BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Trần Văn Nhuận

CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH MIOXEN
PHẦN TÂY BỂ CỬU LONG VÀ MỐI LIÊN QUAN CỦA CHÚNG
VỚI ĐẶC ĐIỂM CHỨA - CHẮN DẦU KHÍ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI - 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Trần Văn Nhuận

CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH MIOXEN
PHẦN TÂY BỂ CỬU LONG VÀ MỐI LIÊN QUAN CỦA CHÚNG
VỚI ĐẶC ĐIỂM CHỨA - CHẮN DẦU KHÍ

Ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học
Mã số : 62440205

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
1: Tiến sĩ Đỗ Văn Nhuận
2: Tiến sĩ Vũ Trụ

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN BỂ CỬU LONG VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU ..............9

1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên ......................................................................................9
1.1.1. Vị trí địa lý ..................................................................................................9
1.1.2. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................10

1.2. Lịch sử tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí .................................................11
1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975.......................................................................11
1.2.2. Giai đoạn 1975 - 2010.............................................................................13

1.3. Khái quát địa chất khu vực .................................................................................15
1.3.1. Khung cảnh kiến tạo ................................................................................15
1.3.2. Địa tầng ...................................................................................................19
CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........25

2.1. Cơ sở lý luận ......................................................................................................25
2.1.1. Các giai đoạn biến đổi đá trầm tích .........................................................25
2.1.2. Thành phần và phân loại đá trầm tích ....................................................29
2.1.2.1. Thành phần khoáng vật ........................................................................30


iii
2.1.2.2. Phân loại đá trầm tích ..........................................................................35
2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................40
2.2.1. Phương pháp địa vật lý ............................................................................40
2.2.2. Phương pháp thạch địa tầng ...................................................................42
2.2.3. Phương pháp sinh địa tầng ......................................................................42
2.2.4. Phương pháp thạch học lát mỏng ............................................................43
2.2.5. Phương pháp nhiễu xạ tia X ....................................................................44
2.2.6. Phương pháp hiển vi điện tử quét ............................................................44

4.3. Quá trình tạo đá ................................................................................................104
4.4. Hệ thống lỗ hổng ..............................................................................................106
4.5. Khả năng chứa dầu khí .....................................................................................111
4.5.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng, độ thấm .........................................111
4.5.2. Ảnh hưởng của quá trình biến đổi thứ sinh ...........................................111

4.6. Đánh giá khả năng chứa ................................................................................112
4.7. Đánh giá khả năng chắn ................................................................................113
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................118
Kết luận ...................................................................................................................118
Kiến nghị .................................................................................................................119
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ....................................120
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................122


v

CÁC THUẬT NGỮ VÀ KÍ HIỆU VIẾT TẮT

CÁC THUẬT NGỮ

VIẾT TẮT

Hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy)

SEM

Nhiễu xạ tia X (X - Ray Diffraction)

XRD


Ch

Illit

Il

Illit/smectit

I/S

Smectit

Sm

Mảnh đá

R

Plagiocla

P

Mảnh vụn đá (trầm tích, biến chất)

Ls

Mảnh vụn nguồn gốc núi lửa

Lv

So

Độ thấm

mD

Đông Bắc - Tây Nam

ĐB - TN

Tây Nam - Đông Bắc

TN - ĐB

Vật chất hữu cơ
Hệ thống tích tụ trầm tích biển tiến (depositional trangressive system

tract)
Hệ thống tích tụ trầm tích biển cao (depositional highsland system

tract)
Hệ thống tích tụ trầm tích biển thấp (depositional lowsland system

tract)
Hệ thống tích tụ rìa thềm (depositional shelf margin system

tract)
Không gian tích tụ (depositional accommodation)
Khoảng địa tầng cô đặc/mặt cắt cô đặc (condensed section)




vii

Phân tập (parasequence)

PS

Ranh giới tập (sequence boundary)

SB

Tập (sequence)

T

Vĩ tập (megasequence)

M

Mực nƣớc biển tƣơng đối
Mực nƣớc biển

MNBTĐ

MNB

Mực nƣớc biển toàn cầu

MNBTC

nhiễu xạ tia X, giếng khoan A ....................................................... 73

7. Bảng 3. 6. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật sét (%) bằng
phƣơng pháp nhiễu xạ tia X, giếng khoan A ................................. 73

8. Bảng 3. 7. Kết quả phân tích tổng thành phần đá (%) bằng phƣơng pháp
nhiễu xạ tia X, giếng khoan B ....................................................... 74

9. Bảng 3. 8. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật sét (%) bằng
phƣơng pháp nhiễu xạ tia X, giếng khoan B ................................. 75

10. Bảng 3. 9. Kết quả phân tích tổng thành phần đá (%) bằng phƣơng pháp
nhiễu xạ tia X, giếng khoan C ....................................................... 76

11. Bảng 3. 10. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật sét (%) bằng
phƣơng pháp nhiễu xạ tia X, giếng khoan C ................................. 76

12. Bảng 3. 11. Các đơn vị thạch địa tầng bể Cửu Long theo các tác giả .......... 79
13. Bảng 3. 12. Các đơn vị địa chấn địa tầng ở bể Cửu Long ............................. 81
14. Bảng 4. 1. Thành phần (%) khoáng vật sét trong xi măng đá cát kết
Mioxen........................................................................................... 98
15. Bảng 4. 2. Đặc điểm các giai đoạn thành tạo đá cát kết ............................. 105


ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Trang
1. Hình 1. 1. Sơ đồ khu vực bể Cửu Long và vùng nghiên cứu ........................... 9
2. Hình 1. 2. Bể Cửu Long rìa Tây biển Đông Việt Nam (theo tài liệu trọng

khoan C) ........................................................................................ 62
16. Hình 3. 6. Môi trƣờng lắng đọng tập D - Oligoxen ....................................... 63


x
17. Hình 3. 7. Môi trƣờng lắng đọng tập C- Oligoxen ........................................ 63
18. Hình 3. 8. Môi trƣờng lắng đọng tập B1.1- Mioxen ...................................... 64
19. Hình 3. 9. Môi trƣờng lắng đọng tập B1.2- Mioxen ...................................... 64
20. Hình 3. 10. Mặt cắt địa chấn có hƣớng TN - ĐB ........................................... 65
21. Hình 3. 11. Mặt cắt địa chấn có hƣớng TB - ĐN ........................................... 65
22. Hình 3. 12. Khoáng vật chủ yếu là kaolinit, illit, clorit, smectit và hỗn
hợp lớp illit/smectit (giếng khoan A) ............................................ 74

23. Hình 3. 13. Khoáng vật chủ yếu là kaolinit, illit, clorit, smectit và hỗn
hợp lớp illit/smectit (giếng khoan B) ............................................ 75

24. Hình 3. 14. Khoáng vật chủ yếu là kaolinit, illit, clorit, smectit và hỗn
hợp lớp illit/smectit (giếng khoan C) ............................................ 77

25. Hình 4. 1. Quan hệ giữa độ rỗng và kích thƣớc trung bình hạt vụn .............. 94
26. Hình 4. 2. Quan hệ giữa độ thấm và kích thƣớc trung bình hạt vụn .............. 95
27. Hình 4. 3. Quan hệ giữa độ rỗng và độ lựa chọn hạt vụn .............................. 96
28. Hình 4. 4. Quan hệ giữa độ thấm và độ lựa chọn hạt vụn.............................. 97
29. Hình 4. 5. Đặc tính không gian rỗng cát kết Mioxen ..................................... 97
30. Hình 4. 6. Năng lƣợng tán xạ tia X của khoáng vật clorit tại điểm bắn
(o) ảnh số 15 giếng khoan A, độ sâu 2.543,50m ......................... 100

31. Hình 4. 7. Năng lƣợng tán xạ tia X của khoáng vật kaolinit tại điểm bắn
(o) ảnh số 16 giếng khoan B, độ sâu 2.695,50m ......................... 101


7. Ảnh 7. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.756m ..................................................55
8. Ảnh 8. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.845m...................................................56
9. Ảnh 9. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.650m (2 nicol vuông góc)..................58
10. Ảnh 10. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.712m (2 nicol vuông góc)...............59
11. Ảnh 11. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.703m (2 nicol vuông góc) ................59
12. Ảnh 12. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.800m (2 nicol vuông góc) ................60
13. Ảnh 13. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.961m (2 nicol vuông góc) ................60
14. Ảnh 14. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.900m (2 nicol vuông góc) ................61
15. Ảnh 15. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.543,50m ...........................................99
16. Ảnh 16. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.695,50m..........................................100
17. Ảnh 17. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.701m...............................................101
18. Ảnh 18. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.544m...............................................102
19. Ảnh 19. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.714,25m..........................................102
20. Ảnh 20. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.820m...............................................102
21. Ảnh 21. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.808m...............................................103
22. Ảnh 22. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.910m...............................................103
23. Ảnh 23. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.205,18m .........................................115
24. Ảnh 24. Mẫu giếng khoan B, độ sâu 2.485m...............................................115
25. Ảnh 25. Mẫu giếng khoan C, độ sâu 2.736m...............................................116

26.Ảnh 26. Mẫu giếng khoan A, độ sâu 2.562m ..............................................116


1

MỞ ĐẦU
Bể Trầm tích Cửu Long nằm chủ yếu ở thềm lục địa Việt Nam và
một phần đất liền thuộc khu vực sông Cửu Long. Đây là bể trầm tích khép
kín điển hình của Việt Nam, công tác khảo sát địa chất, địa vật lý tại bể
Cửu Long đƣợc tiến hành từ những thập niên 70. Với tổng số giếng khoan

trọng và cấp bách, giúp chính xác lại đặc điểm trầm tích, cấu trúc địa chất
và đánh giá tiềm năng dầu khí của bể.
Những đặc tính về tƣớng đá, môi trƣờng thành tạo, thành phần
thạch học, tỷ lệ xi măng, tính chất của khoáng vật sét, tỷ lệ cát/sét, bề dày
các vỉa chứa và dạng phân bố của chúng... là những yếu tố ảnh hƣởng
nhiều đến đặc điểm vật lý - thạch học và khả năng thấm, chứa của đá,
ngoài những yếu tố nêu trên, độ thấm, chứa bị ảnh hƣởng chủ yếu bởi sự
biến đổi thứ sinh của đá, quyết định từ giai đoạn katagene đến giai đoạn

metagene.
Các quá trình biến đổi này làm giảm đáng kể độ rỗng nguyên sinh
giữa các hạt, mặt khác lại tạo ra một lƣợng nhất định các lỗ rỗng thứ sinh
dạng hang hốc , khe nứt do hòa tan nén ép và nứt nẻ.
Từ thực tế và những đòi hỏi , yêu cầu cấp bách của thực tiễn sản
xuất, nghiên cứu sinh đã lựa chọn đề tài: “Các thành tạo trầm tích

Mioxen phần Tây bể Cửu Long và mối liên quan của chúng với đặc điểm
chứa - chắn dầu khí” để làm luận án tiến sĩ địa chất tại trƣờng Đại học
Mỏ Địa Chất Hà Nội.

2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu làm sáng tỏ các đặc điểm trầm tích, đá chứa đá chắn, mức
độ biến đổi thứ sinh, các yếu tố ảnh hƣởng đến độ rỗng, độ thấm và xác
định nguồn cung cấp vật liệu trầm tích Mioxen phần Tây của bể Cửu

Long.


3


Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu đặc điểm trầm tích, đặc điểm đá chứa, đá chắn và mối liên
quan của chúng đến khả năng chứa dầu khí trong trầm tích Mioxen phần Tây
bể Cửu Long, góp phần làm rõ đặc điểm trầm tích, nguồn gốc và môi trƣờng
thành tạo, cũng nhƣ mức độ biến đổi thứ sinh của chúng.
Từ đó làm sáng tỏ môi trƣờng trầm tích, nguồn cung cấp vật liệu, lịch
sử hình thành, phát triển và tiến hoá của bể trầm tích Kainozoi có tiềm năng
lớn của đất nƣớc.
Ý nghĩa thực tiễn
Đặc điểm trầm tích đóng vai trò quan trọng trong công tác tìm kiếm
thăm dò và khai thác dầu khí, không chỉ giúp ta biết đƣợc đặc điểm thạch học,
thành phần khoáng vật, kiến trúc, độ lỗ hổng của đá chứa .., mà còn cho phép
đánh giá chất lƣợng đá chứa, đá chắn và mức độ biến đổi thứ sinh của chúng.
Do vậy, chúng không chỉ mang tính lý thuyết, thạch luận mà còn có ý
nghĩa thực tế vô cùng quan trọng, góp phần thiết thực phục vụ cho công tác
định hƣớng tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở khu vực nghiên cứu
cũng nhƣ cho toàn bể Cửu Long.
Kết quả nghiên cứu của luận án đã giúp:

- Cho phép khai thác triệt để các thông tin từ tài liệu địa chất, địa vật lý,
thạch học trầm tích… để xác định phân bố không gian cũng nhƣ đặc
điểm các tầng chứa trong trầm tích Mioxen,

- Nhận biết rõ hơn đặc điểm trầm tích, hệ thống trầm tích trong Mioxen ở
bể trầm tích Cửu Long và có thể ngoại suy, đối sánh chúng với các
thành tạo này ở các bể trầm tích Kainozoi khác trên thềm lục địa VN,


5


Kết quả nghiên cứu của luận án cho phép đề xuất các phƣơng pháp
nghiên cứu khác nhƣ trong quá trình khoan, khai thác khi gặp các tầng cát kết
chứa các khoáng vật sét trƣơng nở.
Đá chứa cát kết tuổi Mioxen phần Tây bể Cửu Long chủ yếu thuộc các
kiểu Arkos, Arkos lithic, một vài mẫu là Litharenit felspat, hạt mịn đến thô,
độ chọn lọc từ kém đến trung bình. Hình dạng hạt chủ yếu là nửa góc cạnh
đến nửa tròn cạnh, chúng đƣợc thành tạo chủ yếu trong môi trƣờng sông, hồ,
ven biển, biển nông.
Các đá cát kết tuổi Mioxen phần Tây bể Cửu Long đƣợc đặc trƣng bởi
quá trình xi măng hoá và nén ép. Quá trình hoà tan của các khoáng vật vững
bền cũng rất kém. Phổ biến là sự kết tủa các khoáng vật tại sinh nhiệt độ thấp
nhƣ smectit, clorit, kaolinit và có sự chuyển hoá yếu của smectit thành khoáng
vật hỗn hợp lớp illit/smectit.

9. Những luận điểm bảo vệ của luận án
Luận điểm 1: Đá chứa cát kết Mioxen phần Tây bể Cửu Long chủ yếu là

Arkos, Arkos lithic và thứ yếu là Litharenit felspat. Chúng đƣợc thành tạo
trong các môi trƣờng sông, hồ, ven biển, biển nông có đặc điểm phân bố
tƣơng đối ổn định và với nguồn cung cấp vật liệu trầm tích từ các khối lục địa
xung quanh bể.
Luận điểm 2: Các quá trình biến đổi sau trầm tích của đá chứa Mioxen phần
Tây bể Cửu Long thuộc giai đoạn hậu sinh (katagenes), đó là quá trình xi
măng hoá và nén ép. Đây là nguyên nhân ảnh hƣởng đến khả năng chứa chắn
dầu khí vì độ rỗng nguyên sinh ban đầu bị suy giảm, còn sự giảm độ thấm là
hệ quả của sự giảm độ rỗng và sự có mặt của các khoáng vật sét kết tủa trong
không gian rỗng của đá.





8

Đào tạo Sau đại học, Phòng Khoa học Công nghệ, các Bộ môn Khoáng
Thạch, Môi trƣờng Cơ sở, Địa chất Dầu khí, Viện Dầu khí Việt Nam (VPI),

phòng Địa tầng Trầm tích, phòng Địa chất Dầu khí - Trung tâm Tìm kiếm
Thăm dò và Khai thác Dầu khí (EPC), Phòng Quản lý T ài liệu Bắc - Trung

tâm Lƣu trữ Dầu khí (PAC), Phòng Thạch học Trầm tích - Trung tâm phân
tích thí nghiệm (VPI-LABS). Bên cạnh đó là sự quan tâm, động viên, giúp
đỡ của PGS.TS Nguyễn Khắc Giảng, PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng, PGS.TS.
Đỗ Đình Toát, PGS.TS. Lê Thanh Mẽ, PGS.TS. Nguyễn Tất Trâm, PGS.TS.
Nguyễn Văn Bình, PGS.TS. Nguyễn Quang Luật , PGS.TS. Nguyễn Trọng

Tín, ThS. Phạm Thị Vân Anh . Ngoài ra nghiên cứu sinh còn nhận đƣợc sự
quan tâm, động viên, góp ý, giúp đỡ gián tiếp của nhiều nhà khoa học và bạn
bè đồng nghiệp khác.
Qua đây, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý giá của các cá
nhân, cũng nhƣ các công ty, đơn vị… đã dành cho tác giả trong suốt quá trình
hoàn thành luận án này. Một lần nữa tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của
mình đến sự đóng góp quý báu đó.


9

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN BỂ CỬU LONG VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU


(từ tháng 5 đến tháng 9). Nhiệt độ trung bình trên bề mặt vào mùa mƣa là

27oC - 28oC, mùa khô là 29oC - 30oC. Tại độ sâu 20m nƣớc, vào mùa mƣa
nhiệt độ trung bình là 26oC - 27oC và mùa khô là 28oC - 29oC. Nhìn chung khí
hậu khô ráo, độ ẩm trung bình 60%.

Có hai chế độ gió mùa. Chế độ gió mùa Đông đặc trƣng bởi gió mùa
Đông Bắc từ đầu tháng 11 năm trƣớc đến cuối tháng 3 năm sau với ba hƣớng

gió chính: Đông Bắc, Đông và Đông Đông Bắc. Vào tháng 12 và tháng 1,
hƣớng gió Đông Bắc chiếm ƣu thế, còn tháng 3 thì hƣớng gió Đông chiếm ƣu
thế. Đầu mùa tốc độ gió trung bình và cực đại thƣờng nhỏ, sau đó tăng dần
lên và lớn nhất vào tháng 1 và tháng 2. Gió mùa hè đặc trƣng bởi gió mùa Tây
Nam, kéo dài từ cuối tháng 5 đến giữa tháng 9 với các hƣớng gió ƣu thế là

Tây Nam và Tây Tây Nam.
Ngoài ra, còn hai thời kỳ chuyển tiếp từ đầu tháng 4 đến cuối tháng 5
(chuyển từ chế độ gió mùa Đông Bắc sang chế độ gió mùa Tây Nam) và từ
tháng 9 đến đầu tháng 11 và 12 có nhiều khả năng xảy ra bão. Bão thƣờng di


11

chuyển về hƣớng Tây hoặc Tây Nam. Tốc độ gió mạnh nhất trong vòng bão
đạt tới 50m/s. Trong 80 năm qua chỉ xảy ra 4 cơn bão (trong đó cơn bão số 5
năm 1997 gần đây nhất).
Chế độ sóng ở khu vực này mang tính chất sóng gió rõ rệt . Mùa Đông,
hƣớng sóng Đông Bắc chiếm ƣu thế gần tuyệt đối với độ cao sóng đạt giá trị
cao nhất trong cả năm. Tháng 1 năm 1984, độ cao của sóng đạt cực đại tới 8m
ở khu vực vòm Trung Tâm mỏ Bạch Hổ. Mùa Đông hƣớng sóng ƣu thế Đông