Đặc điểm trầm tích hệ thống Sông Hồng và đặc điểm thạch học, trầm tích tầng chứa vụn phần Bắc Bể Sông Hồng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH KHU VỰC HẾ
THỐNG SÔNG HỒNG VÀ ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC,
TRẦM TÍCH TẦNG CHỨA VỤN THUỘC PHẦN BẮC
BỂ SÔNG HỒNG

Hà Nội, 4/2015


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH KHU VỰC HỆ
THỐNG SÔNG HỒNG VÀ ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC,
TRẦM TÍCH TẦNG CHỨA VỤN THUỘC PHẦN BẮC
BỂ SÔNG HỒNG

Sinh viên thực hiện:

Dân tộc:
Lớp, khoa:
Ngành học:

Phạm Văn Thanh
Nguyễn Thị Hƣơng
Nguyễn Ngọc Khoa
Lƣơng Ngọc Tuyên

Nguyễn Văn Kiên

Nam, Nữ:

Kinh
Địa chất dầu khí K56
Địa chất dầu khí

Nam
Nữ
Nam
Nam
Nam
Năm thứ: 4/5

Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Phạm Văn Tuấn

Hà Nội, 4/2015
1


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đƣợc báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên “Nghiên cứu đặc
điểm trầm tích khu vực hệ thống sông Hồng và đặc điểm thạch học, trầm tích
tầng chứa vụn thuộc phần bắc bể sông Hồng”, các thành viên trong nhóm đã vận
dụng đƣợc những kiến thức tiếp thu đƣợc ở trƣờng, chủ động tìm tòi, học hỏi và thu
thập các thông tin có liên quan đến đề tài.
Chúng em xin gửi lời cám ơn tới các thầy cô giáo bộ môn Địa chất dầu khí, khoa
Dầu khí, Ban giám hiệu trƣờng Đại học Mỏ- Địa chất. Đặc biệt, chúng em chân thành
cảm ơn thầy giáo, TS. Phạm Văn Tuấn, ngƣời đã hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình, thầy đã

tạo mọi điều kiện thuận lợi và là nguồn động lực quan trọng để chúng em có thể hoàn
thiện tốt đề tài nghiên cứu khoa học này.
Lần đầu tiên thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học, với thời gian và khả năng
còn hạn chế, bản báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em mong nhận
đƣợc sự góp ý chân tình từ các thầy cô và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 4 năm 2015
Thay mặt nhóm nghiên cứu
Sinh viên

Phạm Văn Thanh

2


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………………......2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ………………………………………………………….4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU…………………………………………………........5
1. ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………………….....6
1.1 Mục tiêu………………………………………………………………………....6
1.2 Nội dung………………………………………………………………………....6
2. GIỚI THIỆU CHUNG………….…………………………………………………...8
2.1 Khái quát chung về khu vực nghiên cứu…………….........................................8
2.2 Khái quát về đối tƣợng nghiên cứu……………………………………………13
2.3 Cơ sở lí thuyết……………………………………………………………….....16
3. CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………………………...25
3.1 Cơ sở tài liệu…………………………………………………………………...25
3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu…………………………………………………….....28

4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU........................................................................................30
4.1 Phân bố đƣờng cong tích lũy phân bố độ hạt………………………………….30
4.2 Tính toán các thông số………………………………………………………....32
4.3 Mối quan hệ giữa số liệu phân tích độ hạt và độ rỗng, độ thấm.........................36
4.4 Đƣờng cong GR………………………………………………………………..37
5. KẾT LUẬN………………………………………………………………………...42
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….....43

3


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bể Sông Hồng
Hình 2: Các cách di chuyển của hạt vụn.
Hình 3: Trạng thái của hạt vụn phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy và kích thƣớc của hạt
của Hjulstom.
Hình 4: Độ chọn lọc.
Hình 5: Độ lệch của đƣờng cong phân bố hạt vụn.
Hình 6: Độ nhọn của đƣờng cong phân bố hạt vụn.
Hình 7: Cát kết có kích thƣớc hạt lớn (phải) có độ rỗng cao hơn cát kết có kích thƣớc
hạt nhỏ (trái).
Hình 8: Trầm tích có độ chọn lọc tốt (trái) có độ rỗng ,thấm tốt hơn trầm tích có độ
chọn lọc kém (phải).
Hình 9: Tập hợp các điểm lấy mẫu.
Hình 10: Máy rây Retches-200.
Hình 11: Đặc điểm vật lý thạch học.
Hình 12: Cột địa tầng MVHN và phần Tây Băc bể sông Hồng (PIDC, năm 2004)
Hình 13: Kết quả minh giải hệ tầng Tiên Hƣng – Miocen – GK 104
Hình 14: Kết quả minh giải hệ tầng Phong Châu – Miocen – GK 104
Hình 15: Kết quả minh giải hệ tầng khoan Phù Cừ – Miocen – GK 104

Hình 16: Kết quả minh giải hệ tầng khoan Đình Cao – Miocen – GK 104
Hình 17: Giếng khoan khu vực tây bắc bể Sông Hồng (PVEP)
Hình 18: Cột điạ tầng khái quát từ Bắc vào Nam bể sông Hồng (N.M.Huyền 1998 hiệu
chỉnh và bổ sung năm 2004)

4


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1: Khu vực sông chảy thẳng (thƣợng nguồn).
Biểu đồ 2: Khu vực sông uốn khúc.
Biểu đồ 3: Khu vực sông phân nhánh.
Biểu đồ 4: Khu vực gần cửa sông.
Biểu đồ 5: Ven biển (cửa sông).
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Thang tiêu chuẩn các giá trị độ chọn lọc,hệ số đối xứng.
Bảng 2:Thang tiêu chuẩn hệ số độ nhọn.
Bảng 3: Phân loại hạt vụn theo thang logarit (Folk và Ward , 1957).
Bảng 4: Kết quả tính toán các thông số.
Bảng 5: Kết quả đánh giá trên thang tiêu chuẩn.

5


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hạt trầm tích lắng đọng là kết quả của các quá trình phá hủy đá gốc, vận chuyển
và lắng đọng trong đó kích thƣớc trung bình và đặc điểm phân bố của các cỡ hạt khác
nhau ở mỗi môi trƣờng đều có đặc điểm riêng. Đặc điểm riêng đó đƣợc thể hiện thông
qua các thông số thống kê nhƣ độ chọn lọc So , độ nhọn KG , hệ số đối xứng SK . Dựa
trên cơ sở đó ta có thể giải thích đƣợc môi trƣờng cũng nhƣ năng lƣợng trầm tích.

Không những thế, đặc điểm phân bố và kích thƣớc trung bình của mẫu cũng giúp ta
đánh giá, dự báo về chất lƣợng chứa của các đá vụn đƣợc thành tạo trong môi trƣờng
tƣơng tự.
Các mẫu nghiên cứu phân bố ở môi trƣờng sông và ven biển, chịu ảnh hƣởng
năng lƣợng trầm tích chủ yếu là dòng chảy, sóng và năng lƣợng gió. Các trầm tích
sông là các tầng chứa phổ biến, thƣờng là đối tƣợng chứa dầu khí có triển vọng trong
tìm kiếm thăm dò. Vì vậy việc nghiên cứu đặc điểm trầm tích vụn mang một ý nghĩa
rất quan trọng, là cơ sở cho việc xác định môi trƣờng trầm tích, chế độ lắng đọng trầm
tích để từ đó liên hệ với tiềm năng chứa dầu khí.
Khu vực Miền võng Hà Nội và bể trầm tích Sông Hồng đã có các phát hiện dầu
khí trong các trầm tích Kainozoi. Quá trình vận chuyển, lắng đọng và rắn kết thành đá
của các trầm tích chứa dầu khí trong khu vực nghiên cứu chịu chi phối mạnh mẽ bởi
hệ thống sông Hồng nói chung và các hệ thống sông lớn nhƣ sông Thao, sông Đà,
sông Lô, sông Hồng, song Bạch Đằng, sông Đuống và sông Thái Bình… Việc tìm hiểu
đặc điểm trầm tích của các tầng chứa dầu khí này, đặc biệt là các trầm tích lục nguyên
đƣợc hệ thống sông Hồng vận chuyển và tích tụ có ý nghĩa quan trọng trong tìm kiếm
thăm dò dầu khí.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế và tầm quan trọng của vấn đề, đề tài “Nghiên cứu
đặc điểm trầm tích khu vực hệ thống Sông Hồng và đặc điểm thạch học, trầm
tích tầng chứa vụn thuộc phần Bắc bể Sông Hồng” đã đƣợc nhóm nghiên cứu
chúng em thực hiện. Đề tài sử dụng số liệu phân tích mẫu đã đƣợc lấy ở ngoài thực
địa, dọc theo các con sông nhƣ sông Thao, sông Đà, sông Lô, sông Hồng, sông Đuống,
song Bạch Đằng, sông Thái Bình và sông Văn Úc.
6


1. Mục tiêu
Phân tích thành phần độ hạt các mẫu vụn trầm tích môi trƣờng sông và tài liệu
Địa vật lí giếng khoan nhằm làm sáng tỏ xu hƣớng biến đổi đặc điểm môi trƣờng trầm
tích để dự đoán về chất lƣợng các tầng chứa tiềm năng.

2. Nội dung
- Quan sát và lấy mẫu ngoài thực địa.
- Phân tích mẫu thu đƣợc và xây dựng các biểu đồ tần suất tích lũy độ hạt.
- Tính toán các thông số thống kê nhƣ kích thƣớc trung bình hạt, độ chọn lọc, hệ
số đối xứng, hệ số độ nhọn.
- Đánh giá môi trƣờng trầm tích và liên hệ với chất lƣợng tầng chứa.

7


2. GIỚI THIỆU CHUNG
2.1 Khái quát về khu vực nghiên cứu
2.1.1 Hệ thống Sông Hồng (Miền võng Hà Nội)
Vùng trũng Hà Nội có dạng nhƣ một tam giác cân kéo dài theo hƣớng Tây Bắc
- Đông Nam, đỉnh ở Việt Trì, đáy là bờ biển Thái Bình, Hà Nam Ninh từ cửa Đông
Bắc sông Văn Úc tới cửa sông Đáy, dài khoảng 900m.
Khu vực đồng bằng Bắc Bộ và trung du, miền núi phía Bắc Việt Nam nằm trong
hệ thống sông Hồng nói chung và các hệ thống sông lớn nhƣ sông Thao, sông Đà,
sông Lô, sông Hồng, song Bạch Đằng, sông Đuống và sông Thái Bình… Miền Bắc
Việt Nam nằm trong đới khí hậu gió mùa ẩm với tiềm năng sinh thái đa dạng và giàu
có. Trầm tích lục nguyên lấp đầy bể trầm tích sông Hồng, cả ở trên đất liền (Miền
võng Hà Nội) và ngoài khơi vịnh Bắc Bộ có tuổi từ Paleogen đến hiện đại. Lịch sử địa
chất của khu vực trải qua nhiều biến cố kiến tạo kèm theo các chu kì nâng hạ của mực
nƣớc biển. Kết quả là môi trƣờng trầm tích biến đổi mạnh theo không gian và thời
gian.
Sự phát triển cấu trúc miền võng Hà Nội đƣợc khống chế bởi hệ thống đứt gãy
có phƣơng Tây Bắc-Đông Nam gồm đứt gãy sông Chảy, đứt gãy sông Lô, đứt gãy
Vĩnh Ninh. Các đứt gãy này tái hoạt động nhiều lần phân miền võng ra thành các yếu
tố cấu tạo dạng bậc thang nhƣ một dải sóng chìm dần về phía biển.
Đặc điểm nổi bậc trong suốt lịch sử phát triển cấu trúc miền võng là sự sụt lún

liên tục với tốc độ không đồng đều từ cuối điệp Phong Châu cho đến cuối điệp Tiên
Hƣng giữa. Quá trình sụt lún liên tục này tạo điều kiện các tầng đá mẹ rơi vào đới
trƣởng thành, kết hợp với chế độ nhiệt khắc nghiệt đã thúc đẩy nhanh chóng quá trình
chuyển hóa vật liệu hữu cơ.
Trong điệp Phong Châu các khối có độ nghiêng về phía Đông Nam, qua giai
đoạn Phù Cừ dải Khoái Châu - Tiền Hải nghiêng về phía Nam võng xuống ở Kiến
Xƣơng “A”, Tiền Hải “A”, Tây Bắc lõm Phƣợng Ngãi, còn trũng Đông Quan vẫn giữ
8


đƣợc độ nghiêng về phía Đông Nam. Các sản phẩm sinh ra dƣới tác dụng của sự sụt
lún và lắng đọng trầm tích liên tục, di chuyển ngang về Bắc, Tây Bắc, Đông Bắc mỗi
khối và dọc theo phần trên đứt gãy Vĩnh Ninh. Quá trình hình thành các bẫy chứa dạng
vòm diễn ra lâu dài và rất muộn, trừ vùng cấu tạo Kiến Xƣơng “C”, cấu tạo Tiền Hải
“C” đƣợc hình thành từ đầu điệp Phù Cừ sớm tới cuối điệp Tiên Hƣng sớm (TH1). Sau
đó đến cuối điệp Tiên Hƣng sớm (TH1) sự xuất hiện đứt gãy ngang ở phần Đông Nam
lõm Phƣợng Ngãi đã làm cấu tạo Kiến Xƣơng rơi vào đới phá hủy và đã mở rộng
hƣớng sụt lún tăng dần theo hƣớng này.
Các bẫy chứa dạng màn chắn kiến tạo chỉ tồn tại từ thời k đầu Phù Cừ sớm
đến cuối điệp Tiên Hƣng sớm, sự tái hoạt động của đứt gãy Vĩnh Ninh và các đứt gãy
ngang đã phá hủy màn chắn này, tạo điều kiện cho các sản phẩm thất thoát lên bề mặt.
Nhƣ vậy trong suốt lịch sử phát triển cấu trúc miền võng, các bẫy cấu tạo đã bắt
đầu hình thành từ đầu điệp Phù Cừ sớm. Nhƣ vậy các sản phẩm sinh ra đều có thể tích
lũy vào các bẫy chứa. Tuy nhiên vào điệp Tiên Hƣng muộn, đặc biệt vào thời gian
Vĩnh Bảo tới nay, các vỉa dầu, condensat lại rơi vào đới phá hủy. Riêng cấu tạo Tiền
Hải “C”, do sự dịch chuyển mạnh mẽ của các sản phẩm và do khả năng chắn của các
trầm tích khu vực này tốt nên đã hình thành đƣợc mỏ khí Tiền Hải đang khai thác hiện
nay.
Chiều dày trầm tích của miền võng tăng dần từ các sƣờn ven rìa đến gần trục và
từ Tây Bắc - Đông Nam, hàm lƣợng sét cũng tăng dần theo hƣớng này. Vì vậy triển

vọng dầu khí ở miền võng Hà Nội có thể đƣợc kết luận nhƣ sau:
* Tầng S1 có vùng triển vọng là cấu tạo Tiền Hải “C”, lõm Phƣợng Ngãi, các
cấu tạo Kiến Xƣơng “B, C”.
* Tầng S2 có triển vọng ở các vùng cấu tạo Tiền Hải “C” lõm Phƣợng Ngãi, cấu
tạo Kiến Xƣơng “B”.
* Tầng đá mẹ S3 có triển vọng ở dải Kiến Xƣơng, cấu tạo Tiền Hải “C” lõm
Phƣợng Ngãi, phần Đông Nam và Đông Bắc trũng Đông Quan. Nhƣ vậy trũng Đông
Quan, cấu tạo Phù Cừ, cấu tạo Tiên Hƣng, các cấu tạo Tiền Hải “A, B”, cấu tạo Kiến
9


Xƣơng “A” không có ý nghĩa tìm kiếm dầu khí trong trầm tích điệp Tiên Hƣng và điệp
Phù Cừ.
Tuy nhiên ngày nay tiềm năng dầu khí miền võng chỉ đƣợc biết đến qua việc
khai thác mỏ khí Tiền Hải ở tỉnh Thái Bình. Nhƣng chúng ta biết rằng trầm tích
Neogen miền võng Hà Nội có khả năng sinh ra một lƣợng dầu khí đáng kể, khả năng
tăng dần về phía biển và theo hình thái đơn nghiêng của cấu trúc miền võng, các sản
phẩm có thể di cƣ và tích lũy vào các tầng đá vôi ở phía Tây Bắc. Vì thế để khai thác
triệt để tiềm năng dầu khí của miền võng Hà Nội cần tiếp tục nghiên cứu ở vùng thềm
lục địa vịnh Bắc Bộ cũng nhƣ phần Tây Bắc của cấu tạo, xác định sự di chuyển và tích
luỹ dầu khí trong các bẫy tƣơng ứng.

2.1.2 Bể Sông Hồng
- Vị trí địa lý
o

30' - 110o30' kinh độ Đông, 14o30' - 21o00' vĩ độ Bắc. Về địa lý, bể Sông Hồng

có một phần nhỏ diện tích nằm trên đất liền thuộc đồng bằng Sông Hồng, còn phần lớn
diện tích thuộc vùng biển Vịnh Bắc Bộ và biển miền Trung thuộc các tỉnh từ Quảng

Ninh , đến Bình Định. Đây là một bể có lớp phủ trầm tích Đệ Tam dày hơn 14 km, có
dạng hình thoi kéo dài từ miền võng Hà Nội ra vịnh Bắc Bộ và biển miền Trung. Dọc
rìa phía Tây bể trồi lộ các đá móng Paleozoi-Mesozoi. Phía Đông Bắc tiếp giáp bể Tây
Lôi Châu, phía Đông lộ móng Paleozoi-Mesozoi đảo Hải Nam, Đông Nam là bể Đông
Nam Hải Nam và bể Hoàng Sa, phía Nam giáp bể trầm tích Phú Khánh. Tổng số diện
tích của cả bể khoảng 220.000 km2, bể Sông Hồng về phía Việt Nam chiếm khoảng
126.000km2 trong đó phần đất liền miền võng Hà Nội (MVHN) và vùng biển nông
ven bờ chiếm khoảng hơn 4000 km2.

10


Hình 1: Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bể Sông Hồng
- Công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí
Công tác TKTD dầu khí ở bể Sông Hồng đƣợc tiến hành từ đầu thập kỷ 60 của
thể kỷ trƣớc nhƣng chủ yếu chỉ đƣợc thực hiện trên đất liền và đến năm 1975 đã phát
hiện đƣợc mỏ khí Tiền Hải C. Bể trầm tích Sông Hồng đƣợc tăng cƣờng đầu tƣ nghiên
cứu với 12 hợp đồng phân chia sản phẩm (PSC) và điều hành chung JOC. Trên phần
lãnh thổ Việt Nam của bể Sông Hồng đã khảo sát tổng cộng hơn 80.000 km tuyến địa
chấn 2D và 1200 km2 tuyến địa chấn 3D, tập trung chủ yếu ở các lô trên đất liền, ven
cửa sông Hồng và biển miền Trung. Đã có trên 50 giếng khoan TKTD trong khu vực:
27 giếng trên đất liền và 24 giếng ngoài khơi. Trên đất liền đã phát hiện đƣợc một mỏ
khí đã và đang đƣợc khai thác . Ở ngoài khơi tuy đã phát hiện khí, nhƣng chƣa có phát
hiện thƣơng mại để có thể phát triển mỏ nhỏ.
11


- Cấu trúc địa chất
Bể Sông Hồng rộng lớn có cấu trúc địa chất phức tạp thay đổi từ đất liền ra biển
theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam và Nam, bao gồm các vùng địa chất khác nhau, vì

thế đối tƣợng TKTD cũng khác nhau. Có thể phân thành 3 vùng địa chất: - Vùng Tây
Bắc: bao gồm miền võng Hà Nội (MVHN) và một số lô phía Tây Bắc của vịnh Bắc
Bộ(lô 102, 103, 106, 107). Đặc điểm cấu trúc nổi bật của vùng này là cấu trúc uốn nếp
phức tạp kèm nghịch đảo trong Miocen. - Vùng Trung tâm: bao gồm từ lô 107-108 đến
lô 114-115 với mực nƣớc biển dao động từ 20 - 90m. Vùng này có cấu trúc đa dạng,
phức tạp, nhất là tại phụ bể Huế-Đà nẵng, nhƣng nhìn chung có móng nghiêng thoải
dần vào trung tâm (depocentre) với độ dày trầm tích hơn 14000m. Các cấu tạo nói
chung có cấu trúc khép kín kế thừa trên móng ở phía Tây, đến các cấu trúc diapir nổi
bật ở giữa trung tâm. - Vùng phía Nam từ lô 115 đến lô 121, với mực nƣớc thay đổi từ
30 - 800m, có cấu trúc khác hẳn so với hai vùng trên vì có móng nhô cao trên địa lũy
Tri Tôn tạo thềm cacbonat và ám tiêu san hô, bên cạnh phía Tây là địa hào Quảng
Ngãi và phía Đông là các bán địa hào Lý Sơn có tuổi Oligocen.
- Tiềm năng dầu khí
• Năm 1996, trong chƣơng trình hợp tác với BP, PetroVietnam đã thực hiện đề
án đánh giá khí tổng thể (Vietnam Gas Master Plan) ở bể Sông Hồng với 4 đối tƣợng
chính là móng trƣớc Đệ Tam, cát kết vùng ven, cát kết turbidit và khối xây cacbonat.
Kết quả đánh giá từ 4 đối tƣợng trên cho thấy tiềm năng có thể thu hồi vào khoảng 420
tỷ m3 (15 TCF) khí thiên nhiên, 250 triệu thùng (40 triệu m3) condensat, 150 triệu
thùng (24 triệu m3) dầu và 5 tỷ m3 khí đồng hành.
• Năm 1997 PetroVietnam thực hiện đánh giá tổng thể tài nguyên dầu khí thềm
lục địa Việt Nam (VITRA - Vietnam Total Resource Assessment, đề án hợp tác giữa
PetroVietNam và Na Uy) trong đó có bể Sông Hồng. Theo đề án này tổng tiềm năng
thu hồi của bể Sông Hồng đƣợc tính cho 8 đối tƣợng gồm: móng trƣớc Đệ Tam, cát
kết châu thổ-sông ngòi Oligocen, cát kết châu thổ-sông ngòi-đầm hồ Oligocen, cát kết
châu thổ-sông ngòi-biển nông Oligocen và Miocen dƣới, bẫy thạch học OligocenMiocen, vùng nghịch đảo kiến tạo Miocen, khối xây cacbonat và turbidit, vào khoảng
570 - 880 triệu m3 quy dầu trong đó đã phát hiện khoảng 250 triệu m3 quy dầu.Trên
12


cơ sở kết quả của đề án VITRA, trữ lƣợng và tiềm năng dầu khí bể Sông Hồng có thể

đạt khoảng 1.100 triệu m3 quy dầu, chủ yếu là khí .
• Đến nay tại bể Sông Hồng mới chỉ có 9 phát hiện khí và dầu với tổng trữ lƣợng
và tiềm năng khoảng 225 triệu m3 quy dầu, trong đó đã khai thác 0,55 tỷ m3 khí. Các
phát hiện có trữ lƣợng lớn đều nằm tại khu vực vịnh Bắc Bộ và phía Nam bể Sông
Hồng, nhƣ vậy tiềm năng khí ở ngoài biển hơn hẳn trong đất liền, tuy nhiên do hàm
lƣợng CO2 cao nên hiện tại chƣa thể khai thác thƣơng mại đƣợc. Tiềm năng chƣa phát
hiện dự báo vào khoảng 845 triệu m3 quy dầu, chủ yếu là khí và tập trung ở ngoài
biển.

2.2 Khái quát về đối tƣợng nghiên cứu
2.2.1 Mẫu vụn hệ thống sông Hồng
Trong quá trình đi thực địa khi ta có một mẫu cát thô hay cát mịn thì kích thƣớc
của các hạt trong mẫu đó không phải 100% số hạt có kích thƣớc là cát thô hay cát mịn
mà chúng là tập hợp các hạt có kích thƣớc khác nhau nhƣ sét, bột, cát mịn, cát thô hay
cả sạn.Vì vậy các thông số nhƣ độ chọn lọc, hệ số đối xứng, hệ số độ nhọn, giá trị
trung bình kích thƣớc hạt của mẫu giúp chúng ta hiểu đƣớc sự phân bố của các hạt vụn
trong mẫu nghiên cứu. Kích thƣớc hạt trung bình và đặc điểm phân bố các cỡ hạt trong
mẫu ảnh hƣởng lớn tới chất lƣợng tầng chứa dầu khí khi mà mẫu vụn sau này đƣợc
chôn vùi đủ điều kiện thuận lợi để trở thành đá chứa và đặc điểm đó còn phụ thuộc hay
chính là kết quả của năng lƣợng trầm tích,quá trình vận chuyển cũng nhƣ môi trƣờng
lắng đọng.
Khi các mấu vụn này đƣợc chôn vùi và trở thành đá chứa dầu khí thì việc minh
giải tƣớng trầm tích và đặc điểm tính chất vật lí thạch học sẽ giúp ta đánh giá đƣợc sự
đồng nhất hoặc quy luật biến đổi chất lƣợng chứa của đá chứa.
Với 71 mẫu hạt vụn lấy đƣợc trong quá trình đi thực địa dọc theo các con sông
nhƣ sông Thao, sông Đà, sông Lô, sông Hồng, sông Đuống, sông Bạch Đằng, sông
Thái Bình và cuối cùng là sông Văn Úc đổ ra biển gồm: 5 mẫu lấy ngày 12/01/2014,
10 mẫu lấy ngày 30/3/2014, 10 mẫu lấy ngày 06/04/2014, 6 mẫu ngày 09/04/2014, 8
13

mẫu lấy ngày 12/04/2014, 6 mẫu lấy ngày 13/04/2014, 4 mẫu lấy ngày 17/07/2014, 4
mẫu lấy ngày 28/07/2014, 6 mẫu lấy ngày 02/01/2015, 7 mẫu lấy ngày 26/03/2015, 6
mẫu lấy ngày 29/03/2015 Kích thƣớc các hạt mịn dần, có sự chuyển biến dần từ trầm
tích cát hạt lớn sang trầm tích sét theo lộ trình từ Phú Thọ về Hà Tây (cũ), Hà Nội, Hải
Dƣơng, Hải Dƣơng, Hải Phòng, Quảng Ninh, Hà Nam, Hƣng Yên, Bắc Ninh.
2.2.2 Đặc điểm tầng chứa dầu khí Oligocen và Miocen
a, Trầm tích Oligocene (E3)- Hệ tầng Đình Cao (E3 đc)
Hệ tầng Đình Cao gồm cát kết xám sáng, xám tối, xám xanh hạt nhỏ đến vừa, ít hạt
thô, đôi khi cuội, sạn độ chọn lọc trung bình đến tốt; xi măng là cacbonat, sét, thạch
anh và ít ôxit sắt. Sét kết xám sáng, xám tối, xám nâu sẫm có các mặt láng bóng, đôi
khi có các thấu kính than hoặc các lớp sét vôi mỏng, chứa hoá thạch động vật. Trong
trầm tích của hệ tầng Đình Cao mới chỉ tìm thấy các vết in lá thực vật, bào tử phấn
hoa, Diatomae và động vật nƣớc ngọt. Các hóa thạch thực vật thuộc các MVHN_01KT. Phân vùng cấu trúc bể trầm tích Sông Hồng và khu vực nghiên cứu: 8 họ ôn đới
điển hình của Fagaceae, Lauraceae, Betulaceae, Ulmaceae và các dạng đầm lầy với tỷ
lệ nhỏ hơn. Ngoài ra, còn có các dạng bào tử phấn hoa, các tảo nƣớc ngọt và động vật
nƣớc ngọt Viviparus kích thƣớc nhỏ.
Hệ tầng Đình Cao thành tạo trong môi trƣờng đầm hồ/aluvi, liên quan đến các địa
hào, bán địa hào và có liên hệ chặt chẽ với quá trình hình thành trầm tích hệ tầng Phù
Tiên. Trầm tích tuổi Oligocen chứa sét rất giàu tiềm năng sinh HC cũng đã đƣợc tìm
thấy trong giếng khoan ENRECA3 trên đảo Bạch Long Vĩ.
b, Trầm tích Miocene dƣới (N1 1 ) -Hệ tầng Phong Châu (N1 1 pch)
Trầm tích hệ tầng Phong Châu gồm xen kẽ giữa các lớp cát kết, cát bột kết có những
lớp sét chứa dấu vết than hoặc những lớp đá vôi mỏng (103-TG-1X, 103PV- HOL1X).
Trên tài liệu địa chấn, trầm tích hệ tầng Phong Châu là tập địa chấn phản xạ song song,
độ liên tục tốt nằm kề áp với các khối nâng cao ở ngoài khơi vịnh Bắc Bộ. Trầm tích

14

hệ tầng Phong Châu có bề dày thay đổi từ 400-1400m, chúng phủ bất chỉnh hợp trên
các trầm tích hệ tầng Đình Cao và các đá cổ hơn.
c, Trầm tích Miocene giữa (N1 2 ) - Hệ tầng Phủ Cừ (N1 2 pc)
Trầm tích thuộc hệ tầng Phủ Cừ có thành phần trầm tích gồm cát kết, sét bột kết, than
và đôi nơi gặp các lớp mỏng cacbonat. Trên mặt cắt địa chấn, trầm tích của hệ tầng
Phủ Cừ thuộc tập địa chấn gồm có các pha sóng phản xạ, dạng song song hay hỗn độn,
biên độ lớn, tần số cao thƣờng liên quan đến các tập than. Hệ tầng Phủ Cừ có chiều
dày từ 1500-2000 m nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Phong Châu. So với các phức hệ cổ
sinh của hệ tầng Phong Châu, phức hệ cổ sinh của hệ tầng Phủ Cừ phong phú hơn rất
nhiều với tất cả các dạng: cổ thực vật (vết in lá cây), bào tử phấn hoa, Foraminifera,
Ostracoda, Mollusca. Các trầm tích của hệ tầng Phủ Cừ đƣợc hình thành trong môi
trƣờng đồng bằng châu thổ chuyển dần sang châu thổ, châu thổ ngập nƣớc (tiền châu
thổ) theo hƣớng tăng dần ra vịnh Bắc Bộ.
d, Trầm tích Miocene trên (N1 3 )
Hệ tầng Tiên Hƣng (N1 3 th)
Trầm tích hệ tầng Tiên Hƣng có thành phần chủ yếu là cát kết ,ở phần trên
thƣờng có mặt các lớp cát kết hạt thô và sạn sỏi sét bột kết, xen kẽ các lớp than nâu.
Than ở hệ tầng Tiên Hƣng ít hơn, mức độ chứa than giảm đi rõ rệt, trầm tích tam giác
châu ngập nƣớc, tính biển tăng theo khu vực ngoài khơi vịnh Bắc Bộ. Trên mặt cắt địa
chấn, trầm tích hệ tầng Tiên Hƣng đƣợc biểu hiện bằng tập địa chấn có độ phân lớp
kém và phản xạ yếu, trục đồng pha ngắn biên độ cao, uốn nếp và có nhiều tập biểu
hiện của than. Môi trƣờng tích tụ của trầm tích của hệ tầng Tiên Hƣng chủ yếu là đồng
bằng châu thổ (dải Khoái Châu - Tiền Hải), đồng bằng châu thổ có xen những pha biển
ven bờ (trũng Đông Quan) và tam giác châu ngập nƣớc phát triển theo hƣớng ra vịnh
Bắc Bộ.

15


2.3 Cơ sở lí thuyết

2.3.1 Các dạng di chuyển của hạt vụn trong quá trình vận chuyển trầm tích
Di chuyển lăn: các hạt có khối lƣợng đủ lớn để lắng xuống đay nhƣng bị lực đẩy
của dòng nƣớc cuốn đi trên bề mặt đáy.
Di chuyển nhảy cóc: áp suất bên rìa của hạt đủ lớn hơn áp suất trên đỉnh hạt và
khi đó hạt đƣợc nâng khỏi đáy di chuyển trong dòng nƣớc và lại rơi trở lại bề mặt đáy.
Di chuyển lơ lửng: khối lƣợng của hạt tạo ra lực để lắng trầm tich nhỏ hơn vận
tốc nâng của dòng nƣớc.
Di chuyển ion: chúng lắng đọng khi các ion dƣơng và âm kết hợp với nhau và
khối lƣợng tạo nên đủ lớn để có thể lắng đọng.

Hình 2 : Các cách di chuyển của hạt vụn

Kích thƣớc hạt lắng đọng phụ thuộc vào tốc độ dòng nƣớc:kích thƣớc hạt lắng
đọng thể hiện năng lƣợng dòng chảy.Khi vận tốc lớn (năng lƣợng trầm tích lớn) hạt
lắng đọng là các hạt nhỏ chƣa đủ điều kiện lắng đọng thì tiếp tục di chuyển,khi vận tốc
nhỏ (năng lƣợng trầm tích nhỏ) các hạt nhỏ hơn đƣợc lắng đọng.
16


Hình 3 : Trạng thái của hạt vụn phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy và kích thƣớc hạt
của Hjulstom.

2.3.2 Các thông số thống kê
M (mean) trung bình,

độ lệch chuẩn, SK hệ số đối xứng, KG hệ số độ nhọn, Md

(kích thƣớc trung bình xác định từ giá trị 50% của đƣờng cong tần suất tích lũy).
M=

SK =
KG =
Độ lệch chuẩn( σ) càng nhỏ thì độ chọn lọc của mẫu vụn càng tốt.

17


Hình 4: Độ chọn lọc (K. Simpson, 1995).

Hệ số đối xứng SK mô tả sự phân bố của độ hạt:
Lệch trái hạt kích thƣớc lớn hơn giá trịMd chiếm ƣu thế (Sk<0).
Lệch phải hạt kích thƣớc nhỏ hơn giá trị Md chiếm ƣu thế (Sk>0).
Đối xứng (Sk =0).

Hình 5: Độ lệch của đƣờng cong phân bố hạt vụn.
18


Mức độ tập trung hay phân tán của các cỡ hạt thể hiện trên hình dáng
đƣờng cong phân bố hạt vụn.

Hình 6: Độ nhọn của đƣờng cong phân bố hạt vụn.

19


Thang tiêu chuẩn của các giá trị độ chọn lọc,hệ số đối xứng,hệ số độ nhọn theo
J.Mcmanus và kích thƣơc hạt theo Folk và Ward, 1957.
Độ chọn lọc(So)

Hệ số đối xứng(S k )

Rất tốt

<0,35

Rất lệch dƣơng

0,3 ÷ 1,0

Tốt

0,35 – 0.5

Lệch dƣơng

0,1 ÷ 0.3

Khá tốt

0,5 – 0,7

Trung bình

0,1 ÷ -0,1

Trung bình

0,7 – 1,0

Lệch âm

-0,1 ÷ -0,3

Rất kém

1,0 ÷ 2,0

Cực kì kém

>4,0

Bảng 1: Thang tiêu chuẩn các hệ số đối xứng và độ chọn lọc.
Hình dạng đƣờng tần suất tích lũy

Hệ sô độ nhọn (KG)

Rất tù

<0,67

Tù

0,67 – 0,9

Hơi tù

0,9 – 1,11

Hơi nhọn

1,11 – 1,5

Nhọn

1,5 – 3,0

Rất nhọn

>3,0

Bảng 2: Thang tiêu chuẩn của hệ số độ nhọn.

Phân loại hạt vụn theo thang logarit (Folk và Ward 1957)
Φ=Trong đó: d là đƣờng kính hạt (mm); do = 1 mm

20


Bảng 3: Phân loại hạt vụn theo Folk và Ward (1957).
2.3.3 Năng lƣợng của môi trƣờng lắng đọng
Môi trường sông: hệ số đối xứng SK> 0, đƣờng cong tấn suất lệch phải hạt vụn
phân bố sang bên các hạt mịn hơn kích thƣớc trung bình Md. Tại môi trƣờng sông hạt
vụn đƣợc vận chuyển bởi dòng chảy và khi ra vùng ven biển có thể chịu tác dụng của
sóng.
Môi trường gió: khi hạt vụn đƣợc vận chuyển từ vị trí này sang vị trí khác thì
chúng mang các hạt mịn và to dần đến mức hạt mà gió không thể nâng dƣợc nữa, do
21

vậy các giá trị hạt thô hơn trong mẫu là nhỏ dẫn đến đồ thị tần suất của nó có dạng
lệch phải SK >0. Độ chọn lọc của cát gió là rất tốt.
Bãi cát ven bờ có SK<0, đƣờng tấn suất lệch trái hạt thô hơn chiếm ƣu thế. Bởi các hạt
cát vừa tới thô đƣợc lắng đọng là chủ yếu còn một phần các hạt mịn hơn nhƣ cát mịn
bột va sét thì sẽ đƣợc trở lại trạng thái lơ lửng và đƣợc lắng đọng ở vùng xa hơn. Độ
chọn lọc là tốt, tuy nhiên độ chọn lọc kém khi bão gây ra.
Môi trường chảy rối: đƣợc lắng đọng từ các vật liệu chọn lọc kém lơ lửng trong
nƣớc và SK>0, đƣờng tần suất lệch phải hạt nhỏ hơn chiếm ƣu thế.
Độ chọn lọc và kích thƣớc hạt ảnh hƣởng đến độ rỗng, độ thấm của mẫu
vụn:
Độ chọn lọc kém thì dẫn đến chất lƣợng thấm,chứa là kém do mẫu là tập hợp hạt
có nhiều hạt có kích thƣớc khác nhau dẫn đến làm gia tăng sự phức tạp của kênh dẫn.
Ngƣợc lại, độ chọn lọc tốt hạt vụn tập trung chủ yếu ở một cỡ hạt do vậy hình dạng
kênh dẫn là đơn giản.
Độ hạt cũng ảnh hƣởng đến độ thấm,chứa hạt lớn hơn có khả năng thấm, chứa
cao hơn hạt nhỏ.
Nhƣ vậy, để đánh giá độ thấm của mẫu cần phân tích cả 2 yếu tố là độ chọn lọc
và kích thƣớc hạt.

Hình 7: Cát kết có kích thƣớc hạt lớn (phải) có độ rỗng cao hơn cát kết có kích thƣớc
hạt nhỏ (trái).
22


Hình 8: Trầm tích có độ chọn lọc tốt (trái) có độ rỗng ,thấm tốt hơn trầm tích có độ
chọn lọc kém (phải).
2.3.4 Phƣơng pháp Gamma tự nhiên
Phƣơng pháp đó bức xạ Gamma tự nhiên: là đo vẽ cƣờng độ bức xạ gamma tự nhiên
ở trục giếng khoan để nghiên cứu lát cắt địa chất ở thành giếng khoan. Nhƣ ta đã biết,
giữa các đá, đặc biệt là đá trầm tích rất khác nhau về cƣờng độ phóng xạ gamma tự

nhiên nên ta có thể nghiên cứu bản chất, nguồn gốc địa tầng của đá theo tham số này.
a. Các yếu tố ảnh hƣởng lên kết quả đo GR
Đƣờng cong đo ghi cƣờng độ bức xa gamma tự nhiên trong giếng khoan phụ
thuộc vào nhiều yếu tố, trƣớc hết phải kể đến:
-

Các lớp đất đá trong lát cắt giếng khoan chứa các nguyên tố đồng vị phóng
xạ, trong đó quan trọng nhất là U, Th, K.

-

Đặc tính kĩ thuật của các Detector dùng trong phép đo, chiều dày vỉa và vị
trí tƣơng đối của Detector trong giếng khoan so với các lớp đất đá.

-

Đƣờng kính thực của giếng khoan, mật độ và loại dung dịch khoan.

-

Số lớp ống chống, chiều dài của ống chống và lớp xi măng

-

Mật độ của các lớp đất đá ở thành giếng khoan

-

Tốc độ kéo cáp khi đo ghi

23


Tất cả các yếu tố trên đây đồng thời ảnh hƣởng lên giá trị đó gamma tự nhiên. Trong
phân tích kết quả đo GR, cần phải xác định xem yếu tố nào ảnh hƣởng nhất lên phép
đo trong trƣờng hợp cụ thể và đƣa ra phép hiểu chỉnh tƣơng ứng.
b. Phạm vị ứng dụng
- Phƣơng pháp đó gamma tự nhiên trong giếng khoan đƣợc sử dụng để phân chia địa
tầng của các lớp trong lát cắt, sử dụng để liên kết chúng ở quy mô khu vực và địa
phƣơng.
- Do cƣờng độ phóng xạ càng cao khi hàm lƣợng sét trong đá càng nhiều nên đƣờng
cong GR cho dấu hiệu tốt để phân biệt các lớp đá sét và đá chứa ít sét hoặc không chƣa
sét, phát hiện các vỉa than trong tập đá Acgilit than
- Nhìn chung các phƣơng pháp đó gamma trong giếng khoan không bị ảnh hƣởng bởi
độ khoáng hóa và phép đó có thể thực hiện đƣợc trong dung dịch gốc dầu. Vì tia
gamma có khả năng đâm xuyên cao, thậm chí có thể đi qua thành ống chống bằng
thép, có chiều dàu 15mm, nên phƣơng pháp GR có thể đo trong các giếng khoan đã
chống ống. Đây là ƣu điểm nổi trội nhất của phƣơng pháp GR so với các phƣơng pháp
đo địa vật lý giếng khoan khác.
- Cƣờng độ bức xa gamma của các đá chƣa lục nguyên và carbonat, không chƣa
khoáng vật phóng xạ, tỷ lệ với hàm lƣợng khoáng vật sét trong đá là cơ sở để ta xác
định hàm lƣợng sét trong đá chứa theo kết quả đo GR.
- Một ứng dụng quan trọng khác của phƣơng pháp GR là trong nghiên cứu các giếng
khoan thăm dò tìm kiếm các quặng phóng xạ. Cƣờng độ bức xạ gamma tự nhiên có
quan hệ trực tiếp với hàm lƣợng các quặng phóng xạ trong các lớp đất đá ở thành
giếng khoan. Vì vậy dựa vào dáng điệu đƣờng cong GR và biên độ dị thƣờng trên
đƣờng cong đó ta dễ dàng phát hiện các đới quặng hóa và tính toán hàm lƣợng các
khoáng vật quặng phóng xạ trong đối tƣợng nghiên cứu.
- Khi nghiên cứu các mỏ muối, đƣờng cong GR đƣợc sử dụng để xác định chiều dày
các lớp muối và xác định hàm lƣợng muối KCl trong mỏ muối.

24