B GIÁO D O
I H C M - A CH T PH M THANH LIÊM NGHIÊN C M, PHÂN B B Y CH A D U KHÍ

D A T NG TU I MIOCENE GI A/MU N-
PLIOCENE

KHU V C TRUNG TÂM B

Ngành: K thu a ch t
Mã s : 62520501
TÓM T T LU N ÁN TI A CH T Hà N i 2014

c hoàn thành t i:
B môn Tìm ki a ch t
i h c M - a ch t Hà N i

dạng bẫy địa tầng, phi cấu tạo…) trong phạm vi thềm lục địa Việt Nam là
nhiệm vụ được đặt ra cho Tập đoàn Dầu khí Việt Nam trong giai đoạn
phát triển tiếp theo ở trong nước, nằm trong kế hoạch 2011-2015 và chiến
lược phát triển ngành dầu khí trong giai đoạn tiếp theo.
Đề tài luận án “Nghiên cứu đặc điểm, phân bố bẫy chứa dầu khí
dạng địa tầng tuổi Miocene giữa/muộn - Pliocene khu vực trung tâm
bể Nam Côn Sơn” với mục tiêu nghiên cứu đối tượng bẫy chứa dầu khí
dạng địa tầng ở bể Nam Côn Sơn, có ý nghĩa thiết thực trong công tác
nghiên cứu điều tra cơ bản về đánh giá tiềm năng và triển vọng dầu khí
của đối tượng này, nằm trong mục tiêu đề ra của ngành dầu khí trong giai
đoạn phát triển tiếp theo: “…gia tăng trữ lượng giai đoạn 2012-2015 và về
sau được cho rằng sẽ dựa vào nguồn tài nguyên của bể Nam Côn Sơn”
(trích nội dung Báo cáo định hướng công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí
giai đoạn 2011-2015 của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, tháng 12/2009).
2. Mục đích nghiên cứu của luận án
Các bẫy chứa địa tầng thành tạo sau giai đoạn tách giãn (sau thời gian
hình thành bất chỉnh hợp khu vực vào cuối Miocen giữa) khu vực trung
tâm bể là các quạt turbidite có tuổi Miocen muộn - Pliocen nên mục đích
nghiên cứu của luận án là làm sáng tỏ đặc điểm thành tạo, khả năng hình
thành và quy luật phân bố bẫy chứa địa tầng dạng quạt turbidite tuổi
Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể, từ đó xây dựng và đề xuất
quy trình và tổ hợp phương pháp nghiên cứu đối tượng quạt turbidite tuổi
Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn nói riêng và
ở các khu vực, bể lân cận có điều kiện địa chất tương tự.

2

3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của luận án là khu vực trung tâm bể Nam Côn
Sơn (lô HĐDK 04-1, 04-3, 05-1bc, 05-2, 05-3, 06-1, 06/94…). Đối tượng


- Xây dựng và đề xuất quy trình nghiên cứu đối tượng bẫy địa tầng dạng
quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể
Nam Côn Sơn nói riêng và ở các khu vực, bể lân cận có điều kiện địa
chất tương tự;
- Xác định diện phân bố của đối tượng bẫy địa tầng dạng quạt turbidite
và sơ bộ đánh giá về triển vọng dầu khí của đối tượng bẫy địa tầng
tuổi Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn.
5. Cơ sở tài liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
a. Cơ sở tài liệu
Tài liệu được sử dụng trong luận án bao gồm tài liệu tổng hợp về địa
chất, tài liệu địa vật lý: tài liệu địa chấn 3D lô 04-1 và 05-1bc, tài liệu
ĐVLGK của các giếng thăm dò, thẩm lượng và khai thác khu vực trung
tâm bể Nam Côn Sơn.
b. Phương pháp nghiên cứu
- Phân tích tài liệu ĐVLGK các giếng khoan trong khu vực nghiên cứu
để đưa ra các chỉ tiêu về định lượng (bề dày, tỷ lệ cát/sét, độ rỗng, độ
thấm…) của đối tượng nghiên cứu;
- Phương pháp địa tầng phân tập và địa chấn địa tầng nghiên cứu đặc
điểm, phân bố bẫy chứa dầu khí dạng quạt turbidite;
- Phân tích, minh giải các thuộc tính địa chấn trên tài liệu địa chấn 3D;
- Sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo (Artificial Neural Network) để khoanh
định diện phân bố của đối tượng nghiên cứu là bẫy chứa dầu khí địa
tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen khu vực trung
tâm bể Nam Côn Sơn.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
a. Ý nghĩa khoa học:
- Luận án làm rõ hơn về đặc điểm và phân bố không gian các dạng bẫy
địa tầng ở bể Nam Côn Sơn, đặc điểm và phân bố bẫy địa tầng dạng
quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen ở khu vực trung tâm bể

dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể
Nam Côn Sơn;
- Xây dựng được các luận cứ khoa học nhằm lựa chọn tổ hợp các thuộc
tính địa chấn phù hợp kết hợp đồng thời với sử dụng mạng nơ-ron
nhân tạo để xác định và khoanh định diện phân bố bẫy chứa dầu khí
địa tầng dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn – Pliocen. Trên cơ sở
đó đề xuất phương pháp nghiên cứu turbidite phù hợp với điều kiện
địa chất ở bể Nam Côn Sơn.
5

9. Bố cục của luận án
Luận án gồm 03 chương chính chưa kể phần mở đầu và phần kết luận,
kiến nghị, các phụ lục, danh mục tài liệu tham khảo và các công trình khoa
học. Toàn bộ nội dung luận án được trình bày trong 133 trang A4, trong
đó phần nội dung gồm 114 trang, 83 hình vẽ, 11 biểu bảng, 9 danh mục
các công trình khoa học, các bài viết, các đề tài của nghiên cứu sinh đã
được công bố và 55 đầu mục tài liệu tham khảo.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BỂ NAM CÔN SƠN
1.1. Địa chất khu vực
Nghiên cứu sinh theo
quan điểm cho rằng bể NCS
và các bể Đệ Tam ở Việt
Nam nằm trong đới nén ép
do va chạm (collision-
extrusion area) giữa mảng
Úc ở phía Tây Nam bị hút
chìm từ Miến-điện đi xuống
phía Nam dọc theo cung
đảo Sumatra-Java. Đới hút
chìm này phát triển từ Miến

Hùng - Mãng Cầu);
- Đới nâng Hồng -
Natuna.
1.3. Đặc điểm địa tầng
Là một bể trầm tích có
tuổi Đệ Tam điển hình, bể
Nam Côn Sơn gồm các
phân vị địa tầng: (i) Móng
trước Kainozoi; (ii) Hệ
tầng Cau; (iii) Hệ tầng

Hình 3. Cột địa tầng bể NCS
7

Dừa; (iv) Hệ tầng Thông - Mãng Cầu; (v) Hệ tầng Nam Côn Sơn; (vi) Hệ
tầng Biển Đông (Hình 3).
1.4. Lịch sử phát triển địa chất
Lịch sử
phát triển địa
chất bể NCS
gắn liền với
quá trình tách
giãn Biển
Đông đã được
nhiều nhà
khoa học
nghiên cứu
(Hình 4). Chia
làm 3 giai
đoạn chính: (i)

Cách thống kê, phân loại trên mới chỉ theo đặc điểm về hình thái, chưa
phản ánh được bản chất hình thành các bẫy chứa địa tầng theo đặc điểm
lịch sử phát triển địa chất của khu vực.
Có thể phân chia các dạng bẫy địa tầng có mặt ở bể NCS theo đặc
điểm môi trường trầm tích và theo thời gian thành tạo như sau:
1.6.1. Dạng bẫy thành tạo trong môi trường lục địa (Oligocen)
Thời kỳ Oligocen toàn bộ bể NCS là môi trường lục địa. Hệ tầng Cau
(E
2
c) thành tạo trong thời kỳ đầu hình thành bể, giai đoạn đầu phát triển
trầm tích tướng lục địa bao gồm lũ tích xen kẽ trầm tích đầm hồ, sông
ngòi, vũng vịnh.
Đến cuối Oligocen, môi trường tích tụ trầm tích thay đổi mạnh từ tây
sang đông: từ nón alluvi chuyển sang môi trường đồng bằng, phát triển
rộng môi trường tam giác châu (delta), đầm hồ, vũng, vịnh ở phần Đông
Bắc. Ở khu vực phía Tây và Nam, trầm tích Oligocen vắng mặt do hoạt
động nâng, bào mòn.
1.6.2. Dạng bẫy thành tạo trong môi trường ven bờ (Miocen sớm-
giữa)
Các trầm tích ven bờ được tích tụ trong nhiều môi trường khác nhau:
môi trường tam giác châu (delta), đồng bằng ven biển (delta plain, tidal
flat), vùng bờ và thềm biển (shoreface), cửa sông (estuarines).
Trầm tích Miocen dưới thuộc hệ tầng Dừa (N
1
1
d) tích tụ trong môi
trường ven bờ, sông hồ, cửa sông, ven bờ nước lợ, đôi khi còn xen kẹp bởi
các trầm tích biển hở. Thời kỳ này đã xảy ra cùng lúc cả hai quá trình lún
chìm và tốc độ tích tụ trầm tích cao.
Trầm tích Miocen giữa của hệ tầng Thông-Mãng Cầu (N

của trầm tích turbidite, độ lớn của tích tụ… mà các quạt turbidite có thể
nằm gần sát, xa hoặc rất xa chân sườn thềm. Các quạt sườn (slope fan) và
quạt ngầm đáy biển (basin floor fan) ở vùng bản lề chân sườn thềm có
quan hệ rất chặt chẽ và bền vững với nguồn trầm tích, bao gồm: (i) thành
phần và nguồn trầm tích; (ii) quá trình trầm tích – hiệu quả của vận
chuyển; (iii) dạng phân lớp trầm tích và sự phân bố các tướng hạt thô và
mịn bên trong quạt turbidite – cho biết thể tích và đặc trưng tướng bên
trong quạt.

CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BẪY CHỨA
ĐỊA TẦNG DẠNG QUẠT TURBIDITE TUỔI MIOCEN MUỘN -
PLIOCEN KHU VỰC TRUNG TÂM BỂ NAM CÔN SƠN
2.1. Cơ sở lý thuyết
10

Để xây dựng hệ phương pháp nghiên cứu bẫy chứa dầu khí dạng địa
tầng ở bể NCS nói chung và bẫy địa tầng tuổi Miocen muộn - Pliocen khu
vực trung tâm bể nói riêng, cần thiết phải nắm rõ cơ sở lý thuyết về: (i) địa
tầng phân tập và địa chấn địa tầng; (ii) đặc điểm hình thành bẫy chứa dầu
khí dạng quạt turbidite trên cơ sở nghiên cứu địa tầng phân tập; (iii) cơ sở
lựa chọn thuộc tính địa chấn phân tích; (iv) phổ biên độ SpecDecomp và
ứng dụng trong nghiên cứu phân bố bẫy địa tầng dạng quạt turbidite.
2.1.1. Địa tầng phân tập và địa chấn địa tầng
- Hệ thống trầm tích biển thấp (LST)
- Hệ thống trầm tích biển tiến (TST)
- Hệ thống trầm tích biển cao (HST)

Hình 6. Mô hình thành tạo turbidite trong hệ thống trầm tích biển thấp
Liên quan đến việc hình thành các thành tạo turbidite là hệ thống trầm
tích biển thấp (Hình 6) với các dạng trầm tích là quạt đáy bể (basin floor

thành quạt
turbidite gồm:
(i) Địa hình
đáy biển; (ii)
Dòng chảy;
(iii) Nguồn
trầm tích; (iv)
Sự lên xuống
của mực nước
biển (Hình 8).

Hình 8. Mô hình thành tạo quạt turbidite
và ảnh hưởng của dòng chảy
2.1.3. Thuộc tính địa chấn và ứng dụng
Thông tin địa chấn được biểu diễn bằng tần số và biên độ, các số liệu
địa chấn được tổng hợp, phân tích bằng các thuật toán, gọi là thuộc tính
địa chấn (seismic attributes). Những thuộc tính địa chấn phức hợp có khả
năng phản ảnh những thông tin có ý nghĩa địa chất như độ dày lớp, thành
phần chất lỏng, độ liên tục của các lớp đất đá mà sóng địa chấn đi qua. Có
12

nhiều cách phân loại thuộc tính địa chấn: (i) Nhóm thuộc tính địa chấn
theo bề mặt; (ii) Nhóm thuộc tính địa chấn theo khối: Envelope, Chaos,
Local Flatness, RAI…
2.1.4. Phân tích phổ Special Decomposition
Bản chất của phương pháp là các mặt phản xạ từ các vỉa mỏng với
những biểu hiện đặc trưng riêng biệt trong miền tần số sẽ thể hiện phân dị
với chiều dày của vỉa trong miền thời gian. Một vỉa mỏng đồng nhất đơn
giản sẽ có những đặc trưng riêng về biên độ, sẽ tạo ra một miền tần số duy
nhất cho đối tượng cần nghiên cứu. Các phổ pha phản ảnh tính bất liên

tài liệu địa chấn 3D khu vực lô 04-1 và 05-1bc để: (i) minh giải các tầng
phản xạ chính; (ii) phân tích thuộc tính địa chấn; (iii) phân tích phổ
SpecDecomp; (iv) thành lập bản đồ phân bố turbidite khu vực nghiên cứu.
14 (i)

(ii)

(iii)
Hình 11. Các mặt phản xạ chính theo không gian 3 chiều: (i) nóc Miocen giữa;
(ii) nóc Miocen trên; (iii) mặt Bright Spot trong Pliocen
2.2.4.1. Phân tích thuộc tính địa chấn
Hình 12 và Hình 13 là hình ảnh kết quả phân tích thuộc tính địa chấn
và phân tích phổ SpecDecomp trên tài liệu địa chấn 3D lô 04-1.

(a)

(b)
Hình 12. Thuộc tính RMS: (a) nóc Miocen trên, (b) mặt Bright Spot
2.2.4.2. Phân tích phổ SpecDecomp

(a)

(b)
Hình 13. Thuộc tính Chaos: (a) nóc Miocen trên, (b) mặt Bright Spot
15

CHƢƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM, PHÂN BỐ BẪY ĐỊA TẦNG

tạo MMU) nằm trong hệ thống trầm tích biển thấp (LST), được khống chế
16

chủ yếu bởi các dòng chảy do trọng lực tạo nên các quá trình có cùng
nguồn gốc như sụp đổ, trượt các khối trầm tích bùn, bột… liên quan đến
các sườn dốc (shelf-slope) và dòng chảy rối (turbidite).
3.2.2.1. Địa tầng, trầm tích và môi trường
Trên tài liệu mô tả địa tầng trầm tích, các thành tạo turbidite thuộc hệ
tầng Nam Côn Sơn (N
1
3

ncs) phân bố ở khu vực trung tâm bể NCS thuộc
môi trường biển sâu, nằm ở đới chuyển tiếp thềm/sườn thềm.
Quá trình hình thành các thành tạo turbidite môi trường biển sâu cho
thấy bề dày phân bố các tập cát turbidite có đặc trưng khác nhau đối với
từng khu vực (quạt trong và quạt ngoài) (Hình 14).
Phân tích đặc tính chứa cho thấy thành phần cát có độ lựa chọn và mài
tròn từ trung bình đến tốt, chứa hóa thạch động vật biển và glauconit.
3.2.2.2. Dòng chảy
Thời kỳ Miocen muộn ở bể Nam
Côn Sơn quá trình bào mòn, vận
chuyển và tích tụ trầm tích trong môi
trường nước sâu được khống chế chủ
yếu bởi các dòng chảy do trọng lực
tạo nên các quá trình sụp đổ, trượt các
khối trầm tích bùn, bột… Vật liệu
trầm tích được đưa đến từ môi trường
lục địa chuyển tỉếp sang biển nông
(phần Tây - Tây Nam), thành phần cát

3.2.2.3. Sự lên xuống của mực nước biển
Trong cột địa tầng tổng hợp của bể
Nam Côn Sơn có bằng chứng chứng tỏ
sự lên xuống của mực nước biển tương
đối có ảnh hưởng đến quá trình hình
thành và phát triển của quạt trầm tích
đáy biển sâu (Hình 15). Mô phỏng các
tầng chứa dầu khí của bể Nam Côn
Sơn được tổng hợp (Hình 5), trong đó
đối tượng chứa dầu khí là trầm tích
dạng quạt turbidite tuổi Miocen muộn-
Pliocen được thành tạo sau cùng, vào
giai đoạn bình ổn kiến tạo của bể, là
thời kỳ sau tách giãn (post-rift), được

Hình 15. Biểu đồ lên xuống
của mực nước biển
bắt đầu tính từ phía trên mặt bất chỉnh hợp Miocen giữa MMU (nóc
Miocen giữa - nóc tập T65 về sau).
3.2.3. Đặc điểm thạch học
Qua nghiên cứu, phân tích đặc điểm thạch học của mẫu vụn, mẫu lõi
18

lấy từ các thân turbidite UMA15 của mỏ Hải Thạch, UMB20 của mỏ Mộc
Tinh, thân turbidite Pliocen mỏ Đại Nguyệt và đặc điểm thạch học của hệ
tầng Nam Côn Sơn (N
1
3
ncs), hệ tầng Biển Đông (N
2

đến >10km, diện tích khoảng 5 - 15km
2
, chiều dày của các vỉa chứa từ
<1m đến vỉa dày nhất ở trên cùng lên đến 5m.

(i)

(ii)
Hình 16. Kết quả phân tích thuộc tính sử dụng mạng ANN
thành lập bản đồ turbidite (i) nóc Miocen trên; (ii) mặt
Bright Spot trong Pliocen, khu vực lô 04-1
3.3.2. Phân bố bẫy chứa địa tầng tuổi Miocen muộn-Pliocen khu vực
trung tâm bể Nam Côn Sơn
Hình ảnh các mặt nóc Miocen trên, nóc Pliocen dưới và nóc Pliocen
(Hình 17) cho thấy: (i) có sự dịch chuyển trầm tích theo hướng Đông,
Đông Bắc vào khu vực trung tâm bể theo từng thời kỳ; (ii) dịch chuyển
đường bờ và đường chuyển tiếp sườn/thềm (shelf break) đều có hướng
chạy dần về phía biển (phía Đông, Đông Bắc khu vực trung tâm bể); (iii)
độ dốc (thoải) của địa hình thay đổi theo từng thời kỳ: dốc vào thời kỳ
Miocen muộn, thoải hơn vào các thời kỳ Pliocen dẫn đến diện tích vùng
sườn/thềm cũng thay đổi.
Đối với các thành tạo turbidite hình thành trong thời Miocen muộn (từ
T85-T90) cho thấy phân bố của vùng sườn (slope) là khá dốc, diện phân
bố hẹp, phân tích kết quả mẫu vụn, mẫu lõi cho thấy vật liệu trầm tích có
độ hạt khá sắc cạnh, tỷ lệ cát/sét lớn, bề dày thân chứa lớn… chứng tỏ vật
liệu được vận chuyển trong khoảng cách vừa phải (Mộc Tinh, Hải Thạch).
20

Trong khi đó, các thành tạo turbidite hình thành trong giai đoạn Pliocen
phân bố thoải hơn, các vật liệu trầm tích có thành phần hạt có độ mài tròn

thân turbidite tuổi Miocen muộn (Mộc Tinh, Hải Thạch) thường hẹp hơn
so với các thân turbidite hình thành trong Pliocen (Đại Nguyệt).
Thời kỳ sau Pliocen, địa hình đáy biển khá thoải, mặc dù vẫn có thể
tồn tại các quạt turbidite song không còn khả năng chứa do thành phần là
bột, sét hạt mịn, mặc dù độ mài tròn của hạt từ tốt đến rất tốt, độ chọn lọc
tốt song tỷ lệ cát/sét thấp, thành phần cát rất ít, vật liệu được vận chuyển
xa nguồn cung cấp.
Căn cứ vào các ví dụ cụ thể đã được trình bày tại chương 2, diện phân
bố của các quạt turbidite khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn có thể dao
động từ vài km
2
đến vài chục km
2
với bề dày từ vài chục cm đến < 5m
(khu vực lô 04-1), cá biệt đến 35 - 40m (Mộc Tinh).
3.4. Đánh giá triển vọng dầu khí
Sơ bộ đánh giá trữ lượng, tiềm năng dầu khí của bể Nam Côn Sơn và
của đối tượng bẫy địa tầng (các mỏ Hải Thạch, Mộc Tinh, Đại Nguyệt,
Sông Tiền), tỷ lệ phân bổ trữ lượng của đối tượng quạt turbidite với tổng
thể trữ lượng của bể cho thấy mặc dù đến thời điểm hiện tại, tỷ lệ trữ
lượng và tiềm năng của đối tượng đối tượng turbidite chưa phải là cao so
với tổng trữ lượng và tiềm năng dầu khí của bể (17,5% trữ lượng dầu khí
tại chỗ; 21% trữ lượng dầu khí thu hồi dự kiến), song trong thời gian tới,
công tác tìm kiếm thăm dò ở bể Nam Côn Sơn được đẩy mạnh, các kết
quả minh giải địa chấn mới ở những khu vực mới sẽ cho phép khoanh
định được thêm những đối tượng turbidite mới, các giếng khoan thăm dò
sẽ được triển khai, cho phép có những nhận định mới khả quan về trữ
lượng và tiềm năng đối tượng bẫy địa tầng nói chung và đối tượng quạt
turbidite tuổi Miocen muộn - Pliocen khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn
nói riêng.

cạnh đến bán tròn cạnh, độ chọn lọc từ trung bình đến tốt, diện phân bố
các thân chứa turbidite từ một vài km
2
đến nhỏ hơn 20km
2
, bề dày mỗi tập
chứa thay đổi từ một vài chục cm đến vài m (lô 04-1), có khi lên đến hơn
23m (Mộc Tinh).
Diện phân bố các quạt turbidite đã được nghiên cứu sinh khoanh định
cho lô 04-1 nói riêng và khu vực trung tâm bể NCS nói chung trên cơ sở
phân tích thuộc tính địa chấn kết hợp với tài liệu phân tích ĐVLGK. Đặc
điểm thân chứa turbidite cũng đã được thống kê định lượng về chiều dày
23

hiệu dụng (1,8 - 23,1m), tỷ lệ cát/sét (1 - 30%, cá biệt có tập chứa lên đến
89% ở Mộc Tinh), độ rỗng (15 - 34%), độ thấm (vài chục mD đến
850mD) trên cơ sở tài liệu phân tích ĐVLGK và tài liệu phân tích mẫu lõi.
Với bề dày trầm tích không lớn (từ vài mét đến nhỏ hơn 25m), diện
phân bố <20km
2
, được bảo toàn do không bị ảnh hưởng của kiến tạo cho
thấy các thân chứa turbidite tuổi Miocen muộn-Pliocen khu vực trung tâm
bể NCS thuộc các phát hiện Hải Thạch, Mộc Tinh, Đại Nguyệt, Sông Tiền
có trữ lượng thu hồi dự kiến khoảng 21% tổng trữ lượng dầu khí bể Nam
Côn Sơn, cho thấy đây là một đối tượng chứa tốt (đặc biệt đối với các quạt
turbidite nằm gần nguồn trầm tích, sát chân sườn dốc) cần quan tâm
nghiên cứu trong hệ thống dầu khí của bể Nam Côn Sơn trong thời gian
tới.
Quy trình nghiên cứu đối tượng bẫy chứa dầu khí dạng quạt turbidite
tuổi Miocen muộn-Pliocen với các bước triển khai như sau (Hình 9 và