.1 Đặc điểm đồ cấu trúc địa chất 80 3.3.2 Đặc điểm đồ đẳng dày 89 CHƯƠNG PHÂN VÙNG TƯỚNG ĐỊA CHẤN VÀ DỰ BÁO MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH MIOCEN THƯỢNG BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 98 4.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤN ĐỊA TẦNG 98 4.2 ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐỊA CHẤN 104 4.3 PHÂN VÙNG TƯỚNG ĐỊA CHẤN VÀ DỰ BÁO MÔI TRƯỜNG LẮNG ĐỌNG TRẦM TÍCH 116 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 119 KẾT LUẬN 119 KIẾN NGHỊ 120 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 121 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Bf : Quạt đáy bể Canyon : Kênh ngầm, đào khoét Concordant : Bao bọc Downlap : Phủ đáy GR : Phương pháp đo mật độ phóng xạ tự nhiên HST : Hệ thống trầm tích biển cao LST : Hệ thống trầm tích biển thấp MFS : Bề mặt ngập lụt cực đại MMU : Bất chỉnh hợp tuổi Miocen trung NPHI : Phương pháp đo nơtron Onlap : Kề áp gá đáy RHOZ : Phương pháp đo mật độ đất đá Rift : Hoạt động tách giãn trầm tích RLA : Phương pháp đo điện trở suất đất đá Sf : Quạt sườn TOC : Độ giàu vật chất hữu Toplap : Chống TS : Bề mặt biển tiến TST : Hệ thống trầm tích biển tiến VSP/checkshot : Tài liệu địa chấn đo vận tốc đất đá dọc theo giếng khoan vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Các quan điểm chu kỳ trầm tích 37 Bảng 3.1: Tổng hợp liên kết địa chấn giếng khoan bồn trũng Phú Khánh 73 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ vị trí, cấu trúc bồn trũng Phú Khánh khu vực lân cận Hình 1.2: Sơ đồ tuyến địa chấn nghiên cứu Lee Watkins 10 Hình 1.3: Kết phân tích địa chấn địa tầng bồn trũng Phú khánh Lee Watkins 11 Hình 1.4: Mặt cắt minh giải địa chấn bồn trũng Phú Khánh, dự án ENRECA 12 Hình 1.5: Cột địa tầng tổng hợp bồn trũng Phú Khánh 20 Hình 1.6: Mô hình hệ thống dầu khí bồn trũng Phú Khánh 23 Hình 2.1: Phân loại tiêu chí xác định ranh giới bất chỉnh hợp 28 Hình 2.2: Mô hình số loại đứt gãy kiến tạo: (a) đứt gãy thuận, (b) đứt gãy nghịch, (c) đứt gãy chờm nghịch (d) đứt gãy trượt 29 Hình 2.3: Minh họa liên kết tài liệu địa chấn tài liệu giếng khoan 30 Hình 2.4: Đường cong quan hệ miền thời gian độ sâu 33 Hình 2.5: Hệ thống trầm tích biển thấp với bồn trũng có mép thềm 39 Hình 2.6: Mô hình tập tích tụ Exxon – Tập kiểu 41 Hình 2.7: Mô hình tập tích tụ biển rìa thềm Exxon – Tập kiểu 43 Hình 2.8: Mô hình tập trầm tích: (a) Tập nguồn gốc (b) Tập Biển tiến – Biển lùi 45 Hình 2.9: Mối quan hệ chu kỳ thay đổi mực nước biển với hệ thống trầm tích, tập trầm tích ranh giới phân chia chúng 45 Hình 2.10: Đặc trưng cường độ sóng phản xạ địa chấn 48 Hình 2.11: Một số dạng tướng cấu trúc bên tập địa chấn 49 Hình 2.12: Hình dạng tướng địa chấn bên 52 Hình 2.13: Mô hình tướng trầm tích từ lục địa biển 55 Hình 2.14: Mạng lưới tuyến địa chấn 2D vị trí giếng khoan khu vực nghiên cứu 62 Hình 3.1: Mặt cắt A-A’: Phân chia ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn bồn trũng Phú Khánh 64 Hình 3.2: Trích đoạn mặt cắt E-E’ thể bất chỉnh hợp địa chấn 65 Hình 3.3: Trích đoạn mặt cắt G-G’ thể bất chỉnh hợp địa chấn 66 Hình 3.4: Kết giếng khoan C-1X 69 ix Hình 3.5: Kết giếng khoan H-1X 70 Hình 3.6: Kết giếng khoan T-1X 71 Hình 3.7: Mặt cắt B-B’: liên kết địa chấn - giếng khoan C-1X H-1X 72 Hình 3.8: Mặt cắt C-C’: liên kết địa chấn - giếng khoan T-1X 72 Hình 3.9: Mặt cắt I-I’ liên kế thềm phía Tây Bắc – Trũng sâu trung tâm - Đới nâng phía Đông Nam 75 Hình 3.10: Mặt cắt H-H’ liên kết từ thềm phía Tây Nam – Trũng sâu trung tâm – Ranh giới phía Đông Bắc bồn trũng 76 Hình 3.11: Mặt cắt K-K’ liên kết từ thềm phía Tây Nam – Trũng sâu trung tâm 77 Hình 3.12: Mặt cắt D-D’ liên kết trũng sâu trung tâm – Đới nâng phía Đông Nam 78 Hình 3.13: Bản đồ cấu trúc móng trước Kanozoi bồn trũng Phú Khánh 83 Hình 3.14: Bản đồ cấu trúc gần Oligocen bồn trũng Phú Khánh 85 Hình 3.15: Bản đồ cấu trúc Miocen hạ bồn trũng Phú Khánh 86 Hình 3.16: Bản đồ cấu trúc Miocen trung bồn trũng Phú Khánh 88 Hình 3.17: Bản đồ cấu trúc Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh 90 Hình 3.18: Bản đồ đẳng dày trầm tích Oligocen bồn trũng Phú Khánh 93 Hình 3.19: Bản đồ đẳng dày trầm tích Miocen hạ bồn trũng Phú Khánh 94 Hình 3.20: Bản đồ đẳng dày trầm tích Miocen trung bồn trũng Phú Khánh 95 Hình 3.21: Bản đồ đẳng dày trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh 96 Hình 4.1: Phân chia tập hệ thống trầm tích Miocen thượng 100 Hình 4.2: Đường cong thay đổi mực nước biển toàn cầu từ Paleocen đến đại 103 Hình 4.3: Sơ đồ tuyến phân tích tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh 104 Hình 4.4: Mặt cắt tuyến địa chấn G-G’ tướng ven bờ, tướng thềm vùng vắng mặt trầm tích 106 Hình 4.5: Mặt cắt tuyến địa chấn A-A’ tướng ven bờ, tướng thềm tướng biển sâu 107 Hình 4.6: Mặt cắt tuyến địa chấn B-B’ tướng thềm tướng biển sâu 107 Hình 4.7: Mặt cắt địa chấn B’-B” tướng trầm tích biển sâu 108 Hình 4.8: Mặt cắt địa chấn H-H’ tướng ven bờ tướng thềm 108 Hình 4.9: Mặt cắt địa chấn Q-Q’ tướng biển sâu 109 Hình 4.10: Mặt cắt địa chấn C-C’ tướng biển sâu 109 Hình 4.11: Mặt cắt địa chấn D-D’ tướng biển sâu vỏ đại dương 110 x 1.3.4 Hệ thống dầu khí bồn trũng Phú Khánh Đá sinh Các nghiên cứu bồn trũng Phú Khánh tồn hai tầng đá mẹ sét đầm hồ, than sét than châu thổ tuổi Oligocen Miocen hạ Đá mẹ tuổi Oligocen xuất khu vực trũng thuộc trung tâm bồn trũng với chiều dày trầm tích trung bình khoảng 3.000m Đá mẹ tuổi Oligocen dự báo tập đá mẹ bồn trũng Phú Khánh với độ giàu vật chất hữu đạt từ trung bình tới tốt (TOC 0,5 - 5,9 %); chứa chủ yếu kerogen loại II/III (HI: 60 – 625 mgHC/g TOC), cho tiềm sinh dầu khí Đá mẹ Oligocen bắt đầu vào ngưỡng sinh dầu sớm khoảng 25,5 triệu năm pha sinh khí chủ yếu khu vực trũng sâu bồn trũng Bên cạnh đó, trầm tích Miocen hạ có độ giàu hữu từ trung bình đến tốt, tiềm sinh nghèo đến trung bình, đặc trưng cho đá mẹ chứa chủ yếu kerogen loại III hỗn hợp II/III nằm vùng chưa trưởng thành Đá mẹ Miocen hạ khu vực trung tâm bồn trũng, bắt đầu sinh dầu khí vào thời kỳ Miocen thượng (khoảng triệu năm trước) trình cung cấp sản phẩm để nạp bẫy Nhờ tác động yếu tố kiến tạo yếu tố địa nhiệt, dầu sinh từ đá mẹ Oligocen hoạt động di cư mạnh mẽ xảy giai đoạn: giai đoạn vào thời kỳ cuối Oligocen – đầu Miocen hạ; giai đoạn vào thời kỳ Miocen trung; khí khô sinh sớm khoảng 13 triệu năm trở lại khu vực trung tâm bồn trũng Đá chứa Nghiên cứu tài liệu khu vực bồn trũng trầm tích xung quanh nhà nghiên cứu cho bồn trũng Phú Khánh tồn loại đá chứa: đá móng nứt nẻ - phong hóa trước Đệ tam, đá chứa vụn đá chứa carbonat 21 Móng nứt nẻ: Tại giếng khoan C-1X 127-N-1X gặp đá móng với thành phần chủ yếu đá granitoid - granodiorid với đặc điểm địa chất tương đồng với khu vực phía bắc bồn trũng Cửu Long Móng nứt nẻ đối tượng chứa dầu khí quan trọng, khối móng nhô cao bồn trũng Phú Khánh đánh giá có khả chứa dầu khí Cát kết Oligocen: Tồn địa hào bán địa hào đối tượng chứa tiềm Chúng lắng đọng thời kỳ đồng tạo rift với điều kiện môi trường lục địa chiếm ưu Dựa vào kết giếng khoan vùng lân cận, dự đoán độ rỗng tầng chứa trung bình khoảng 15% Cát kết Miocen: Từ kết giếng khoan thuộc bồn trũng Phú Khánh vùng lân cận cát kết Miocen có đặc tính chứa tốt với độ rỗng đo từ kết phân tích mẫu kết tính từ tài liệu đo giếng khoan thay đổi từ 13-20% Ngoài ra, dòng chảy rối Miocen cát quạt biển khu vực nước sâu phía Đông bồn trũng đối tượng chứa tiềm Cacbonat Miocen: phổ biến bồn trũng Phú Khánh, đá chứa tiềm khẳng định qua phát dầu giếng khoan C-1X Các dạng đá cacbonat khác bồn trũng Phú Khánh cacbonat khối xây, cacbonat thềm hay khối ám tiêu san hô đá chứa tốt chúng có độ rỗng thay đổi từ 5-20% Đá chắn Đá chắn khu vực sét biển Pliocen – Pleistocen phân bố rộng khắp toàn bồn trũng Bề dày tập đá chắn đạt cực đại tất trung tâm tích tụ đạt cực tiểu đới nâng kề cận với chúng Tập sét phần Miocen hạ có chiều dày khoảng 200 - 300m (tương đương với tập sét rotalia bồn trũng Cửu Long) tầng chắn khu vực [6] Ngoài ra, hy vọng tồn tập chắn địa phương tập sét, bột kết, nằm xen kẽ với tập chứa Oligocen Miocen Trong khu vực tồn dạng chắn đứt gãy, đặc biệt bẫy 22 dạng vòm khép kín vào đứt gãy dạng chắn quan trọng cho việc bảo tồn tích tụ dầu khí Dịch chuyển dầu khí Trong bồn trũng Phú Khánh hydrocarbon sinh di cư lên phía thông qua chế mao dẫn qua tập cát kết dọc theo mặt đứt gãy để nạp vào bẫy Có lẽ chế di cư quan trọng phần sâu bồn trũng Phú Khánh chất lưu dịch chuyển theo đứt gãy sâu để lên tầng chứa phía Ngoài ra, vài nơi, bất chỉnh hợp kênh dẫn, đường di cư hydrocarbon theo phương nằm ngang (hình 1.6) Hình 1.6: Mô hình hệ thống dầu khí bồn trũng Phú Khánh [6] Nội dung phần trình bày tổng quan khu vực nghiên cứu cho thấy bồn trũng Phú Khánh có tiềm dầu khí bước nghiên cứu đánh giá Do điều kiện nước sâu, chi phí đầu tư thăm dò khai thác dầu khí cao nên số lượng giếng khoan hạn chế chủ yếu khoan phần thềm nước nông phía Tây bồn trũng Với thực trạng triển khai công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí bồn Phú Khánh việc tiến hành bổ sung nghiên cứu địa chất, địa vật lý cho khu vực dựa nguồn tài liệu địa chấn khảo sát sau 2007 cần thiết, cụ thể cần tiến hành bổ sung nghiên cứu xác 23 hóa mặt ranh giới địa tầng theo quan điểm địa tầng phân tập, nghiên cứu đặc điểm phân bố tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, dự báo môi trường lắng đọng trầm tích v.v Cụ thể phương pháp nghiên cứu kết đạt nghiên cứu kể giải cụ thể chương luận án 24 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Trong điều kiện khu vực nghiên cứu bồn trũng Phú Khánh bồn trũng nước sâu, có 03 giếng khoan thăm dò khu vực thềm nước nông rìa bồn trũng, việc đưa phương pháp nghiên cứu dựa sở tài liệu địa chấn 2D quan trọng Trong nội dung chương này, tác giả trình bày nội dung phương pháp nghiên cứu luận án, là: (i) phương pháp minh giải cấu trúc địa chất theo tài liệu địa chấn, (ii) sở địa tầng phân tập công tác minh giải địa chấn (iii) phương pháp phân tích tướng địa chấn - dự báo môi trường lắng đọng trầm tích Cơ sở liệu đầu vào đề tài nghiên cứu bao gồm mạng lưới tài liệu địa chấn 2D giếng khoan thăm dò dầu khí tác giả trình bày chi tiết phần cuối chương 2.1 PHƯƠNG PHÁP MINH GIẢI ĐỊA CHẤN CẤU TRÚC TRÊN QUAN ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP Phân tích cấu trúc địa chất nhiệm vụ quan trọng nhằm xác định mặt ranh giới, đứt gãy, yếu tố kiến tạo v.v Trên sở phân tích chi tiết lát cắt địa chấn, xây dựng loại đồ cấu trúc đẳng dày cho phép rút nhận định đặc điểm qui luật phát triển đứt gãy, phân bố cấu trúc địa chất, biến đổi tướng, đặc điểm bất chỉnh hợp v.v Áp dụng phương pháp minh giải địa chấn cấu trúc quan điểm địa tầng phân tập cho bồn trũng Phú Khánh giúp xác hóa lại ranh giới địa tầng luận giải quan điểm địa chất đặc điểm cấu trúc, lịch sử phát triển kiến tạo, chế độ địa động lực, địa tầng v.v Trên sở tài liệu địa chấn 2D khu vực bồn trũng Phú Khánh, mặt cắt địa chấn phù hợp lựa chọn để tiến hành xác định ranh giới bất chỉnh hợp, phân chia tập, phân tập địa chấn Kết minh giải ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn liên kết với tài liệu giếng khoan khu vực nghiên cứu để xác định tuổi địa tầng liên kết minh giải theo diện cho toàn khu vực bồn trũng 25 2.1.1 Chính xác hóa mặt ranh giới địa tầng Trên mặt cắt địa chấn, tập địa chấn phức hệ địa chấn phân chia dựa vào ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn, kiểu kiến trúc phân lớp phản xạ đặc trưng động lực trường sóng địa chấn biên độ, tần số, tốc độ, độ liên tục sóng phản xạ Các ranh giới bất chỉnh hợp xác định việc phân tích kết thúc phản xạ địa chấn Hiện tồn nhiều quan điểm phân loại tập trầm tích khác nên có nhiều khái niệm mặt ranh giới địa tầng phân tập, chí mặt ranh giới có nhiều tên gọi khác Người ta thường phân chia dấu hiệu bất chỉnh hợp tài liệu địa chấn theo hai dạng chính: Bất chỉnh hợp ranh giới tập bất chỉnh ranh giới tập Bất chỉnh hợp ranh giới tập: Thường bao gồm dấu hiệu bào mòn cắt xén (erosional truncation), chống (toplap) bao bọc (concordant) (hình 2.1): Bào mòn cắt xén (erosional truncation): Là kiểu bất chỉnh hợp xảy ranh giới tập trầm tích tượng bào mòn hoạt động kiến tạo mà bị cắt xén phần đỉnh Hiện tượng mặt phản xạ bị cắt cụt thường cho trình bóc mòn phản ánh mặt trượt trọng lực, mặt đứt gãy ngang ranh giới lớp trầm tích với khối linh động “diapia” muối sét hay khối đá xâm nhập núi lửa Ngoài ra, phản xạ địa chấn loại có dạng đào khoét kiểu “canyon” ngầm loại bất chỉnh hợp hình thành sau trầm tích đào khoét bên tập trầm tích Chống (toplap): Có cấu trúc gần giống bào mòn cắt xén, pha phản xạ minh giải lớp chống vào ranh giới nằm trên, dạng đầu mút kết thúc phản xạ đơn nghiêng bên mặt phản xạ có góc nghiêng nhỏ hơn, phản ánh ranh giới trầm tích Bất chỉnh hợp loại thường xuất đầu nguồn vật liệu, hướng trùng với hướng vận chuyển vật liệu, đôi chỗ có dạng 26 giả bất chỉnh hợp, thường môi trường trầm tích hạt thô, gần bờ tướng châu thổ sườn lục địa Bao bọc (concordant): Là dấu hiệu phản xạ địa chấn pha phản xạ phía ranh giới uốn lượn theo hình dạng ranh giới Hướng vận chuyển vật liệu thường vuông góc có song song, thường môi trường trầm tích biển với điều kiện thuỷ động lực không lớn, thường liên quan với ám tiêu san hô Tướng bao bọc xuất ranh giới tập Bất chỉnh hợp ranh giới tập: Thường bao gồm dấu hiệu gá đáy (onlap), phủ đáy (downlap) bao bọc (hình 2.1): Gá đáy (onlap): Phản ánh trường hợp phản xạ gá lên mặt ranh giới có độ nghiêng nhỏ độ nghiêng mặt ranh giới Phủ đáy (downlap): Là loại bất chỉnh hợp pha phản xạ địa chấn minh giải lớp nằm nghiêng, phủ xiên xuống bề mặt nằm ngang dốc Nói cách khác bất chỉnh hợp gọi phủ đáy độ nghiêng pha phản xạ ứng với ranh giới dốc so với pha phản xạ nằm ranh giới Phủ đáy thường tồn cuối nguồn vật liệu (trừ nghịch đảo kiến tạo), trầm tích chủ yếu nằm môi trường biển Trên mặt cắt địa chấn, dấu hiệu downlap thường quan sát phần đơn ngiêng nêm lấn vùng rìa sườn thềm Các phản xạ phần kết thúc phản xạ đơn ngiêng vùng nước sâu (có thể xảy môi trường biển đầm hồ) độ ngiêng phản xạ (lớp) bên lớn độ ngiêng mặt ranh giới bên mà gá lên Về mặt môi trường trầm tích nơi xảy trình chuyển tiếp trầm tích biển sâu trình gián đoạn trầm tích biển (còn gọi bề mặt đặc sít - condense section) Mặt downlap nơi có nhiều lớp trầm tích mỏng tích tụ thời gian dài nơi gặp nhiều hóa thạch 27 Hình 2.1: Phân loại tiêu chí xác định ranh giới bất chỉnh hợp [4] 2.1.2 Xác định hệ thống đứt gãy kiến tạo Quá trình phân tích lát cắt nhằm xác định yếu tố cấu kiến tạo hệ thống đứt gãy, nếp lồi, nếp lõm, đới phá hủy v.v có ý nghĩa quan trọng Kết phân tích lát cắt địa chấn không cho phép xác định đứt gãy lớn mà 28 phát đứt gãy nhỏ có biên độ dịch chuyển khoảng 1/4 bước sóng địa chấn (15 - 30m) Tuỳ theo kích thước đứt gãy phát triển chúng theo tập địa chấn mà xác định phạm vi hoạt động, biên độ dịch chuyển hệ thống đứt gãy, tuổi chế hoạt động đứt gãy (đồng trầm tích hay sau trầm tích v.v.) Trong thực tế có nhiều loại đứt gãy khác đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch, đứt gãy chờm nghịch, đứt gãy trượt v.v (hình 2.2) Sau phân tích đứt gãy mặt cắt địa chấn, chúng liên kết theo không gian sơ đồ tuyến địa chấn khu vực nghiên cứu, cần thể vị trí đứt gãy lát cắt đặc điểm chúng (góc cắm, bề rộng, biên độ v.v.) Trong thực tế có nhiều khả liên kết đứt gãy, việc liên kết xác định hệ thống đứt gãy kiến tạo phải phù hợp với đặc điểm kiến tạo chung khu vực Hình 2.2: Mô hình số loại đứt gãy kiến tạo: (a) đứt gãy thuận, (b) đứt gãy nghịch, (c) đứt gãy chờm nghịch (d) đứt gãy trượt 2.1.3 Liên kết địa chấn – giếng khoan Kết phân tích tài liệu địa chấn địa tầng cho phép giải nhiều vấn đề quan trọng lĩnh vực địa tầng phân tập, đặc biệt xác định tập, nhóm phân tập trầm tích liên kết địa tầng khu vực Tuy nhiên lát cắt 29 địa chấn độ phân giải không cho phép phân biệt loại đất đá khác nên cần thiết liên kết với tài liệu địa vật lý giếng khoan thông qua việc xây dựng băng địa chấn tổng hợp (synthetic seismogram) để nâng cao hiệu minh giải tài liệu địa chất Hình 2.3 ví dụ minh họa kết liên kết tài liệu địa chấn với tài liệu giếng khoan băng địa chấn tổng hợp giếng khoan bồn trũng Cửu Long Hình 2.3: Minh họa liên kết tài liệu địa chấn tài liệu giếng khoan [4] Kết liên kết tài liệu địa chấn tài liệu giếng khoan cho phép ta sử dụng kết giếng khoan, thường gồm tài liệu địa vật lý giếng khoan, tài liệu phân tích mẫu đất đá v.v để phân tích liên kết địa tầng kiểm tra kết minh giải địa chấn Tài liệu địa vật lý giếng khoan mà chủ yếu hình dạng đường cong đo mật độ phóng xạ tự nhiên (GR) với đường cong điện trở suất đất đá (RLA) sử dụng để đánh giá thay đổi độ hạt liên quan đến thay đổi lượng lắng đọng kiểu lấp đầy bồn trũng Sự biến đổi đường cong đo ghi địa vật lý giếng khoan liên quan đến tướng trầm tích, nhiên hình mẫu đặc trưng cho môi trường lắng đọng đặc biệt Các dạng đường cong chuẩn thô dần lên hay mịn dần lên nhận dạng, liên kết lên đồ cho đoạn định Các xu hướng mịn dần lên cho thấy 30 lượng sét tăng lên trên, lượng lắng đọng giảm bồi kết ngang thể lấp đầy lạch cát biển tiến Các xu hướng thô dần lên cho thấy lượng sét giảm độ hạt thô dần lên trên, lượng lắng đọng tăng lên có tượng lấn mặt bờ sườn delta Trong thực tế có nhiều trùng hợp phản xạ dạng nêm lấn tài liệu địa chấn với xu hướng dần lên đường cong GR Đôi xu hướng dần lên phản ánh thay đổi từ lớp trầm tích mảnh vụn (clastic) sang lớp đá vôi Xu hướng bẩn dần lên phản ánh qua giá trị GR tăng lên Điều liên quan đến mịn dần lên tăng lượng sét lượng trầm tích giảm dần lên Những tập địa tầng có xu hướng mịn dần lên thường gặp trầm tích tướng sông cửa sông Trong môi trường trầm tích biển nông xu hướng mịn dần lên thường phản ánh lùi dần đường bờ phía đất liền tương ứng với pha biển tiến Ở khu vực biển sâu, xu hướng bẩn dần lên liên quan đến giai đoạn cuối pha tạo quạt đáy bồn trũng Trong khu vực bồn trũng trầm tích chưa có giếng khoan, sau liên kết minh giải địa chấn, người ta thường xây dựng đường cong thay đổi mực nước biển vùng nghiên cứu thời điểm khác lịch sử thành lập so sánh đường cong thay đổi mực nước biển toàn cầu để dự đoán tuổi địa chất lịch sử phát triển trầm tích bồn trũng Đối với trường hợp bồn trũng Phú Khánh, kết minh giải địa chấn liên kết với tài liệu giếng khoan khu vực nghiên cứu nhằm xác định tuổi địa chất cho tập trầm tích liên kết địa tầng toàn khu vực bồn trũng 2.1.4 Xây dựng đồ chuyển đổi độ sâu Trong trình phân tích địa chấn địa tầng, người ta thành lập đồ khoanh vùng triển vọng loại bẫy, đồ thông số tốc độ lớp, biên độ để dự báo thành phần thạch học, tỉ lệ cát sét v.v Tùy thuộc vào mức độ tài liệu mà ta xây dựng đồ sơ đồ Để xây dựng đồ địa chất, cần tập hợp lát cắt phân tích tỷ mỉ, đặc biệt ý ranh giới bất 31 chỉnh hợp, đứt gãy kiến tạo v.v Để đánh giá đặc điểm cấu trúc địa chất, phân vùng triển vọng dự báo tiềm dầu khí v.v., người ta thường xây dựng đồ đẳng trị bao gồm loại đồ đẳng thời, đẳng sâu đẳng dày Bản đồ đẳng thời: Được thành lập cho ranh giới địa chấn tương ứng với kiểu bất chỉnh hợp tầng phản xạ đặc trưng Thông qua đồ đẳng thời hiểu hình thái cấu trúc lịch sử phát triển địa chất vùng nghiên cứu Trên sở phân tích lát cắt địa chấn, cần xác định hình dạng vị trí mặt ranh giới, xác định yếu tố đứt gãy, uốn nếp v.v Để bảo đảm độ xác trình phân tích cần liên kết tuyến giao nhau, tuyến song song kiểm tra số liệu từ giếng khoan có Mật độ mạng lưới tuyến minh giải xác định tùy theo yêu cầu mục tiêu cần phân tích đánh giá, vị trí tuyến minh giải địa chấn cần thể vị trí tọa độ tỷ lệ đồ Từ lát cắt địa chấn cần đưa giá trị xác định vị trí chiều sâu mặt ranh giới (tính theo thời gian truyền sóng lên vị trí tương ứng tuyến địa chấn đồ) Trong phân tích lát cắt cần ý đến yếu tố đứt gãy, cấu tạo lồi, lõm v.v liên quan đến khả tồn bẫy chứa dầu khí Khâu cuối trình xây dựng đồ công đoạn biểu diễn đường đẳng trị bề mặt đứt gãy đồ, mật độ đường đẳng trị phụ thuộc vào tỷ lệ đồ Chuyển đổi thời gian – độ sâu xây dựng đồ đẳng dày: Tài liệu địa chấn thu nổ xử lý miền thời gian nên kết minh giải, đồ đẳng thời cần chuyển đồ đẳng sâu để thực công tác luận giải địa chất đánh giá tiềm dầu khí v.v Để chuyển đổi từ miền thời gian sang chiều sâu, trước hết ta cần lập phương trình quan hệ thời gian độ sâu sau sử dụng phương trình để chuyển đổi đồ đẳng thời sang đồ đẳng sâu Thông số để xây dựng phương trình thời gian độ sâu xác định từ tài liệu giếng khoan tài liệu vận tốc xử lý địa chấn Đối với trường hợp khu vực nghiên cứu bồn trũng nước sâu (0 - 3.000m) Phú Khánh tiến hành chuyển đổi từ miền thời gian sang độ sâu 32 ta cần loại bỏ ảnh hưởng chiều sâu mực nước biển để xác định giá trị đồ đẳng sâu đẳng dày sát với thực tế Dựa vào tài liệu vận tốc địa chấn tài liệu giếng khoan khu vực nghiên cứu, tác giả xây dựng đường cong quan hệ miền thời gian độ sâu bồn trũng Phú Khánh hình 2.4 Hình 2.4: Đường cong quan hệ miền thời gian độ sâu Theo hình 2.4, phương trình quan hệ miền thời gian độ sâu xác định theo hàm số bậc sau: Hi= 0.0002836 * (ti)2 + 0.73656 * (ti) Trong đó: Hi: độ sâu tầng i ti: thời gian truyền song phản xạ hai chiều tập i 33 (1.1) Để loại bỏ ảnh hưởng chiều sâu mực nước biển tới kết chuyển đổi độ sâu tác giả tiến hành tách riêng chiều dày cột nước biển chiều dày từ đáy biển tới tầng đối tượng theo công thức 1.2: Hi = Hw + H1 (1.2) Trong đó: Hw (độ sâu mực nước biển)= (1500m/s* tw) / H1 (độ sâu tầng i tính từ đáy biển), theo (2.1) H1= 0.0002836*(ti-tw)2+ 0.73656*(ti-tw) tw: thời gian truyền hai chiều từ đáy biển Công thức 1.1 1.2 áp dụng để chuyển đổi đồ đẳng thời bồn trũng Phú Khánh sang đồ đẳng sâu, kết cụ thể trình bày chương luận án Bản đồ đẳng dày: Thể thay đổi bề dày tập địa chấn sở để tìm hiểu lịch sử phát triển địa chất, trình lắng đọng, đường bờ cổ, hướng vận chuyển vật liệu v.v Bản đồ đẳng dày tập xác định giá trị chiều dày hiệu dụng đồ đẳng sâu ranh giới bên tập đồ đẳng sâu ranh giới tập Việc xác định phân bố chiều dày tập trầm tích bồn trũng Phú Khánh đóng góp quan trọng nghiên cứu đặc điểm phân bố tướng địa chấn, dự báo môi trường cổ địa lý v.v Kết nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng công tác định hướng, tìm kiếm thăm dò bẫy chứa dầu khí 2.2 CƠ SỞ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRONG CÔNG TÁC MINH GIẢI ĐỊA CHẤN Các quan điểm địa tầng phân tập có ý nghĩa quan trọng công tác minh giải địa chấn địa tầng Quan điểm địa tầng phân tập nhiều tác giả đề cập đến Van Wagoner [32], Galloway [16], Posamentier Allen [26], Embry 34 [13] sau hệ thống lại Catuneanu [12] Tuy nhiên chất coi địa tầng phân tập lĩnh vực nghiên cứu địa tầng với quan niệm coi trình trầm tích có tính chu kỳ, xác định mối quan hệ yếu tố là: đặc điểm trầm tích, nâng hạ mực nước biển hoạt động kiến tạo Quá trình trầm tích liên tục tạo nên tập (sequence) có nguồn gốc giới hạn bất chỉnh hợp (gián đoạn trầm tích, bào mòn v.v.) chỉnh hợp liên kết Để giải nhiệm vụ địa tầng phân tập đòi hỏi phải sử dụng nhiều phương pháp khác cổ sinh, thạch học, cổ địa lý - tướng đá, phân tích mẫu, xác định tuổi tuyệt đối, địa vật lý giếng khoan, địa chấn địa tầng v.v Như vậy, minh giải tài liệu địa chấn số phương pháp giải nhiệm vụ địa tầng phân tập Tuy nhiên địa chấn địa tầng có vai trò quan trọng sở minh chứng xác đáng phân tích địa chấn địa tầng cho phép hình thành phát triển luận điểm địa tầng phân tập Các luận điểm khái niệm địa tầng phân tập đề cập đến nhiều tư liệu tham khảo khác giới Ở Việt Nam, phương pháp địa chấn – địa tầng giới thiệu vào cuối năm 70, nhiên, thời gian chưa áp dụng thực vào sản xuất Năm 1986, Lê Văn Cự áp dụng địa chấn địa tầng để liên kết địa tầng khu vực, xác định mặt bất chỉnh hợp, khôi phục lịch sử phát triển thềm sườn lục địa từ Miocen muộn đến Đệ tứ tỷ lệ 1:1.000.000 Trong nghiên cứu bể trầm tích thềm lục địa Việt Nam, nhiều nhà địa chấn địa chất dầu khí sử dụng tiêu chuẩn địa chấn địa tầng để phân chia tập địa chấn bể trầm tích Các tập xác hoá, công nhận dưa vào sơ đồ địa tầng song song với đơn vị thạch địa tầng Phương pháp địa chấn địa tầng quan điểm địa tầng phân tập giúp xác định chu kỳ trầm tích, thay đổi mực nước biển, phân vị địa tầng trầm tích, mặt ranh giới địa tầng chủ yếu v.v 35 [...]... quan về bồn trũng Phú Khánh Chương 2 Phương pháp nghiên cứu và cơ sở dữ liệu Chương 3 Đặc điểm cấu trúc địa chất bồn trũng phú khánh trên cơ sở minh giải tài liệu địa chấn Chương 4 Phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh Kết luận 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH Phú Khánh là bồn trũng trầm tích nước sâu ở thềm lục địa miền Trung Việt Nam Trong... các nhiệm vụ khác về liên kết địa tầng, thạch học, phân tích tướng, dự báo môi trường lắng đọng trầm tích v.v Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết kể trên, tác giả đã chọn đề tài nghiên cứu Phân vùng tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, thềm lục địa Việt Nam cho luận án này Mục tiêu nghiên cứu Đề tài nghiên cứu Phân vùng tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, thềm lục địa Việt Nam nhắm tới mục tiêu liên kết,... thượng bồn trũng Phú Khánh Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đề tài Phân vùng tướng địa chấn bồn trũng Phú Khánh, thềm lục địa Việt Nam là một công trình nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn Việc vận dụng cơ sở phương pháp luận về địa chấn địa tầng dựa trên quan điểm địa tầng phân tập trong điều kiện khu vực nghiên cứu là bồn trũng nước sâu đã góp phần làm sáng tỏ cấu trúc địa chất bồn trũng Phú Khánh, ... khu vực bồn trũng nước sâu Phú Khánh góp phần khẳng định chủ quyền biển đảo thiêng liêng của tổ quốc 1.1.2 Địa hình đáy biển Địa hình đáy biển trong khu vực bồn trũng Phú Khánh rất phức tạp Thềm lục địa, sườn lục địa và chân lục địa với các hố sụt và khối nâng địa phương Mực nước biển thay đổi trong khoảng từ 0m đến hơn 3.000m Thềm lục địa ở bồn trũng Phú Khánh có đặc trưng là thềm kiến tạo phân bậc,... BỒN TRŨNG PHÚ KHÁNH 1.3.1 Cấu trúc địa chất của bồn trũng Phú Khánh Theo các tài liệu nghiên cứu trước đây [6, 7], các yếu tố cấu trúc chính của bồn trũng Phú Khánh bao gồm: thềm Đà Nẵng, thềm Phan Rang, đới nâng Tri Tôn, đới trũng trung tâm Phú Khánh, đới cắt trượt Tuy Hoà (hình 1.1) Thềm Đà Nẵng Thềm Đà Nẵng nằm ở phía Tây, Tây Bắc của bồn trũng Phú Khánh, đây là phần kéo dài của thềm ở Tây Nam bồn. .. (hình 1.1) Về mặt địa chất, bồn trũng Phú Khánh tiếp giáp với bồn trũng Sông Hồng ở phía Bắc, tiếp giáp với bồn trũng Hoàng Sa ở phía Đông Bắc, tiếp giáp với thềm Đà Nẵng và thềm Phan Rang ở phía Tây, tiếp giáp với bồn trũng Cửu Long ở phía Nam và với bồn trũng Nam Côn Sơn ở phía Đông Nam Hình 1.1: Sơ đồ vị trí, cấu trúc bồn trũng Phú Khánh và khu vực lân cận [6] 6 Bồn trũng trầm tích Phú Khánh có một vị... phía Nam bồn trũng Phú Khánh, là nơi tiếp giáp với hai bồn trũng trầm tích Cửu Long và Nam Côn Sơn Đới này phát triển theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, có chiều rộng từ 50km đến 70km, bao gồm toàn bộ các đứt gãy thuận có hướng Tây Bắc – Đông Nam 1.3.2 Lịch sử phát triển bồn trũng Phú Khánh Bồn trũng Phú Khánh là một bồn trũng trầm tích tách giãn rìa lục địa thụ động hoặc có thể xem là một bồn trũng rìa lục. .. tập và phân vùng cấu trúc bồn trũng Phú Khánh Luận điểm 2: Lần đầu tiên xác định được đặc điểm địa tầng phân tập trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh và phân chia tập này thành bốn chu kỳ trầm tích nhỏ hơn, bao gồm các vi tập T1, T2, T3 và T4 Trên cơ sở đó đã phân tích đặc điểm, phân vùng tướng địa chấn và dự báo môi trường lắng đọng trầm tích Miocen thượng bồn trũng Phú Khánh, bao gồm 05 vùng: ... liệu địa chấn 2D và tài liệu địa vật lý giếng khoan bồn trũng Phú Khánh để liên kết, minh giải, chính xác hóa các mặt ranh giới địa tầng chính của bồn trũng theo quan điểm địa tầng phân tập Trên cơ sở kết quả minh giải địa chấn và nghiên cứu địa chất khu vực, tác giả tiến hành phân tích địa chấn địa tầng, xác định đặc điểm phân bố tướng địa chấn và dự báo môi trường lắng đọng trầm tích Miocen thượng bồn. .. xác hóa các ranh giới minh giải địa chấn bồn trũng Phú Khánh dựa trên quan điểm địa tầng phân tập Trên cơ sở kết quả 1 minh giải địa chấn sẽ xác định đặc điểm địa tầng phân tập, phân bố tướng địa chấn Miocen thượng và dự báo môi trường lắng đọng trầm tích của bồn trũng Phú Khánh trong thời kỳ này Nội dung luận án sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu sau này ở bồn trũng Phú Khánh nhằm đánh giá tiềm năng dầu