Quy trình thu nổ địa chấn 2D ứng dụng cho khu vực nam Côn Sơn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN





BÙI QUÝ HỢI





QUY TRÌNH THU NỔ ĐỊA CHẤN 2D
ỨNG DỤNG CHO KHU VỰC NAM CÔN SƠN










LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ
Chuyên ngành: Vật lý Địa cầu
Mã số: 60 44 15
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS. TRẦN VĨNH TUÂN
2. PGS.TS. NGUYỄN THÀNH VẤN

TP. HỒ CHÍ MINH – NĂM 2010
LỜI CẢM ƠN

Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Trần Vĩnh Tuân và sự ủng hộ của bộ
môn Vật lý Địa cầu- trường Đại học Khoa học Tự nhiên, tác giả đã hoàn thành luận
văn trong niềm hân hoan vui sướng của bản thân và gia đình. Để hoàn thành luận văn
này, ngoài sự cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn và giúp đỡ rất nhiều của các
thầy cô, cơ quan, bạn bè và gia đình.
- Xin đặc biệt cảm ơn đến thầy Trần Vĩnh Tuân, thầy là hướng dẫn chính cho tác
giả thực hiện luận án này.
- Tôi xin cảm ơn đến thầy Nguyễn Thành Vấn – trưởng bộ môn Vật lý Địa cầu đã
hướng dẫn và tạo điều kiện để luận văn này được hoàn thành và bảo vệ đúng thời hạn.
- Xin bày tỏ lòng biết ơn đến:
 Thầy Cao Đình Triều – Viện Vật lý Địa cầu, Hà Nội đã có những góp ý hết
sức quý báu, cung cấp tài liệu và hướng dẫn tận tình.
 Thầy Nguyễn Ngọc Thu và toàn bộ các anh chị Trung Tâm Địa vật lý – Liên
đoàn bản đồ địa chất miền nam
 Quí thầy cô trường Đại học Khoa học tự nhiên, các thầy cô khoa Vật Lý
- Cuối cùng tôi cũng xin cám ơn toàn bộ các bạn trong bộ môn Vật lý Trái đất, các
anh trong cơ quan và tất cả bạn bè và gia đình đã góp ý, ủng hộ để tác giả có thể hoàn
thành luận văn này. Tác giả xin chân thành cám ơn.
Luận văn này thể hiện những hiểu biết còn hạn chế của tác giả trong con đường
nhận thức thế giới khách quan, là kết quả tóm tắt những ứng dụng thực tế của phương
pháp đo địa chấn 2D trên biển, luận văn còn nhiều thiếu sót, mong được sự góp ý giúp
đỡ của quý thầy cô và hội đồng khoa học nhà trường để luận văn được hoàn thiện hơn.



MỤC LỤC

Trang phụ bìa Trang
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các kí hiệu
Danh mục các hình vẽ
Mở đầu 1
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC NAM
CÔN SƠN 3
1.1. Vị trí địa lý 4
1.2. Đặc điểm cấu trúc và kiến tạo 5
1.3. Đặc điểm địa tầng và trầm tích 5
1.3.1. Thành tạo trước Kainozoi 5
1.2.3. Các thành tạo Kainozoi 7
1.4. Đặc điểm trầm tích dầu khí khu vực Nam Côn Sơn 10
1.4.1. Tầng sinh 10
1.4.2. Đá chứa 11

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT THĂM DÒ ĐỊA CHẤN 13
2.1. Đặc điểm của sóng địa chấn 14
2.1.1. Ứng suất 14
2.1.2. Biến dạng 15
2.1.3. Định luật Hooke 17
2.1.4. Phương trình sóng 17
2.2. Định nghĩa tín hiệu và nhiễu trong thăm dò địa chấn 23
2.2.1. Tín hiệu 23
2.2.2. Nhiễu 23
2.3. Các định luật cơ bản trong thăm dò địa chấn 25
2.3.1. Nguyên lý Huyghen-Fresnel (Định luật truyền sóng) 25
2.3.2. Nguyên lý Fecma (Nguyên lý thời gian cực trị) 26

2.3.3. Định luật Snell 26
2.4. Xử lý số liệu số liệu địa chấn 28
2.4.1. Giai đoạn tiền xử lý 28
2.4.2. Giai đoạn xử lý 30
CHƯƠNG 3: CÁC THIẾT BỊ TRÊN TÀU KHẢO SÁT ĐỊA CHẤN 2D
VÀ QUY TRÌNH KHẢO SÁT 32
3.1. Hệ thống định vị 33
3.2. Hệ thống nguồn nổ 35
3.3. Cáp thu địa chấn 37
3.4. Hệ thống ghi số liệu 40
3.5. Hệ thống xử lý số liệu sơ bộ trên tàu 42

CHƯƠNG 4: MỘT VÀI ỨNG DỤNG TRONG KHU VỰC NAM CÔN SƠN 44
4.1. Tổng quan về lịch sử thăm dò dầu khí bể trầm tích Nam Côn Sơn 45
4.2. Sơ lược về dự án VGP-2D Block 129-132 46
4.3. Kết quả thu được trên một vài tuyến đo 48

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53
DANH MỤC CÔNG TRÌNH TÁC GIẢ
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

E: Modun Young
: Hệ số Poisson
k: Mô đun khối
ρ: Mật độ
: Toán tử Laplace
: Hàm sóng


: Bước sóng
C

: Góc giới hạn
v: Vận tốc truyền sóng

Viết tắt
2D (2 dimensions) : Hai chiều
PX1L : Phản xạ một lần
PXNL : Phản xạ nhiều lần
CMP (common mid point): Điểm giữa chung







DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Vị trí bồn trũng Nam Côn Sơn
Hình 1.2: Bản đồ cấu trúc bề mặt móng trước Kainozoi của bể Nam Côn Sơn
Hình 1.3: Bản đồ cấu tạo của đới trầm tích Oligocen
Hình 1.4: Cột địa tầng tổng hợp bể Nam Côn Sơn
Hình 1.5: Biểu đồ lịch sử trầm tích đá sinh dầu khí
Hình 1.6: Mô hình các bẫy chứa
Hình 1.7: Kết quả minh giải tài liệu địa chấn
Hình 2.1: Phân tích biến dạng hai chiều
Hình 2.2: Chuyển động của sóng P

Hình 2.3: Chuyển động của sóng S
Hình 2.4: Phổ Fourier (phổ tần số) của tín hiệu và nhiễu
Hình 2.5: Các loại sóng phản xạ
Hình 2.6: Xung nguồn của súng hơi
Hình 2.7: Mặt truyền sóng theo nguyên lý Huyghen-Fresnel
Hình 2.8: Các tia sóng có thể truyền từ A đến B theo nguyên lý Fecma
Hình 2.9: Biểu đồ sóng phản xạ và khúc xạ
Hình 2.10: Hiện tượng tán xạ
Hình 3.1: Cách xác định vị trí trong khảo sát địa chấn 2D trên biển
Hình 3.2: Hệ thống định vị giúp cho tàu địa chấn chạy theo đúng tuyến đo đã được
xác định
Hình 3.3: Độ phân giải của nguồn nổ có ảnh hưởng đến chất lượng số liệu
Hình 3.4: Các súng được ghép với nhau thành một dãy
Hình 3.5: Súng ở vị trí nạp và xả
Hình 3.6: Hệ thống cáp thu dài 6000m với 480 kênh thu
Hình 3.7: Hai loại cáp thu địa chấn thông dụng: Cáp lỏng (fluid section) và cáp đặc
(Solid section)
Hình 3.8: Cấu tạo bên trong cáp Solid
Hình 3.9: Tổng quan hệ thống ghi số liệu SEAL CMXL 2000
Hình 3.10: Màn hình của hệ thống eSQC Pro
Hình 4.1: Cấu hình thiết bị khảo sát ứng dụng cho khu vực Nam Côn Sơn
Hình 4.2: Vị trí khảo sát với các tuyến khảo sát được xác định
Hình 4.3: Tài liệu địa chấn thu được từ một điểm nổ trên tuyến 008
Hình 4.4: Liên kết các kênh thu tuyến 008
Hình 4.5: Mặt cắt địa chấn sau cộng tuyến 008
Hình 4.6: Tài liệu địa chấn thu được từ một điểm nổ trên tuyến 007
Hình 4.7: Liên kết các kênh thu tuyến 007
Hình 4.8: Mặt cắt địa chấn sau cộng tuyến 007

Trang 1

HVCH: Bùi Quý Hợi
MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Phương pháp thăm dò địa chấn là một trong phương pháp quan trọng bậc nhất
và đạt hiệu quả cao trong thăm dò và đánh giá tiềm năng dầu khí, đặc biệt trong thăm
dò trên biển. Ở Việt Nam, phương pháp thăm dò địa chấn đã được ứng dụng trong các
cuộc tìm kiếm thăm dò dầu khí 2D và 3D.
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc về khoa học kỹ thuật, các thiết bị thu hiện
đại với độ nhạy ngày càng tăng và phương pháp xử lý, minh giải ngày càng chính xác
hơn đòi hỏi cần một quy trình đo đạc thực tế hiệu quả và khoa học.
Trong thăm dò, khảo sát địa chấn 2D trên biển, đã có nhiều quy trình khảo sát
tiên tiến, chung cho quá trình khảo sát địa chấn, tuy nhiên tùy theo đặc điểm của từng
khu vực mà người ta xây dựng một quy trình phù hợp tốt nhất. Vì vậy, mục tiêu của
luận văn này là nguyên cứu và đề xuất một quy trình cho khu vực Nam Côn Sơn nhằm
tối ưu hóa quá trình thu thập tài liệu thực tế.
Bằng sự tham gia đo đạc trên tàu thăm dò địa chấn 2D với thiết bị tiên tiến, tác
giả xin giới thiệu quy trình thu thập số liệu thực tế được ứng dụng trong khu vực bể
trầm tích Nam Côn Sơn – Việt Nam. Đề tài: “QUY TRÌNH THU NỔ ĐỊA CHẤN 2D
ỨNG DỤNG CHO KHU VỰC NAM CÔN SƠN” đã được tác giả thực hiện trong
quá trình làm việc thực tế cùng với những khóa giảng dạy và sự giúp đỡ về kỹ thuật
của công ty Dịch vụ dầu khí Việt Nam và Nordic Pte, Nauy.

2. Mục đích và nhiệm vụ của luận văn
Trình bày tóm tắt về cấu tạo địa chất, đặc điểm và tiềm năng dầu khí khu vực
Nam Côn Sơn.
Tổng quan về phương pháp địa chấn và phương pháp thăm dò dầu khí được ứng
dụng ở Việt Nam.
Trang 2

HVCH: Bùi Quý Hợi
Giới thiệu các thiết bị thu nổ địa chấn và quy trình để thu thập số liệu ngoài thực
địa.
Một vài kết quả thu được
Từ những cơ sở trên nêu lên những nhận xét về phương pháp và quy trình thu
thập số liệu này, làm cơ sở cho việc giới thiệu cho sinh viên tiếp xúc và hiểu biết với
quy trình đo đạc thực tế của phương pháp này.

3. Bố cục của luận văn
Luận văn được trình bày trong 55 trang bao gồm:
Mở đầu: Giới thiệu tổng quan về luận văn.
Chƣơng 1: Đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực Nam Côn Sơn.
Chƣơng 2: Tổng quan về lý thuyết thăm dò địa chấn.
Chƣơng 3: Các thiết bị trên tàu khảo sát địa chấn 2D và quy trình khảo sát.
Chƣơng 4: Một vài ứng dụng trong khu vực Nam Côn Sơn.
Kết luận: Trình bày ý nghĩa và những kết quả đạt được với quy trình kỹ thuật khảo sát
cụ thể của tàu địa chấn Bình Minh 02 cho khu vực Nam Côn Sơn, từ đó đưa ra
những ưu điểm và những vấn đề còn tồn tại của quy trình khảo sát địa chấn 2D
ứng dụng cho khu vực cụ thể của thềm lục địa Việt Nam.









Trang 3

HVCH: Bùi Quý Hợi









CHƢƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC
NAM CÔN SƠN












Trang 4

HVCH: Bùi Quý Hợi
1.1. Vị trí địa lý

Bể Nam Côn Sơn nằm ở phần lục địa phía Nam Việt Nam, có diện tích gần
10.000km
2
, nằm trong khoảng giữa 6
0
00’– 10
0
00’ vĩ độ Bắc, 105
0
30’ - 111
0
30’ kinh
độ Đông, cách bờ biển Việt Nam 600 km về phía Đông Nam. Ranh giới phía Bắc của
bể là đới nâng Côn Sơn, phía Tây và Nam là đới nâng Khorat-Natuna, còn phía Đông
là bể Tư Chính – Vũng Mây và phía Đông Bắc là bể Phú Khánh. Độ sâu nước biển
trong phạm vi của bể thay đổi rất lớn, từ vài chục mét ở phía Tây đến hơn 1000m ở
phía Đông.

Hình 1.1. Vị trí bồn trũng Nam Côn Sơn
Trang 5

HVCH: Bùi Quý Hợi
Hoạt động thăm dò dầu khí ở đây bắt đầu từ những năm 1970 của thế kỷ trước.
Đã có 26 nhà thầu nước ngoài tiến hành khảo sát, hiện tại còn 7 nhà thầu đang hoạt
động và tiếp tục khảo sát để phát hiện các mỏ mới hoặc phát triển mỏ đã có.
1.2. Đặc điểm cấu trúc và kiến tạo
Trên cơ sở các thông số về bề dày, thành phần và sự phân bố các thành tạo
trầm tích cũng như các hệ thống đứt gãy, cấu trúc của bể Nam Côn Sơn được phân chia
thành:
Đới phân dị phía Tây: có ranh giới phía Đông được lấy theo hệ đứt gãy sông
Đồng Nai. Đặc trưng cấu trúc của đới là sự sụt nghiêng về phía Đông, phát triển theo
hướng Bắc Nam tạo thành các trũng hẹp sâu, đặc biệt là đứt gãy lớn đi kèm với các dải
cấu tạo vòm.
Đới phân dị chuyển tiếp: Có ranh giới phía Tây là đứt gãy sông Đồng Nai, phía
Đông và Đông Bắc là hệ đứt gãy phát triển dọc các trũng sâu gọi là đứt gãy Hồng-Tây
Mãng Cầu, ranh giới phía Nam thuộc cuối của đới nâng Natuna. Đới phân dị chuyển
tiếp này mang đặc tính cấu trúc chuyển tiếp từ đới phân dị phía Tây kéo sang phía
Đông và từ đới nâng Côn Sơn kéo xuống phía Nam. Địa hình móng biến đổi thể hiện
đặc tính sụt lún sâu dần từ đới nâng Côn Sơn về phía Đông Nam.
Đới trũng phía Đông: đặc tính kiến tạo khu vực này là sụt lún đứt gãy. Địa hình
móng phân dị mạnh với chiều sâu thay đổi từ 2500m đến 14 000m ở các trũng sâu.
1.3. Đặc điểm địa tầng và trầm tích

1.3.1. Thành tạo trước Kainozoi
Một số giếng khoan (ĐH-1X, 04-A-1X, 04-2-BC-1X, 04-3-ĐB-1X, 10-PM-
1X, HONG-1X, 12-Dừa-1X, 12-C-1X, 20-PH-1X, 28-A-1X, 29-A-1X,…) ở bể Nam
Côn Sơn gặp đá móng không đồng nhất bao gồm: granit, granodiorit, diorite và đá biến
chất, tuổi của các thành tạo này có thể là Jura muộn – Creta. Bể Nam Côn Sơn có diện
Trang 6

HVCH: Bùi Quý Hợi
tích rất lớn, có địa hình móng cổ phức tạp, có thể khái quát móng trước Kanozoi thành
các đới sau:
+ Đới nâng Nam Côn Sơn và phần phía Tây Nam đới nâng Khorat và một
phần vòng cung Natuna ở phía Nam là vùng nổi cao trong suốt lịch sử thành tạo các
trầm tích sinh dầu. Hầu hết các giếng khoan đều gặp đá magma xâm nhập như granit,
granodiorit, diorite thạch anh,…
+ Đới sâu từ 2000 – 5000 mét nằm tiếp giáp với đới nâng Nam Côn Sơn
+ Đới sâu từ 5000 – 10.000 nằm ở phần trũng Trung Tâm và trũng Bắc ở phía
Nam đới nâng Mãng Cầu .

Hình 1.2: Bản đồ cấu trúc bề mặt móng trước Kainozoi của bể Nam Côn Sơn

Trang 7

HVCH: Bùi Quý Hợi
1.3.2. Các thành tạo Kainozoi
a. Hệ Paleogen – Thống Oligocen – Hệ tầng Cau (E
3
c)
Hệ tầng Cau có thể xem tương đương với hệ tầng Bawah, Keras và Gabus
(Agip 1980) thuộc bể đông Natuna (phía nam của Nam Côn Sơn). Hệ tầng Cau vắng
mặt trên phần lớn các đới nâng: Nâng Mãng Cầu, nâng Dừa, phần tây lô 04, phần lớn
lô 10, 11-1, 28,29 và một số diện tích ở phần phía Tây, Tây Nam của bể. Trầm tích hệ
tầng Cau bao gồm chủ yếu các lớp cát kết có màu xám xen các lớp sét bột màu nâu.
Cát kết thạch anh hạt thô đến mịn, độ lựa chọn kém, xi măng sét, carbonat. Hệ tầng
Cau không chỉnh hợp trên móng trước Đệ Tam và được xác định tuổi là Oligocen.

Hình 1.3: Bản đồ cấu tạo của đới trầm tích Oligocen
Trang 8

HVCH: Bùi Quý Hợi
b. Hệ Neogen – Thống Miocen (Miocen dưới) – Hệ tầng Dừa (N
1
1
d)
Đá trầm tích hệ tầng Dừa phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Cau, phân bố rộng rãi trong bể
Nam Côn Sơn bao gồm chủ yếu là cát kết, bột kết màu xám trắng, xám lục xen kẽ với
sét kết. Trầm tích hệ tầng Dừa được thành tạo trong điều kiện địa hình cổ gần như bằng
phẳng hoặc có phân cắt không đáng kể, nên thành phần lát cắt khá đồng nhất.
c. Hệ Neogen – Thống Miocen (Miocen giữa) – Hệ tầng Mãng Cầu (N
1
2
mc)
Trầm tích hệ tầng Mãng Cầu phân bố rộng khắp bể Nam Côn Sơn, có thể chia
làm hai phần chính:
Phần dưới chu yếu là cát kết thạch anh hạt mịn đến trung, xi măng carbonat
xen kẹp những lớp mỏng sét kết và sét vôi.
Phần trên là sự xen kẽ giữa các lớp đá vôi màu xám trắng với các lớp sét bột

kết, cát kết hạt mịn, xi măng carbonat.
d. Hệ Neogen–Thống Miocen (Miocen trên)– hệ tầng Nam Côn Sơn (N
1
3
ncs)
Hệ tầng này có tướng đá thay đổi mạnh ở các khu vực khác nhau. Ở rìa phía
Bắc và Tây-Tây Nam trầm tích chủ yếu là lục nguyên gồm sét kết, sét vôi gắn kết yếu
xen kẽ các lớp cát – bột kết chứa vôi. Ở vùng Trung tâm bể gồm các trầm tích lục
nguyên và carbonat xen kẽ, nhưng tại một số vùng nâng ở phía Đông, Đông Nam bể đá
carbonat lại chiếm ưu thế trong mặt cắt hệ tầng. Theo đặc điểm trầm tích và cổ sinh thì
hệ tầng Nam Côn Sơn được hình thành trong môi trường biển nông thuộc đới trong của
thềm ở khu vực phía Tây và thuộc đới giữa – ngoài thềm ở khu vực phía Đông.
e. Hệ Neogen – Thống Pliocen (Đệ tứ) – Hệ tầng Biển Đông (N
2
-Qbđ)
Hệ tầng Biển Đông phân bố toàn khu vực biển Đông liên quan đến đợt biển
tiến Pliocen. Trầm tích Pliocen cát kết và bột kết xen lẫn với sét gắn kết yếu. Hệ tầng
Biển Đông có bề dày trầm tích thay đổi rất lớn từ vài trăm mét đến vài nghìn mét, nằm
bất chỉnh hợp trên hệ tầng Nam Côn Sơn.


Trang 9

HVCH: Bùi Quý Hợi

Hình 1.4: Cột địa tầng tổng hợp bể Nam Côn Sơn
Trang 10

HVCH: Bùi Quý Hợi
1.4. Đặc điểm trầm tích dầu khí khu vực Nam Côn Sơn
Tính đến năm 2004, đã có 78 giếng khoan thăm dò trong đó có 28 giếng khoan
phát hiện có dầu, đạt tỉ lệ thành công 35% đã đưa vào khai thác các mỏ: mỏ dầu Đại
Hùng, mỏ khí Lan Tây, Lan Đỏ, Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây…Dầu khí được phát hiện
trong đá móng nứt nẻ trước Đệ Tam, trong cát kết tuổi Oligocen, Miocen.

1.4.1. Tầng sinh
Tầng sinh chủ yếu thuộc trầm tích có tuổi Oligocen và Miocen sớm , ở độ sâu từ
2000 – 4000m, ở giếng khoan GK05-1B-TL-2X, phát hiện dầu ở độ sâu 4600m, là độ
sâu lớn nhất phát hiện dầu ở Việt Nam hiện nay. Đá sinh bể trầm tích Nam Côn Sơn
đã trải qua các pha tạo dầu khí, quá trình di cư sản phẩm tới các bẫy chứa thuận lợi đã
xảy ra.
Trong các tập trầm tích Oligocen chủ yếu là cát kết, bột kết và than có hàm
lượng TOC từ 0,44 đến 1,35%wt. Tức là đá sinh thuộc loại trung bình tốt, khả năng
sinh khí cao, tuy nhiên vẫn gặp những tập sét bột giàu vật chất hữu cơ và các tập sét
than có ý nghĩa tốt cho việc sinh thành dầu.
Trầm tích Miocen dưới có tiềm năng hữu cơ từ trung bình đến thấp, có nguồn
gốc thực vật thượng đẳng, khả năng sinh khí là chính, đang ở trong pha tạo sản phẩm ở
Đới trũng phía Đông, còn ở những khu vực khác chưa trưởng thành.









Trang 11

HVCH: Bùi Quý Hợi

1.4.2. Đá chứa
Đá chứa dầu khí trong bể Nam Côn Sơn bao gồm móng phong hóa nứt nẻ
trước Đệ Tam, cát kết Oligocen, Miocen, Pliocen dưới và đá carbonat Miocen giữa –
Miocen trên.
Đá chứa móng nứt nẻ phong hóa trước Kanozoi hiện tại chỉ mới phát hiện ở
mỏ Đại Hùng có đặc trưng độ rỗng thay đổi rất lớn.
Đá chứa cát kết tuổi Oligocen phát hiện có chứa sản phẩm dầu nhẹ, condensate
và khí. Môi trường thành tạo chủ yếu là vùng vịnh, biển nông, phần dưới có sườn tích
và các dạng lấp đầy các rãnh sâu.
Đá chứa tuổi Miocen sớm được thành tạo chủ yếu trong điều kiện delta, biển
ven bờ. Đá chứa gồm cát kết thạch anh, cát kết đa khoáng, màu xám có xen kẽ bột và
sét kết.
Đá chứa tuổi Miocen giữa được trầm tích chủ yếu trong điều kiện thềm nông
riêng phía Tây, Tây Nam gặp trầm tích sườn delta. Nét nổi bật là trầm tích Miocen
giữa có bề dày mỏng từ 300-500m.
Hình 1.5. Biểu đồ lịch sử trầm tích đá sinh dầu khí.
Trang 12

HVCH: Bùi Quý Hợi
Đá chứa tuổi Miocen muộn – Pliocen sớm được thành tạo chủ yếu trong điều
kiện biển nông trong và biển nông ngoài, trừ phần Tây, Tây Nam còn tiếp tục phát triển
dạng trầm tích ven bờ. Bề dày dao động từ vài chục mét đến trên dưới 300m.
Ngoài các tầng chắn, vai trò của các mặt trượt đứt gãy cũng hết sức quan trọng,

tạo thành các bẫy chứa. Bẫy chứa rất đa dạng: Khối đứt gãy, vòm cuốn, hình hoa, khối
móng nứt nẻ, vát nhọn địa tầng, hỗn hợp và turbidite, hầu hết đã được chứng minh tích
tụ dầu khí (Các lô 05-1a,1b,1c, 05-2,05-3,04-3,11-1,11-2, 12E)




















Hình 1.7: Kết quả minh giải tài liệu địa chấn

Hình 1.6: Mô hình các bẫy chứa
Đứt gãy sụt lún
Bẫy NMU dạng quạt
Nóc cacbonat
Sự di cư dầu khí

Tầng chứa
Đá sinh
Trang 13

HVCH: Bùi Quý Hợi








CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT THĂM DÒ
ĐỊA CHẤN











Trang 14

HVCH: Bùi Quý Hợi

2.1. Đặc điểm của sóng địa chấn
Cơ sở của lý thuyết sóng địa chấn là sự lan truyền của sóng địa chấn trong các lớp
đất đá. Khi có một ngoại lực tác dụng vào môi trường đất đá, lực tác động này gây ra
một sự biến dạng của vật chất, các xung biến dạng này sẽ lan truyền trong môi trường
đất đá, quá trình lan truyền này được gọi là sự lan truyền của sóng đàn hồi hay sóng địa
chấn.
Khi có một lực tác dụng vào, sẽ làm vật chất thay đổi hình dạng và kích thước,
bản thân vật cũng sinh ra một nội lực chống lại sự tác động này, kết quả là làm cho vật
có xu hướng trở lại trạng thái ban đầu khi ngoại lực ngừng tác dụng, đó là tính chất đàn
hồi của vật chất.
Tính chất đàn hồi của vật thể phụ thuộc vào tính chất của vật đó và ngoại lực tác
dụng lên nó, các mối quan hệ giữa các lực tác dụng và độ biến dạng của vật được biểu
diễn bằng ứng suất và độ biến dạng.
2.1.1. Ứng suất
Ứng suất là nội lực tác dụng lên đơn vị diện tích. Do vậy khi lực tác dụng lên
vật thể, ứng suất là tỉ số của lực tác dụng với diện tích bề mặt mà ngoại lực tác dụng
lên, nếu lực tác dụng thay đổi từ chỗ này sang chỗ khác thì ứng suất cũng thay đổi và
giá trị của nó tại một điểm bất kỳ là vi phân của lực tại điểm đó. Nếu lực vuông góc với
diện tích thì ứng suất được gọi là ứng suất pháp tuyến (normal stress). Khi lực tác
dụng tiếp tuyến với yếu tố diện tích thì ứng suất gọi là ứng suất cắt ngang ( shearing
stress). Khi một lực tác dụng có phương bất kỳ thì ta có thể phân tích thành tổng hợp
của hai loại ứng suất trên.


Trang 15

HVCH: Bùi Quý Hợi
2.1.2. Biến dạng
Khi một vật thể chịu ứng suất thì kích thước và hình dạng bị thay đổi, những
thay đổi này gọi là biến dạng. Xét hình chữ nhật PQRS trong mặt phẳng (x,y). Khi các

ứng suất tác dụng, điểm P dịch chuyển đến P’, PP’ có độ dịch chuyển là u,v. Độ biến
dạng của hình chữ nhật theo các phương sẽ là u(x,y) và v(x,y), toạ độ của hình chữ
nhật trước và sau khi tác dụng là:
P(x,y) P’(x+u, y+v)
Q(x+dx, y)
),(' dx
x
v
vydx
x
u
udxxQ







S(x, y+dy
),(' dy
y
v
vdyydy
y
u
uxS








R(x+dx, y+dy)
),(' dy
y
v
dx
x
v
vdyydy
y
u
dx
x
u
udxxR













Ở đây, độ biến dạng u và v là rất nhỏ so với dx, dy do đó ta có thể bỏ qua các số
hạng vô cùng bé. Vì vậy ta có các kết quả sau:
PQ tăng chiều dài một lượng
dx
x
u


, còn PS tăng
dy
y
v



x
P
P’
Q

Q’
R’
R
S’
S
y
Hình 2.1: Phân tích biến dạng hai chiều

1


2


Trang 16

HVCH: Bùi Quý Hợi
Các góc biến dạng vô cùng nhỏ
1

và
2

bằng
x
v


và
y

u



Đại lượng
x
u


và
y
v


là sự tăng chiều dài theo các phương gọi là biến dạng pháp
tuyến. Đại lượng
)
dy
du
dx
dv
( 
là các biến dạng cắt ngang.
Mở rộng cho trường hợp vật thể ba chiều bị tác dụng bởi ngoại lực, lúc đó ta có
các kết quả sau:
Các biến dạng pháp tuyến:
x
u
e
xx





y
v
e
yy



(2.1)
z
w
e
zz




Các biến dạng cắt ngang
y
u
x
v
yxxy








z
v
y
w
zyyz






(2.2)
x
w
z
u
zxxz







Sự thay đổi về chiều được cho bởi các biến dạng pháp tuyến cho kết quả những
thay đổi thể tích khi vật thể bị biến dạng. Sự thay đổi thể tích được gọi là độ giãn nở
khối, ký hiệu . Nếu chúng ta bắt đầu với hình hộp chữ nhật với các cạnh dx, dy, dz thì

khi bị biến dạng các chiều sẽ là
)e1(dx
xx

,
)e1(dy
yy

và
)e1(dz
zz

do đó sự tăng
thể tích tỉ lệ với
dxdydz)eee(
zzyyxx

. Nên độ dãn nở khối được tính bằng :
Trang 17

HVCH: Bùi Quý Hợi

z
w
y
v
x
u
eee
zzyyxx










(2.3)
2.1.3. Định luật Hooke
Để tính toán các biến dạng khi đã biết các ứng suất chúng ta phải biết quan hệ
giữa ứng suất và độ biến dạng. Khi các biến dạng nhỏ, định luật Hooke phát biểu rằng
biến dạng đã cho tỉ lệ thuận với các ứng suất tác dụng. Tức là khi môi trường là đồng
nhất, đẳng hướng thì độ biến dạng là hàm tuyến tính của tất cả các ứng suất:
1i1i
2
, i = x, y, z (2.4)
ijij

, i, j = x, y, z ( i  j) (2.5)
Các đại lượng ,  là các hằng số Lame’.  là số đo chống lại biến dạng cắt
ngang và thường gọi là môđun cứng hay môđun cắt ngang. Ngoài ra ta còn có các hằng
số khác:
Môđun Young



)23(
E

(2.6)
Tỉ số Poisson
)(2 


(2.7)
Môđun khối
3
23
k


(2.8)
2.1.4. Phương trình sóng
Xét hình hộp chữ nhật đơn vị đặt trong mặt phẳng Oxyz, chúng ta giả sử rằng
các ứng suất lên mặt phía trước của khối cho bởi:
dx
x
xx
xx



,
dx
x
yx
yx




,
dx
x
zx
zx




Vì các ứng suất này đối lập với các ứng suất tác dụng lên mặt sau, thì chênh lệch
ứng suất là:
Trang 18

HVCH: Bùi Quý Hợi
dx
x
xx


,
dx
x
yx


,
dx
x
zx




Cách biểu diễn tương tự cũng làm đối với các mặt khác vì thế chúng ta tìm được
đối với lực toàn phần theo phương của trục x là
)
zyx
(
zx
yx
xx









Định luật thứ hai của Newton:

zyx
t
u
zx
yx
xx
2
2













(2.9)
Trong đó u là phương trình chuyển động của dao động,  là mật độ. Các phương
trình tương tự có thể được tính cho các chuyển động theo trục y và z.
Phương trình (2.9) liên hệ các dịch chuyển với các ứng suất. Áp dụng định luật Hooke
kết hợp với (2.1), (2.2), (2.3), (2.4) và (2.5) ta được:

zyx
t
u
zz
zy
zx
2
2















zyx
2
x
xx
xy
xx
























































2
22
2
22
2
2
z
u
zx
w
y
u
yx
v
x
u
2
x

u
x
)(
2




(2.10.1)
Trong đó
2
2
2
2
2
2
2
z
u
y
u
x
u
u










là toán tử Laplace của u.
Một cách tương tự ta có thể viết các phương trình đối với u và w, cho các ứng
suất ba chiều.

v
y
)(
t
v
2
2
2







(2.10.2)