Địa tầng phân tập các loại bể hồ

Sự khác nhau của hệ thống hồ và hệ thống biển cho thấy không thể áp dụng trực tiếp nguyên mô hình địa tầng phân tập của biển cho tất cả các loại hệ thống hồ. Việc xem xét hệ thống phân chia các nhóm đất đá giới hạn bởi các mặt ranh giới khác nhau được áp dụng tốt trong các địa tầng của hồ, tuy nhiên, sự phát triển của các tập trầm tích hồ có sự khác biệt, tương tự như sự khác biệt giữa các tập trầm tích carbonat và trầm tích vụn silic trong môi trường biển nông. Mô hình hồ cần được áp dụng cho các loại biển hồ khác nhau với các đặc điểm như nguồn vật liệu, sự phân bố và đặc điểm dầu khí và môi trường trầm tích, điều này phụ thuộc vào tuổi, đặc điểm kiến tạo, khí hậu, vĩ độ...

Đặc điểm của biển hồ có ảnh hưởng đến sự hình thành dầu khí qua loại vật chất hữu cơ và sự bảo tồn chúng trong quá trình chôn vùi. Trầm tích hồ lấp đầy có khả năng chứa một lượng lớn vật chất hữu cơ lục nguyên nên có thể tạo ra nhiều khí hơn so với các loại hồ khác. Hồ dạng cân bằng và chưa lấp đầy có kerogen dường như là dầu nguyên chất liên quan đến vi khuẩn tảo. Thành phần sulfur của dầu từ biển hồ thấp do lượng sulfur trong nước hồ thấp và nói chung khả năng phản ứng sắt với sét cao. Cả biển hồ lấp đầy sâu và nông đều có tiềm năng dầu khí đáng kể, bể chưa lấp đầy có tiềm năng dầu khí thay đổi cho dù sản phẩm ban đầu rất cao do khả năng bảo tồn có nhiều vấn đề.

Các loại bể hồ có ảnh hưởng lớn tới đặc điểm vật lý, sự phân bố địa tầng và sự tích tụ các tập, các phân tập của chúng. Với mỗi loại bể hồ có đặc điểm tồn tại và sự phân bố các yếu tố dầu khí khác nhau. Các biểu hiện của chúng từ dạng tương tự như các tập biển nông trong loại bể hồ lấp đầy đến các dạng rất khác biệt trong bể hỗ chưa lấp đầy. Cách tiếp cận của địa tầng phân tập với các loại bể hồ là xác định các lớp đá giới hạn bởi các ranh giới vật lý để xây dựng khung thời địa tầng với các trầm tích sông và hồ. Có thể thể hiện các tập trầm tích như trường hợp biển bình thường, tuy nhiên có những thay đổi theo mức độ hiểu biết và các dự báo bên trong khung địa tầng như tác động của mực nước hồ, sự cung cấp trầm tích và kiến tạo. Ảnh hưởng của thời tiết được thể hiện cả nguồn cấp nước (mực nước hồ và mực nước ngầm) và sự cung cấp trầm tích. Biểu hiện của các trầm tích hồ thay đổi rộng rãi vì bản thần hệ thống hồ đã có sự thay đổi lớn. Hồ có đặc điểm liên quan đến khối lượng nước và trầm tích nhỏ, bản chất hổ thường xuyên đóng kín và nói chung hạn chế cung cấp trầm tích để thay đổi mực nước hồ. Mặc dù hệ thống hồ có thể thay đổi nhanh và rộng rãi nhưng ít tác động đến cách tiếp cận địa tầng phân tập vì đất đá vẫn lắng đọng trong các lớp bị giới hạn bởi các mặt ranh giới vật lý được sử dụng như những đường thời gian. Địa tầng phân tập rất thích hợp với bể hồ vì tập trung phân tích với các tỷ lệ khác nhau của sự biến đổi trầm tích và sự gián đoạn với mức độ dày mỏng khác nhau.

Nghiên cứu địa tầng phân tập cho mỗi loại bể hồ là xác định được các tập và phân tập trên cơ sở mối quan hệ giữa sự cung cấp trầm tích + nước với sự thay đổi mực nước hồ (sự tích tụ).

Trên các hình 10.43, 10.44, 10.45 là mô hình các loại bể hồ tràn, bể hồ cân bằng và bể hồ cạn.

- Bể hồ tràn xảy ra khi mức độ nguồn trầm tích và lượng nước vượt quá tiềm năng tích tụ (thường là khi tỷ lệ lượng nước mưa so với lượng bốc hơi (P/E) cao hoặc tốc độ sụt lún kiến tạo tương đối thấp.

Hình 10.43 - Mô hình loại bể hồ tràn

Loại bể hồ tràn có xu hướng tích tụ liên kết các tướng sông hồ trong các tập trầm tích tương tự cả về hình thái và sự phát triển như trầm tích vụn trong mỗi trường biển nông tuy nhiên mỏng hơn (hình 10.43). Mặt ngập lụt có xu hướng có sự khác biệt thạch học tương đối ít. Ranh giới tập trầm tích có xu hướng ít rõ rệt, sự bào mòn không đáng kể. Hình thái của trầm tích có thể xác định thuận lợi vì sự cung cấp trầm tích tương đối rộng và thể hiện trên cả các tài liệu địa chấn, đường cong giếng khoan hoặc các vết lộ. Dựa trên đặc điểm chồng chất các lớp của trầm tích dạng tướng sống - hồ có thể phân tích trạng thái của biển hồ lấp đầy và chiều cao của mực nước hồ giảm xuống. Trong vùng bể hồ tràn có thể nhận biết được biểu hiện của sự dịch chuyển đường bờ. Ranh giới tập và các hệ thống trầm tích có sự thay đổi trong quá trình phát triển. Trong các bể hồ tràn vĩnh cửu, mực nước hồ xấp xỉ ngưỡng mức cao, sự sắp xếp địa tầng chủ yếu do sự thay đổi nguồn trầm tích, ít xảy ra bào mòn ranh giới. Các mặt ngập lụt thường được thể hiện rõ do sự suy giảm nguồn trầm tích. Hình thái trầm tích trong bể hồ tràn phản ảnh sự thay đổi lượng trầm tích khi thay đổi mực nước hồ. Dạng tập trầm tích tương tự như các tập trầm tích vụn trong vùng biển nông tuy nhiên các vật liệu hữu cơ lục địa dồi dào hơn. Các vỉa chứa phát triển chủ yếu trong hệ thống trầm tích cao ven bờ với các trầm tích vụn (HST) và trong các thung lũng lấp đầy và quạt đáy hồ. Các tập chắn thường phát triển trong hệ thống trầm tích tiến và các lớp tiền châu thổ của hệ thống trầm tích cao.

Các tập chứa trong vùng châu thổ chủ yếu là tập hồ lùi có dạng xiên chéo, các nêm lấn phủ trên ranh giới tập bào mòn (SB) tại rìa bể trong tập hệ thống trầm tích thấp, các đường bờ uốn lượn tương đối mỏng trong hệ thống trầm tích tập tiến; các đường bờ lùi có cấu trúc dạng xiên và các kênh môi trường sông tương đối dày tại hệ thống trầm tích cao.

- Bể hồ cân bằng xảy ra khi mức độ nguồn trầm tích cùng với lượng nước so với tiềm năng tích tụ tương đối cân bằng trong suốt thời gian phát triển tập trầm tích. Loại bể hồ cân bằng chủ yếu tích tụ các tướng sông hồ dao động đáy (fluctuating profundal) trong các tập trầm tích có thể tương tự hoặc khác với các trầm tích vụn biển nông (hình 10.44).

Hình 10.44 - Mô hình loại bể hồ cân bằng

Các dấu hiệu nhận biết cho thấy các phân tập là hỗn hợp trầm tích vụn lùi xa bờ và bồi tụ theo chiều thẳng đứng của các trầm tích hóa học do các chu kỳ làm khô hạn. Carbonat cũng rất dồi dào trong các hồ này, tuy nhiên các phân tập và tập trầm tích cũng tương tự như carbonat biển nông hoặc trộn lẫn carbonat và trầm tích vụn. Các mặt ngập lụt thường được thể hiện tốt nơi có sự tương phản về thạch học. Các mặt ranh giới tập được đánh dấu bởi sự thay đổi môi trường trầm tích trong diện rộng của bể với các bào mòn và đào khoét nhỏ. Ở hệ thống trầm tích thấp (LST) trong bể hồ cạn nông có sự tích tụ các nhóm phân tập trầm tích lùi tương đối mỏng. Ở bể hồ sâu có sự tích tụ các lớp dày trầm tích đáy hoặc quạt dòng chảy rối. Sự biến đổi mạnh của hệ thống mức thấp là dấu hiệu quan trọng xác định đặc điểm loại biển hồ này. Các tập chủ yếu là tập dừng và tập tiến đặc trưng cho hệ thống hồ tiến (TST), tương đối dày và phát triển đánh dấu bởi các trầm tích giật lùi vào bờ và bào mòn đáy. Hệ thống trầm tích cao (HST) thay đổi từ tương đối mỏng đến dày vừa phải và từ carbonat tới trầm tích vụn, trên lát cắt địa chấn các phủ đáy với các dạng xicma và xiên chéo.

- Bể hồ cạn xảy ra khi mức độ phát triển tiềm năng tích tụ vượt quá mức độ nguồn trầm tích và lượng nước hoặc tốc độ sụt lún kiến tạo tương đối thấp, dẫn đến lưu vực thủy văn liên tục đóng với các trầm tích của hồ không bền vững hoặc hồ nước mặn xen kẽ với các hồ tương đối “lâu năm”.

Hình 10.45 - Mô hình loại bể hồ cạn

Loại bể hồ cạn chủ yếu tích tụ các tập trầm tích tướng muối, khác với trầm tích vụn và carbonat biển nông. Các bể hồ này có thời gian thành tạo ngắn nên các tập và phân tập rất mỏng (hình 10.45). Bản chất của sự phân bố môi trường trầm tích dạng bể hồ này là thay đổi rõ rệt từ lượng nhỏ muối hồ trong bùn/sét của hệ thống trầm tích thấp (LST) tới phân bố rộng rãi hệ thống trầm tích cao (HST). Các mặt ngập lụt được thể hiện bởi sự khác biệt về thạch học và trùng với ranh giới tập (FS/SB) trong phạm vi rộng. Dạng hình học của trầm tích là các lớp từ song song đến bán song song được tạo ra bởi quá trình bồi tụ. Hệ thống trầm tích thấp (LST) thường hạn chế từ các trầm tích muối đến các trầm tích hóa học và sinh học khác được hình thành ở vùng có sụt lún mạnh trong bể. Hệ thống trầm tích tiến (TST) thường mỏng với trầm tích vụn dạng tấm ở đáy. Hệ thống trầm tích cao (HST) tương đối dày nhưng cũng chỉ gồm một vài phân tập. Có thể thấy cát kết trong các kênh lấp đầy ở đồng bằng hồ ở mức cao phản ảnh sự phát triển các hệ thống thoát nước trong các pha ngập nước của quá trình phát triển hồ.

Theo Minh giải địa chấn trong thăm dò và khai thác dầu khí

Các hệ thống trầm tích liên quan với đường bờ

Phân tập và nhóm phân tập

Các mặt ranh giới trong địa tầng phân tập

Địa tầng phân tập với đá carbonat