Đặc tính thạch học và biến đổi sau trầm tích ảnh hưởng đến độ rỗng và độ thấm của cát kết Oligocene, lô 15-1/05, bể Cửu Long
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
Bài Nghiên cứu
Open Access Full Text Article
Đặc tính thạch học và biến đổi sau trầm tích ảnh hưởng đến độ
rỗng và độ thấm của cát kết Oligocene, lô 15-1/05, bể Cửu Long
Đỗ Ngọc Thanh1,*, Phạm Thị Duyên2, Liêu Kim Phượng3
TÓM TẮT
Nghiên cứu về đặc tính thạch học và những biến đổi sau trầm tích của cát kết có ý nghĩa rất quan
trọng trong việc đánh giá tầng chứa vì chúng là một trong những yếu tố có ảnh hưởng đến chất
Use your smartphone to scan this
QR code and download this article
lượng của đá chứa cát kết. Nghiên cứu này trình bày đặc tính thạch học, biến đổi sau trầm tích
và sự ảnh hưởng của chúng đến độ rỗng, độ thấm của cát kết tập Oligocene, lô 15-1/05, bể Cửu
Long. Trên cơ sở kết quả phân tích thạch học chi tiết cho thấy hầu hết cát kết Oligocene là cát kết
arkose và cát kết lithic arkose, đôi khi xen kẹp bởi cát kết feldspathic greywacke. Mức độ thành tạo
đá của cát kết tăng dần theo độ sâu, chuyển từ giai đoạn tạo đá sớm (tập C) sang giai đoạn tạo đá
giữa (tập D) đến giai đoạn tạo đá muộn (tập E-F). Sự biến đổi sau trầm tích ảnh hưởng mạnh đến
khả năng chứa của cát kết Oligocene lô 15-1/05 chính là quá trình xi măng hoá và quá trình nén
ép, nên chúng làm giảm đi độ rỗng và độ thấm của đá. Ngoài ra, sự xuất hiện của các khoáng vật
sét cũng làm ảnh hưởng đến độ thấm của cát kết trong đó sét illite và hỗn hợp sét illite-smectite
làm giảm độ thấm mạnh hơn những khoáng vật sét khác. Kết quả nghiên cứu cho thấy đá chứa
tiềm năng của cát kết Oligocene tập E-F, lô 15-1/05 có độ chọn tốt, độ mài tròn tốt, hàm lượng xi
măng thấp, đặc biệt là sự vắng mặt của sét illite và hỗn hợp sét illite-smectite.
Từ khoá: Đá chứa cát kết, thạch học trầm tích, độ rỗng và độ thấm
trúc như: độ hạt, độ tròn cạnh, độ chọn lọc, tiếp xúc
hạt. Việc xác định thành phần phần trăm của các
GIỚI THIỆU
Bể Cửu Long được xem là bể chứa dầu khí lớn nhất
ở thềm lục địa phía Nam Việt Nam cho đến nay
kết Miocene, Oligocene và đá móng nứt nẻ trước Đệ
khoáng vật tạo đá, các khoáng vật thứ sinh và lỗ rỗng
được dựa vào phương pháp đếm điểm của Van der
1Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,
ĐHQG-HCM, Việt Nam
2Viện Dầu khí Việt Nam, Việt Nam
Tam. Trong đó cát kết Oligocene là một trong những R.L.Folk7. Kiến trúc gồm đo kích thước hạt dưới kính
3Viện Địa lý Tài nguyên TP.HCM, Việt
đối tượng chứa tiềm năng của bể. Chất lượng chứa
của đá phụ thuộc chủ yếu độ rỗng và độ thấm của đá
vì những yếu tố này chi phối đến khả năng chứa và sự
lưu thông của dầu khí trong đá.
Độ rỗng và độ thấm của đá bị ảnh hưởng bởi kiến trúc
hạt và biến đổi sau trầm tích như được nghiên cứu
quan giữa kích thước hạt và đặc tính của đá chứa bởi
Nội dung nghiên cứu này trình bày về đặc tính thạch
học và biến đổi sau trầm tích cũng như chất lượng
chứa của cát kết Oligoene lô 15-1/05, nằm ở rìa Tây
Bắc bể Cửu Long. Tập trầm tích Oligocene gồm các
của cát kết bằng cách đo theo trục dài của hạt, và đo
100 hạt cho mỗi lát mỏng và các thông số độ hạt được
phân tích độ tròn cạnh, độ chọn lọc, hình dạng hạt,
cách sắp xếp và tiếp xúc hạt theo R.L.Folk, Andrews
Nam
Liên hệ
Đỗ Ngọc Thanh, Trường Đại học Khoa học
Tự nhiên, ĐHQG-HCM, Việt Nam
Email: dngthanh@hcmus.edu.vn
Lịch sử
.
• Ngày nhận: 25-10-2019
• Ngày chấp nhận: 25-12-2019
Độ rỗng nhìn thấy được gồm lỗ rỗng nguyên sinh
được thành tạo trong quá trình tạo đá và lỗ rỗng thứ
sinh tạo ra do hoà tan. Độ rỗng được nhuộm màu và
nhìn thấy được dưới kính hiển vi. Phần trăm độ rỗng
được xác định trên lát mỏng theo phương pháp đếm
• Ngày đăng: 15-6-2020
DOI :10.32508/stdjns.v4i2.856
Bản quyền
Phương pháp phân tích X-Ray xác định thành phần
khoáng vật sét và tính thành phần phần trăm bán định
© ĐHQG Tp.HCM. Đây là bài báo công bố
mở được phát hành theo các điều khoản của
the Creative Commons Attribution 4.0
International license.
PHƯƠNG PHÁP
Phân tích thạch học lát mỏng nhằm mục đích xác
định phần trăm thể tích của các khoáng vật tạo đá, vật
chất đồng trầm tích (matrix), khoáng vật thứ sinh, xi
măng, khoáng vật quặng, độ rỗng nhìn thấy và kiến
KẾT QUẢ
Trích dẫn bài báo này: Thanh D N, Duyên P T, Phượng L K. Đặc tính thạch học và biến đổi sau trầm tích
ảnh hưởng đến độ rỗng và độ thấm của cát kết Oligocene, lô 15-1/05, bể Cửu Long. Sci. Tech. Dev. J.
- Nat. Sci.; 4(2):478-495.
478
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
a(Nguồn: PVEP,2011)
Kết quả phân tích thạch học cho thấy cát kết chiếm ưu
Kết quả phân tích thạch học cát kết
thế là cát kết sạch, chứa hàm lượng vật liệu đồng trầm
tích (matrix) nhỏ hơn 15%. Cát kết được phân loại
phổ biến nhất là cát kết arkose và lithic arkose, kém
phổ biến hơn là cát kết feldspathic litharenite với hàm
lượng thạch anh nhỏ hơn 75%. Ngoài ra, cát kết felds-
pathic greywacke với hàm lượng matrix > 15% chiếm
nhất và được bảo tồn rất kém. Độ rỗng nhìn thấy của
cát kết tập C và D hầu như bị phá hủy hoàn toàn và
Oligocene, lô 15-1/05, bể Cửu Long
Kết quả phân tích thạch học của 247 mẫu vụn và mẫu
lõi cát kết tập Oligoene, gồm các tập trầm tích C, D và
E-F trong đó cát kết hiện diện với hàm lượng phong
phú nhất. Sét kết, sét vôi kết và bột kết hiện diện với
hàm lượng kém hơn cát kết. Nghiên cứu này tập trung
vào các tập cát kết để xác định khả năng chứa của
chúng.
479
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
độ rỗng nguyên sinh của cát kết tập E&F được bảo tồn arkose và lithic arkose chiếm hàm lượng phổ biến và
kém phổ biến hơn là cát kết feldspathic greywacke và
cát kết feldspathic litharenite.
Độ hạt của cát kết arkose và lithic arkose thay đổi
từ cát hạt mịn đến thô với kích thước hạt phổ biến
thay đổi trong khoảng 0,125 - 1,0 mm. Trong khi
TẬP C
Đá trầm tích tập này chủ yếu là cát kết, xen kẹp bột kết
và sét kết. Cát kết arkose chiếm hàm lượng phổ biến
và kém phổ biến hơn là cát kết feldspathic greywacke. cát kết feldspathic greywacke phổ biến là cát hạt mịn
Độ hạt thay đổi từ mịn đến trung bình với kích thước đến trung với kích thước hạt phổ biến thay đổi trong
lọc phổ biến trung bình, đôi khi kém. Độ mài tròn
của các hạt vụn ở mức trung bình với hình dạng hạt
phần lớn là nửa góc cạnh và nửa tròn cạnh. Trong đó,
cát kết arkose có độ mài tròn tốt hơn từ bán tròn cạnh
đến tròn cạnh. Độ nén ép của cát kết ở mức độ yếu,
với các hạt vụn trôi nổi, không tiếp xúc. Đôi chỗ cát
kết arkose bị nén ép yếu đến trung bình với các hạt
vụn tiếp xúc dạng điểm và đường thẳng. Hạt vụn tạo
đá chủ yếu là thạch anh, feldspar và mica được gắn
kết chủ yếu bởi xi măng sét, đôi khi là xi măng calcite
dạng khảm. Độ rỗng của cát kết arkose rất kém do bị
phá hủy hoàn toàn bởi xi măng và độ rỗng của cát kết
khoảng 0,125 - 0,5 mm, đôi khi xen kẹp một vài lớp
cát hạt thô. Cát kết feldspathic litharenite phổ biến
là cát hạt thô với kích thước hạt trung bình thay đổi
trong khoảng 0,60 - 0,79 mm. Độ chọn lọc của cát
kết arkose và lithic arkose phổ biến từ trung bình đến
trung bình-tốt, đôi khi kém. Trong khi cát kết felds-
pathic greywacke có độ chọn lọc kém đôi khi trung
bình-tốt. Cát kết feldspathic litharenite có độ chọn
lọc phổ biến từ trung bình đến kém. Độ mài tròn
của các hạt vụn ở mức kém đến trung bình với hình
dạng hạt phần lớn là góc cạnh, nửa góc cạnh và nửa
tròn cạnh. Trong đó, độ mài tròn của cát kết arkose
và lithic arkose hạt thô tốt hơn so với các loại cát kết
feldspathic greywacke và feldspathic litharenite, phổ
biến từ bán góc cạnh đến tròn cạnh. Độ nén ép của
cát kết ở mức độ trung bình, với kiểu tiếp xúc giữa các
hạt chủ yếu là tiếp xúc dạng đường thẳng; đôi khi nén
ép hơi mạnh và bị hòa tan, với các hạt vụn tiếp xúc
dạng đường cong và đường khâu. Hạt vụn tạo đá chủ
yếu là thạch anh, feldspar và mica được gắn kết chủ
yếu bởi xi măng sét và carbonate. Ngoài ra, có sự xuất
hiện phổ biến của zeolite trong cát kết arkose, lithic
arkose và feldspathic litharenite với hàm lượng không
đồng nhất thay đổi từ 0,0 - 31,0%, trung bình 12,0%
TẬP D
Đá trầm tích tập này chủ yếu là cát kết, xen kẹp bột
kết và sét kết. Kết quả phân tích thạch học lát mỏng
chi tiết cho thấy cát kết arkose và lithic arkose chiếm
hàm lượng phổ biến và kém phổ biến hơn là cát kết
feldspathic greywacke.
Độ hạt của cát kết arkose và lithic arkose phổ biến
là cát hạt mịn đến trung với kích thước hạt phổ biến
thay đổi trong khoảng 0,063 - 0,5 mm. Trong khi đó,
cát kết feldspathic greywacke phổ biến là cát hạt rất
mịn – mịn với kích thước hạt phổ biến thay đổi trong
khoảng 0,063 - 0,25 mm. Độ chọn lọc của cát kết
arkose và lithic arkose phổ biến trung bình - tốt, đôi
khi kém. Cát kết feldspathic greywacke có độ chọn
lọc phổ biến từ kém đến rất kém, đôi khi trung bình.
Độ mài tròn của các hạt vụn ở mức trung bình với
hình dạng hạt phần lớn là nửa góc cạnh và nửa tròn
cạnh. Tuy nhiên, độ mài tròn của các hạt vụn ở cát kết
feldspathic greywacke kém hơn so với cát kết arkose
và lithic arkose. Độ nén ép của cát kết ở mức độ từ
yếu đến trung bình, với các hạt vụn chủ yếu tiếp xúc
dạng điểm và đường thẳng. Hạt vụn tạo đá chủ yếu là
thạch anh, feldspar và mica được gắn kết chủ yếu bởi
xi măng sét và carbonate. Độ rỗng của đá rất kém do
bị lấp đầy bởi các khoáng vật sét matrix và các khoáng
TẬP E VÀ F
Đá trầm tích này chủ yếu là cát kết, xen kẹp với các
lớp sét kết, sét vôi và sét bột kết. Cát kết phân loại là
480
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
Hình 2: Ảnh lát mỏng thạch học của giếng khoan AN-1X, cát kết tập C. (a)Cát kết arkose, (b) Cát kết feldspathic
greywacke. Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh (Q), K-feldspar (F), ít plagioclase (Pl), mica (B, M), mảnh đá
quartzite (Qz). Lỗ rỗng giữa các hạt bị xi măng calcite (Ca) dạng khảm lấp đầy Hình 2(a). Lỗ rỗng bị lấp đầy bởi
matrix, gồm phần lớn là khoáng vật sét và vật chất hữu cơ Hình 2(b)
Hình 3: Ảnh lát mỏng thạch học mẫu vụn cát kết arkose, giếng khoan MD-3X, tập D. Mảnh vụn khoáng chủ
yếu là thạch anh đơn tinh thể (Q), và một lượng đáng kể mica với chủ yếu là biotite (B) nằm xen kẹp giữa các hạt
vụn. Đá chứa các khoáng sét đồng trầm tích (Cl) và một ít vật chất hữu cơ (Org). Độ rỗng của đá rất kém
481
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
Hình 4: Ảnh lát mỏng thạch học của cát kết tập E và F. (a) Cát kết arkose; (b) Cát kết lithic arkose, (c) Cát kết
feldspathic litharenite, (d1 và d2) Cát kết feldspathic greywacke; Thành phần chính là thạch anh (Q), plagioclase
(Pl), orthoclase (Or), biotite (B) và mảnh đá granite (G), mảnh đá núi lửa (V). Độ rỗng được lấp đầy bởi các khoáng
vật thứ sinh như khoáng vật sét (mũi tên vàng), calcite (Ca, mũi tên xanh lá) và zeolite (Ze, mũi tên xanh dương),
sericite (mũi tên trắng). Sự hòa tan tạo các khe nứt (mũi tên đỏ)đã làm cho độ rỗng thứ sinh tăng lên.
482
Bảng 1: Kết quả tổng hợp thành phần thạch học cát kết tập Oligocene 4 giếng khoan MD-1X, MD-3X, AN-1X,
AN-3X, lô 15-1/05, bể Cửu Long
Tập
C
D
E
Bề dày
tập
Phân
loại đá
Kiến
trúc
2350-2730
2610-3520
2970-4420
Felspathic
greywacke
F
Arkose
Feldspathic
greywacke
F/VF
Arkose/Lithic
arkose
M-F/VF
Feldspathic
greywacke
F&C/M-VF
Arkose & Lithic Feldspathic
arkose
litharenite
C
Kích thước
hạt
F/VF-M
M-C/F&VF
Độ chọn
lọc
M
M/M-G & P
SA-SR/R
P-L&F-P/F
M-P
M&M-G/ G-P
SA-SR
P&M/M-G
A-SA-SR
M/P&M-G&G
M/P
Độ
mài SA-SR
SA-SR
P-L/F-P
A-SA-SR/SA-SR- A-SA-SR
R
P-L/C & L-C
mòn
Tiếp xúc F-P
P-L/F-P
F-P/L & F-P
P-L/C
hạt
ạch anh
ành
phần
Mảnh
vụn
41,7
17,0
40-
37,6
16,8
8,5
24,7-
44,0
9,3-
22,7
4,0-
12,7
Tr-2,0
38,9
11,2
9,4
37,7-
35,4
18,4
11,9
28,3-
42,7
7,3-
26,3
8,0-
17,0
Tr-3,0
28,7
9,6
13,7-
40,7
4,3-19,7
26,8
12,1
12,3
2,5
2,3-45,3
21,2 15,3-
27,0
43,3
14,3-
19,7
5,0-
7,0
40,0
8,3-
15,3
5,0-
13,3
khoáng K-feldspar
2,3-27,7
3,7-38,0
Tr-14,7
Tr-68,7
0,7-22,7
Tr-3,7
5,0
7,0
0,8
3,6
4,7-5,3
khoáng
vật (%)
Plagioclase 6,0
10,9
1,9
5,7-17,7
0,3-6,7
Tr-5,3
5,7-9,7
0,3-1,3
2,7-4,7
Mica
1,7
0,0-
3,3
1,0
2,8
1,7-3,3 1,4
Mảnh
vụn đá
Granite
1,1
Tr-3,0
Tr
0,7
0-1,0 4,7
0-11,7 2,0
8,9
và sinh Mảnh núi 2,4
1,0-
3,7
0,0-
2,0
0,0
2,8
2,0-3,7 1,5
0,4
Tr-4,0
6,4
0,5
0-11,7
6,9
24,9 21,3-
27,0
vật
lửa
Chert
1,0
0,5
Rải
rác-2,0
0,0
Rải
rác-
2,0
Rải rác- 1,0
1,3
1,0
Tr-2,0
Continued on next page
Table 1 continued
Schist
0,4
0,1
0,3
4,9
Rải
rác-1,7
Rải
rác-0,7
Rải
rác-2,0
Rải
rác-
11,7
Sporadic
0,0
Tr
0,3
1,1
Tr-2,0
Tr-2,7
0,8
Tr-3,0
0-2,3
0,7
0,8
Tr-3,7
Tr-3,0
1,0
1,1
0,7-1,7
0-2,0
Quartzite
Carbonate
0,1
0-0,3
0,7
0,6
Rải rác- 0,1
3,3
17,7-
41,3
4,7 (AN-
1X)
Rải rác- 3,8
13,7
Matrix
Các
khoáng vật
sét
Vật chất
hữu cơ
Khoáng
vật khác
26,0
21,0-
31,0
23,9
16,7-
36,0
4,0
Tr-6,0
Tr-1,3
24,9
1,0
0-6,0
0,5
0,5
0,3
0,5
4,3 (AN- 2,0
1X)
Tr-2,7
6,0
Khoáng Epidote
0,2
3,0
3,5
Rải rác
0,7
0,2
0,6
Tr-2,7
0,9
0,7-1,0
vật
phụ
Kaolinite
Rải
rác-8,7
3,2
0-6,7
2,3
7,8
Rải
rác-
9,3
2,7-
11,3
2,3 (AN- 0,2
1X)
7,0 (MD-
1X, 3X)
Xi
măng
Các
khoáng vật
và các sét khác
2,4
0,9
0,0-
4,7
Rải
rác-9,3
Rải rác- 2,7
3,7
Tr-11,3
3,4
2,3-5,0
khoáng
vật
thứ
Chlorite
Calcite
12,0
7,2
Tr-
41,7
Rải
rác-
48,0
1,8
2,8
Tr-3,7
Tr-8,0
1,2
2,9
Rải rác- 1,4
4,0
0-9,3
Tr-6,0
1,1
1,0
0,3-2,0
0,7-1,3
sinh
0,0-
1,7
1,6
0-3,0
4,1
Tr-37,3
Continued on next page
Table 1 continued
2,4 0-5,3
Siderite
Zeolite
0,6
Rải
rác-2,3
2,1
Rải
rác-
5,0
0,2
Rải rác-
6,7
4,3
4-11,7
(AN-
3X)
12,0
0,0
Tr-31,0
15,1 6,0-
30,0
Albite
3,0 (MD-
1X, AN-
1X)
Glauconite
0,2
2,8
0,7
0,7
Tr
0,0
0,7 (AN-
1X)
Tr-7,0
ạch anh
Khoáng
vật quặng
1,7
Tr-3,0
1,0-
2,7
1,3
1,0
0-2,7
Tr-3,3
2,4
1,3
2,7
0,9
2,0-3,3
1,2
1,0-
1,3
1,0
Tr-3,0
2,3-3,0 1,7
Tr-13,7
0,7-1,0
Tr-1,0
0,7-2,7
Độ rỗng nhìn thấy Nguyên
Tr
Tr
Tr
Tr
0,6
0,5
Tr-5,3
(AN-3X)
Tr-3,0
0,3
1,5
sinh
ứ sinh
0,1
Tr-1,7
(AN-
3X)
(AN-3X)
Khe nứt
0,6
Tr-4,3
(AN-
3X)
0,2
Tr-5,0
(AN-3X)
0,4
Tr-1,3
Tr: Vết
Kích thước hạt: VF: Rất mịn, F: Mịn, M: Trung, C: ô.
Độ chọn lọc: P: Kém, M: Trung bình,M-G: Trung bình-tốt, G: Tốt.
Độ mài tròn: A: Góc cạnh, SA: Nửa góc cạnh, SR: Nửa tròn cạnh, R: Tròn cạnh.
Tiếp xúc hạt: F: Không tiếp xúc, P: Dạng điểm, L: Dạng đường thẳng, C: Dạng đường cong, S: Dạng đường khâu.
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
ảnh hưởng của quá trình xi măng hóa và nén ép cơ học
tăng dần theo độ sâu chôn vùi. Ngoài ra, sự thành tạo
đá của cát kết chuyển dần từ giai đoạn tạo đá sớm đến
giai đoạn tạo đá muộn trong quá trình biến đổi sau
Kết quả phân tích phân tích nhiễu xạ tia X
(XRD)
Kết quả phân tích 160 mẫu XRD cho khoáng vật sét
của cát kết Oligocene, lô 15-1/05. Trong đó 22 mẫu
cát kết tập C, 17 mẫu cát kết tập D, và 121 mẫu cát kết
.
eo độ sâu chôn vùi, cát kết Oligocene chịu sự nén
ép cơ học từ yếu đến mạnh. Ở phần trên của tầng
Oligocene cát kết chịu nén ép cơ học yếu đến trung
bình với các hạt không tiếp xúc hoặc tiếp xúc dạng
điểm và dạng đường thẳng (tập C và tập D). Ở phần
dưới của tầng cát kết Oligocene (tập E và F), độ nén
ép của cát kết ở mức độ trung bình, với kiểu tiếp xúc
giữa các hạt chủ yếu là tiếp xúc dạng đường thẳng; đôi
khi nén ép hơi mạnh và bị hòa tan, với các hạt vụn tiếp
xúc dạng đường cong và đường khâu.
Khoáng vật thứ sinh và xi măng thành tạo trong quá
trình biến đổi sau trầm tích hiện diện như: Sự kết tủa
của khoáng vật quặng/pyrite và sự kết tinh của các
khoáng vật carbonate ở dạng xi măng khảm và dạng
lấp đầy vào lỗ rỗng. Bên cạnh đó, sét kaolinite chiếm
tỷ lệ lớn nhất trong tổng thành phần của khoáng vật
sét ở tập C và tập D có khuynh hướng giảm dần theo
độ sâu. eo độ sâu chôn vùi và nhiệt độ gia tăng, sét
smectite chuyển sang tổ hợp sét illite-smectite, hàm
lượng tổ hợp sét illite-smectite tăng lên khi hàm lượng
sét smectite giảm đi ở tập C và tập D. Tổ hợp sét illite-
smectite có khuynh hướng chuyển dần sang sét illite,
chúng giảm đi đáng kể theo độ sâu trong khi hàm
lượng sét illite tăng lên ở tập E&F. Ngoài ra, sự xuất
hiện của các khoáng vật thứ sinh như zeolite, calcite
rất dồi dào cho thấy cát kết phần dưới tầng Oligocene
đã bị biến đổi sau trầm tích mạnh.
TẬP C
Kết quả phân tích XRD cho khoáng vật sét trong đó
sét kaolinite hiện diện dồi dào nhất từ 20,9 - 54,8%,
trung bình 40,6%; chlorite hiện diện với hàm lượng ít
hơn so với kaolinite từ 12,0 - 31,6%, trung bình 23,4%;
illite từ 9,3 - 34,9%, trung bình 18,2%; smectite có hàm
lượng cao từ 0,0 - 35,7%, trung bình 14,5%. Tổ hợp sét
illite-smectite hiện diện rất ít từ 1,3% - 5,9%, trung
Nhìn chung, cát kết tập C có hàm lượng sét kaolinite
chiếm ưu thế nhất, kém hơn là sét chlorite; sét loại il-
lite và tổ hợp sét illite-smectite chiếm hàm lượng thấp
trong khi sét smectite lại chiếm hàm lượng cao.
TẬP D
Kết quả phân tích XRD cho khoáng vật sét trong đó
sét kaolinite hiện diện phong phú từ 7,3 -46,7%, trung
bình 25,9%; chlorite hiện diện với hàm lượng nhiều
hơn so với kaolinite từ 18,3 -84,0%, trung bình 35,4%;
illite từ 2,5 - 41,0%, trung bình 23,1%; smectite từ 0,0
- 19,7%, trung bình 3,0%. Tổ hợp sét illite-smectite từ
kaolinite và chlorite chiếm ưu thế nhất; hàm lượng sét
illite và tổ hợp sét illite-smectite có xu hướng tăng cao
trong khi sét loại smectite có xu hướng giảm một cách
đáng kể theo độ sâu chôn vùi.
Các đặc điểm nêu trên cho thấy mức độ biến đổi sau
trầm tích của cát kết tầng Oligocene tăng dần theo độ
sâu, chuyển từ giai đoạn tạo đá sớm (tập C) sang giai
đoạn tạo đá giữa (tập D) đến giai đoạn tạo đá muộn
(tập E-F).
TẬP E VÀ F
Khoáng vật sét kaolinite hiện diện không đồng nhất từ
0,0 - 42,7%, trung bình 11,5%; chlorite hiện diện rất
phong phú từ 6,5 - 100%, trung bình 45,1%; illite từ
0,0 - 70,5%, trung bình 33,8%; smectite vắng mặt hoàn
toàn. Tổ hợp sét illite-smectite hiện diện tương đối
Trong tập E và F, hàm lượng kaolinite đã giảm đi
một cách đáng kể và gần như vắng mặt ở độ sâu lớn
hơn 3890 m; Hàm lượng sét illite và tổ hợp sét illite-
smectite tăng cao một cách đáng kể theo độ sâu chôn
vùi trong khi đó, sét smectite vắng mặt hoàn toàn
trong thành phần của cát kết tập này.
Ảnh hưởng của kiến trúc và biến đổi sau
trầmtíchđếnđộrỗngvàđộthấmcủacátkết
Oligocene, lô 15-1/05, bể Cửu Long
Độ rỗng và độ thấm của cát kết Oligocene, lô 15 - 1/05
là hệ quả của sự tác động hỗn hợp các yếu tố bắt đầu
từ khi vật liệu lắng đọng đến giai đoạn biến đổi sau
trầm tích. Nghiên cứu tập trung vào mối liên hệ của
yếu tố kiến trúc và biến đổi sau trầm tích với độ rỗng
và độ thấm của cát kết.
Kết quả phân tích thạch học lát mỏng, cho thấy độ
rỗng nhìn thấy của cát kết feldspathic greywake không
đáng kể, cát kết feldspathic litharenite có số lượng
Biến đổi sau trầm tích của cát kết Oligocene
lô 15-1/05, bể Cửu Long
Kết quả phân tích lát mỏng thạch học và kết quả phân mẫu ít do vậy nghiên cứu này chủ yếu đánh giá trên
tích XRD của cát kết Oligocene cho thấy cát kết chịu cơ sở cát kết arkose và lithic arkose.
486
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
Bảng 2: Kết quả phân tích XRD cho hợp phần sét của cát kết Oligocene lô 15-1/05
Tập Khoảng giá trị
Phần trăm bán định lượng của hợp phần sét (%)
Kaolinite
20,9 - 54.8
40,6
Chlorite
12,0 - 31,6
23,4
Illite
Smectite
Illite-Smectite
1,3 - 5,9
3,4
C
Nhỏ nhất-lớn nhất
Trung bình
9,3 - 34,9
18,2
0,0 - 35,7
14,5
D
Nhỏ nhất-lớn nhất
Trung bình
7,3 - 46,7
25,9
18,3 - 84,0
35,4
2,5 - 41,0
23,1
0,0 - 19,7
1,5 - 27,4
12,7
3,0
0
E-F
Nhỏ nhất-lớn nhất
Trung bình
0,0 - 42,7
11,5
6,5 -100,0
45,1
0,0 -70,5
33,8
0,0 - 43,3
9,5
0
ành phần khoáng vật chính có ảnh hưởng đến độ hàm lượng kaolinite của cát kết từ dạng vết đến 9,3%,
rỗng của cát kết tầng Oligocene. eo đó, độ rỗng có trung bình từ 2,3%-3,0% cao hơn nhiều so với tập E-
khuynh hướng tăng lên khi hàm lượng thạch anh tăng F (trung bình 0,2%) nhưng độ rỗng thì ngược lại với
vật feldspar và mảnh đá tăng (Hình5). Tuy nhiên, ảnh cát kết Oligocene bị ảnh hưởng nhiều bởi các khoáng
hưởng của kiến trúc lên độ rỗng của cát kết Oligocene vật sét, độ thấm giảm mạnh khi hàm lượng sét tăng
kích thước hạt phổ biến thay đổi trong khoảng 0,1 - khi cát kết giàu các khoáng vật sét illite và tổ hợp
0,8mm, độ rỗng dao động trong khoảng từ 0,0 - 5,3% sét illite-smectite (Hình 10). Bởi vì tinh thể illite-
có khuynh hướng tăng nhẹ theo sự tăng lên của kích smectite, illite có dạng sợi và dạng dải băng mỏng khi
thường cát kết hạt thô có không gian rỗng cũng như thanh chắn cản trở rất lớn đến sự lưu thông của chất
đường kính các họng lỗ rỗng lớn hơn cát kết hạt mịn. lưu14. Sự xuất hiện của khoáng vật zeolite trong tập
Nhìn chung, độ rỗng có khuynh hướng tăng đối với E và F làm ảnh hưởng tiêu cực đến lỗ rỗng của tập cát
cát kết có độ chọn lọc tốt. Tuy nhiên, theo thống kê kết này (Hình 11). Độ rỗng của cát kết hạt mịn giảm
các mẫu cát kết trong nghiên cứu này thì với nhóm nhanh hơn so với cát kết hạt thô khi có sự tăng lên của
kích thước hạt vụn khác nhau có sự chênh lệch về mức hàm lượng zeolite. Điều này được giải thích bởi vì cát
độ ảnh hưởng của độ chọn lọc lên độ rỗng. Đối với cát kết hạt mịn có kích thước lỗ rỗng nhỏ hơn nên quá
kết hạt thô, độ chọn lọc không ảnh hưởng nhiều đến trình xi măng hoá và nén ép làm mất độ rỗng nhanh
độ rỗng. Trong khi đối với cát kết hạt mịn đến trung, hơn và kéo theo kích thước các họng lỗ rỗng bị giảm
độ rỗng tăng nhanh theo hướng độ chọn lọc tốt của nhiều hơn.
hạt vụn (Hình 7). Như vậy, xét trên cơ sở kiến trúc Cùng với quá trình xi măng hóa, quá trình nén ép cơ
hạt thì cát kết tập C và tập D có độ rỗng không đáng học có ảnh hưởng rất lớn trong việc làm giảm độ rỗng
kể do sự chiếm ưu thế của cát kết có kích thước hạt của cát kết Oligocene. Trên cơ sở biểu đồ David W.
nhỏ hơn và độ chọn lọc kém hơn so với tập E và F.
Houseknecht, cát kết tập C và tập D có khoảng 80%
Trong quá trình chôn vùi và biến đổi sau trầm tích của lượng mẫu tập trung ưu thế do quá trình nén ép. Biểu
cát kết Oligocene, ảnh hưởng của quá trình xi măng đồ Hình 12a và Hình 12b cho thấy có 53,6–57,2% độ
hoá đến độ rỗng và độ thấm rất phức tạp. Sự ảnh rỗng nguyên sinh của cát kết bị phá hủy bởi quá trình
hưởng này phụ thuộc bởi mức độ xi măng hoá, loại nén ép và 42,9–46,5% độ rỗng bị mất đi do quá trình xi
xi măng và khoáng vật thứ sinh. Kết quả phân tích măng hóa. Ngược lại, cát kết tập E và F lại có khoảng
cho thấy khi hàm lượng xi măng và khoáng vật thứ 65% lượng mẫu tập trung ưu thế do quá trình xi măng
sinh tăng cao, độ rỗng của cát kết Oligocene có xu hóa. Đối với nhóm mẫu có độ rỗng lớn hơn 5%, độ
hướng giảm mạnh (Hình 8). Ngoài ra, khi hàm lượng rỗng bị mất do quá trình xi măng hóa chiếm ưu thế rõ
kaolinite cao thì độ rỗng nhìn thấy gần như không có. rệt so với quá trình nén ép. Cụ thể độ rỗng ban đầu
Điều này được giải thích do hình thái tinh thể, tập của đá bị mất đi do quá trình nén ép chỉ chiếm 5.0% và
tính kết tinh cũng như cách sắp xếp của khoáng vật do quá trình xi măng hóa chiếm đến 81,75%. Sự ưu
kaolinite trong không gian rỗng. Các tinh thể kaolin- thế của quá trình xi măng hóa so với quá trình nén
ite riêng biệt có dạng tấm mỏng, thường lấp đầy từng ép giảm dần đối với nhóm mẫu có độ rỗng lớn hơn
phần hoặc toàn bộ lỗ rỗng giữa hạt13. Ở tập C và D, 0% đến nhỏ hơn 5% và nhất là đối với những mẫu cát
487
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
Hình 7: Mối tương quan giữa đỗ rỗng nguyên sinh và độ chọn lọc của cát kết tập E và F.
Hình 8: Ảnh hưởng của tổng hàm lượng xi măng và khoáng vật thứ sinh với độ rỗng.
Bảng 3: Tổng hợp giá trị độ rỗng theo hàm lượng của khoáng vật sét kaolinite
Tập
C
Giá trị
Kaolinite (%)
Độ rỗng nhìn thấy (%)
Trung bình
3,0
0
Nhỏ nhất-lớn nhất
Trung bình
V-8,7
0
D
2,3
0
Nhỏ nhất-lớn nhất
Trung bình
V-9,3
0
E và F
0,2
0,6
Nhỏ nhất-lớn nhất
0,0–7,0 (MD-1X)
V-5,3 (AN-3X)
489
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
Hình 11: Mối tương quan giữa độ rỗng nguyên sinh và hàm lượng khoáng vật zeolite.
kết không có độ rỗng. eo đó, đối với những mẫu thành đá. Độ rỗng của cát kết Oligocene, lô 15-1/05
cát kết này độ rỗng ban đầu bị mất đi do quá trình tăng theo hàm lượng thạch anh, kích thước hạt và độ
nén ép là 44,4% và do quá trình xi măng hóa là 55,6% chọn lọc. Ảnh hưởng đáng kể trong việc làm giảm độ
(Hình 12c). ông thường thì càng xuống sâu mức rỗng và độ thấm của cát kết Oligocene là sự hiện diện
độ nén ép càng tăng. Nhưng độ rỗng cát kết tập E và với hàm lượng cao của các khoáng vật sét như zeolite,
F lại tốt hơn độ rỗng của tập C và tập D có thể giải kaolinite và các khoáng vật nhóm carbonate trong quá
thích rằng quá trình xi măng hóa ở giai đoạn sớm của
cát kết tập E và F đã làm giảm sự ảnh hưởng của quá
trình nén ép cơ học lên tập này. Còn đối với cát kết
tập C và D thì quá trình xi măng hóa giai đoạn sớm
chưa triệt để và tạo điều kiện cho quá trình nén ép tác
động mạnh mẽ đến việc làm mất hoàn toàn độ rỗng
nguyên sinh.
trình tạo đá. Ngoài ra, quá trình xi măng hóa và nén
ép cơ học tác động đồng thời làm giảm đáng kể độ
rỗng và độ thấm của cát kết Oligocene. Bên cạnh đó,
độ rỗng thứ sinh cũng tăng theo độ sâu chôn vùi tuy
nhiên chỉ đóng vai trò thứ yếu trong khả năng chứa
của cát kết tập này.
KẾT LUẬN
Nói chung, sự tác động của hai yếu tố xi măng hóa và
nén ép trong quá trình tạo đá đã làm giảm, mất độ Cát kết Oligocene, lô 15-1/05, bể Cửu Long phổ biến
rỗng của cát kết Oligocene lô 15-1/05 đáng kể. Trong nhất là cát kết arkose và lithic arkose có độ rỗng không
đó, quá trình nén ép có ảnh hưởng tiêu cực nhất đến đáng kể đến kém, đôi khi xen kẹp với các lớp cát kết
độ rỗng của cát kết.
Quá trình hoà tan là nguyên nhân làm tăng độ rỗng
feldspathic greywacke và cát kết feldspathic litharenite
(tập E và F) có độ rỗng không đáng kể. Cát kết tập C
thứ sinh của đá. Nhìn chung độ rỗng thứ sinh của cát đang trong giai đoạn tạo đá sớm với sự hiện diện của
kết Oligocene có khuynh hướng tăng theo chiều sâu sét smectite, trong khi cát kết tập D ở giai đoạn đầu tạo
chôn vùi (Hình 13). Tuy nhiên mức độ hoà tan của đá giữa và cát kết tập E và F đã bước vào giai đoạn tạo
khoáng vật không đồng nhất, sự hoà tan xảy ra chủ đá giữa đến đầu giai đoạn tạo đá nâng cao với vắng
yếu trong cát kết tập E và F. Vì thế độ rỗng thứ sinh mặt hoàn toàn của sét smectite và sự gia tăng hàm
chỉ đóng vai trò thứ yếu trong khả năng chứa của cát lượng tổ hợp sétp illite-smectite. Độ rỗng và thấm của
kết Oligocene.
cát kết chịu ảnh hưởng tổng hợp của hai quá trình xi
Mối liên hệ giữa độ rỗng và độ thấm rất chặt chẽ. Một măng hóa và nén ép. Trong đó ảnh hưởng mạnh nhất
yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng thì như hệ quả nó cũng đến độ rỗng chính là quá trình nén ép. Kích thước và
ảnh hưởng đến độ thấm. Điều đó có nghĩa là khi độ độ chọn lọc của hạt vụn trong cát kết ảnh hưởng một
rỗng tăng thì độ thấm cũng tăng tương ứng. Trên cách đáng kể đến độ rỗng và độ thấm. Cát kết arkose
cơ sở kết quả phân tích độ thấm Klinkenberg, cát kết và lithic arkose có kích thước hạt trung cùng với độ
arkose và lithic arkose tập E và F cũng tuân theo quy chọn lọc từ trung bình đến trung bình-tốt là loại đá có
độ rỗng tốt nhất. Độ thấm giảm mạnh khi hàm lượng
Tóm lại, độ rỗng và độ thấm của cát kết Oligocene, sét tăng cao, và có xu hướng giảm mạnh nhất khi cát
lô 15-1/05, bể Cửu Long là kết quả của sự tác động kết giàu các khoáng vật sét illite và tổ hợp sét illite-
tổng hợp bởi nhiều yếu tố: thành phần khoáng vật smectite. Ngoài ra, cát kết giàu khoáng vật thứ sinh
tạo đá, kiến trúc hạt và những biến đổi sau quá trình zeolite hiện diện phong phú ở tập E-F là một trong
491
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
Hình 14: Mối tương quan giữa độ rỗng và độ thấm cát kết tập E và F.
những yếu tố quan trọng làm giảm độ rỗng của cát P: Độ chọn lọc kém
kết tập này. Độ rỗng của cát kết hạt mịn giảm nhanh
hơn so với cát kết hạt thô khi có sự tăng lên của hàm
lượng zeolite.
Tất các yếu tố này đều có ảnh hưởng đến độ rỗng và
độ thấm, loại cát kết có chất lượng chứa tốt nhất tầng
Oligocene, lô 15-1/05 là cát kết arkose và lithic arkose
tập E và F có kích thước hạt trung, độ chọn lọc từ
trung bình đến trung bình-tốt, hàm lượng xi măng
thấp, đặc biệt là hàm lượng thấp của sét illite và tổ
hợp sét illite-smectite.
M: Độ chọn lọc trung bình
M-G: Độ chọn lọc trung bình-tốt
G: Độ chọn lọc tốt
A: Góc cạnh
SA: Nửa góc cạnh
SR: Nửa tròn cạnh
R: Tròn cạnh
F: Không tiếp xúc
P: Tiếp xúc dạng điểm
L: Tiếp xúc dạng đường thẳng
C: Tiếp xúc dạng đường cong
S: Tiếp xúc dạng đường khâu
Q: ạch anh
Pl: Plagioclase
Or: Orthoclase
B: Biotite
G: Mảnh đá granite
V: Mảnh đá núi lửa
Ca: Calcite
LỜI CÁM ƠN
Nhóm tác giả chân thành cám ơn Tổng công ty ăm
dò và Khai thác Dầu khí (PVEP) đã cung cấp nguồn
tài liệu cho nghiên cứu này.
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học Khoa
học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia ành Phố Hồ Chí
Minh (ĐHQG-HCM) trong khuôn khổ đề tài mã số:
T2018-24.
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ze: Zeolite
XRD: Phân tích phân tích nhiễu xạ tia X
Tr: Vết
VF: Kích thước hạt rất mịn
F: Kích thước hạt mịn
M: Kích thước hạt trung
C: Kích thước hạt thô
XUNG ĐỘT LỢI ÍCH
Các tác giả cam kết không có xung đột về lợi ích liên
quan đến nghiên cứu với các cơ quan/tổ chức/cá nhân
tài trợ.
493
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 4(2):478-495
7. Folk RL. Petrology of Sedimentary Rocks, Texas 78703.
Hemphill Publishing Company. 1974;.
8. Folk RL, Ward WC. Brazos river bas: a study in the signifi-
cance of grain size parameters. Journal of Sedimentary Petrol-
9. Folk RL, Andrews PB, Lewis DW. Detrital sedimentary rock
classification and nomenclature for use in New Zealand. New
Zealand Journal of Geology and Geophysics. 1970;p. 937–
10. Folk RL. Stage of textural maturerity in sedimentary rocks.
Sedimentary petrology. 1951;Available from: https://doi.org/
11. WentworthCK. Ascaleofgradeandclasstermsforclasticsedi-
ments. The Journal of Geology. 1922;30(5):377–392. Available
12. Phuong LK. Characterization of petrography and diage-
netic processes influence on porosity and permeability of
Oligocene sandstone reservoir rocks, block 15-2 in Cuu Long
basin. Journal of Engineering Research and Application.
13. Dũng NV. Đặc điểm thạch học, biến đổi sau trầm tích và ảnh
hưởng của chúng đến độ rỗng - thấm của đá chứa cát kết tuổi
Oligocene-miocene sớm mỏ Sư Tử Đen, Lô 15 -1, bể Cửu Long.
Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-
HCM. 2004;.
ĐÓNG GÓP CỦA CÁC TÁC GIẢ:
Đỗ Ngọc anh – tác giả chính: Tổng hợp, viết bài,
chịu trách nhiệm nội dung nghiên cứu.
Phạm ị Duyên – thành viên tham gia: Phân tích và
thống kê số liệu
Liêu Kim Phượng – thành viên tham gia: Kiểm tra và
chịu trách nhiệm hàm lượng khoa học cho bài báo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Worden RH. Dolomite cement distribution in a sandstone
from core and wireline data: the Triassic fluvial Chaunoy For-
mation, Paris Basin, in Harvey, P.K., and Lovell, M.A., eds., Core-
Log Integration. Geological Society of London Special Publi-
cation. 1998;136(15):197–211. Available from: https://doi.org/
2. Morad S. Carbonate Cementation in Sandstones. Interna-
tional Association of Sedimentologists, Special Publication.
3. Griffiths JC. Grain size distribution and reservoir rock char-
acteristics. American Association of Petroleum Geologist
4. Đông TL, Hải PD. Bể trầm tích Cửu Long và tài nguyên dầu
khí. Địa chất và tài nguyên dầu khí Việt Nam, Hà Nội. 2005;p.
263–311.
5. Plas L, Tobi AC. A chart for judging the reliability of point
counting results. Am J Sci. 1965;263:87–90. Available from:
14. Houseknecht D.
Assessing the Relative Importance of
Compaction Processes and Cementation to Reduction of
Porosity in Sandstones. AAPG Bulletin. 1987;p. 633–642.
Available from: https://doi.org/10.1306/9488787F-1704-11D7-
6. Soloman M, Green R. Geol Rundsch, A chart for designing
modal analysis by point counting. International Journal of
494
Science & Technology Development Journal – Natural Sciences, 4(2):478-495
Research Article
Open Access Full Text Article
Petrographical characteristics and post-depositional alteration
affecting porosity and permeability of Oligocene sandstones,
block 15-1/05, Cuu Long basin
Do Ngoc Thanh1,*, Pham Thi Duyen2, Lieu Kim Phuong3
ABSTRACT
Petrographical characteristics and post-depositional alteration studies of sandstones are the two
important factors to reservoir rocks, which affect oil and gas storage and permeability of reservoir
Use your smartphone to scan this
QR code and download this article
rocks. This study revealed petrographical characteristics, post-depositional alteration, and their in-
fluence on the porosity and permeability of Oligocene sandstones, including C, D, and E and F se-
quences, block 15-1/05, Cuu Long Basin. The results show that most of the sandstones were arkose,
lithic arkose, and sporadically interbedded by feldspathic greywacke. The post-depositional alter-
ation was progressively increasing following the burial depth from early diagenesis of sequence
C, to intermediate diagenesis of sequence D and advanced diagenesis of sequence E and F. The
post-depositional alterations significantly influenced on the porosity of the Oligocene sandstone
were the cementation and mechanical compaction. They reduced the porosity and permeability
of the sandstone. Additionally, authigenic clay minerals have a negative effect on permeability in
which sandstones were rich illite and illite-smectite clay minerals, and the permeability tended to
decrease stronger than others. Our results showed that the potential reservoir rocks of Oligocene
sandstones, block 15-1/05 were sequence E and F sandstones that are in well grain sorting, well
grain roundness shape, and contained a small number of cement, particularly the absence of illite
and illite-smectite.
Key words: sandstone reservoir, sedimentary petrography, porosity and permeability
1University of Science, VNU-HCM,
Vietnam
2Vietnam Petroleum Institute, Vietnam
3Ho Chi Minh City Institute of Resources
Geography, Vietnam Academy of Science
and Technology, Vietnam
Correspondence
Do Ngoc Thanh, University of Science,
VNU-HCM, Vietnam
Email: dngthanh@hcmus.edu.vn
History
• Received: 25-10-2019
• Accepted: 25-12-2019
• Published: 15-6-2020
DOI : 10.32508/stdjns.v4i2.856
Copyright
© VNU-HCM Press. This is an open-
access article distributed under the
terms of the Creative Commons
Attribution 4.0 International license.
Cite this article : Thanh D N, Duyen P T, Phuong L K. Petrographical characteristics and post-
depositional alteration affecting porosity and permeability of Oligocene sandstones, block 15-
1/05, Cuu Long basin. Sci. Tech. Dev. J. - Nat. Sci.; 4(2):478-495.
495
18 trang
16/04/2022
1340
Bạn đang xem tài liệu "Đặc tính thạch học và biến đổi sau trầm tích ảnh hưởng đến độ rỗng và độ thấm của cát kết Oligocene, lô 15-1/05, bể Cửu Long", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- dac_tinh_thach_hoc_va_bien_doi_sau_tram_tich_anh_huong_den_d.pdf
