Tóm tắt Luận án Đặc điểm trầm tích tầng chứa hydrocacbon miocen giữa phía bắc bể Sông Hồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT 
HOÀNG ANH TUẤN 
ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH 
TẦNG CHỨA HYDROCACBON MIOCEN GIỮA 
PHÍA BẮC BỂ SÔNG HỒNG 
 Ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học 
 Mã số: 62.44.02.05 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT 
HÀ NỘI - 2015 
Công trình được hoàn thành tại Bộ môn Khoáng Thạch, Khoa Địa 
chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất. 
Người hướng dẫn khoa học: 
1) TS. Đỗ Văn Nhuận 
Trường Đại học Mỏ - Địa chất 
2) TSKH. Phan Trung Điền 
 Hội Dầu khí Việt Nam 
 Phản biện 1: PGS.TS Đỗ Đình Toát 
 Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Trọng Tín 
 Phản biện 3: TS Trần Đăng Hùng 
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp 
Trường tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất (P. Đức Thắng - Q. Bắc Từ 
Liêm - Hà Nội) vào giờ, ngày.., tháng năm 2015. 
Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam hoặc 
Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất. 
1 
MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án 
Bể Sông Hồng là một trong những bể trầm tích có tiềm năng dầu khí 
lớn của Việt Nam. Lịch sử phát triển địa chất của bể khá phức tạp, đặc 
trưng bởi các hoạt động kiến tạo căng giãn-nén ép, nghịch đảo kiến tạo, 
lún chìm nhiệt, kèm theo sự thăng giáng của mực nước biển. Hệ quả của 
các hoạt động kiến tạo nhiều pha là sự hình thành một loạt các tích tụ dầu 
khí, với mức độ và quy mô phân bố khác nhau. 
Kết quả tìm kiếm thăm dò từ trước đến nay đã chứng minh tiềm năng 
dầu khí của các thành tạo địa chất tuổi trước Kainozoi cho đến Miocen ở 
khu vưc phía Bắc bể Sông Hồng. Gần đây, một số giếng khoan thăm dò tại 
các lô 102-106 và 103-107 đã phát hiện dầu khí trong trầm tích Miocen 
giữa, với tỷ lệ dầu (nhẹ)/khí tương đối cao. Vì vậy, việc nghiên cứu và 
đánh giá triển vọng dầu khí cho đối tượng thăm dò này là yêu cầu khách 
quan và cần thiết trong giai đoạn hiện nay. 
Xuất phát từ tính cấp thiết nêu trên, tác giả đã lựa chọn đề tài “Đặc 
điểm trầm tích các tầng chứa hydrocacbon Miocen giữa khu vực phía Bắc 
bể Sông Hồng” cho Luận án nghiên cứu của mình. 
2. Mục đích nghiên cứu của luận án 
Nghiên cứu, làm sáng tỏ các đặc điểm thạch học - trầm tích, đánh giá 
những yếu tố ảnh hưởng đến tính rỗng - thấm và dự báo diện phân bố của 
đá chứa cát kết tuổi Miocen giữa khu vực phía Bắc bể Sông Hồng (phạm 
vi các lô 102-106 và 103-107). 
3. Nhiệm vụ của luận án 
- Thu thập, tổng hợp các tài liệu liên quan, làm rõ hơn bức tranh về lịch 
sử tìm kiếm thăm dò và đặc điểm địa chất khu vực phía Bắc bể Sông Hồng 
(phạm vi các lô 102-106 và 103-107); 
- Lựa chọn tổ hợp phương pháp địa chất - địa vật lý và đề xuất quy trình 
nghiên cứu với đối tượng cát kết chứa hydrocacbon tuổi Miocen giữa; 
- Tổng hợp các kết quả phân tích lát mỏng thạch học (thin section), hiển 
vi điện tử quét (SEM) và nhiễu xạ rơnghen (XRD) để xác định các đặc 
điểm thạch học trầm tích, như: thành phần hạt vụn, kích thước hạt, độ lựa 
chọn, độ mài tròn, xi măng, khoáng vật thứ sinh, độ rỗng, quá trình biến 
đổi thứ sinh... của trầm tích Miocen giữa; 
- Xây dựng các sơ đồ, bản đồ môi trường tướng đá cổ địa lý và các biểu 
đồ, biểu bảng, hình vẽ minh họa nhằm phản ánh rõ các đặc trưng về thành 
phần vật chất, kiến trúc, nguồn gốc, hướng vận chuyển vật liệu của các 
thành tạo trầm tích tuổi Miocen giữa; 
2 
- Thành lập các biểu đồ và mô hình quan hệ độ rỗng theo chiều sâu, 
nhằm đánh giá chi tiết các yếu tố ảnh hưởng đến tính rỗng - thấm của đá 
chứa; 
- Tổng hợp tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan, kết hợp với bản đồ 
môi trường để phân tích, suy đoán và khoanh định sơ bộ diện phân bố của 
đá chứa cát kết tuổi Miocen giữa khu vực nghiên cứu. 
4. Nội dung của luận án 
- Nghiên cứu đặc điểm địa chất khu vực phía Bắc bể Sông Hồng. 
- Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất và môi trường thành tạo của 
trầm tích Miocen giữa. 
- Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến tính rỗng-thấm của đá chứa cát 
kết. 
- Dự báo diện phân bố của đá chứa cát kết tuổi Miocen giữa khu vực 
nghiên cứu. 
5. Phương pháp nghiên cứu 
Để khai thác, sử dụng có hiệu quả nguồn tài liệu thu thập, tổng hợp 
được, kết hợp với phân tích mới, NCS đã sử dụng tổ hợp các phương pháp 
nghiên cứu, gồm: tổng hợp địa chất, địa vật lý, thạch địa tầng, sinh địa 
tầng và phân tích thành phần vật chất. Trong tổ hợp này, phân tích thành 
phần vật chất là phương pháp đóng vai trò chủ đạo, với các phân tích 
chuyên sâu về thạch học lát mỏng, hiển vi điện tử quét và nhiễu xạ 
rơnghen. 
6. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu và cơ sở tài liệu 
- Phạm vi: Khu vực phía Bắc bể trầm tích Sông Hồng, bao gồm phần 
diện tích các lô 102-106 và 103-107, ngoài khơi Vịnh Bắc Bộ. 
- Đối tượng: Đá chứa cát kết tuổi Miocen giữa, một trong những đối 
tượng chứa hydrocacbon quan trọng tại khu vực phía Bắc bể Sông Hồng. 
- Cơ sở tài liệu: Luận án được thực hiện trên cơ sở nguồn tài liệu 
tổng hợp về địa chất - địa vật lý, bao gồm tài liệu địa chất khu vực, tài liệu 
địa chấn 2D/3D, tài liệu địa vật lý giếng khoan các lô nghiên cứu, tài liệu 
phân tích thạch học lát mỏng, SEM, XRD của trên 150 mẫu các loại 
(mẫu lõi, mẫu vụn, mẫu sườn) lấy từ 17 giếng khoan trong phạm vi các lô 
102-106 và 103-107, phía Bắc bể trầm tích Sông Hồng. 
7. Các luận điểm bảo vệ 
- Luận điểm 1: Cát kết Miocen giữa khu vực phía Bắc bể Sông Hồng 
chủ yếu là loại acko litic, felspat litic (Li <15%) và felspat grauvac (Li 
>15%); ít hơn là acko, dạng acko (Li 15%). 
3 
Cát loại hạt nhỏ và hạt trung chiếm ưu thế, với thành phần xi măng gắn kết 
chủ yếu là sét và cacbonat. Quá trình xi măng hóa và nén ép của đá xảy ra 
ở mức trung bình, đặc trưng bởi tiếp xúc hạt chủ yếu dạng điểm và đường 
thẳng. 
- Luận điểm 2: Cát kết Miocen giữa khu vực phía Bắc bể Sông Hồng 
được hình thành và lắng đọng trong các môi trường trầm tích khác nhau, từ 
đồng bằng châu thổ cho tới biển nông. Đá có chất lượng chứa từ khá đến 
tốt phân bố chủ yếu ở phần Đông Nam khu vực nghiên cứu, đặc trưng bởi 
tướng cát ven bờ, với độ chọn lọc, mài tròn và liên thông giữa các lỗ hổng 
tương đối tốt. Quá trình biến đổi của xi măng và khoáng vật tại sinh (bao 
gồm thạch anh, cacbonat và khoáng vật sét chlorit, kaolinit, illit, smectit, 
hỗn hợp lớp illit-smectit) là nguyên nhân chính gây nên sự suy giảm tính 
chất thấm - chứa của tầng chứa cát kết tuổi Miocen giữa. 
8. Những điểm mới của luận án 
- Làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất và môi trường thành tạo 
tập trầm tích Miocen giữa khu vực phía Bắc bể Sông Hồng thông qua các 
nghiên cứu, tổng hợp tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan và phân tích 
thực tế trên 150 mẫu thạch học lát mỏng, SEM, XRD... từ các giếng khoan 
trong khu vực. 
- Xây dựng bộ sơ đồ, bản đồ tướng đá cổ địa lý cho từng phụ tập nhỏ 
trong Miocen giữa trên cơ sở kết hợp tài liệu địa chấn và tài liệu giếng 
khoan, từ đó dự báo và khoanh định diện phân bố đá chứa tiềm năng nằm 
chủ yếu ở phần Đông Nam khu vực nghiên cứu. 
- Đánh giá chi tiết mức độ biến đổi thứ sinh và xây dựng mô hình 
biến đổi độ rỗng theo chiều sâu của tầng cát kết Miocen giữa trên cơ sở 
khoa học về trầm tích luận, góp phần quan trọng vào việc xác định các yếu 
tố chính ảnh hưởng đến tính chất rỗng - thấm của tầng chứa. 
9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 
- Ý nghĩa khoa học: Kết quả đạt được của luận án đã góp phần hoàn 
thiện hơn quy trình nghiên cứu đá chứa nói chung và đá chứa cát kết tuổi 
Miocen giữa khu vực phía Bắc bể Sông Hồng nói riêng, trên cơ sở khoa 
học về trầm tích luận. 
- Ý nghĩa thực tiễn: Thông qua công tác tổng hợp tài liệu khu vực và 
phân tích mẫu thực tế các giếng khoan, kết hợp với luận giải địa chất, bức 
tranh về thành phần thạch học, kiến trúc tạo đá, các yếu tố ảnh hưởng đến 
tính rỗng - thấm và diện phân bố tiềm năng của đá chứa cát kết tuổi 
Miocen giữa đã phần nào được làm sáng tỏ. Kết quả nghiên cứu đã góp 
phần chính xác hóa hệ thống dầu khí trong trầm tích Kainozoi khu vực 
phía Bắc bể Sông Hồng, đồng thời tạo ra nguồn tài liệu tham khảo có giá 
4 
trị, hỗ trợ nâng cao hiệu quả công tác tìm kiếm thăm dò khu vực các lô 102-
106, 103-107 và lân cận trong giai đoạn tiếp theo. 
10. Bố cục của luận án 
Luận án được bố cục thành 04 chương chính, không kể phần mở đầu 
và kết luận, cùng các phụ lục, tài liệu tham khảo và danh mục các công 
trình khoa học. Toàn bộ nội dung của luận án được trình bày trong 116 
trang A4 (gồm 62 hình vẽ, 05 biểu bảng), 28 trang phụ lục, 02 trang danh 
mục các công trình khoa học đã công bố của NCS và 03 trang đầu mục tài 
liệu tham khảo. 
Chương 1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC 
PHÍA BẮC BỂ SÔNG HỒNG 
1.1. Khái quát khu vực nghiên cứu 
1.1.1. Vị trí khu vực nghiên cứu 
Khu vực nghiên cứu bao gồm diện tích các lô 102-106 & 103-107, 
nằm về phía Bắc bể Sông Hồng, ngoài khơi Vịnh Bắc Bộ (Hình A). 
1.1.2. Lịch sử nghiên cứu tìm kiếm 
thăm dò 
- Giai đoạn trước năm 1975: 
chủ yếu gồm các hoạt động khảo sát 
từ hàng không và trọng lực, dưới sự 
giúp đỡ của chuyên gia Liên Xô. 
Bước đầu mới sơ bộ xác định cấu 
trúc địa chất khu vực và một vài cấu 
tạo nhỏ. Đáng kể nhất là phát hiện 
mỏ khí Tiền Hải C, trữ lượng khoảng 
1,1 tỷ mét khối khí. 
- Giai đoạn 1975 đến năm 
2000: khảo sát gần 100.000km tuyến 
địa chấn 2D; đan dày, chi tiết hóa 
mạng lưới đã có và thăm dò các cấu 
tạo triển vọng. Đã phát hiện HC cả 
trong móng cacbonat trước Đệ Tam 
và trầm tích Oligocen, Miocen tại cấu 
tạo B10, Hàm Rồng, Yên Tử 
Hình A - Vị trí bể Sông Hồng và 
khu vực nghiên cứu 
- Giai đoạn từ năm 2000 đến nay: ngoài 100.000km tuyến địa chấn 
2D, đã khảo sát thêm 2.000km2 tuyến 3D trên một số cấu tạo triển vọng. 
Đã phát hiện dầu khí trong móng cacbonat tuổi C-P và trầm tích Miocen 
tại các giếng khoan Hàm Rồng Nam, Phả Lại 
5 
Kết quả nghiên cứu TKTD từ trước đến nay đã từng bước chính xác hóa 
cấu trúc địa chất và hệ thống dầu khí của bể, trong đó trầm tích Miocen 
được xác định là một trong những đối tượng có tiềm năng tại khu vực. 
1.2. Đặc điểm kiến tạo, hệ thống đứt gãy, phân vùng cấu trúc 
1.2.1. Đặc điểm kiến tạo 
Lịch sử phát triển kiến tạo thể hiện bởi 2 đặc trưng cơ bản: 
- Pha tách giãn và sụt lún xảy ra vào đầu Eocen (50 triệu năm trước 
đây), với hoạt động tách giãn (rifting) xảy ra mạnh mẽ. Các địa hào, bán địa 
hào trong Eocen-Oligocen được hình thành, lấp đầy bởi trầm tích trẻ hơn. 
Giai đoạn Miocen giữa xảy vào khoảng 15,5 trnt và Miocen muộn khoảng 
5,5 trnt, đánh dấu bởi các bề mặt bất chỉnh hợp trên mặt cắt địa chấn. 
- Xuất hiện các pha nghịch đảo kiến tạo, tập trung vào Miocen giữa -
muộn, tạo ra nhiều cấu tạo hình hoa, hình thành nên các bẫy chứa dầu khí. 
1.2.2. Hệ thống đứt gãy 
Trong khu vực tồn tại 4 hệ thống đứt gãy chính (Hình 1.2): 
- Hệ TB-ĐN: phát triển mạnh nhất cả về chiều dài lẫn biên độ, gồm các 
đứt gãy cổ, tập trung ở phần TB bể. 
- Hệ ĐB-TN: gồm các đứt gãy cổ tái hoạt động, ngoại trừ đứt gãy nghịch 
hình thành cuối Oligocen, tập trung chủ yếu ở phần ĐB bể. 
- Hệ á kinh tuyến: gồm các đứt gãy trẻ, hình thành vào thời kỳ tạo rift. 
- Hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến: là những đứt gãy thuận, không đóng vai trò 
quan trọng trong việc hình thành cấu trúc tại khu vực. 
 Hình 1.2 - Sơ đồ hệ thống đứt gãy chính khu vực nghiên cứu 
6 
1.2.3. Phân vùng cấu trúc 
Khu vực phía Bắc bể Sông Hồng có thể chia thành 3 đới cấu trúc 
chính: đới rìa Tây Nam, đới rìa Đông Bắc và Trũng Trung tâm. Trong đó, 
đới nghịch đảo Miocen nằm ở Trũng Trung tâm, giới hạn bởi đứt gãy Sông 
Chảy ở phía TN và đứt gãy Vĩnh Ninh ở phía ĐB, có các hoạt động nghịch 
đảo mạnh vào cuối Miocen, khiến cho các cấu tạo hình thành trước đó bị 
nâng lên, bào mòn, cắt cụt, hình thành nhiều cấu tạo hình hoa liên quan 
đến các bẫy dầu khí như: Cây Quất, Hoa Đào, Bạch Long, Địa Long 
1.3. Địa tầng - trầm tích 
Cột địa tầng tổng hợp khu vực nghiên cứu được mô tả tại Hình B. 
1.3.1. Móng trước Kainozoi 
Bao gồm các đá cacbonat Mesozoi, biến chất và magma xâm nhập. 
1.3.2. Trầm tích Paleogen 
- Trầm tích Eocen hệ tầng Phù Tiên 
Phủ trực tiếp trên móng trước Kainozoi, thành tạo trong môi trường 
sườn tích, đầm hồ và đồng bằng châu thổ; thành phần gồm chủ yếu là đá 
cát kết, sét bột kết màu nâu tím xen kẽ các lớp cuội kết độ hạt khác nhau. 
- Trầm tích Oligocen Hệ tầng Đình Cao 
Chủ yếu gồm cát kết màu xám sáng, xám sẫm, xen kẹp các lớp cuội 
kết, sạn kết, chuyển lên trên là bột kết, sét kết màu xám, xám đen. Môi 
trường thành tạo chủ yếu đầm hồ - aluvi, với bề dày thay đổi 300-1.150m. 
1.3.3. Trầm tích Neogen 
- Trầm tích Miocen dưới hệ tầng Phong Châu 
 Đặc trưng xen kẽ giữa các lớp cát kết hạt vừa, hạt nhỏ màu xám 
trắng, xám lục với các lớp bột kết phân lớp mỏng. Bề dày hệ tầng 400-
1.400m, thành tạo trong môi trường đồng bằng châu thổ, xen yếu tố biển. 
- Trầm tích Miocen giữa hệ tầng Phù Cừ 
Gồm các lớp cát kết hạt vừa, cát bột kết phân lớp mỏng dạng thấu 
kính, phân lớp xiên xen kẽ bột kết, sét kết cấu tạo khối. Cát kết có độ lựa 
chọn và mài tròn tốt, đôi chỗ gặp glauconit; xi măng gắn kết nhiều 
cacbonat, ít sét. Bề dày hệ tầng thay đổi 1.500-2.000m, hình thành trong 
môi trường đồng bằng châu thổ, chuyển dần sang tiền châu thổ. 
- Trầm tích Miocen trên hệ tầng Tiên Hưng 
Có tính phân nhịp rõ ràng, bắt đầu bằng sạn kết, cát kết chuyển lên 
bột kết, sét kết. Bề dày hệ tầng 760-3.000m, hình thành trong môi trường 
đồng bằng châu thổ xen biển ven bờ. 
7 
1.3.4. Trầm tích Pliocen - Đệ Tứ 
Nằm bất chỉnh hợp trên trầm tích Miocen, được xếp vào hệ tầng 
Vĩnh Bảo. Chiều dày hệ tầng thay đổi trong khoảng 200-500m, tăng dần ra 
phía biển. Trầm tích hình thành chủ yếu trong môi trường thềm biển, một 
số nơi là đồng bằng châu thổ có ảnh hưởng của yếu tố biển. 
Hình B - Cột địa tầng tổng hợp phía Bắc bể Sông Hồng 
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Cơ sở lý thuyết 
2.1.1. Những vấn đề chung về đá trầm tích 
Đá trầm tích là những thể địa chất phát sinh trên bề mặt trái đất, 
thành tạo do sản phẩm phá hủy, phong hóa các đá có từ trước hoặc do hoạt 
động của sinh vật. Quá trình thành tạo đá trầm tích là một quá trình lâu dài 
và phức tạp, chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố nội, ngoại lực. 
2.1.2. Các giai đoạn thành tạo đá trầm tích 
- Quá trình phong hóa; 
- Quá trình vận chuyển và lắng đọng vật liệu trầm tích; 
- Quá trình phân dị trầm tích; 
- Quá trình thành đá: biến đổi vật liệu trầm tích thành đá trầm tích. 
2.1.3. Các giai đoạn biến đổi thứ sinh của đá trầm tích 
a. Giai đoạn hậu sinh (katagenes): Làm biến đổi đá trầm tích, xảy ra 
trong vỏ trái đất, dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất tăng cao. 
b. Giai đoạn biến sinh (metagenes): Đá bị biến đổi mạnh mẽ về 
thành phần, kiến trúc, cấu tạo. Các tác dụng xảy ra chủ yếu là: tái kết tinh, 
hòa tan, thay thế, trao đổi giữa các khoáng vật và dung dịch lỗ hổng. 
8 
2.1.4. Thành phần và phân loại đá trầm tích 
a. Thành phần khoáng vật: gồm thành phần vô cơ và thành phần hữu cơ. 
b. Phân loại đá trầm tích: gồm nhóm trầm tích vụn cơ học, nhóm 
trầm ... độ nhẹ, điển hình như một vài hạt khoáng vật 
felspat bị hoà tan tạo thành các lỗ hổng thứ sinh, làm tăng độ rỗng của đá. 
Quan sát rõ cả trên lát mỏng thạch học và SEM (Hình 4.12, 4.13). 
18 
Hình 4.8. Mẫu vụn GK-K, độ sâu 
2000-2010m, chụp dưới 2 nicol vuông 
góc (Q: thạch anh, O: orthoclase, P: 
plagioclase, M: mica, v: vụn núi lửa, 
S: phiến sét, mũi tên: sét nền). 
Mô tả: cát kết felspat litic hạt rất nhỏ 
đến nhỏ, kích thước trung bình 
(Md=0,063-0,125mm), chọn lọc tốt, 
mài tròn bán góc cạnh đến bán tròn 
cạnh, gắn kết trung bình, tiếp xúc hạt 
chủ yếu là dạng điểm. 
Hình 4.9. Mẫu vụn GK-K, độ sâu 2000-
2010m, chụp dưới 1 nicol. 
Mô tả: mẫu có độ rỗng liên thông (màu 
xanh) tương đối tốt, kích thước đo được 
khoảng 0,1mm, cho thấy đá chứa có 
chất lượng từ khá đến tốt. 
Hình 4.12. Mẫu sườn GK-C, độ sâu 
1994m, chụp dưới 1 nicol. 
Mô tả: cát kết ackos hạt trung (Md = 
0,2-0,4mm), chọn lọc kém, nén ép 
trung bình, tiếp xúc điểm và đường 
thẳng. Felspat hòa tan (mũi tên hồng) 
làm tăng độ rỗng của đá. 
Hình 4.13. Mẫu sườn GK-C, độ sâu 
1994m, chụp dưới kính hiển vi điện tử 
quét (SEM), độ phóng đại 800 lần. 
Mô tả: Hạt felspat bị hòa tan, làm tăng 
độ rỗng của đá (hình mũi tên). 
19 
4.2.4. Ảnh hưởng của môi trường 
Cát kết Miocen giữa khu vực nghiên cứu chủ yếu hình thành trong môi 
trường đồng bằng châu thổ cho tới biển nông. Một số lớp cát kết được 
thành tạo trong các doi cát kênh rạch, sông, cửa sông, cồn cát ven biển 
(tướng dải cát cửa sông, dải cát ven sông..) có chất lượng chứa thay đổi từ 
tốt (chọn lọc, mài tròn tốt) đến trung bình; một số mẫu có chất lượng chứa 
kém. Độ rỗng và độ thấm của chúng thường bị giảm đi do độ chọn lọc của 
cát kém đi hoặc có sự trộn lẫn của các vật liệu hạt mịn, đặc biệt là khoáng 
vật sét tha sinh. Một số mẫu có độ chọn lọc hạt vụn trung bình đến tốt 
nhưng có hàm lượng nền cao, do sự thẩm thấu của sét vào cát sạch khi 
năng lượng môi trường giảm hoặc do sét được vận chuyển bởi nước ngầm, 
dẫn đến giảm độ rỗng-thấm, tức giảm tính chất chứa của đá 
4.2.5. Ảnh hưởng của thành phần và kiến trúc tạo đá 
Cát kết khu vực nghiên cứu phần lớn có thành phần đa khoáng cao, 
có mặt nhiều mảnh vụn kém bền vững (đặc biệt là felspat) và các mảnh đá 
vụn khác như phun trào, phiến sét, cacbonat Chính sự phong phú của 
các mảnh vụn kém bền vững là một trong những nguyên nhân làm giảm độ 
rỗng-thấm, tức giảm chất lượng chứa của đá, khi chúng chịu ảnh hưởng 
của các quá trình biến đổi địa chất khác nhau. 
Hàm lượng xi măng và nền cũng có ảnh hưởng rất lớn đến đặc tính 
rỗng-thấm của đá. Cát kết khu vực nghiên cứu có hàm lượng xi măng và 
nền dao động trong khoảng 5-25%, cá biệt có chỗ trên 40%, lúc này cát kết 
trở thành cát kết chứa sét. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi hàm lượng xi 
măng dao động trong khoảng 15-20% thì độ rỗng của đá thường <10%. 
Một trong những tác nhân quan trọng nữa ảnh hưởng tới tính thấm-
chứa của đá, đó chính là thành phần khoáng vật sét trong xi măng và 
matrix. Kết quả phân tích XRD cho thấy, hàm lượng nền và xi măng của 
các mẫu cát kết Miocen giữa đều chứa hàm lượng đáng kể khoáng vật illit, 
smectit và sét hỗn hợp lớp illit-smectit. Đây là các khoáng vật sét có cấu 
trúc dạng sợi, có tính trương nở cao, do vậy sự xuất hiện của chúng đồng 
thời với các quá trình biến đổi sau trầm tích làm cho độ rỗng của đá bị 
giảm đi, bởi chúng dễ dàng lấp nhét vào các hệ thống lỗ hổng, kéo theo sự 
suy giảm khả năng thấm của đá. 
Xét về mặt kiến trúc tạo đá, cát kết khu vực nghiên cứu có thành 
phần đa số thuộc loại hạt rất nhỏ (kích thước trung bình Md=0,1-
0,063mm) đến hạt nhỏ (Md=0,1-0,25mm), độ chọn lọc từ trung bình cho 
đến tốt (δ1= 1,5-2,0%). Các đá này thường hình thành ở các khu vực đồng 
bằng châu thổ hoặc chân châu thổ, phát triển về phía Đông bể trầm tích. 
Ngoài ra cũng bắt gặp cát kết hạt trung đến thô, đôi khi rất thô (Md = 0,5-
2,0mm) có độ lựa chọn và mài tròn kém (δ1= 2,0-2,8%) chủ yếu gặp ở khu 
20 
vực phía Tây, gần với nguồn cung cấp vật liệu hơn. Khi cát kết thay đổi độ 
hạt từ rất nhỏ sang nhỏ, trung bình và thô thì độ rỗng và độ thấm cũng có xu 
thế tăng dần. Đối với cát kết Miocen giữa khu vực nghiên cứu, các lớp cát 
hạt mịn hoặc cát kết chứa sét thường có độ rỗng <10%, độ thấm <10mD; 
các mẫu có độ rỗng lớn hơn (xấp xỉ 20-25%) thường xuất hiện trong các 
mẫu cát kết có đường kính hạt cỡ 0,1-0,3mm. Các mẫu có độ mài tròn, chọn 
lọc kém (δ1 = 2,5%) hầu hết cũng đều có độ rỗng thấp (<10%) và độ thấm ít 
khi vượt quá vài chục mili dacxi. 
4.2.6. Ảnh hưởng của quá trình xi măng hóa và nén ép 
Quá trình xi măng hoá tạo thành các khoáng vật tại sinh diễn ra ở hầu 
hết các mẫu phân tích. Các khoáng vật tại sinh chủ yếu gồm thạch anh, 
kaolinit, chlorit, ít hơn là calcit và khoáng vật sét khác. Hàm lượng khoáng 
vật tại sinh tuy không lớn (phổ biến <10%), nhưng chúng cũng tác động xấu 
thông qua sự phát triển, lấp nhét vào lỗ hổng nguyên sinh của đá, dẫn đến 
làm giảm tính chất chứa của đá. 
Quá trình nén ép cơ học của đá diễn ra chủ yếu làm biến dạng, ép dẹt 
các hạt vụn, dẫn đến giảm độ rỗng nguyên sinh của đá. Theo xu thế chung, 
càng xuống sâu thì độ rỗng của đá càng giảm, do các đá bị nén ép mạnh 
hơn (Hình 4.22). 
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng theo chiều sâu chôn vùi tập cát kết 
Miocen giữa được khái quát như ở Hình 4.23. 
Hình 4.22 - Biểu đồ quan hệ độ 
rỗng theo chiều sâu các giếng 
khoan khu vực nghiên cứu 
21 
Hình 4.23 - Mô hình yếu tố ảnh hưởng độ rỗng theo chiều sâu 
4.3. Dự báo phân bố đá chứa khu vực nghiên cứu 
Phân bố đá chứa Miocen giữa 
khu vực nghiên cứu được dự báo 
trên cơ sở phân tích tướng địa chấn 
kết hợp với bản đồ cổ môi trường và 
kết quả phân tích mẫu tại từng giếng 
khoan. Sự biến đổi tướng theo không 
gian và thời gian đóng vai trò quan 
trọng trong việc suy đoán sự phát 
triển của các thân cát là đá chứa tiềm 
năng. Ngoài ra, các thông tin về 
thành phần, kiến trúc, độ rỗng, mức 
độ biến đổi thứ sinh kết hợp với 
thông tin từ biểu đồ quan hệ độ rỗng 
theo chiều sâu (Hình 4.22) và mô 
hình các yếu tố ảnh hưởng đến độ 
rỗng theo chiều sâu (Hình 4.23) cho 
phép suy đoán về khả năng chứa của 
các thân cát này. 
Hình 4.18. Sơ đồ phân bố đá chứa 
trong phụ tập U220-U2210 
Theo đó, đá chứa Miocen giữa có chất lượng chứa từ khá đến tốt chủ 
yếu phân bố ở phía Đông Nam khu vực nghiên cứu, với đặc trưng tướng cát 
ven bờ (Hình 4.18). 
Đ
ộ
 s
â
u
 c
h
ô
n
 v
ù
i 
d
ư
ớ
i 
đ
á
y
 b
iể
n
 (
k
m
) 
Độ rỗng giữa hạt 
và vi lỗ rỗng 
Thể tích đá (%) 
Hạt 
khung 
đá 
Hạt bị 
hoà tan 
tan 
Xi măng 
sét 
Xi măng 
cacbonat 
Xi măng 
thach anh 
 Khu vực phát 
triển các thân 
cát có chất 
lượng chứa 
tốt 
Khu vực phát 
triển các thân cát 
có chất lượng 
chứa trung bình 
đến tốt 
22 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
1. Kết luận 
Kết quả nghiên cứu cho phép NCS đi đến một số kết luận như sau: 
1.1. Đá chứa cát kết Miocen giữa khu vực phía Bắc bể Sông Hồng chủ 
yếu thuộc loại acko litic, felspat litic (Li <15%) và felspat grauvac 
(Li >15%); ít hơn là acko, dạng acko (Li <15%) và grauvac litic 
(Li >15). Cát kết hạt nhỏ và hạt trung chiếm ưu thế; độ chọn lọc 
phổ biến từ trung bình đến tốt, có nơi rất tốt; độ mài tròn chủ yếu 
bán góc cạnh đến bán tròn cạnh; xi măng và khoáng vật tại sinh 
chủ yếu gồm các khoáng vật sét và cacbonat, ít hơn là thạch anh. 
1.2. Môi trường thành tạo đá chứa Miocen giữa phát triển từ đồng 
bằng châu thổ cho đến biển nông. Nguồn cung cấp vật liệu chủ 
yếu đến từ các khối đá cổ có nguồn gốc lục địa. Các đá chứa chất 
lượng từ khá cho đến tốt phân bố chủ yếu ở phía Đông Nam khu 
vực nghiên cứu, đặc trưng bởi tướng cát ven bờ. 
1.3. Đá chứa cát kết Miocen giữa bị biến đổi từ giai đoạn hậu sinh sớm 
đến hậu sinh giữa, đặc trưng bởi quá trình xi măng hoá và nén ép 
trung bình. Quá trình hoà tan của các hạt felspat tuy ở những mức 
độ khác nhau theo độ sâu chôn vùi, nhưng nhìn chung ở mức độ 
nhẹ. Dải độ rỗng phổ biến 8-15%, ít khi lên đến 20%. Độ rỗng 
nguyên sinh chiếm tỷ lệ vượt trội (trung bình >90%), trong khi độ 
rỗng thứ sinh đóng vai trò thứ yếu (trung bình <10%) trong độ 
rỗng tổng của đá. 
1.4. Ảnh hưởng mạnh mẽ đến độ rỗng và độ thấm của đá chứa chính là 
quá trình biến đổi sau trầm tích, trong đó quá trình xi măng hoá và 
nén ép có ảnh hưởng xấu nhất. Tác dụng nén ép mặc dù ở mức độ 
trung bình, nhưng do thành phần khoáng vật tạo đá giàu felspat và 
mảnh đá phun trào nên tốc độ giảm độ rỗng và độ thấm theo chiều 
sâu có xu hướng tăng nhanh. Thêm vào đó, sự kết tủa của các 
khoáng vật sét loại smectit, chlorit, illit-smectit và illit trong 
không gian rỗng cũng là nhân tố quan trọng làm giảm đáng kể độ 
rỗng-thấm, tức chất lượng đá chứa. 
1.5. Theo chiều sâu chôn vùi, độ rỗng giữa các hạt có xu hướng giảm 
mạnh nhưng độ rỗng thứ sinh có xu hướng tăng nhanh do tác động 
của quá trình hoà tan, thay thế các hạt felspat và mảnh đá phun 
trào. Như vậy, ở những độ sâu lớn hơn có thể sẽ bắt gặp các thân 
cát với độ rỗng và độ thấm chất lượng từ khá đến tốt, là đá chứa 
tiềm năng đối với hydrocacbon dạng khí, condensat và dầu nhẹ. 
23 
1.6. Tính chất và mức độ kết tinh của khoáng vật sét tại sinh có khả 
năng làm giảm độ thấm của vỉa sản phẩm trong quá trình khai thác 
hoặc xử lý vỉa. Kaolinit là khoáng vật tại sinh phổ biến nhất trong 
các vỉa chứa. Các tinh thể kaolinit và tập hợp tinh thể của chúng 
thường có kích thước rất nhỏ, lại đính lỏng lẻo trên thành lỗ rỗng, 
vì vậy trong quá trình khai thác có thể bị cuốn theo chất lưu, bịt 
vào các họng lỗ hổng, gây ra sự giảm độ thấm. Hiện tượng này 
cũng có thể xảy ra trong quá trình bơm ép nước trong giai đoạn 
khai thác thứ cấp. 
2. Kiến nghị 
Để kết quả nghiên cứu của luận án góp phần hỗ trợ hiệu quả hơn 
đối với công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí tại khu 
vực phía Bắc bể trầm tích Sông Hồng, NCS kiến nghị cần tiếp tục 
triển khai một số nhiệm vụ cụ thể trong thời gian tiếp theo như 
sau: 
2.1. Nghiên cứu, đánh giá chi tiết hơn về tướng đá cổ địa lý, kết hợp 
với phân tích bổ sung mẫu thạch học tại các giếng khoan, nhằm 
xác định chính xác diện phân bố và chất lượng đá chứa cát kết 
Miocen giữa, làm cơ sở cho việc đánh giá tầng chứa trên toàn bộ 
khu vực phía Bắc bể Sông Hồng. 
2.2. Nghiên cứu, đề xuất phương án xử lý hoá học hiệu quả đối với vỉa 
chứa cát kết Miocen giữa khu vực phía Bắc bể Sông Hồng trên cơ 
sở đặc điểm thành phần thạch học đá chứa. Bởi vì thành phần xi 
măng và khoáng vật thứ sinh của đá chứa có hàm lượng đáng kể 
khoáng vật sét smectit và hỗn hợp lớp illit-smectit, là những 
khoáng vật mang đặc tính trương nở mạnh, dễ tạo gel khi phản 
ứng với các loại axit, có khả năng gây nên sự giảm độ thấm đối 
với chất lưu, thậm chí gây sập lở thành giếng khoan trong quá 
trình khai thác./. 
24 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 
Tiếng Việt 
1. Hoàng Anh Tuấn, Đỗ Văn Nhuận (2008), “Đặc điểm trầm tích, hệ thống 
dầu khí địa hào Krong Pa và mối liên quan với bể trầm tích Phú 
Khánh”, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ - Viện Dầu 
khí Việt Nam 30 năm Phát triển và Hội nhập, Quyển 1, tr. 167-178, Hà 
Nội, Việt Nam. 
2. Nguyễn Thu Huyền, N.M. Hùng, N.T. Hiếu, T.N Minh, N.A. Đức, 
Hoàng Anh Tuấn (2011), “Đặc điểm cấu trúc địa chất bể Phú Khánh 
theo tài liệu địa chấn cập nhật đến tháng 12/2010”, Tạp chí Dầu khí, 
(11), tr. 26-34, Hà Nội, Việt Nam. 
3. Phan Trung Điền, Hoàng Anh Tuấn, L.C. Mai, Chea Socheat, Chap 
Samnang (2013), “Những nét hiện rõ của các thành hệ - cấu trúc và hệ 
thống dầu khí trướng Kainozoi trên rìa Tây-Nam Đông Dương”, Tuyển 
tập Báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ - Trí tuệ Dầu khí Việt Nam 
Hội nhập và Phát triển bền vững, tr. 67-80, Hà Nội, Việt Nam. 
4. Lars H. Nielsen, M. B.W. Fyhn, H. I. Petersen, Hoàng Anh Tuấn, N.K 
Oanh và nnk., “Tướng đầm hồ sâu của quá trình đồng trầm tích 
Oligocene muộn của giếng khoan ENRECA-3, đảo Bạch Long Vĩ, 
Đông Bắc bể Sông Hồng”, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Khoa học Công 
nghệ - Trí tuệ Dầu khí Việt Nam Hội nhập và Phát triển bền vững, tr. 
132- 133, Hà Nội, Việt Nam. 
5. Vũ Ngọc Diệp, Hoàng Dũng, Trần Thanh Hải, Nguyễn Trọng Tín, 
Hoàng Anh Tuấn, Trần Đăng Hùng, Nguyễn Đức Hùng, Ngô Sỹ Thọ 
(2014), “Đặc trưng địa chất của các thành tạo carbonate tuổi Miocen, 
phần Nam bể trầm tích Sông Hồng và mối liên quan tới hệ thống dầu 
khí”, Tạp chí Dầu khí, (1), tr. 24- 32, Hà Nội, Việt Nam. 
6. Hoàng Anh Tuấn, Nguyễn Hữu Nam, Ngô Kiều Oanh, Hoàng Hữu 
Hiệp, Bùi Việt Dũng, Nguyễn Mạnh Linh, Ngô Xuân Vinh (2014), 
“Đặc điểm thạch học trầm tích và khả năng chứa của các thành tạo địa 
chất tuổi Paleozoi-Mesozoi khu vực trũng An Châu, Đông Bắc Việt 
Nam”, Tạp chí Dầu khí, (3), tr. 22- 34, Hà Nội, Việt Nam. 
7. Hoàng Anh Tuấn, T.X. Cường, N.Q. Tuấn, N. Đ Quận, Đỗ Văn Nhuận 
(2014), “Sử dụng phương pháp đo sâu điện xác định cấu trúc địa chất 
25 
và quy mô phân bố của than trong trầm tích Đệ Tam vùng trũng An 
Nhơn - Bình Định”, Tạp chí Dầu khí, (8), tr. 29- 34, Hà Nội, Việt Nam. 
Tiếng Anh 
8. H..I. Petersen, M.B.W. Fyhn, L.H. Nielsen, H.A. Tuan, et al. (2014), 
“World-class Paleogene oil-prone source rocks from a cored lacustrine 
syn-rift succession, Bach Long Vi island, Song Hong basin, offshore 
northern VietNam”, Journal of Petroleum Geology, Volume 37, Issue 
4, pp. 373-389, London, England. 
9. Michael B.W. Fyhn, Henrik .I. Petersen, Lars H. Nielsen, Hoang Anh 
Tuan, et al., (2014), “Advanced Analysis of Basins along the 
Vietnames Margin and the Greater Region: Central Vietnam’s Neogen 
Carbonate Platform Development”, PetroVietnam Journal, (10), pp. 
12-29, Hanoi, Vietnam. 
10. Lars H. Nielsen, Michael B.W. Fyhn, Henrik .I. Petersen, Jussi 
Hovikoski, Jens Therkelsen, Hoang Anh Tuan, et al., (2014), 
“Stratigraphic Core Wells ENRECA-1, -2 and -3: Results of the 
Drilling Campaigns”, PetroVietnam Journal, (10), pp. 30-38, Hanoi, 
Vietnam. 
11. Lars H. Nielsen, Jussi Hovikovski, Jens Therkelsen, Michael B.W. 
Fyhn, Hans. P Nytoft, Jorgen Bojesen-Koefoed, Hoang A.Tuan, et al., 
(2015), “Depositional Facies and Profilic Source Rocks of a Deep Rift-
Lake; The ENRECA-3 Core Well Succession, Bach Long Vi Island at 
the Song Hong-Beibuwan Basins Intersection”, AAPG Geosciences 
Technology Workshop “Tectonic Evolution and Sedimentation of South 
China Sea Region”, p. 82-85, Kota Kinabalu, Malaysia. 
12. Hoang Anh Tuan, Bui Viet Dung, Khuc Hong Giang, Nguyen Thu 
Huyen, Nguyen Anh Duc, Pham Thi Dieu Huyen, Lars H. Nielsen, 
Michael B.W. Fyhn and Ioannis Abatzis (2015), “Depositional 
Environments and Reservoir Quality of Oligocene-Miocene Sediments 
in Central Part of Nam Con Son Basin, Offshore South Vietnam”, 
AAPG Geosciences Technology Workshop “Tectonic Evolution and 
Sedimentation of South China Sea Region”, p. 113-115, Kota Kinabalu, 
Malaysia.