Giáo trình Ảnh hưởng các tham số thạch-Vật lý đến khả năng chứa dầu khí của trầm tích cát bột kết tuổi Miocen giữa, cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu, bể Nam Côn Sơn - Phạm Bảo Ngọc

Nội dung text: Giáo trình Ảnh hưởng các tham số thạch-Vật lý đến khả năng chứa dầu khí của trầm tích cát bột kết tuổi Miocen giữa, cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu, bể Nam Côn Sơn - Phạm Bảo Ngọc

1. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 Ảnh hưởng các tham số thạch - vật lý đến khả năng chứa dầu khí của trầm tích cát bột kết tuổi Miocen giữa, cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu, bể Nam Côn Sơn Phạm Bảo Ngọc1,*, Trần Nghi2, Nguyễn Trọng Tín3 1Trường Đại học Dầu khí Việt Nam, 762 Cách Mạng Tháng Tám, Bà Rịa, Bà Rịa, Vũng Tàu, Việt Nam 2Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam 3Hội Địa chất Dầu khí Việt Nam, Toà nhà Viện Dầu khí Việt Nam, 167 Trung Kính, Cầu Giấu, Hà Nội Nhận ngày 16 tháng 01 năm 2017 Chỉnh sửa ngày 04 tháng 03 năm 2017; Chấp nhận đăng ngày 15 tháng 03 năm 2017 Tóm tắt: Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu về đặc điểm thạch học, các tham số định lượng về thạch - vật lý liên quan đến việc đánh giá khả năng chứa dầu khí của của các đá cát kết và bột kết tuổi Miocen giữa khu vực cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu (TU - MC), bể Nam Côn Sơn. Các đá cát kết gồm grauvac, arkos, arkos - litic và thạch anh - litic. Cát kết và bột kết grauvac và arkos có thành phần đa khoáng, độ chọn lọc và mài tròn kém, thành tạo ở môi trường lòng sông và nón quạt cửa sông. Cát bột kết arkos - litic và thạch anh - litic xi măng cơ sở - lấp đầy calcit - dolomit có độ chọn lọc từ kém đến trung bình, độ mài tròn từ trung bình đến tốt, thành tạo ở môi trường biển nông vũng vịnh. Kết quả phân tích tương quan bằng thống kê toán đã chỉ ra mối quan hệ phụ thuộc tuyến tính giữa độ rỗng hiệu dụng (Me) vào các tham số thạch - vật lý (Md, Q, So, Ro, Li, Co, I) là theo tương quan tuyến tính (y = ax+ b). Trong đó Md là kích thước trung bình các cấp hạt; Q là hệ số thạch anh; So là hệ số chọn lọc; Ro là hệ số mài tròn; Li là hệ số nền xi măng gắn kết; Co là hệ số kiến trúc; I là hệ số biến đổi thứ sinh. Trong các quan hệ cặp đôi này quan hệ giữa Me với Co và I là tuyến tính nghịch, với Q và Ro là tuyến tính thuận là hoàn toàn phù hợp với quy luật. Tuy nhiên, giữa Me với Md và Li lại có quan hệ tuyến tính thuận ngược với quy luật thông thường. Điều đó chứng tỏ thành phần matrix trong nền xi măng cơ sở chứa hàm lượng vụn sinh vật và calcit tại sinh khá cao đã bị hòa tan mạnh trong giai đoạn katagenes đã tạo ra lỗ rỗng thứ sinh. Theo tiêu chuẩn phân loại chất lượng colecto cát bột kết Miocen giữa cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu có thể chia ra 3 mức chất lượng: tốt, trung bình và kém. Chúng đạt chất lượng tốt (khi Q= 50- 65%, Li= 20-30%) đến trung bình (khi Q= 35-45 % và Li= 10-20%) và kém (khi Li< 10% và Q< 40%). Từ khóa: Grauvac, arkos, thạch anh - litic, phân tích tương quan, tham số thạch - vật lý, hệ số kiến trúc, hệ số biến đổi thứ sinh, cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu. 1. Mở đầu tâm bể Nam Côn Sơn (hình 1) [1]. Đây được coi là một trong những cấu tạo được đánh giá Cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu là một đới có tiềm năng về dầu khí và đã được nhiều nhà nâng dạng tuyến thuộc lô 04-3, khu vực trung thầu tiến hành nghiên cứu, đặc biệt là Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro. Từ năm 1979 đến nay ___ đã có 7 giếng khoan thăm dò trong khu vực Tác giả liên hệ. ĐT: 84-976438440. nghiên cứu. Nhiều nhà địa chất dầu khí nghiên Email: ngocpb@pvu.edu.vn 52
2. P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 53 cứu bể Nam Côn Sơn chủ yếu tập trung đến cấu Nghiên cứu mối quan hệ giữa tham số độ rỗng trúc địa chất, địa tầng, môi trường trầm tích, hiệu dụng (Me) và các tham số thạch - vật lý tướng đá - cổ địa lý lô 04-1 [2-6]. Nghiên cứu như kích thước trung bình của các cấp hạt đặc điểm thạch học và đánh gia tiềm năng dầu (Md), hệ số chọn lọc (So), hệ số mài tròn (Ro), khí [7-10]. Tuy nhiên tất cả các lĩnh vực nói hệ số thạch anh (Q), hệ số nền xi măng gắn kết trên vẫn chưa làm sáng tỏ được bản chất của (Li), hệ số kiến trúc (Co) và hệ số biến đổi thứ vấn đề, lý do cơ bản là chưa đủ thông tin về sinh (I) bằng phép phân tích tương quan thống trầm tích luận. Khi nghiên cứu về cấu trúc địa kê toán đã thiết lập được mối quan hệ hàm - chất các tác giả hầu như chỉ nhận dạng cấu trúc biến theo từng cặp sau đây: Me=f(Md), địa chất hiện tại mà chưa khôi phục lại bể trầm Me=f(So), Me = f(Ro), Me = f(Q), Me = f(Li), tích thứ cấp vì vậy chưa tái hiện được bức tranh Me = f(Co), Me= f(I). cấu trúc địa chất và cổ địa hình của từng thời Trần Nghi (1986, 1991) đã nghiên cứu sự kỳ. Điều đó dẫn đến nghiên cứu tướng đá - cổ ảnh hưởng của các tham số trầm tích đến độ địa lý và môi trường trầm tích lại không dựa rỗng hiệu dụng (Me) và độ thấm (K) đối với cát trên bản đồ đẳng dày nguyên thủy, bản đồ cổ kết Miocen của miền võng Hà Nội và đã phát địa hình và phân tích tướng dựa trên thạch học - hiện ra quy luật tương quan tuyến tính thuận môi trường và đặc trưng cấu tạo của mẫu lõi. của Me và K với Q, Ro và tuyến tính nghịch Kết quả đã có những nhận thức không chính với Li [11-13]. Đây là quy luật tương quan phổ xác về môi trường biển sâu trong Miocen của biến đặc trưng cho cát kết lục nguyên thuần túy bể Nam Côn Sơn. Kỳ thực trong suốt Miocen thuộc nhóm tướng aluvi và châu thổ. Tuy nhiên đến Pliocen bể Nam Côn Sơn nói riêng và tất cả đối với cát bột kết Miocen giữa cấu tạo Thiên các bể vùng nước sâu môi trường thành tạo Ưng - Mãng Cầu bể Nam Côn Sơn không hoàn trầm tích chỉ biến thiên từ lục địa sang biển toàn như vậy. Nguyên nhân là do cát bột kết nông - vũng vịnh mà thôi. Hướng nghiên cứu Miocen giữa của bể Nam Côn Sơn thuộc nhóm thạch học định lượng của đá chứa dầu khí lục đá hỗn hợp giữa lục nguyên và carbonat, thành nguyên được Trần Nghi, Trần Hữu Thân và tạo trong môi trường vũng vịnh nên hàm lượng Đoàn Thám (1986, 1991) nghiên cứu đối với và thành phần khoáng vật của nền xi măng gắn trầm tích Neogen Miền Võng Hà Nội [11-13]. kết của cát bột kết bể Nam Côn Sơn giàu matrix Tuy nhiên đối với bể Nam Côn Sơn đến nay vụn sinh vật và calcit tại sinh. Đối với cát bột vẫn chưa có nghiên cứu định lượng nào đối với kết chứa hàm lượng cao vụn sinh vật và đá chứa lục nguyên. Cơ sở dữ liệu của bài báo carbonat tại sinh bao giờ cũng có độ rỗng bao gồm 30 mẫu lát mỏng thạch học cát bột kết nguyên sinh khá cao. Độ rỗng này lại được gia thuộc các giếng khoan T-1, T-2, T-3 và T-4 tăng trong quá trình biến đổi katagenes do hòa trong phạm vi cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu. tan của nước ngầm. Hình 1. Vị trí khu vực Thiên Ưng - Mãng Cầu trong phạm vi bể Nam Côn Sơn.
3. 54 P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 2. Phương pháp nghiên cứu 7. Phương pháp xác định hệ số biến đổi thứ sinh của cát bột kết (I) (Trần Nghi, 2010, 2012) Bài báo đã sử dụng các phương pháp xác [14, 15]. I là hệ số biến đổi thứ sinh, đặc trưng định các hệ số trầm tích trên lát mỏng thạch học cho mức độ biến đổi của ranh giới tiếp xúc giữa dưới kính hiển vi quang học phân cực như sau: các hạt vụn (thạch anh, felspat và mảnh đá) của 1. Phương pháp xác định độ rỗng hiệu dụng đá cát bột kết trong giai đoạn katagenes và (Me) cát bột kết: metagenes. Công thức biểu diễn hệ số biến đổi - Mẫu lõi được bơm dung dịch mang màu thứ sinh: I= . Trong đó, Bi là số lượng dễ thấm tiếp xúc thứ sinh hàng quan trắc thứ i, Ai là số - Mài thành lát mỏng thạch học lượng tiếp xúc nguyên sinh hàng quan trắc thứ - Xác định độ rỗng theo tỷ lệ % diện tích I, n là tổng số lần quan trắc. mang màu trên toàn bộ diện tích của thị trường. 8. Phương pháp phân tích tương quan bằng 2. Phương pháp phân tích độ hạt và xử lý số thống kê toán. Điều kiện để áp dụng bài toán liệu bằng lát mỏng thạch học dưới kính hiển vi phân tích tích tương quan gồm: phân cực (Md, So, Sk). Công thức hiệu chỉnh hàm lượng % đo được ra hàm lượng % thật - Các hệ số trầm tích được coi là các đại (Trần Nghi, 2002) [14, 15]. lượng ngẫu nhiên; - Các mẫu cát bột kết phải cùng tuổi 3. Phương pháp xác định hệ số mài tròn hạt Miocen giữa và nằm trong cấu tạo TƯ - MC vụn (Ro): Hệ số mài tròn hạt vụn trong đá cát của bể Nam Côn Sơn; bột kết là biểu thị mức độ góc cạnh và tròn cạnh - Hệ số độ rỗng hiệu dụng (Me) được chọn của hạt vụn dưới tác động của chế độ thủy động là hàm số còn các hệ số trầm tích (Md, So, Ro, lực của môi trường. Công thức biểu diễn hệ số Q, Li, Co và I) được chọn là biến số. Khi các mài tròn hạt vụn của cát bột kết (Trần Nghi, biến số thay đổi sẽ làm cho hàm số bị biến đổi 2010 và 2012) [14, 15]. Rotb= )i; theo. Ro=0,1(1-n); Trong đó, Rotb - hệ số mài tròn - Số lượng mẫu phải đủ lớn (30 mẫu) trung bình của mẫu; n - số góc lồi của hạt, i là số lần quan trắc thứ i. 3. Kết quả nghiên cứu 4. Phương pháp xác định hệ số thạch anh 3.1. Đặc điểm thạch học các đá cát bột kết (Q): Hệ số thạch anh (Q) chính là hàm lượng % Miocen giữa cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu của thạch anh trong lát mỏng. Hàm lượng này được xác định bằng trắc vi thị kính. Phân loại 5. Phương pháp xác định hệ số nền xi măng Trong phạm vi khu vực nghiên cứucác đá gắn kết (Li): Hệ số nền xi măng (Li) chính là cát bột kết được phân loại theo Pettijohn, 1973. hàm lượng xi măng % của nền xi măng (bao Dựa vào hàm lượng (%) của nền xi măng (Li) gồm matrix và xi măng hóa học). Hàm lượng gắn kết và hàm lượng các khoáng vật tạo đá này cũng được xác định bằng trắc vi thị kính. (thạch anh- Q, felspat- F và mảnh đá- R), cát bột kết được chia thành 2 nhóm: (1) Nhóm 6. Phương pháp xác định hệ số kiến trúc arkos có hàm lượng nền xi măng ≤ 15%; (2) (Co) (Trần Nghi, 2010, 2012) [14, 15]. Co là hệ Nhóm grauvac có hàm lượng nền xi măng > số kiến trúc của đá cát bột kết, đặc trưng cho 15%. Mỗi nhóm được biểu diễn bằng một biểu mức độ chặt sít của các hạt vụn trong mẫu. đồ tam giác gồm 5 trường; mỗi trường có một Công thức biểu diễn hệ số kiến trúc: Co = tên đá. Kết quả biểu diễn trên 2 biểu đồ tam . Trong đó: ni là số tiếp xúc cắt giác phân loại của Pettijohn khu vực Thiên Ưng thước trắc vi thị kính; ki là số hạt cắt thước hàng - Mãng Cầu có các kiểu cát bột kết như sau: thứ i; N là số hàng quan trắc. grauvac-litic, grauvac, arkos và arkos-litic (hình 2).
4. P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 55 Q 1 T-2 90 90 + T-3 2 3 T-4 75 75 ++ 4 5 F R a. (Li 15%) Hình 2. Tần suất phân bố các kiểu đá cát bột kết theo phân loại Pettijohn (1973) của các giếng khoan T-1, T-2, T-3 và T-4 khu vực TƯ-MC, bể Nam Côn Sơn (a - nhóm arkos, b- nhóm grauvac). 3.2. Mô tả đặc điểm thạch học Hình 4. Cát kết grauvac hạt trung, chọn lọc kém (So= 2,5), mài tròn trung bình (Ro= 0,4), xi măng cơ a) Nhóm cát kết sở - lấp đầy (matrix nhiều hơn xi măng hóa học), Tại giếng khoan T-1, cát kết phát hiện ở độ Me= 15%; độ sâu 2711,6m; GK T-1, N-, FOV= 2 sâu 2650,60-2652,34m; hạt không đều, có màu 1,4mm, tuổi N1 . xám nâu; xen kẽ với bột kết hạt lớn, xi măng dolomit - vôi hoặc sét, ít lớp mỏng sét - bột màu xám, càng xuống sâu càng nhiều hơn. Kích thước hạt không đều, bao gồm cả cát kết hạt nhỏ (gặp ở độ sâu 2706,4m - hình3), hạt trung (gặp ở độ sâu 2711,6m - hình 4 và 2651,5m - hình 5) và hạt lớn (ở độ sâu 2703,6m - hình 6). Chúng được ngăn cách với đá carbonat ở trên bằng ranh giới bào mòn rõ rệt. Các lớp dày 20- 150mm, cấu tạo trong lớp khác nhau, nhỏ hơn, chuyển tiếp qua các ranh giới không rõ ràng. Độ chọn lọc trung bình, độ mài tròn dao động từ trung bình đến tốt. Độ rỗng đo được qua lát Hình 5. Cát kết grauvac hạt trung, chọn lọc và mài mỏng của các mẫu cát kết này khá cao, dao tròn trung bình (So= 1,9 ; Ro= 0,5), Me= 18%, độ - 2 động từ 15-19%. sâu 2651,5m, GK T-1;N , FOV= 1,4mm; tuổi N1 .
5. 56 P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 Hình 6. Cát kết grauvac hạt lớn, độ chọn lọc trung Hình 8. Cát kết arkos hạt nhỏ - trung bình, độ chọn bình (So= 1,9), độ mài tròn từ trung bình đến tốt lọc và mài tròn tốt (So= 1,5; Ro= 0,6), xi măng lấp (Ro= 0,5), xi măng cơ sở - lấp đầy (matrix nhiều hơn đầy; Me= 18%; độ sâu 3148,15m, GK T-2, N-, - 2 xi măng hóa học), độ sâu 2703,6m; GK T-1, N , FOV= 1,4mm, tuổi N1 . 2 FOV= 1,4 mm, tuổi N1 . Xuống đến độ sâu 3148,15m của giếng Đến độ sâu 3031,2m thuộc GK T-2 xuất khoan T-2 cũng vẫn tồn tại đá cát kết arkos hạt hiện cát kết arkos có màu xám sáng và xám nhỏ - trung bình, độ chọn lọc và mài tròn tương vàng; độ chọn lọc và mài tròn trung bình (So= đối tốt (So= 1,5; Ro= 0,6), kiến trúc xi măng 2,1, Ro= 0,5), kích thước hạt trung bình (hình kiểu lấp đầy; độ rỗng đo được dưới kính hiển vi 7). Kiểu xi măng của cát kết trong khoảng độ quang học phân cực đạt khoảng 18% (hình 8). sâu này là xi măng lấp đầy, môi trường lắng Ngoài ra, tại giếng khoan T-3 có gặp cát kết đọng trầm tích được xác định là môi trường bãi arkos hạt nhỏ khá đồng nhất (điển hình ở độ sâu triều ven biển. Độ rỗng xác định được khoảng 2769,4m), độ chọn lọc thuộc loại trung bình - 13%. Lẫn trong cát kết là các lớp bột kết và sét tốt (Ro= 0,6), độ chọn lọc tốt (So= 1,5), xi kết bột chứa vật chất hữu cơ. Trong cát có chứa măng kiểu lấp đầy (hình 9). Độ rỗng đo được ở các mảnh sinh vật và các lớp có dạng thấu kính. đây đạt 12%. Theo thành phần khoáng vật, cát Kích thước của các mảnh sinh vật tới 20mm, kết arkos ở đây có chứa thạch anh sáng màu, chúng bao gồm Foraminifera bám đáy bảo tồn plagiocla axit và felspat kali bị sét hóa. Ngoài ra kém, Da gai, Ốc gai, các mảnh vỏ lớn của còn có một ít khoáng vật như muscovit và pyrit. Brachiopoda. Hình 7. Cát kết arkos hạt trung, có độ chọn lọc và Hình 9. Cát kết arkos hạt nhỏ, độ mài tròn từ trung mài tròn trung bình (So= 2,1, Ro= 0,5), xi măng lấp bình đến tốt (Ro= 0,6), chọn lọc tốt (So=1,5), xi măng lấp đầy; Me= 12%; độ sâu 2769,4m, GK T-3, đầy, môi trường bãi triều ven biển; Me= 13%; độ - 2 - 2 N , FOV= 1,4mm, tuổi N1 . sâu 3031,2m, GK T-2, N , FOV= 1,4mm, tuổi N1 .
6. P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 57 Hình 10. Cát kết grauvac hạt trung, chọn lọc kém (So= 2,8), mài tròn kém (Ro< 0,4), matrix nhiều hơn Hình 12. Cát kết grauvac - litic hạt lớn, độ chọn lọc xi măng hóa học; Me= 15% độ sâu 3153,4m; và mài tròn trung bình (So= 2,2; Ro=0,6); - 2 Me= 10%; độ sâu: 2636,7m, GK T-4;N-, GK T-3, N , FOV= 1,4mm, tuổi N1 . FOV= 1,4mm; tuổi N 2. Ở giếng khoan T-3 này cũng tồn tại cát kết 1 grauvac hạt trung (độ sâu 3153,4m), độ chọn lọc và mài tròn ở mức kém - trung bình (So= b) Nhóm bột kết 2,8; R= 0,4), xi măng matrix nhiều hơn xi măng Tại giếng khoan T-1 gặp bột kết hạt trung hoá học; độ rỗng đo được khoảng 15% (hình 10). bình - lớn chứa cát và bitum với hàm lượng Cát kết cũng gặp phổ biến ở giếng khoan T- biến thiên lớn (dao động từ 5-10%), có độ chọn 4 và kiểu cát kết cũng đa dạng, gặp cả cát kết lọc kém đến trung bình, độ mài tròn trung bình grauwack và grauvac - litic. Ví dụ ở độ sâu đến tốt, xi măng carbonat (hình 13); một số 2636,95m phân bố cát kết grauvac - litic hạt mẫu khác có quan sát thấy cả xi măng sét - lớn, độ chọn lọc ở mức trung bình, độ mài tròn carbonat và sét. Độ rỗng đo được ở độ sâu dao động từ trung bình - tốt (So= 1,9 ;Ro= 0,6); 2709,6m khoảng 10%. Kết quả quan sát mẫu lõi độ rỗng đo được khá cao, đạt khoảng 20% (hình cho thấy bột kết ở đây có cấu tạo phân lớp 11). Cát kết grauvac - litic trong giếng khoan mỏng, bề dày thay đổi từ 20-150mm. này cũng có kiến trúc hạt lớn, độ chọn lọc và mài tròn trung bình (So= 2,2; Ro= 0,6); tuy nhiên độ rỗng xác định được thấp hơn nhiều, chỉ đạt khoảng 10% (hình 12). Hình 11. Cát kết grauvac - litic hạt lớn, chọn lọc và Hình 13. Bột kết hạt lớn, độ mài tròn trung bình đến mài tròn trung bình - tốt (So= 1,9;Ro= 0,6), tốt (Ro= 0,6), độ chọn lọc trung bình (So= 2,0), xi Me= 20% ; độ sâu 2636,95m, N-, FOV= 1,4mm; măng carbonat; Me= 10%; độ sâu 2709,6m GK T-1, 2 + 2 GK T-4; tuổi N1 . N , FOV= 1,4mm, tuổi N1 .
7. 58 P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 Tại giếng khoan T-2, trong khoảng độ sâu từ 2757,1- 2816,9m gặp bột kết pha sét và dolomit với hàm lượng khác nhau. Mẫu lõi có cấu tạo turbidit xen kẽ cát kết hạt nhỏ, bột kết và sét kết dạng khúc dồi. Bột kết chủ yếu là hạt nhỏ, xi măng cơ sở - lấp đầy. Thành phần xi măng chủ yếu là vôi, dolomit, và matrix sét, bitum và vật liệu vụn cơ học rất mịn. Đá có độ chọn lọc từ trung bình đến tốt (các hình 14, 15). Thành phần hạt vụn gồm thạch anh, felspat, mica và mảnh đá (hình 15). Độ rỗng xác định được trong các đá bột kết ở độ sâu 2757,1m khoảng 10% còn ở độ sâu 2816,9m đạt 12%. (a) Nhìn chung, bột kết cũng phân bố thành các lớp xen kẹp với cát kết, sét kết ở hầu hết các giếng khoan T-3 và T-4; ở nhiều khoảng độ sâu có quan sát thấy sự có mặt của các dải bitum. (b) Hình 14. Bột kết grauvac hạt lớn, độ mài tròn trung Hình15. Bột kết hạt lớn, chọn lọc và mài tròn trung bình đến tốt (Ro= 0,6), độ chọn lọc trung bình, xi bình (So= 2,2;Ro= 0,5), xi măng sét chứa bitum; + măng cơ sở (matrix nhiều hơn xi măng hóa học); Me= 12%; Độ sâu 2816,9m, GK T-2, N , môi + 2 Me= 10%; độ sâu 2757,1m GK T-2, N , trường vũng vịnh, tuổi N1 ; (a) FOV= 1,4mm, (b) 2 FOV=1,4mm, tuổi N1 . FOV= 0,53mm. Bảng 1. Các tham số thạch - vật lý của các đá trầm tích cát bột kết Miocen giữa cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu, bể Nam Côn Sơn Md TT GK No mẫu Me (%) So Ro Q (%) Li (%) Co I (mm) 1 T-4 33B 15 0,18 2.4 0,65 42 21 0.35 0.5 2 T-2 14B 14 0,1 2.3 0,6 40 18 0.4 0.56 3 T-3 19B 9 0,15 2.1 0,45 35 13 0.6 0.68 4 T-3 25B 20 0,08 2.6 0,7 45 25 0.25 0.6 5 T-2 15B 9 0,18 1.8 0,48 34 15 0.55 0.7 6 T-2 16B 10 0,15 1.5 0,5 36 14 0.45 0.62
8. P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 59 Md TT GK No mẫu Me (%) So Ro Q (%) Li (%) Co I (mm) 7 T-2 17B 12 0,12 1.6 0,65 37 16 0.5 0.7 8 T-1 5B 10 0,15 1.5 0,55 37 16 0.4 0.7 9 T-1 10B 12 0,1 2.2 0,6 41 18 0.35 0.65 10 T-1 7B 19 0,08 2,5 0,65 43 28 0,25 0,55 11 T-3 22B 13 0,12 1,8 0,65 38 17 0,35 0,6 12 T-1 6B 9 0,15 2,3 0,5 35 16 0,45 0,7 13 T-3 24B 7 0,18 1,7 0,4 34 12 0,65 0,75 14 T-3 21B 10 0,12 2,2 0,5 37 16 0,6 0,65 15 T-4 34B 11 0,1 2,1 0,55 38 17 0,55 0,6 16 T-4 33A 9 0,15 2,2 0,5 37 15 0,65 0,7 17 T-4 34A 8 0,17 1,7 0,35 33 12 0,7 0,75 18 T-2 14A 10 0,13 1,9 0,45 36 16 0,55 0,65 19 T-2 15A 11 0,16 1,8 0,5 40 15 0,5 0,65 20 T-2 17A 12 0,11 1,9 0,55 41 16 0,6 0,55 21 T-1 5A 13 0,06 2,2 0,65 45 17 0,55 0,5 22 T-3 22A 12 0,1 2,1 0,6 43 16 0,65 0,65 23 T-3 21A 11 0,15 1,8 0,55 39 14 0,45 0,7 24 T-1 6A 10 0,16 1,6 0,58 37 18 0,35 0,75 25 T-3 25A 14 0,09 2,3 0,65 39 22 0,3 0,55 26 T-1 7A 15 0,08 2,6 0,68 41 30 0,25 0,5 27 T-3 24A 7 0,2 1,9 0,35 32 10 0,6 0,78 28 T-2 16A 9 0,21 1,5 0,6 31 13 0,6 0,7 29 T-1 10A 12 0,15 1,6 0,4 34 16 0,45 0,65 30 T-3 19A 13 0,1 1,9 0,4 35 18 0,5 0,6 4. Kết quả thí nghiệm Trên mỗi lát mỏng thạch học tiến hành xác định các tham số Me, Md, So, Ro, Q, Li, Co và I theo các phương pháp đã nói ở trên. Để bài toán phân tích tương quan có độ tin cậy cao số lượng lát mỏng được chọn là 30 mẫu bao gồm cát kết, bột kết hạt lớn có tuổi Miocen giữa và nằm trong cấu tạo TƯ - MC. Các tham số sau khi xác định và xử lý được thống kê thành một bảng theo thứ tự từ 1 đến 30 (bảng 1). 4.1. Kết quả phân tích tương quan giữa độ rỗng Hình 16. Me và Md có quan hệ tuyến tính nghịch hiệu dụng (Me) và các tham số trầm tích chặt (R= 0,71): Phương trình tương quan: Me = - 55,30Md + 18,87. a) Tương quan giữa Me và Md
9. 60 P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 b) Tương quan giữa Me và So e) Tương quan giữa Me và Li Hình 17. Me và So có quan hệ tuyến tính thuận Hình 20. Me và Li có quan hệ tuyến tính thuận chặt tương đối chặt (R= 0,63): Phương trình tương quan: (R= 0,86). Phương trình tương quan: Me = 5,826So - 0,041. Me= 0,59Li + 1,387. c) Tương quan giữa Me và Ro f) Tương quan giữa Me và Co Hình 18. Me và Ro có quan hệ tuyến tính thuận chặt Hình 21. Me và Co có quan hệ tuyến tính nghịch (R= 0,72): Phương trình tương quan: chặt (R= 0,75): Phương trình tương quan: Me = 21,91Ro - 0,327. Me = - 17,35Co + 19,86. d) Tương quan giữa Me và Q g) Tương quan giữa Me và I Hình 19. Me và Q có quan hệ tuyến tính thuận chặt Hình 22. Me và I có mối quan hệ tuyến tính nghịch (R= 0,78) Phương trình tương quan: chặt (R= 0,75): Phương trình tương quan: Me= 0,639Q - 12,665. Me = 29,13I + 30,21.
10. P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 61 Bảng 2. Tổng hợp các phương trình tương quan và hệ số tương quan TT Cặp tương quan Phương trình tương quan Hệ số tương quan (R) Mức độ tương quan 1 Me-Md Me = - 55,30Md + 18,87 0,71 Chặt 2 Me-So Me = 5,826So - 0,041 0,63 Tương đối chặt 3 Me-Ro Me = 21,91Ro - 0,327 0,72 Chặt 4 Me-Q Me= 0,639Q - 12,665 0,78 Chặt 5 Me-Li Me= 0,59Li + 1,387 0,86 Rất chặt 6 Me-Co Me = - 17,35Co + 19,86 0,75 Chặt 7 Me-I Me = 29,13I + 30,21 0,75 Chặt 4.2. Luận giải quy luật ảnh hưởng của các tham xuất hiện nhiều ranh giới tiếp xúc dạng đường số trầm tích đến độ rỗng hiệu dụng (Me) cong giữa các hạt vụn tha sinh thạch anh, Các đồ thị và phương trình tương quan giữa felspat và mảnh đá với nhau nghĩa là không độ rỗng hiệu dụng và các tham số trầm tích đều gian rỗng giữa hạt giảm đi một cách đáng kể. có dạng tuyến tính (y = ax + b) và hệ số tương 4.3. Đánh giá khả năng chứa dầu khí của cát quan /R/ biến thiên từ 0,65 đến 0,85 là điều kiện bột kết khu vực TƯ - MC tin cậy để luận giải mối quan hệ phụ thuộc của Me vào các tham số trầm tích. Trên cơ sở đặc điểm thạch học, môi trường a) Me có quan hệ tuyến tính thuận với Ro, trầm tích và kết quả phân tích tương quan giữa Q và Li với hệ số tương quan 0,72; 0,78 và 0,86 các tham số độ rỗng hiệu dụng và các tham số thể hiện mối quan hệ tương đối chặt. Điều đó trầm tích có thể phân loại chất lượng đá chứa hoàn toàn phù hợp với quy luật tự nhiên và dầu khí của cát bột kết khu vực TƯ - MC bể được lý giải như sau: hàm lượng thạch anh cao NCS thành 3 nhóm: và độ mài tròn tốt là chứng minh cho cát bột kết 1) Nhóm có chất lượng tốt: chủ yếu là bột này đã có một giai đoạn lắng đọng ở bãi triều kết hạt lớn thành tạo ở môi trường biển nông- chịu sự dãi dầu của sóng vỗ ven bờ vì vậy vũng vịnh; hệ số Me thay đổi từ 20-15%; nghèo matrix sét tha sinh. Hàm lượng nền Md=0,07-0,1mm, So=2,6-2,4; Ro=0,7-0,6; matrix chứa calcit và dolomit tại sinh cao là Q=45-40; Li=29,5-25; Co=0,25-0,35 và minh chứng cho một pha biển tiến mạnh mẽ. I=0,5-0,6 Cát bột kết rơi vào môi trường biển nông vũng 2) Nhóm có chất lượng trung bình: Chủ yếu vịnh và trở thành một loại đá hỗn hợp cát bột là cát kết hạt nhỏ, tướng cát nón quạt cửa sông; chứa vôi và dolomit giàu vỏ sinh vật. Đến giai Me=15-10%; Md=0,1-0,15mm; So=2,4-2,2; đoạn biến đổi hậu sinh nền matrix lại bị hòa tan Ro=0,6-0,5; Q=40-35; Li=25-18; Co=0,35-0,5 làm gia tăng độ rỗng hiệu dụng. và I=0,6-0,65. b) Me có quan hệ tuyến tính nghịch với Co 3) Nhóm có chất lượng kém: Chủ yếu là cát và I tương đối chặt (R= - 0,75), điều đó được lý kết hạt nhỏ nghèo xi măng, tướng cát lòng sông, giải như sau: Những mẫu cát bột kết nghèo nền nón quạt cửa sông; Me=10-5%; Md=0,15- xi măng gắn kết, tỷ lệ hạt vụn tha sinh cao thì 0,22mm; So=2,2-1,5; Ro=0,5-0,35; Q=35-31; khi đá bị biến đổi hậu sinh (katagenes) thì sẽ Li=18-10; Co=0,5-0,7 và I=0,65-0,75 (bảng 3).
11. 62 P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 Bảng 3. Phân loại chất lượng đá chứa dựa trên phân tích các tham số thạch vật lý của đá cát bột kết Miocen giữa, cấu tạo Thiên Ưng - Mãng Cầu, bể Nam Côn Sơn Đặc điểm Tướng trầm Chất TT Me (%) Md (mm) So Ro Q (%) Li (%) Co I thạch học tích lượng Tướng biển Bột kết 1 20-15 0,07-0,10 2,6-2,4 0,7-0,6 45-40 29,5-25 0,25-0,35 0,5-0,6 nông vũng Tốt hạt lớn vịnh Tướng cát Cát kết Trung 2 15-10 0,10-0,15 2,4-2,2 0,6-0,5 40-35 25-18 0,35-0,5 0,6-0,65 nón quạt hạt nhỏ bình cửa sông Tướng cát Cát kết hạt lòng sông, 3 10-5 0,15-0,22 2,2-1,5 0,5-0,35 35-31 18-10 0,5-0,7 0,65-0,75 nhỏ nghèo xi Kém nón quạt măng cửa sông 5. Kết luận số mài tròn (Ro); hệ số thạch anh (Q); hệ số xi măng (Li); hệ số kiến trúc (Co) và hệ số biến 1. Về đặc điểm thạch học các đá cát bột kết đổi thứ sinh (I). 2 Miocen giữa (N1 ) khu vực TƯ - MC bể Nam 3. Áp dụng bài toán phân tích tương quan Côn Sơn được phân tích từ 4 GK gồm 3 nhóm mục tiêu để tìm quy luật ảnh hưởng của các tương ứng với 3 miền hệ thống trầm tích: tham số trầm tích đến độ rỗng hiệu dụng của cát - Nhóm cát bột kết đa khoáng môi trường bột kết chứa dầu khí tuổi Miocen giữa. Điều lục địa và ven biển, chọn lọc và mài tròn kém kiện để áp dụng phân tích tương quan bằng (So=2,6; Ro=0,3) xi măng lấp đầy, đặc trưng thống kê toán là các tham số thạch - vật lý được cho miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST); coi là các đại lượng ngẫu nhiên, trong đó hệ số - Nhóm cát bột kết ít khoángchứa vụn vỏ độ rỗng hiệu dụng đóng vai trò là hàm số, còn sinh vật và xi măng cơ sở calcit- dolomit tại lại các tham số trầm tích đóng vai trò là biến số. sinh (cát kết thạch anh- litic), độ chọn lọc kém 4. Độ rỗng hiệu dụng có quan hệ tuyến tính (So=2,5), mài tròn trung bình đến tốt (Ro=0,5- thuận với Q, Li, Ro và tuyến tính nghịch với 0,7) môi trường biển nông, đặc trưng cho miền Md, So, Co và I với hệ số tương quan khá hệ thống trầm tích biển tiến (TST); cao,│R│dao động trong khoảng 0,65- 0,86 - Nhóm cát bột kết ít khoáng (thạch anh- biểu thị mối quan hệ trên khá chặt chẽ. litic), vắng mặt xi măng carbonat, môi trường 5. Từ mối quan hệ khá chặt chẽ nói trên có châu thổ ngầm, có độ mài tròn tốt (Ro=0,6), thể phân loại chất lượng đá colecto cát bột kết chọn lọc trung bình (So=2,0), đặc trung cho Miocen giữa khu vực TƯ- MC thành 3 nhóm miền hệ thống trầm tích biển cao (HST). chất lượng sau đây: 2. Khả năng chứa dầu khí của cát bột kết - Nhóm có chất lượng tốt: Me =20-15%; Miocen giữa được nghiên cứu theo phương Md=0,07-0,1mm, So=2,6-2,4; Ro=0,7-0,6; pháp định lượng và phân tích tương quan bằng Q=45-40; Li=29,5-25; Co=0,25-0,35 và I=0,5- thống kê toán: 0,6 Các tham số định lượng thạch - vật lý được - Nhóm có chất lượng trung bình: Me=15- xác định đồng bộ trên một lô mẫu lát mỏng 10%; Md=0,1-0,15mm; So=2,4-2,2; Ro=0,6- thạch học có cùng điều kiện thành tạo và tuổi 0,5; Q=40-35; Li= 25-18; Co=0,35-0,5 và Miocen giữa. Các tham số thạch - vật lý được I=0,6-0,65. xác định bằng một hệ phương pháp đặc thù, - Nhóm có chất lượng kém: Me=10-5%; gồm độ rỗng hiệu dụng (Me); kích thước trung Md=0,15-0,22mm; So=2,2-1,5; Ro=0,5-0,35; bình các cấp hạt (Md); hệ số chọn lọc (So); hệ Q=35-31; Li=18-10; Co=0,5-0,7 và I=0,65-0,75.
12. P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 63 Lời cảm ơn [6] VPI-Labs, 2012. Nghiên cứu cổ địa lý tướng đá Lô 04-1. Viện Dầu khí Việt Nam. Tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn [7] Nguyễn Thị Dậu và nnk, 2015. Quá trình sinh Trường Đại học Dầu khí Việt Nam, Trường dầu khí của đá mẹ khu vực phụ đới trũng Đông Bắc và phụ đới trũng Trung tâm bể Nam Côn Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội và Viện Sơn. Tạp chí Dầu khí số 2/2015, tr. 14-22. Dầu khí Việt Nam đã hỗ trợ, tạo điều kiện và [8] Phạm Hồng Quế, 1998. “Thành phần thạch học, hợp tác về chuyên môn cũng như phòng thí tướng đá cổ môi trường lắng đọng trầm tích Đệ nghiệm thạch học trong suốt quá trình thực Tam bồn trũng Nam Côn Sơn”. Tạp chí dầu khí hiện nội dung bài báo này. số 2/1998 (tr. 2-15). [9] Nguyễn Trọng Tín và nnk, 1995. Chính xác hoá cấu trúc địa chất và trữ lượng dầu khí phần phía Tài liệu tham khảo Đông bể Cửu Long và Nam Côn Sơn. Viện Dầu khí Việt Nam. [10] Nguyễn Trọng Tín và nnk, 2005. Đánh giá tiềm [1] Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, 2008. Địa chất và năng và trữ lượng dầu khí bể trầm tích Nam Côn tài nguyên dầu khí, Chương 10: Bể trầm tích Sơn trên cơ sở tài liệu đến 12/2003. Viện Dầu Nam Côn Sơn và tài nguyên dầu khí. NXB Khoa khí Việt Nam. học và Kỹ thuật. [11] Trần Nghi, Trần Hữu Thân, 1986. Những quy [2] Đặng Văn Bát, Ngô Thị Kim Chi, Cù Minh luật ảnh hưởng của thành phần trầm tích đến tính Hoàng, Nguyễn Thị Anh Thơ, Trần Mỹ Bình, chất colecto của đá trong phụ tầng Phù Cừ giữa. 2008. Môi trường thành tạo trầm tích Oligocene TC các KH về TĐ, 8/2; 56-59. Hà Nội muộn bồn trũng Nam Côn Sơn. Tuyển tập báo [12] Tran Nghi, Tran Huu Than, Doan Tham, 1986. cáo hội nghị Khoa học- Công nghệ Viện Dầu khí The lithology reservoir property og Neogene Việt Nam 30 năm phát triển và hội nhập. terrigenous deposits of the Hanoi depression by [3] Lê Văn Hiền và nnk, 2012. Đặc điểm cấu trúc địa quantitative method. Proceedings of 1st chất và tiềm năng dầu khí của đối tượng synrift conference on Geology of Indochina; 1; 255-264. bể Nam Côn Sơn. Tạp chí Dầu khí số 3/2012, tr. TP.HCM. 17-27. [13] Tran Nghi, 1991. Evaluation of quality of the [4] Cù Minh Hoàng, Nguyễn Thị Anh Thơ, Trần Mỹ reservoir rock of the deep horizon of Hanoi Bình, Đặng Văn Bát, Vũ Anh Thư, 2008. ”Đặc depression on the basis of lithophysics. điểm địa tầng, thạch học và môi trường lắng Proceedings of 2nd conference on Geology of đọng trầm tích lục nguyên Miocene bồn trũng Indochina;1; 219-230, Hanoi. Geological survey Nam Côn Sơn”. Tạp chí Dầu khí số 5 - 2008. of Vietnam. [5] Trần Nghi, Đinh Xuân Thành và nnk, 2013. [14] Trần Nghi, 2010. Trầm tích luận trong địa chất Trầm tích luận hiện đại trong phân thích các bể biển và dầu khí. Nhà xuất bản ĐHQGHN. Kainozoi vùng biển nước sâu Việt Nam. Tạp chí [15] Trần Nghi, 2012. Trầm tích học (tái bản). Nhà địa chất, số 336-337/7-10/2013. xuất bản ĐHQGHN. The Impacts of Petrophysical Parameters of Middle Miocene Sandstone and Siltstone on Resevoir Quality in the Thien Ung - Mang Cau Structure, Nam Con Son Basin Pham Bao Ngoc1, Tran Nghi2, Nguyen Trong Tin3 1PetroVietnam University, 762 Cach Mang Thang Tam, Long Toan, Ba Ria, Ba Ria, Vung Tau, Vietnam 2VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam 3Vietnam Petroleum Geology Union, 12th Floor, VPI Tower, 167 Trung Kinh, Cau Giay, Hanoi, Vietnam Abstract: The paper introduces the results analysis of the petro-physical characteristics and petro- physical parametersof the middle Miocene sandstone and siltstone effecting the reservoir quality in the
13. 64 P.B. Ngọc và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1 (2017) 52-64 Thien Ung - Mang Cau structure in Nam Con Son basin. Sandstones consist of the following types: greywacke sandstone, arkosic sandstone, lithic-quartz sandstone, greywacke- lithic sandstone and arkosic- lithic sandstone. The greywacke sandstone and siltstone are polymictic, poor-sorted and poor- rounded; and are deposited in the alluvial and estuarine fan environment. Arkosic-lithic and lithic- quartz sandstone and siltstone with pore-filling calcarinate cement are poor to medium-sorted and medium to well-rounded; and are deposited in the shallow bay environment. The result of correlation analysis reveals the linear trendline (the equation is y=ax+b) between the effective porosity (Me) and the petro-physical parameters such as the medium diameter of grains (Md), the percentage content of quartz (Q), the sorting (So), the roundness (Ro), the percentage content of cement (Li), the textural cofficient (Co) and the secondary changing index (I). The trendline between Me and Co or I is the reverse linear relationship where as that between Me and Q or Ro or So is the normal linear relationship. These are completely suitable with the sedimentary laws. The relationships between Me and the remaining parameters (Md and Li); however, are the normal linear trends that are opposite to the sedimentary laws. This is explained by the matrix component of cement comprises fragments of organisms and authigenic calcite which are easy to dissolve in the katagenes phase in order to create the secondary porosity. The paper also devides into three groups of reservoir quality in the study area as following: the good one with the quartz (Q) and cement (Li) percentage content are from 50% to 65 % and from 20% to 30%, respectively; the medium one with Q and Li are from 35% to 45 % and from 10% to 20%, respectively; and the poor one with Q is lower than 40% and Li is lower than 10%. Keywords: Greywacke, arkose, lithic-quartz, correlation analysis, petro-physical parameters, the Thien Ung - Mang Cau structure.