TÌM KIẾM THĂM DÒ DẦU KHÍ TRONG CARBONATE

Trƣờng Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh
Khoa kỹ thuật Địa chất và Dầu khí
Bộ môn Địa chất Dầu khí

TÌM KIẾM THĂM DÒ DẦU KHÍ TRONG CARBONATE
GVHD: PGS. TS Trần Văn Xuân


Nội dung
Tổng quan về đá
carbonate

Thành tạo carbonate phần
Nam bể Sông Hồng

1. Giới thiệu

1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu

2. Thành phần hóa học và thành phần
khoáng vật

2. Đặc điểm địa chất phần Nam bể Sông Hồng

3. Kiến trúc đá vôi (limestone)

4. Kiến trúc đá dolomite
5. Cấu tạo đá carbonate
6. Phân loại đá carbonate
7. Nguồn gốc đá carbonate

8. Quá trình thành đá và biến đổi

3. Đặc điểm thành tạo carbonate
4. Mối tƣơng quan địa chất phần Nam bể Sông
Hồng và bể Phú Khánh


TỔNG QUAN VỀ ĐÁ CARBONATE

1. Giới thiệu
 Đá carboante là một nhóm đá phổ biến trong các loại đá trầm tích, nhóm
đá hoá học và sinh khoáng nói riêng, đƣợc hình thành từ sự kết tủa của
các khoáng vật từ nƣớc trong suốt quá trình biến đổi về sinh học và hóa
học của môi trƣờng. Có thành phần chủ yếu là các khoáng vật thuộc
nhóm carbonate (anion 𝐶𝑂32− kết hợp với các cation kim loại khác).
 Đá carbonate có thể đƣợc phân chia dựa trên thành phần cơ bản của
khoáng vật thành hai nhóm chính là limestone (đá vôi) và dolomite (đá
dolomite).
 Limestone có thành phần chính là khoáng vật calcite.
 Dolomite có thành phần chính là khoáng vật dolomite.
 Nghiên cứu đá carbonate có ý nghĩa quan trọng. Đá vôi rất đa dạng về
cấu tạo, kiến trúc và hóa thạch, nó mang lại những thông tin quan trọng về
môi trƣờng biển cổ, điều kiển cổ địa chất, hóa lý và sự tiến hóa của giới sinh
vật, đặc biệt là sinh vật biển. Trong hệ thống dầu khí, nó đóng vai trò là tầng
chứa vừa là tầng sinh và cũng là tầng chắn.


2. Thành phần hóa học và thành phần
khoáng vật
 Thành phần hóa học:

o Đá carbonate đƣợc thống trị bởi 3 ion : 𝐶𝑎2+ , 𝑀𝑔2+ , 𝐶𝑂32− . 𝐶𝑎2+ , 𝑀𝑔2+ hiện
diện trong cả đá vôi và dolomit. Trong đó 𝑀𝑔2+ là thành phần quan trọng
đặc trƣng trong đá dolomite.

o Nguyên tố oxi cũng đóng vai trò quan trọng: 𝐶𝑂2 , CaO, MgO chiếm 90%
trong đá carbonate.
o Một vài nguyên tố khác nhƣ Si, Al, K, Na, Fe… (trong các khoáng vật
silicate: quartz, feldspars, sét…).
o Những nguyên tố hiếm: Cl, Co, Cr, Cu, Ga, Li…(liên quan đến khoáng vật
và khung xƣơng trong hóa thạch)


2. Thành phần hóa học và thành phần
khoáng vật
 Thành phần khoáng vật
1. Khoáng vật thuộc nhóm calcite
2. Khoáng vật thuộc nhóm dolomite
3. Khoáng vật thuộc nhóm arogonite


2. Thành phần hóa học và thành phần
khoáng vật
 Khoáng vật thuộc nhóm calcite
Tên kháng vật

Tinh hệ

Công thức

Calcite

Mặt thoi

𝐶𝑎𝐶𝑂3

Magnesite

Mặtthoi

𝑀𝑔𝐶𝑂3

Rhodochrosite

Mặt thoi

𝑀𝑛𝐶𝑂3

Siderite

Mặt thoi

𝐹𝑒𝐶𝑂3

Simithsonite

Mặt thoi

𝑍𝑛𝐶𝑂3

2. Thành phần hóa học và thành phần
khoáng vật
 Khoáng vật thuộc nhóm dolomite

Tên khoáng vật

Tinh hệ

Công thức

Dolomite

Mặt thoi

CaMg(𝐶𝑂3 )2

Ankerite

Mặt thoi

Ca(Mg,Fe,Mn)(𝐶𝑂3 )2


2. Thành phần hóa học và thành phần
khoáng vật
 Khoáng vật thuộc nhóm aragonite

Tên khoáng vật

Tinh hệ

Công thức

Aragonite

Trực thoi

𝐶𝑎𝐶𝑂3

Cerussite

Trực thoi

𝑃𝑏𝐶𝑂3

Strontionite

Trực thoi

𝑆𝑟𝐶𝑂3

Witherite

Trực thoi

𝐵𝑎𝐶𝑂3


3. Kiến trúc đá vôi (limestone)
 Các đá vôi cổ có thành phần chủ yếu là calcite. Calcite có thể hiện diện

trong đá ở ba dạng kiến trúc chính:
o Các hạt trong đá (Carbonate grains).
o Nền (Microcrystalline calcite).
o Xi măng (Sparry calcite).


Carbonate grains
 Folk (1959) đề nghị sử dụng allochems là tên gọi cho những hạt carbonate
mà nguồn gốc không phải là sự kết tủa hóa học.
 Các hạt đó có kích thƣớc tiêu chuẩn từ 0.02-0.2mm, những hạt lớn hơn
nhƣ là vỏ hóa thạch cũng có thể xuất hiện.

 Các hạt carbonate đó có thể đƣợc chia thành bốn nhóm, mỗi nhóm đƣợc
đặt trƣng bởi sự khác nhau về hình dạng, cấu tạo bên trong, và nguồn gốc:
o carbonate clasts,
o Skeletal particles,

o ooids,
o peloids.


Skeletal particles. ( thuộc khung xƣơng)
•

Những mảnh vụn thuộc khung xƣơng của các loài sinh vật xuất hiện trong
đá vôi nhƣ là vi hóa thạch (microfossils), hóa thạch lớn (large fossils) và
mảnh vỡ của những hóa thạch lớn (broken fragment of large fossils).

• Sự xuất hiện của hóa thạch trong đá vôi có ý nghĩa quan trọng, nó cho
phép xác định tuổi và cổ môi trƣờng lắng đọng của đá vôi.

Skeletal particles. ( thuộc khung xƣơng)


Foraminifera (trùng lỗ)

• Sống ở độ sau khác nhau từ trôi
nổi (planktonic) đến bám đáy
(benthonic).
• Tuổi: chủ yếu ở Đệ Tam


Trứng cá (ooids)
•

Ooid (trứng cá) là tên của hạt carbonate có nhân là những mảnh vỡ thuộc
vỏ của các loài sinh vật, mảnh vụn cơ hoc…đƣợc bao quanh bởi một hay
nhiều lớp mỏng tinh thể carbonate hay aragonite, những lớp đó thƣờng có
kiến trúc đồng tâm hay tỏa tia. Kích thƣớc từ 2-4mm.

• Đá vôi có thành phần chủ yếu là trứng cá thì đƣợc gọi là đá vôi trứng cá


Trứng cá (ooids)
 Trứng cá đƣợc hình thành ở nơi khí hậu ấm áp, có dòng chảy đáy mạnh,
nƣớc luôn luôn chuyển động dƣới tác dụng của sóng và nƣớc biển quá
bão hòa calcium bicarbonate.
 Lớp vỏ của trứng cá hiện đại có thành phần là aragonite, trong khi những
trứng cá cổ có thành phần chính là calcite.

 Trong một số trƣờng hợp lớp áo bên ngoài trứng cá chỉ là một hay hai lớp
rất mỏng mà tổng bề dày nhỏ hơn rất nhiều so với nhân thì gọi là giả trứng
cá(psedu-ooids).
 Những hạt mà có kiến trúc bên trong giống nhu trứng cá nhƣng lớn hơn
nhiều so với trứng cá (lớn hơn 2mm) và không có dạng hình cầu(méo mó
hơn so với trứng cá) thì gọi là pisoids. Đá vôi pisoilte


Viên phân (Peloids)
 Peloids là những hạt nhỏ trong đá vôi có thành phần chủ yếu là calcite hay
aragonite nhƣng không có kiến trúc bên trong khác biệt
 Peloids có kích thƣớc nhỏ hơn trứng cá và nằm trong khoảng từ hạt bột
cho tới cát (0.03-0.1mm).
 Đƣợc hình thành bởi các loài sinh vật biển tiêu hóa bùn carbonate và thải
ra những bùn không tiêu hóa đƣợc cũng có thành phần là carbonate.


Các mảnh vụn carbonate (carbonate clasts)
 Carbonate clasts là những mảnh vỡ cũa những đá xuất phát từ sự sói mòn
của những đá carbonat cổ hơn bị lộ ra trên mặt đất hay là sự sói mòn các
trầm tích carbonate trong các bồn trầm tích.


Các mảnh vụn caebonate (carbonate clasts)
 Nếu các mảnh vụn carbonate có nguồn gốc ngoài bồn trầm tích đó thì gọi
là extraclasts, và có nguồn gốc ngay tại bồn thì gọi là intraclasts.


Nền (Microcrystalline calcite)
 Bùn carbonate có thành phần là những tinh thể

calcite hạt mịn.
 Trong môi trƣờng hiện đại thì bùn carbonate có thể
là những tinh thể aragonite hình kim có chiều dài
0.001-0.005mm.

 Bùn vôi (lime mud) có thể chứa đựng một lƣợng
nhỏ những mảnh vụn khoáng vật hạt mịn nhƣ sét,
feldspar, thạch anh và vật chất hữu cơ, chúng
thƣờng có màu từ xám đến nâu.
 Bùn carbonate đƣợc phân biệt với carbonate
grains và sparry calcite bởi kích thƣớc vô cùng
nhỏ.


Xi măng (Sparry calcite)
 Nhiều đá vôi chứa đựng những tinh thể calcite lớn,
thông thƣờng có kích thƣớc từ 0.02-0.1mm. Những
tinh thể nhƣ vậy thì đƣợc gọi là sparry calcite.
 Nó đƣợc phân biệt với micrite bởi kích thƣớc hạt
lớn hơn và đƣợc phân biệt với carbonate grains
bởi sự thiếu kiến trúc bên trong. Sparry calcite lấp
đầy khoảng trống giữa các hạt carbonate hoặc là
các lổ hổng hòa tan nhƣ là xi măng (cement).
 Trong các đá vôi cổ, sparry calcite có thể đƣợc
hình thành bởi sự tái kết tinh của những hạt lắng
đọng ban đầu (primary depositional grains) và
micrite trong suốt quá trình tạo đá.


4. Kiến trúc dolomite

 Dolomite (dolostone) có thành phần chính là những tinh thể dolomite. Không
giống nhƣ đá vôi, đƣợc đặc trƣng bởi sự hiện diện của hạt (grains), vi tinh
calcite (micrite) và tinh thể calcite lớn (sparry calcite), dolomite có kiến trúc
tinh thể rộng lớn.
 Trên nền tảng về hình dạng tinh thể, hai kiểu dolomite đƣợc công nhận:
o Planar dolomite: bao gồm những tinh thể dolomite hình thoi, tự hình đến th hình.
o Nonplanar dolomite: gồm những tinh thể không có dạng thoi, tha hình.


Dolomite textures


6. Phân loại đá carboante
 Có 2 hệ thống phân loại đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay là:
 Phân loại theo Folk (1959): phân loại dựa trên hàm lƣợng xuất hiện các
thành phần: hạt carbonate, nền và xi măng calcite.
 Phân loại theo Dunham (1962): phân loại dựa trên tỷ số giữa hạt và nền và
sự rang buộc khi lắng đọng của các hạt


Phân loại theo Folk
 Phân loại dựa trên thành phần hạt


Phân loại theo Folk
Phân loại theo kiến trúc