Thăm dò địa vật lý

700 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT Thăm dò địa vật lý N g ô V ă n B ư u . ỈChoa D ầ u k h í, T r ư ờ n g Đ ạ i h ọ c M ỏ - Đ ịa c h ấ t . H à N ộ i. N g u y ề n H ồ n g B à n g . L iê n đ o à n Q u y h o ạ c h v à Đ iề u tra tà i n g u y ê n n ư ớ c M iề n N a m . N g u y ề n H ồ n g M in h . V iệ n D ầ u k h í V iệ t N a m . N g u y ề n H u y N g ọ c . K h o a D ầ u k h í, T r ư ờ n g Đ ạ i h ọ c M ỏ - Đ ịa c h ấ t . H à N ộ i. N g u y ễ n T u ấ n P h o n g . T ồ n g c ụ c Đ ịa c h ấ t v à K h o á n g sản . Giới thiệu Thăm dò địa vật lý, còn gọi là Phương pháp địa vật lý hay Địa vật lý ứng dụng, là môn khoa học khảo sát định lượng các trường vật lý đ ể xác định sự phân b ố tính chất vật lý liên quan với cấu trúc địa chất trong vỏ Trái Đât. N hững khảo sát này phục vụ các lợi ích của con người như tìm kiếm dầu khí, khoáng sản, v.v... Tủy thuộc vào trường vật lý được dùng đê nghiên cứu mà thăm dò địa vật lý phân chia thành thăm dò từ, thăm dò điện, thăm dò trọng lực, thăm dò địa chấn, thăm dò phóng xạ dùng trên mặt đâ't và địa vật lý giếng khoan (cũng được gọi là carota, hay Phương pháp địa vật lý giếng khoan). Các phương pháp thăm dò địa vật lý được trình bày trong các mục từ tương ứng. Thăm dò địa vật lý ra đời và phát triển đê phục vụ các lợi ích của con người. Năm 1879 cuốn sách "Vể sự khảo sát thân quặng sắt bằng phương pháp từ" của GS Robert Thalén được xuât bản và từ k ế Thalén-Tiberg được sản xuât ở Thụy Điển. Năm 1914 Fessenden R. A. nhận bằng phát minh m áy dò âm, tạo bước khởi đẩu cho công nghệ phản xạ địa chân. N gày nay nhờ nhừng tiến bộ khoa học và công nghệ, Địa vật lý đã phát triển m ạnh mẽ đ ể đáp ứng nhu cẩu ngày càng tăng của con người, nhất là khi các nguồn tài nguyên khoáng sản gần mặt đâ't hầu như đã cạn kiệt, cẩn tìm kiếm thêm ở dưới sâu, trên đất liền và ngoài biển khơi. Ở Việt Nam những chương trình công tác địa vật lý lớn bắt đầu từ những năm 60 th ế ký trước vó i khảo sát từ hàng không tỷ lệ 1:200.000 toàn M iền Bắc Việt Nam , đo vê trọng lực tỷ lệ 1:500.000 trên toàn lãnh thổ phía Bắc và tỷ lệ 1:200.000 ở đồng bằng Sông Hổng, nhằm m ục đích điểu tra tìm kiếm dầu khí. N hiều công nghệ địa vật lý hiện đại đã được áp dụng ờ Việt Nam, đưa lại những hiệu quả nổi bật khi tìm kiêm, như trong thăm dò và khai thác m ỏ dầu Bạch Hô trong đá m óng thềm lục địa Miền Nam Việt Nam, cũng như phát hiện m ỏ sắt ở bờ biển Thạch Khê, Hà Tĩnh vào năm 1962 bằng m áy thăm dò từ đặt trên máy bay, v.v... Cơ sở khoa học và các đặc điểm của thảm dò địa vật lý Muốn khảo sát một đối tượng bằng thăm dò địa vật lý thì đối tượng đó phải có tính châ't vật lý khác với môi trường vây quanh, chọn phương pháp địa vật lý thích họp đ ế đo nhằm phát hiện đối tượng, ví dụ dùng phương pháp tủ’ đ ể phát hiện m ỏ sắt. Trường vật lý có loại tự nhiên và loại nhân tạo. Trong thăm dò tử, trọng lực, phóng xạ, nhiệt dùng trường tự nhiên; trong thăm dò địa chấn dùng trường nhân tạo, còn trong thăm dò điện cả hai loại trường đều được khảo sát. Các phương pháp dùng trường tự nhiên thường có độ sâu khảo sát lớn nhưng các phương pháp dùng trường nhân tạo lại có khá năng vẽ các cấu trúc nông ti mi hơn vói độ phân giái lớn hơn. Việc khảo sát một đối tượng thường bắt đẩu bằng cách thu thập tài liệu liên quan đến đôi tượng, thi công ở khu vực liên quan bằng các phương pháp nhanh, nhằm phát hiện, khoanh vị trí của đối tượng, sau đó trên diện tích đà thu hẹp sẽ khảo sát ti mi hơn với mạng lưới đo dày hơn và/hoặc vói các phương pháp có hiệu quả hơn. Thăm dò địa vật lý thường được thực hiện qua ba khâu: thu thập, xử lý số liệu và giải thích ý nghĩa địa chât qua tài liệu địa vật lý. Thu thập số liệu bằng cách dùng m áy địa vật lý đ ể đo trường vật lý thường theo các điếm đo cách đều trên tuyên thắng. Việc đo có thể tiến hành trên mặt đâ't, dưới đất, trên không và ở biển. Vị trí các điểm đo ngày nay có thể được xác định nhanh chóng và chính xác nhờ hệ định vị toàn cẩu (GPS). Phẩn lớn máy địa vật lý gọn nhẹ, độ nhạy cao với công nghệ hiện đại, kế cả công nghệ vủ trụ như thiết bị trường chuyển TEM-FAST 48 của Nga được thiết k ế đê tìm kiếm nước trên Sao Hỏa nay đã có ở Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Toàn bộ trọng lượng của m áy này chỉ 5kg, đựng gọn trong một túi như túi máy tính xách tay. N hu vậy chỉ cần hai người là có thể tiến hành thi công. Đặc biệt, từ khoảng đẩu th ế kỷ 2 1 , nhiểu thiết bị địa vật lý hàng không mới như máy đo gradient trọng lực, máy đo gradient từ, từ k ế SQUID được sáng ch ế dựa trên công nghệ siêu dẫn đ ế đo trường chuyến trên máy bay trực thăng, v.v... Thường thì số liệu đo được đểu do hai nguồn tạo ra; nguồn do đối tượng khảo sát tạo ra, gọi là tín hiệu (có ích) và nguồn không phải do đối tượng tạo ra, không m ong nhận được, gọi là nhiễu. N hiễu luôn luôn có, điều quan trọng là phải làm cho tín hiệu lớn hơn nhiêu bằng các biện pháp ngay khi đo, trong xư ĐỊA VẬT LỶ 701 lý số liệu bằng máy tính (như lọc toán học theo tần số khi chúng có đặc trưng tẩn số khác nhau). Các số liệu được hiệu chinh, biến đổi đê chúng thế hiện đổi tượng khảo sát và môi trường vây quanh. N gày nay việc xử lý sơ bộ đê xem kết quả ban đấu có thê thực hiện ngay ờ thực địa. Tuy nhiên, do có rất nhiều mô hình câu trúc dưới mặt đất có trường vật lý tính theo lý thuyết trùng khớp với trường vật lý đo được, đó là tính đa trị của bài toán ngược trong địa vật lý nên m uốn có kết quả xác thực củng không dễ dàng. M uốn loại bớt các m ô hình phi thực tế, thu hẹp phạm vi đa trị cần có thêm các thông tin địa chât, địa hóa, nhằt là số liệu của các trường vật lý khác vê đối tượng khảo sát. Dựa trên tất cả các tài liệu thu được, m ột m ô hình ban đầu của đôi tượng kháo sát được lập ra đê thực hiện mô hình hóa, bằng cách thay đổi lần lượt các tham số của m ô hình sao cho kết quả tính theo lý thuyết cho mô hình khớp với SỐ liệu đo thực tế. Tùy theo mức độ phức tạp của m ôi trường địa chất xét theo một tính chất vật lý nhât định mà chọn m ô hình một, hai và ba chiểu (được ký hiệu tương ứng là 1D, 2D và 3D). Số chiểu tăng lên làm tăng nhanh thời gian xử lý trên máy tính và tôn kém cho việc đo trường vật lý, nhât là ở trên đất liền. N gày nay công nghệ thông tin tạo điều kiện cho chuyên gia khảo sát đôi tượng có thê sử dụng m ọi tài liệu đ ể lựa chọn kết quả cuối cùng có ý nghĩa xác thực trong suốt quá trình tìm kiếm, thăm d ò và khai thác tài nguyên. N hửng thành tựu mới của khoa học và công nghệ liên quan đều được áp dụng nhanh chóng trong địa vật lý như ghi số, xử lý số, vệ tinh, định vị toàn cẩu, v.v... C ông nghệ địa chấn 3D thực hiện thu thập, xử lý, giải thích số liệu và trình bày cấu trúc địa chất theo không gian ba chiểu thực hiện đầu tiên trong thăm d ò địa chấn vào nhừng năm 1970-1980, sau đó được áp dụng cho các thăm dò địa vật lý khác. Khoảng đầu th ế kỷ 21, các công nghệ địa vật lý hàng không phát triển m ạnh mê, đặc biệt là công nghệ đo gradient trọng lực, từ và trường chuyển hàng không. Cũng trong khoảng thời gian đó xuất hiện một chuyên ngành thăm dò địa vật lý mới, đó là địa vật lý sinh học - khảo sát dấu ấn địa vật lý do tác dụng cùa vi sinh vật với m ôi trường địa châ't, như trong ô nhiễm châ't lỏng nhẹ không liên kết nước (LNAPL) do luồng hydrocarbon dưới đâ't tạo ra. Trong thực tế, tô hợp các phương pháp địa vật lý được dùng khác nhau tùy theo đối tượng, các đặc điếm được biết và dự đoán v ề nó (trên đất liền, ở biển, đặc điểm địa hình và địa chất, kích thước của đối tượng so với độ sâu khảo sát, tính chất vật lý của đối tượng và môi trường vây quanh, nhiễu, v.v...) và thay đổi theo giai đoạn khảo sát (sơ bộ, tỉ mỉ, v.v...). Các lĩnh vực truyền thống như địa vật lý khoáng sản rắn, dầu khí, nước dưới đất xuất hiện sớm. Sau đó phạm vi ứng dụng địa vật lý được m ở rộng dần đ ể điểu tra địa chât công trình, môi trường, tai biến địa chất, khảo cổ, nông nghiệp, v.v... với độ sâu khảo sát không lớn. Trong khảo sát nông, mật độ điếm đo lớn hơn, chất lượng đo cao hon đế có thê phát hiện ra các đặc trưng nhỏ của đối tượng khảo sát. Một số phương pháp thăm dò địa vật lý khi khảo sát không phá huý môi trường được dùng trong khảo sát đê, đập, nền đường, chỗ hổng dưới mặt đường, đường băng sân bay, công trình xây dụng, công trình ngẩm, bãi chôn lâp chất thải, mìn, khảo cổ, v.v... Địa vật lý công trình được dùng không chi trong giai đoạn khảo sát, mà còn đê quan trắc suốt thời gian tổn tại cùa công trình, theo dõi sự thay đổi của vật liệu xây dụng, các tác động của m ôi trường, sự toàn vẹn của công trình. Trong khảo sát nông thường dùng các phương pháp điện, điện từ (radar đâ't được dùng rộng rãi), địa chấn (khúc xạ, phản xạ, phản xạ phân giải cao, các phương pháp sóng mặt dùng nguồn nhân tạo và tự nhiên), từ, vi trọng lực và địa vật lý giếng khoan. Địa vật lý dầu khí Địa vật lý dầu khí nghiên cứu, ứng dụng các phương pháp địa vật lý trong công tác thăm dò và khai thác dẩu khí (còn gọi là lĩnh vực thượng nguồn hay khâu đầu trong chuỗi giá trị công nghiệp dầu khí). Tô hợp địa vật lý thăm dò và khai thác dầu khí gổm nhiều phương pháp khác nhau, như viễn thám, điện, từ, trọng lực, địa chấn, địa vật lý giếng khoan, v.v... trong đó địa chấn phan xạ và địa vật lý giếng khoan đóng vai trò chủ đạo. Cơ sở vật lý địa chất Cơ sờ địa chất của công tác thăm dò dầu khí hiện nay chủ yếu là thuyết hữu cơ v ề nguồn gốc dầu khí trong vỏ Trái Đất. Theo thuyết này, m ỏ dầu khí được hình thành khi trong m ột khu vực của vỏ Trái Đât, thường là các bổn trầm tích, hội tụ đẩy đủ các yếu tố của m ột hệ thống dầu khí. Các yếu tố cơ bản của m ột hệ thống dầu khí bao gồm đá mẹ, đá chứa, đá chắn, bẫy và đường di chuyến (xem m ục từ Địa chất dẫu khí). Đ ối tượng trực tiếp của công tác thăm dò dầu khí là các tích tụ dầu khí trong m ôi trường có độ rỗng giữa các hạt trầm tích, nứt nẻ, hang hốc, thường làm cho đá chứa nó có m ột số tính chất vật lý, như mật độ, điện trở suất, tốc độ truyền sóng, v.v ... thâp hơn so với các đá vây quanh chúng. Dựa vào sự khác biệt v ề tính chất vật lý này, trong một SỐ trường hợp thuận lợi có thế sử dụng các phương pháp địa vật lý đ ế tìm kiếm trực tiếp các tích tụ dầu khí. Tuy nhiên, do những tích tụ dầu khí thường có kích thước nhỏ so với độ sâu thăm dò, sự khác biệt v ề tính chất vật lý không nhiều, biếu hiện trên trường địa vật lý bằng các dị thường rất yếu, nên 702 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT các phương pháp tìm kiếm dầu khí trực tiếp trong phẩn lớn trường hợp ít phát huy hiệu quả. Thay vào đó, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí thường tập trung vào các đối tượng gián tiếp là các yếu tố cùa hệ thống dầu khí. H iện nay, trình độ công nghệ của các phương pháp địa vật lý cho phép nghiên cứu ti mỉ, đánh giá định lượng hầu hết các đặc điếm quan trọng của hệ thống dầu khí như đã nêu. Cơ sớ vật lý - địa chât của công tác nghiên cứu, tìm kiếm các đối tượng gián tiếp này là sự khác biệt vê' đặc điếm địa chât, dẫn đến khác biệt v ể tính chât vật lý và trường vật lý đo được của các thế địa chất của hệ thống dầu khí. Thông thường, đá m óng của các bồn trầm tích thường có mật độ, độ cảm từ, tốc độ truyền sóng cao hơn so với các lớp trẩm tích bên trên. Đá mẹ, đá chắn thường là trầm tích hạt mịn, hàm lượng sét cao, có vận tốc và tẩn s ố són g phản xạ cao, biên độ nhỏ, đ iện trở suât và bức xạ gam m a tự nhiên cao. Đá chứa là trầm tích hạt thô, hàm lượng sét thâp, thường có vận tốc và tẩn số sóng phản xạ thấp hơn, biên độ trung bình, đ iện trở suâ't và bức xạ gam m a tự nhiên nhỏ hơn. Đá chứa là trầm tích carbonat thường có vận tốc sóng cao nên mặt phán xạ giừa trầm tích carbonat và đá trẩm tích khác thường có biên độ són g phản xạ cao hơn hẳn so với mặt phản xạ giữa trầm tích khác, v.v... Các giai đoạn thăm dò, khai thác dầu khí Thăm dò, khai thác dầu khí có thê chia thành nhiều giai đoạn khác nhau: thăm dò khu vực, thăm dò tỉ mỉ, thẩm lượng, phát triển m ỏ và khai thác. Thăm dò khu vực là giai đoạn nghiên cứu đưa ra phân vùng triển vọng phục vụ cho giai đoạn thăm dò tỉ mỉ. Thăm dò ti mi là giai đoạn nghiên cứu chi tiết hệ thống dầu khí tại vùng có triển vọng, đ ề xuât nhùng cấu tạo triển vọng cho công tác khoan tìm kiêm. Nếu khoan tìm kiếm phát hiện dầu khí có thê chuyên sang giai đoạn thẩm lượng với m ục tiêu nghiên cứu chi tiết tính chât vật lý của đá chứa, đặc điếm chất lưu nhằm tính toán lượng dầu khí tại chỗ và trữ lượng dầu khí có khả năng thu hổi của câu tạo. Nếu trừ lượng dầu khí tính toán đủ lớn, có thê bước vào giai đoạn đẩu tư chuẩn bị khai thác, gọi là phát triển mỏ. Tiếp sau giai đoạn phát triển m ò là giai đoạn khai thác (xem thêm ở mục từ Địa chất dầu khí). Cách phân chia trên đây m ang tính tương đối, nhằm có một trình tự logic đ ể trình bày tô hợp các phương pháp địa vật lý. Trong thực tế, có khi hai giai đoạn "Thăm dò khu vực" và "Thăm dò tỉ mi" hay "Thăm dò ti mỉ" và "Thẩm lượng" được kết hợp ngay trong một để tài nghiên cửu, dự án. Cũng có khi dù đã có phát hiện mò, thậm chí đã đưa mò vào khai thác, người ta vân tiến hành nghiên cứu lại bổn, mô hình hóa khả năng sinh, phân lại vùng triển vọng, chính xác hóa lại nhừng hiểu biết và kết quả nghiên cứu trước đây, phục vụ cho công tác thăm dò tiếp theo. Các phương pháp địa vật lý có thê được sử dụng trong tằt cả các giai đoạn thăm dò, khai thác dầu khí nêu trên. D o nhiệm vụ, đôi tượng trong m ôi giai đoạn khác nhau nên cách sử dụng và kết hợp các phương pháp cũng khác nhau. ứng dụng các phương pháp địa vật lý P hư ơng pháp viển thám Phương pháp viễn thám được ứng dụng cho giai đoạn trước thăm dò khu vực trong hai trường hợp: 1) Trên đất liền - Đối với những khu vực xa xôi, hèo lánh, hoặc một khu vực rộng lớn mà không có điều kiện kháo sát hoặc có rất ít tài liệu về từ, trọng lực, điện, địa chân. Phương pháp m inh giải ảnh viên thám thường được sử dụng đê nghiên cứu hình hài, đặc điếm kiến tạo, câu trúc của bổn trầm tích, từ đỏ khoanh được diện tích nghiên cứu chi tiết hơn. 2) Trên biển - thông qua xử lý ảnh viễn thám có thể phát hiện được dị thường nhiệt độ bề m ặt sự có mặt tảo, v i sinh vật, và thậm chí là lớp dầu rất m ỏng lộ trên mặt nước biến, là nhừng dâu hiệu gián tiếp xác định khu vực có tiềm năng dầu khí. P hư ơ ng pháp từ và trọng lực Phương pháp từ và trọng lực được sử d ụng chú yếu trong giai đoạn thăm dò khu vực nhằm mục đích nghiên cứu đặc điểm kiến tạo, câu trúc, quá trình hình thành và phát triến của bổn trầm tích. Trên cơ sở trường dị thường từ, dị thường trọng lực, nhiều phép biến đổi được sử dụng, phân tích đê xác định các hệ thống đứt gãy trong khu vực, ứng dụng giải bài toán ngược đê xây dựng bản đổ đăng sâu phản ánh cấu trúc vỏ Trái Đât, cấu trúc m óng, xác định chiểu dày các tập trầm tích. Trong trường hợp các lớp trầm tích có sự phân dị vể mật độ, tài liệu đủ mức độ chi tiết, bằng các phương pháp nêu trên có thể xác định được khu vực và câu tạo triển vọng phục vụ cho công tác thăm dò tiếp theo. Đ ôi khi, trường dị thường tử còn được sử dụng đ ể nghiên cứu thành phần thạch học của đá m óng, sự phân bố của trầm tích biến chât, các thế phun trào trong bổn, những đặc điếm địa chât có ảnh hưởng đến sự hình thành, di cư và tích tụ dầu khí. P hư ơng pháp điện Phương pháp điện như đo sâu thẳng đứng và đo mặt cắt, cũng được sử dụng chủ yếu trong giai đoạn thăm dò khu vực nhằm nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, kiến tạo của bổn trầm tích. Thông qua tài liệu đo điện, các mặt cắt địa điện được xây dựng đ ể nghiên cứu câu trúc địa chât trên mặt cắt đó. Phân b ố các tuyến đo sâu phù họp, có thể vẽ được cấu trúc bể mặt móng hoặc tầng câu trúc có điện trở suất khác biệt, qua đó xác định bề dày trầm tích, phân tích cấu trúc bổn. N hững năm gần đây, một số công ty đã bước đẩu ứng dụng thành công phương pháp điện từ có độ phân giải cao cho điều kiện đo trên biến nhằm tìm kiếm trực tiếp và phân biệt các tích tụ dầu và khí. ĐỊA VẬT LỶ 703 Phương pháp địa chấn phàn xạ Phương pháp địa chân phản xạ (gọi tắt: địa chân) là phương pháp chu đạo và thông dụng nhất trong toàn bộ hoạt động thăm dò và khai thác dầu khí. Trong quá trinh thu thập số liệu địa chân (còn gọi là thu phát), có thê áp dụng hai loại câii hình thu phát, là hai chiểu (địa chân 2D) hoặc ba chiểu (địa chân 3D). Trong địa chân 2D, nguổn nô và máy thu bô trí trên một đường thăng và số liệu được thu thập dưới dạng mật cắt theo tùng tuyến. Trong địa chân 3D, nguồn nô và máy thu b ố trí theo mạng lưới và số liệu thu thập được trên m ột diện tích của m ạng lưới đó tạo thành một khối. Dựa trên sự khác nhau v ể trờ kháng âm học giừa m óng và các lớp trầm tích và giừa các lớp trầm tích khác nhau trong m ột bổn trầm tích, đặc trưng động học của trường sóng phản xạ bèn trong và trên ranh giới các tập trầm tích, phương pháp địa chân có nhiệm vụ minh giải và thành lập mặt cắt địa chât chi tiết theo các tuyến địa chấn [H .l]. Trên cơ sờ kết quả minh giải cho cùng một tầng phàn xạ trên nhiều tuyến địa chân 2D khác nhau, hoặc cho một khối số liệu địa chân 3D, người ta có thê xây dựng bản đổ đăng sâu các tấng phản xạ, thường trùng với các ranh giới địa châ't chính của bổn, qua đỏ nghiên cứu đặc điếm kiến tạo, cấu trúc, lịch sử hình thành và phát triển các bổn trầm tích. Khi tầng phản xạ, ranh giới tập trầm tích trùng với nóc, đáy tầng sinh, chứa, chắn, phương pháp địa chân cho phép thành lập bàn đổ phân bố, phân tích, đánh giá định tính, định lượng các yếu tố cùa hệ thống dẩu khí. Phương pháp địa chân địa tầng là phương pháp minh giải tài liệu địa chân trên cơ sờ các mô hình trầm tích, sử dụng các đặc trưng động học của trường sóng phản xạ bên trong và trên ranh giới các tập trầm tích, cho phép minh giải ti mi các tập trầm tích phục vụ đánh giá chi tiết hơn, định lượng các yếu tố của hệ thống dẩu khí. N goài việc su d ụn g các đặc trưng động học, các phương pháp phân tích đặc biệt sừ dụng đặc trưng động lực học (ví dụ: nghịch đào, biên độ sóng phản xạ theo khoáng cách thu phát (AVO), phân tích thuộc tính, v.v...) có thể vê các bản đổ tướng đá, môi trường trầm tích, nghiên cứu chi tiết cấu trúc thân cát, lập bản đổ phân b ố các tham số vặt lý cua tầng chứa, xác định thành phẩn châ't lưu, v.v... Trong m ột số trường hợp thuặn lợi, phương pháp địa chấn có thê chi ra những dâu hiệu trực tiếp của tích tụ dầu khí, như điếm sáng (bright spot), điếm bằng (flat spot), cột thoát khí (gas chim ney), v.v... Khi tiến hành khoan hoặc xây lắp công trình, người ta thường sừ dụng địa chấn phản xạ phân giải cao đê khảo sát đặc điếm địa chất công trình của khu vự c dự kiến đặt công trình và nghiên cứu chi tiết khả năng có mặt các túi khí nông ảnh hường đến công tác an toàn khi khoan. Bên cạnh phương pháp địa chân phản xạ, một số công ty trên th ế giới đã nghiên cứu ứng dụng các phương pháp địa chân thụ động, địa chân tán xạ, v.v... trong thăm dò khai thác dầu khí và đã có nhừng thành công bước đẩu. P h ư ơ ng pháp địa vật lý g iếng khoan Phương pháp địa vật lý giếng khoan cũng là phương pháp chủ đạo và thông dụng trong hoạt đ ộn g thăm dò và khai thác dầu khí. Đó là: 1) nhóm các phương pháp trường tự nhiên (gamma tụ nhiên, th ế tự nhiên phô gamma, nhiệt độ, v.v...); 2 ) nhóm các phương pháp trường nhân tạo (mật độ, neutron, Mực nước biển .. __ 37.... n Các thành tạo 1-----^ móng ! E E E ] Carbonat ] [ ~ỉ Đá vụn . Ị —T-—I a Sét đàm hổ 1 I b Set bién ị \ \ a.Ranh giời đia chất; d\ b 0ý,t ggy ^ Đả mẹ ® Đá chứa — " *— ► Đường di CƯ Hình 1. Mặt cắt địa chất thành lập trên cơ sờ minh giải tài liệu mặt cắt địa chấn thẻ hiện một cách tổng quát các yếu tố của hệ thống dầu khí một bồn trầm tích: Đường màu đen dưới cùng là mặt móng bồn trầm tích; đường màu đỏ thề hiện đứt gãy; các đường còn lại là các ranh giới địa chất (theo Nguyễn Hiệp và nnk., 2007, có chỉnh sửa). 704 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT âm học, điện tử, cộng hưởng từ hạt nhân, v.v...); 3) nhóm các phương pháp khác (đo đường kính, đo góc nghiêng và phương vị trục giếng khoan, quét ảnh thành hệ, v.v...). N gười ta thường sử dụng tô hợp một số phương pháp địa vật lý giếng khoan nhằm xác định thành phần thạch học, tướng đá, môi trường của đá; đánh giá các tầng chắn, chứa; sự có mặt và chiểu dày của các đá chứa dầu khí; xác định hàm lượng sét, độ rỗng, độ thâm, bão hòa dầu và nước của các đá chứa này; dự báo dị thường áp suất, tổng hàm lượng hữu cơ, v.v... [H.2]. Ngoài khá năng góp phẩn xác định nhanh sự có mặt của dầu và khí, đo khi khoan (MWD) còn giúp quản lý an toàn trong khi khoan. Độ sáu (ít) 30-Mật độ neutron (Is eq units)------------10 Hình 2. Minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan cho phép xác định chính xác các thành tạo sét, cát kết, đá vôi, v.v... đóng vai trò quan trọng trong hệ thống dầu khí. Các phương pháp địa chân và địa vật lý giếng khoan được áp dụng vào nhiều thời điểm khác nhau cho một m ỏ đang khai thác sẽ cung cấp thông tin giúp điều hành khai thác m ỏ một cách hiệu quả. Khái niệm địa vật lý lặp theo thời gian (tim e-lapse geophysics) thường được dùng đ ể biếu đạt nội hàm phương pháp đo này. Trong phương pháp địa chấn thuật ngữ địa chấn 4D được sử dụng với hàm ý chiểu thứ tư là thời gian. N goài ra, cũng đã có trường hợp ứng dụng phương pháp đánh dâu bằng đổng vị phóng xạ đ ế nghiên cứu quy luật vận chuyên chất lưu, nước bơm ép trong quá trình khai thác dấu khí. Tồ hợp phương pháp địa vật lý Đê tăng độ tin cậy và hiệu quả áp dụng, các phương pháp địa vật lý được sử dụng kết hợp với nhau. Minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan thường kết họp với tài liệu phân tích lỏi khoan, mâu thành giếng khoan, tài liệu thừ vỉa và các tài liệu địa chất khác. Kết quả phân tích mẫu thường được su dụng như mâu chuẩn khi phân tích, minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan. Kết quá phân tích, minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan góp phẩn xây dựng băng địa chấn tống hợp đ ể xác định chính xác pha địa chấn liên quan đến tửng ranh giói phàn xạ, xây dựng m ỏ hình tốc độ đ ế chuyển đổi bản đổ đăng thời thành bản đổ đăng sâu, đồng thời có thế làm mâu chuẩn để liên kết, ngoại suy khi xử lý, phân tích thuộc tính địa chân. Cũng có trường họp kết quả m inh giải một vài tuyến địa châh rải rác trong một vù ng được dùng làm tuyến tựa đ ế kiểm tra, liên kết các kết qua minh giải tài liệu từ, trọng lực cho toàn vùng. Trong thực tế, ở giai đoạn thăm dò khu vực, thường chưa tiến hành khoan nên phải sử dụng cột địa tầng tổng hợp từ các văn liệu địa chât đ ê dự báo các tầng phản xạ và dùng vận tốc xử lý làm m ô hình tốc độ khi chuyển đối thời gian - độ sâu. Khi có thể liên kết tài liệu địa chấn với m ột giếng khoan sâu ờ khu vực lân cận và có tài liệu địa vật lý giếng khoan đ ể xây dựng cột địa tầng khu vực, băng địa chấn tổng hợp và m ô hình tốc độ, thì độ tin cậy của kết quá minh giái tài liệu địa chấn sẽ lớn hơn rất nhiều. Trong giai đoạn thăm d ò ti mi, mật độ tài liệu cẩn phải đu dày đ ế có thê đánh giá chi tiết hệ thống dẩu khí, vẽ được chính xác câu tạo, tính toán tiềm năng dầu khí, đánh giá rủi ro các càu tạo phát hiện được, đ ể xuât cấu tạo và vị trí khoan. Đ ế đáp ứng yêu cầu đó cần phải có tài liệu địa chân 3D hoặc địa chấn 2D với m ạng lưới tuyến tưong đối dày. Tài liệu địa chấn này cần được liên kết với các tài liệu nghiên cứu giếng khoan ờ khu vực lân cận đ ế bảo đảm độ chính xác của kết quả đánh giá. Hiện nay hầu hết các giai đoạn thẩm lượng đểu đòi hỏi phải có địa chấn 3D, có giếng khoan thăm dò cùng kết quả thử vỉa trên cấu tạo cần đánh giá. Trong giai đoạn thăm dò tỉ mi và thẩm lượng, các công ty thường sử dụng phương pháp địa chấn địa tầng, phương pháp phân tích đặc biệt đ ế có thêm thông tin đánh giá cấu tạo khi đ ể xuất vị trí khoan và khi tính toán trữ lượng sau khi có giếng thăm dò. Sử dụng tống hợp các số liệu nêu trên theo một quy trình chặt chẽ có thể tính toán trữ lượng với độ tin cậy đu đê các cấp quản lý có th ể phê duyệt đưa vào phát triển mỏ. Giai đoạn phát triến m ò là giai đoạn đẩu tư xây dựng công trình phục vụ khai thác. Các phương pháp địa vật lý sử dụng trong giai đoạn này chủ yếu đ ế khảo sát địa chât công trình phục vụ xây dụng công trình khai thác. Trong giai đoạn khai thác, việc thu phát địa chấn 4D, đo lại m ột sổ phương pháp địa vật lý giếng khoan vân phải tiến hành khi cần, đ ế xác định lại một số tham số quan trọng nhằm phục vụ điểu hành quá trình khai thác, như bào hòa dầu, bão hòa nước, áp suât, nhiệt độ thành hệ, v.v... Việc so sánh bức tranh trường són g cũng như các tham số vừa nêu trước và trong quá trình khai thác sè cho thây nhừng tác động của quá trình khai thác đối với ĐỊA VẬT LỶ 705 mỏ dâu khí, qua đó g iú p tối ưu hóa các giải pháp táng cường và nâng cao hệ số thu hổi dầu. Địa vật lý dầu khí trong đá móng Theo các tài liệu đã được công bố, có nhiều định nghĩa về đá m ỏng, nhưng định nghĩa sau đây có vé phù hợp han cả. Đó là đá m óng "bao gồm bât kỳ loại đá biến chất hay m agm a, không phụ thuộc vào tuối, năm bât chinh hợp bên dưới các bổn trẩm tích dầu khí đang được nghiên cứu", v ề tuối, đá m óng có thế có tuổi tương đối khá trẻ nhu tuối Creta bên dưới các bồn trầm tích Đệ Tam ở khu vực phía nam Biến Đông, hoặc rất già nhu tuổi Tiền Cambri bên dưới các bồn trâm tích Paleozoi và Proterozoi tương ứng ở Ai Cập và Đ ông Siberie (Nga). Do có độ rỗng và độ thâm nguyên sinh râ't nhỏ, đá m óng đã từng không được coi là đá chứa dầu khí. Tuy nhiên trong nhừng điểu kiện nhâ't định, khi đá m óng bị nứt nẻ hoặc phong hoá m ạnh có th ể có đ ộ rỗng thứ sinh (độ rỗng nứt nẻ) và độ thâm râ't tốt (đạt tới trên 1 0 % độ rỗng và hàng nghìn m D độ thâm như đá m óng granit nứt nẻ thuộc m ỏ Bạch Hổ, bổn Cửu Long của Việt Nam). Khi đó đá m óng có thê trờ thành đá chứa dầu khí châ't lượng cao. Dầu khí trong đá m óng biến chất nứt nẻ được phát hiện lần đẩu (1929) ở m ò Playa Del Rey (Hoa Kỳ). Đến nay dẩu khí trong đá m óng nứt nẻ đã được tìm thấy ở nhiều mỏ thuộc hơn ba mươi quốc gia trên khắp th ế giới. Ờ Việt N am , lẩn đâu tièn dẩu đã được tìm thảy trong đá m óng granit nứt nẻ ớ m ỏ Bạch H ồ vào tháng 5 năm 1987. Đ ến nay đá m óng nứt nẻ đã và đang trở thành loại đá chứa dầu chù yếu ở Việt N am sau khi dầu khí từ đá m óng nứt nẻ của hàng loạt các mỏ thuộc các b ồn Cửu Long, Nam Côn Sơn và Sông H ổng đã đ ư ợ c phát hiện, đã và sè được đưa vào khai thác. T rong nhừng năm đẩu của th ế kỷ 2 1 sản lượng khai thác dầu từ đá m óng granit nứt nẻ chiếm trên 80% tổng sản lượng khai thác dầu của Việt N am . H iện nay m ỏ Bạch H ổ đang được coi là đ ứ ng đ ẩu thê' giới cả v ể trữ lượng (khoảng hai tý thủng) lẫn sản lượng khai thác dầu từ đá chứa là đá m óng nứt nẻ, đổng thời mò Bạch H ổ cũng thường được sử dụng như hình mẫu của loại m ỏ với đá chứa là m ón g nứt nẻ. Mặc dù vai trò của đá chứa là m óng nứt nẻ trong địa chât dầu khí đang dẩn dẩn trở thành quan trọng, song trên th ế giới các công trình nghiên cứu v ề loại đá chứa đặc biệt này chưa được công b ố nhiều. Do đó, người ta thường sử d ụn g các công nghệ nghiên cứu các đá chứa nứt nẻ nói chung củng các công nghệ nghiên cứu câu trúc địa chất phức tạp đ ể nghiên cứu đá chứa m óng nứt nẻ. Có nhiều cơ ch ế hình thành nứt nẻ trong đá m óng, song đến nay thực tế đã chứng tỏ rằng các nứt nẻ được hình thành do hoạt động kiến tạo và được sinh kèm với các hệ thống đứt gãy kiến tạo đóng vai trò quan trọng hơn cả. Trên cơ sở đó, hiện nay nhiểu phương pháp khác nhau đã và đang được sử dụng đê nghiên cứu đá chứa m óng nứt nẻ. Đó là nghiên cứu mâu trong phòng thí nghiệm , nghiên cứu nứt nẻ và đứt gãy trên vết lộ, các phương pháp địa vặt lý giếng khoan (ĐVLGK) bao gồm cả các phương pháp tuyến địa chân thẳng đứng, các phương pháp địa vật lý trên mặt (ĐVLTM) mà đặc biệt là địa chân ba chiểu (địa chân 3D), các phương pháp đo đạc trên không và vú trụ bao gồm cả chụp ảnh và phương pháp mô hình hoá kiến tạo. Trong thời gian gần đây còn có phương pháp "vết lộ ảo" được đưa vào ứng dụng. Dựa trên số liệu chụp laze nhiều lẩn vết lộ thực ở nhiều ví trí và góc độ khác nhau sau đó xử lý và ghi g iừ dưới dạng ảnh ba chiểu trên m áy tính, nhừng hình ảnh đó phản ánh m ột cách chi tiết và chính xác vết lộ thực. Trong S Ố các phương pháp kê trên đang được áp dụng, ở nhửng nơi có giếng khoan cắt qua do số lượng mầu lõi lấy được râ't hạn ch ế nên các phương pháp ĐVLGK giừ vai trò chủ đạo. Phương pháp địa chấn 3D kết hợp với m ô hình hoá kiến tạo đóng vai trò quan trọng hơn cả vì nó không chỉ cho phép nghiên cứu đá m óng nứt nẻ ở các khu vực có giếng khoan cắt qua, mà còn cho phép dự đoán châ't lượng đá chứa ở cả các khu vực không có giếng khoan. Đó chính là các tài liệu cơ sở quan trọng cho việc lựa chọn vị trí và thiết k ế giếng khoan dầu khí cho đá chứa m óng nứt nê. Mô hình địa chất vật lý cho đá chứa móng nứt nẻ vả các phương pháp địa vật lý được áp dụng Đá chứa m óng nứt nẻ có nhừng đặc điểm khác biệt nhiều so với các loại đá chứa khác như tính liên thông lớn theo chiểu thẳng đứng, độ rỗng trung bình nhỏ (độ rỗng trung bình của toàn khối đá chi 1 - 2 %). Do đó, đ ể chứa một trữ lượng dầu khí đáng kế, thì v ề mặt câu tạo, đó phải là các đới m óng lớn nhô cao, được các đá sinh dầu khí chất lượng cao bao bọc, tầng chắn tốt và dày đê có cột dầu khí lớn trong đá m óng nứt nẻ (tới hàng trăm m ét thậm chí tới hơn nghìn m ét như ở m ỏ Bạch Hố) [H.3]. Tại nhiều nơi, một tập trầm tích đóng cả vai trò đá sinh dầu và đá chắn, v í dụ như tập sét D ở bổn Cửu Long và tập sét L ở bổn Mã Lai. Song ở các nơi khác đá sinh dầu và đá chắn có thể là các tập trầm tích khác nhau như ở V enezuela và khu vực Đ ông Siberie. Với m ô hình câu trúc như vậy, các phương pháp địa vật lý như thăm dò địa chấn, thăm dò từ, thăm dò trọng lực và thăm dò điện có thể được áp dụng đ ể tìm kiếm các cấu tạo có triển vọng. Trong thực tế hiện nay, thăm dò địa chân đang đóng vai trò chủ đạo, tuy nhiên tại các khu vực trên đât liền có địa hình phức tạp không thuận lợi cho thăm dò địa chấn, các phương pháp khác sẽ trở nên thích hợp hơn. 706 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT Hình 3. Mô hinh bẫy dầu khí ở bồn Cửu Long của Việt Nam. (1) đá chứa móng granit nứt nẻ, (2) Tập sét D đóng vai trò tầng chắn cho móng, đồng thời cũng là tầng sinh dầu chủ yếu của bồn, (3) Các tập chứa cát kết. Từ kết quả nghiên cứu trên tài liệu thực tế ở nhiều m ỏ thuộc các bổn Cừu Long, Nam Côn Sơn, Sông Hổng và Mã Lai, kết hợp với những kết quả đo đạc trên các vết lộ cùng ảnh hàng không ờ nhiều nơi trên thế giới, có thê m ô hình hóa các nứt nẻ sinh kèm với các đứt gãy kiến tạo bời những đới dọc theo đứt gãy với chiều dày thay đổi, chủ yếu trong khoảng từ một vài mét tới vài chục mét, tùy theo loại đứt gãy và kích thước cùa chúng. Trong các đới nút nè đó, đá m óng bị nứt nẻ, cà nát và vờ vụn dẫn đến thay đối các tính chất vật lý của đá so với đá m óng tươi (không bị nứt nẻ). Các tính chât vật lý của đá m óng bị thay đổi đáng kê khi bị nứt nẻ bao gồm mật độ và tốc độ truyền sóng dẫn tới độ cứng âm học có thê giảm trên 10%. D o đó có thế thu được sóng phàn xạ từ các nứt nẻ riêng biệt nếu sử dụng sóng siêu âm đo trong giếng khoan hoặc phản xạ từ các đới nứt nẻ sinh kèm với đứt gãy khi sử dụng các tài liệu địa chân trên mặt. Đối với đá m óng tươi, dù là đá magma hay đá biến chất, tỷ s ố tốc độ truyền sóng dọc trên tôc độ truyền sóng ngang (Vp/Vs) thay đổi trong khoảng 1,7 - 1,9. Đôi với đá m óng bị nứt nẻ ty SỐ này tăng lên đến lớn hơn 2. Hệ số hằp thụ sóng đàn hổi tăng khi đá m óng bị nứt nẻ, đặc biệt là đối với những nứt nẻ mờ. Đ iện trờ suât giảm dù trong các nứt nẻ chứa nước hay dầu khí. Mức đ ộ nứt né còn phụ thuộc vào thành phần của đá m óng, do vậy trong m ột số trường hợp cường độ phóng xạ tụ nhiên cùa đá cũng cho nhiểu thông tin đáng kế. Đặc biệt, nứt nẻ thường tập trung thành nhừng hệ thống có phương và góc đô xác định, chúng tạo ra tính bất đẳng hướng trong đá m óng bị nứt nẻ. Đ ó chính là nhùng cơ sở địa châ't - vật lý cho phép ứng dụng các phương pháp khác nhau của địa vật lý giếng khoan và địa vật lý trên mặt đ ể nghiên cứu đá chứa là m óng nứt nẻ. Hiện nay các phương pháp ĐVLGK sau đây đang được sử dụng rộng rãi trong các giếng khoan cắt qua đá chứa m óng nứt nẻ. Đ ó là các phương pháp điện trở suât, các phương pháp mật độ, các phương pháp bức xạ gam m a tự nhiên, các phương pháp siêu âm và đ o đường kính giếng khoan. Trong đó tô hợp hai phương pháp quét ảnh thành hệ (FMI) và quét siêu âm đã thê hiện hiệu quà cao, không chi cho phép phát hiện chi tiết các nứt nẻ riêng biệt, xác định các tham số của nứt nè nhu phương, góc đổ, độ rộng, m à còn cho phép phấn biệt giữa nứt nẻ kín với nứt nẻ mở. Tuy nhiên, do đá m óng nứt nẻ có nhừng đặc thù riêng biệt nên việc xác định m ột cách định lư ợn g các tham s ố của đá chứa bằng các tài liệu ĐVLGK còn gặp m ột số khỏ khăn. Ví dụ, đê tính độ rỗng nứt nẻ của đá m óng hiện chưa có một phương pháp hay phần m ềm nào được châp nhận rộng rãi nhu một phương pháp PX/ĐK ĐT MĐ/NTR BĐ SK Mát NLSK GĐ Phương MĐ nứt nẻ MĐ nứt nẻ Quét SẢ Hình 4. Kết quả đo và phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan trong phần đá chứa granit nứt nẻ ở bồn Cửu Long. PX/ĐK - đường phản xạ và đường kính; ĐT - đường điện trờ suất; MĐ/NTR - đường mật độ và neutron; BĐ SK - đường biên độ sóng kênh; Mất NL SK - đường mất năng lượng sóng kênh; FMI - tài liệu quét ảnh thành hệ; Quét SÂ - tài liệu quét siêu âm; cùng các tài liệu minh giải tính chất nứt nẻ gồm: góc dốc (GD), phương, mật độ nứt nẻ (nứt nẻ gián đoạn màu vàng, nứt nẻ mờ màu tím), độ rỗng nứt nẻ (nứt nẻ mở màu tím, nừt nẻ liên tục màu xanh), nứt nẻ mở màu đỏ theo tải liệu quét siêu âm. ĐỊA VẬT LỶ 707 chuẩn. Trong thực tế thường sử dụng ba phương pháp sau: phẩn m ềm BASROC do Vietsovpetro đ ể xuât, các tài liệu điện trở suât và tài liệu FMI. Các phương pháp này nhiều khi cho kết quà rất khác nhau. Hiện nay ờ Việt Nam phẩn mềm BASROC đang được sử dụng ngày càng rộng rãi đ ể xác định độ rỗng nứt né cho đá m óng. Hình 4 biếu diễn kết quả đo đạc và m inh giải các tài liệu ĐVLGK trong giếng khoan căt qua m óng nứt nẻ thuộc bổn Cửu Long của Việt Nam. N goài ra dựa trên tính châ't bâ't đăng hướng của tốc đ ộ truyền sóng và biên độ của sóng, sự phân dị tốc đ ộ của sóng biến loại khi truyền qua khu vực đá bị nứt nẻ, ờ m ột số nơi đã áp dụng thành công phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng khi phát sóng trên n h ũ n g tuyến quanh giếng khoan (YValk around VSP) đê dụ đoán phương của các nứt nẻ phát triến trên d iện tích bên ngoài vị trí giếng khoan và cách v ị trí g iếng khoan tới vài trăm mét. N gày nay các phương pháp địa chấn 3D đang được sù dụng rộng rãi và n gày càng có hiệu quả đê nghiên cứu đá chứa là m óng nứt nẻ chủ yếu dựa trên các sóng phản xạ thu được từ các đới nứt nẻ sinh kèm các đứt gãy. Hiệu quả của địa chân 3D sẽ cao hơn khi áp dụng phương pháp địa chấn ba thành phần (địa chân 3C) (khi kháo sát trên đâ't liền) và địa chân bốn thành phẩn (địa chân 4C) hoặc thu phát sóng nhiểu phương hay thu phát địa chân hình xoắn (khi khảo sát trên biển). Trong các phương pháp này ngoài việc khai thác các thông tin của các sóng dọc phản xạ từ đứt gãy, các thông tin vể bất đẳng hướng cùng các thòng tin cúa sỏng ngang biến loại cùng được khai thác thêm đ ế phục vụ công tác dụ đoán các tham số và tính chât của các hệ thống nứt nẻ. Khả năng ứng dụng địa chấn ba chiều để nghiên cứu đá chừa móng nừt nẻ Mặc dù các phương pháp địa chân 3C và 4C hoặc thu phát sóng nhiều phương hay thu phát địa chân hình xoắn có hiệu quả cao trong nghiên cứu đá chứa là m óng nứt nẻ, song do những hạn ch ế về cả điểu kiện kinh tế lân kỹ thuật nên đến nay các phương pháp này vẫn chi được úng dụng thử nghiệm trên một số ít các mò. Hiện nay địa chấn 3D vẫn được sử dụng rộng rãi dưới dạng sử dụng máy thu thăng đứng khi thu phát sóng trên đất liền và thu phát sóng dưới dạng nguồn củng nhiều cáp thu kéo theo một tẩu khi khảo sát trên biển. Trong nhừng điểu kiện đó, mặc dù hiệu quả của phương pháp địa chấn bị hạn chế, song thực tế cho thấy vai trò của địa châh 3D ngày càng tăng trong nghiên cứu đá chứa là m óng nứt nẻ. Đê đạt được m ục đích trên, trong khoảng m ột thập niên gần đây các công nghệ mới của địa chân ba chiểu đã được phát triển và ứng dụng trong cả ba lĩnh vực - thu phát sóng, xử lý số liệu và minh giải. Trong lĩnh vực thu phát sóng, các cáp địa chấn dài hơn (tới trên 6 .0 0 0 m) cùng mật độ khảo sát lớn hơn (kích thước mắt lưới đạt 6,25m X 18,75m) đã được áp dụng cho phép hạn chê đáng kê phông nhiêu và nâng cao chất lượng các phản xạ từ đứt gãy trong m óng [H.5]. Trong công tác xử lý số liệu, nhiều công nghệ mới về hạn ch ế nhiễu (chủ yếu là nhiễu phản xạ nhiều lẩn) và dịch chuyến địa chân đã được phát triển và ứng dụng nhằm cải thiện chât lượng của các phản xạ từ bên trong m óng. Đặc biệt, trong 5 năm gần đây công nghệ dịch chuyển chiều sâu trước cộng bằng chùm tia (Beam PSDM) đã cho phép nâng cao đáng kế chất lượng của các phản xạ từ bên trong m óng. Hình 6 thể hiện rõ hiệu quả của các quy trình xử lý số liệu khác nhau nhằm nâng cao chât lượng của các phản xạ từ trong móng. Trong minh giải tài liệu, phương pháp minh giải "từ minh giải sô' liệu địa chan tới khôi phục kiến tạo" đã được áp dụng. Phương pháp này không chì minh giải câu trúc và đứt gãy của m óng với độ chính xác và chi tiết cao, mà còn cho phép dự đoán các tham số cùng tính châ't của các hệ thống nứt nẻ sinh kèm, đặc biệt là dự báo phương chủ đạo của hệ thống nứt nẻ m ở - một tính chất hết sức quan trọng của đá m óng chứa dầu khí. Kết quá nghiên cứu nhiều giếng khoan thuộc nhiều vùng địa chất khác nhau cho phép tổng hợp nên những đặc điếm địa chất cơ bản, khống ch ế chất lượng của đá chứa m óng nứt nẻ: Hình 5. Hiệu quả sử dụng cáp dài khi thu nổ địa chấn trong việc nâng cao chất lượng phản xạ từ móng. A - Tài liệu CL99 nhận được khi sừ dụng cáp thu dài 3.600m; B - tài liệu PCV 2002 nhận được khi sử dụng cáp thu dài 4.800m 708 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT 1. Đặc điểm cấu tạo của đới móng nhô cao. Đới m óng nhô cao là kết quả của các ch ế độ kiến tạo nén ép thường bị nứt nẻ mạnh hơn các đới địa lũy hoặc đổi cô chôn vùi; các đới m óng dạng kéo dài bị nứt nẻ mạnh hơn dạng đẳng thước. 2. Loại đá móng. N ếu cùng một ch ế độ kiến tạo thì các loại đá giòn dạng khối bị nứt nẻ mạnh hơn các đá dẻo và phân lớp. Do đó các đá granit và quartzit có khả năng bị nứt nẻ mạnh nhất, còn các đá có hạt mịn bị biến chât thâp có khả năng bị nứt nẻ yếu nhât. 3. M ật độ nứt nè. Các đá m óng chât lượng chứa tốt có mật độ nứt nẻ cao. 4. M ật độ và kích thước của các nứt nè lớn. Đặc điếm này khống ch ế khả năng cho dòng của đá móng. 5. Tính liên tục và đặc điểm giao nhau cùa các hệ thông nứt nẻ. Đặc điểm này khống ch ế khả năng duy trì dòng và áp suât của đá chứa m óng nứt nẻ. 6 . Sự có mặt các đai mạch. N ói chung sự có mặt các đai mạch làm giảm châ't lượng đá chứa là m óng granit, song trong đá m óng biến chât thấp thì các đai mạch lại có khả năng nứt nẻ cao hơn. N gày nay dựa trên các tài liệu địa chấn 3D châ't lượng cao, cả 6 đặc điểm trên của đá chứa m óng nứt nẻ đểu có thê dự đoán. Đặc điểm đẩu tiên là nhiệm vụ truyền thống của các phương pháp địa vật lý nên không gặp trở ngại khi sử dụng địa chân 3D. Các đặc điểm còn lại đã và đang dự đoán được một cách khá chính xác khi sử dụng tống hợp nhiều thuộc tính của các sóng phản xạ từ trong m óng. Hiệu quả cao của việc áp dụng địa chấn 3D trong nghiên cứu đá chứa là m óng nứt nẻ đã được khăng định bang kết qua thực tế. Trước hêi, được khẳng định bằng xác suâ't thành công cao của các giếng khoan với đối tượng m óng trong thời gian gần đây, nhiều m ỏ mới đã được phát hiện mặc dù các câu tạo này đã cho kết quả khoan khô trong giai đoạn trước đây. Thứ hai, được khẳng định bằng sự phù hợp khá cao giữa kết quả dụ đoán các đới nứt nẻ bằng địa chấn với kết quả khoan, kết quả biểu diễn trên hình 7 là m ột minh chửng cho sự phù hợp đó. Địa vật lý khoáng sản rắn Địa vật lý ngay từ thuở ban đẩu đã được sử dụng có hiệu quả trong điểu tra khoáng sản rắn. N gày nay các khoáng sản gần mặt đất hầu như đã bị khai thác cạn kiệt, nên phải tìm kiếm dưới sâu, ờ thềm lục địa thì địa vật lý càng tỏ rõ tính un việt của mình, ơ Việt Nam, trong gần 60 năm úng dụng địa vật lý với công nghệ hiện đại, sử dụng tô hợp các phương pháp địa vật lý một cách hợp lý trong các giai đoạn điểu tra khác nhau, m ột s ố m ỏ lớn đã được phát hiện như m ò sắt Thạch Khê (Hà Tĩnh), mỏ sắt Nà Rụa và Boong Quang (Cao Bằng), m ỏ fluorit Xuân Lãnh, các m ò urani Khe Hoa - Khe Cao, Ta Bhinh, mỏ m agnesit Kon Q ueng (Gia Lai), v .v ... Phân chia giai đoạn điều tra khoáng sản rắn Công việc được thực hiện theo hai giai đoạn: điều tra chung ban đầu và điểu tra chi tiết. Điểu tra chung ban đằu Trong giai đoạn này nhiều phương pháp địa vật lý được thực hiện trên diện tích nghiên cứu lớn, tý lệ từ trung bình đến nhò (1:200.000 - 1:50.000). Mục tiêu chính là nghiên cứu cấu trúc địa chât khu vực, phát hiện các cấu trúc sinh hoặc chứa khoáng sản, vẽ bản đồ địa chất. Các kết quả địa vật lý góp phần phát hiện trực tiếp, hoặc gián tiếp các khoáng sản theo các dị thường được phát hiện và các kết quả m inh giải địa chất. Các phương pháp đã thực hiện gồm: - Đo trọng lực tỷ lệ 1:500.000 toàn lãnh thổ (phẩn đâ't liền); Hình 6. Khả năng nâng cao chất lượng phản xạ từ trong móng khi áp dụng các công nghệ xử lý số liệu khác nhau. A - Dịch chuyển thời gian trước cộng; B - Dịch chuyển chiều sâu trước cộng bằng phương pháp Kirchhoff; c - Dịch chuyẻn chiều sâu trước cộng bằng chùm tia (xử lý nảm 2007); D - Dịch chuyển chiều sâu trước cộng bằng chùm tia (Xử lý nàm 2009). Kết quả nghiên cứu nhiều giếng khoan thuộc nhiều vùng địa chất khác nhau cho phép tổng hợp nên những đặc điểm địa chất cơ bản, khống chế chất lượng của đá chứa móng nửt nẻ. ĐỊA VẬT LỶ 709 - Đo tù hàng không tỷ lệ 1:200.000 toàn lãnh thô Việt Nam (phần đât liền), trừ diện tích dãy Hoàng Liên Sơn, đới Tú Lệ và vùng sát biên giới; - Đo từ và phô gam ma hàng không tý lệ 1:50.000 (1:25.000) gần lOO.OOOkm2. Kết quả là đã phát hiện trực tiếp nhiều m ỏ quan trọng nhu mỏ sắt ờ Thạch Khê, Nà Rụa, Boong Quang, urani ở trũng N ông Sơn. Nhiều vùng dị thường và các đới triến vọng khoáng sản được xác định, tạo cơ sở triển khai điểu tra chi tiết. Hình 7. Kết quả dự đoán các đởi nứt nẻ trong mỏng khá phù hợp với kết quả khoan. Các điẻm trên hình vẽ biểu diễn nóc của các đới nứt nẻ xác định được trên cơ sở tổ hợp các tài liệu ĐVLGK. Điều tra ch i tiết Trong giai đoạn này các phương pháp địa vật lý được tiến hành đổng thời với điều tra, nghiên cứu địa chât ở tỷ lệ trung bình đến lớn (1:25.000 -1:2.000). Đ óng góp của các phương pháp địa vật lý là đã phát hiện và xác định quy m ô của khoáng sản trong không gian nghiên cứu, làm cơ sở đê b ố trí các công trình khoan, hào, lò. Trong những trường hợp thuận lợi như với các khoáng sản sắt, urani, các phương pháp địa vật lý có thể được sử dụng đ ế đánh giá triển vọng tài nguyên. Công tác địa vật lý được phân chia ra hai bước ở các tý lệ khác nhau. Giai đoạn điều tra ban đầu tương đương tý lệ 1:25.000 (đối với các khoáng sản nguồn gốc trầm tích, các loại khoáng chất công nghiệp); tỷ lệ 1 :1 0 . 0 0 0 (đối với các khoáng sản nguồn gốc nội sinh) với khoảng cách tuyến đo là 200 - 400m và khoảng cách các điểm đo là 20 - lOm. Tiếp theo là điều tra chi tiết tương đương tỳ lệ 1:5.000 - 1:2.000. Các tuyến đo được b ố trí xen giữa các tuyến đo của giai đoạn trước, khoảng cách các điểm đo 10 - 5m. Trong bước này thường thực hiện các phương pháp có khả năng nghiên cứu chi tiết, sâu trên các tuyến đã phát hiện các dị thường được xác định có triển vọng, chủ yếu là các phương pháp điện. Trong thực tế, đ ể tăng hiệu quả điểu tra đối với từng dạng khoáng sản, tổ hợp m ột số các phương pháp địa vật lý hợp lý đã được sử dụng. Tổ hợp các phương pháp địa vật lý trong điều tra chi tiết các khoáng sản rắn Khoáng sản than: N hiều phương pháp địa vặt lý đã được sử dụng đê điều tra, thăm dò than. Phương pháp thăm dò trọng lực đã được tiến hành ờ tỷ lệ 1:50.000 đ ế nghiên cứu cấu trúc đáy trầm tích chứa than ở bê than Đ ông Bắc. Ớ vùng trùng Sông Hổng, đã khai thác tài liệu địa chân phản xạ đ ể vạch các tập trầm tích N eogen chứa than. Đo sâu điện trở suâ't và gần đây cả đo sâu phân cực kích thích dòng một chiều, được thực hiện nhằm phát hiện các lóp than và bóc lóp phủ ở rìa trùng Sông Hổng, Thái Nguyên. Phương pháp đo điện trường thiên nhiên, nạp điện đã được sừ dụng khi điểu tra các điểm than vùng Tây Bắc như Điện Biên, Tô Pan. Công tác địa vật lý lỗ khoan được thực hiện trong các lỗ khoan điểu tra, đặc biệt là các lỗ khoan thăm dò than với tố hợp các phương pháp gamma tự nhiên, gam ma - gam ma mật độ, đ iện trờ suât, điện trờ suất dung dịch, điện th ế tự nhiên, độ lệch và đường kính lỗ khoan. Khoáng sản sắt: Các m ỏ sắt lớn ở Việt Nam có nguồn gốc khác nhau, nhưng thành phần khoáng vật chính là m agnetit và đôi khi có khoáng vật sulíur. Phẩn lớn các m ỏ sắt được phát h iện trên các bản đổ trường dị thường từ ATa tỷ lệ 1:200.000. Trong điều tra chi tiết, các phương pháp sau đây đã được triển khai. - Các phương pháp từ, trọng lực tỷ lệ 1:25.000 nhằm khoanh diện tích có triển vụng khoáng hoá và câu trúc địa chất chứa khoáng sản. Các tuyến đo chi tiết trên diện tích điều tra được phân tích định lượng đê xác định các tham sổ của khoáng sản, như chiểu dày, phương phát triến cũng như các tham số mật độ, tính chất từ của thân quặng. - Các phương pháp điện mặt cắt và đo sâu điện trở suất, phân cực kích thích, đo sâu trường chuyến, gần đây còn sử dụng cả radar đất. Khoáng sản titan: Đối với quặng titan gốc nằm trong đá xâm nhập maíic, hệ phương pháp địa vật lý đã được sử dụng gồm đo từ, đo mặt cắt và đo sâu phân cực kích thích. Quặng titan trong vỏ phong hoá và sa khoáng thường đi kèm với các khoáng vật chứa chât phóng xạ như monazit. Phương pháp đã sử dụng là đo gam ma trên mặt đ ể phát hiện, đo sâu điện đ ể bóc lớp phong hoá và xác định chiểu sâu của thung lũng chứa sa khoáng. Khoáng sản đông: Đối với với m ỏ đổng trong đới biến chất trao đổi như Sin Quyền, Tà Phời ở trong các đá núi lửa, các phương pháp địa vật lý sử dụng trong điểu tra gồm từ, điện, phân cực kích thích d òng m ột chiều và xoay chiều (mỏ Tà Phời), phóng xạ (mỏ Sin Quyển, Nậm Tia), địa vật lý lỗ khoan. Đối với trường hợp m ỏ đổng trong đá cát kết, các phương pháp phân cực kích thích dòng m ột chiều đã được sử dụng. 710 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT Khoáng sản chì kẽm: Trong điểu tra các khoáng sản chì - kẽm, các phương pháp địa vật lý được sử dụng là đo phân cực kích thích (mặt cắt và đo sâu đa cực), nạp điện. Một số nơi sử dụng phương pháp đo từ theo m ạng lưới tuyến. Trong triến khai thực địa và phân tích tài liệu có chú ý đến thành phẩn vật chât của khoáng sản. Đối với khoáng sản có tỷ lệ hàm lượng (%) quặng chì lớn hơn quặng kẽm thì dị thường có độ phân cực biếu kiến cao, dị thường điện trở suất thấp được chú ý. Khi khoáng sản có tỷ lệ chì kẽm tương đương, hoặc chì nhỏ hơn, dị thường được quan tâm là độ phân cực cao và gradient ngang của giá trị điện trở suất. Khoáng sàn nickel: M ỏ nickel Bản Phúc được điểu tra bằng tô hợp các phương pháp bay đo điện từ tỷ lệ tương đương 1 :1 0 .0 0 0 , đo điện và đo sâu trường chuyển. Khoáng sản thiếc: Q uặng thiếc gốc gồm hai nhóm - nghèo sulíur và giàu sulfur. Các khoáng sản thiếc thường gắn với các đới biến đổi greisen và các đá có tính phóng xạ cao. Phương pháp địa vật lý sử dụng gồm đo phóng xạ, từ, điện trở suâ't với nhóm nghèo sulfur. Tương tự với nhóm giàu sulíur là phóng xạ, từ, phân cực kích thích dòng m ột chiểu. Trong điểu tra quặng thiếc sa khoáng, sử dụng phương pháp đo sâu điện trở suât đ ế làm rõ chiểu sâu và địa hình đáy thung lũng chứa sa khoáng. Khoáng sản ivolỷram: Mỏ wolfram lớn Đá Liền được phát hiện và đánh giá bằng các phương pháp bay đo điện từ, đo từ và điện các loại trên mặt. Khoáng sản moỉybden: Các phương pháp địa vật lý đã sử dụng là từ và điện. Khoáng sản vàng: Tô hợp khoáng vật chính của khoáng sản vàng gốc thường là vàng - thạch anh, vàng - thạch anh - sulfur. Với nhóm khoáng vật vàng - thạch anh, các phương pháp địa vật lý sừ dụng là các phương pháp điện trở suất. Dị thường có triển vọng là tập hợp các dải dị thường có điện trờ suât biểu kiến cao. Với nhóm có chứa sulíur, phương pháp phân cực kích thích được sử dụng. Các dị thường độ phân cực cao kết hợp dị thường điện trở suất thấp, hoặc dị thường gradient điện trờ là dâu hiệu triến vọng. Trong điểu tra vàng sa khoáng chỉ sử dụng phương pháp đo sâu điện trở suất, nhằm xác định hình dạng bể mặt và độ sâu của thung lũng chứa sa khoáng. Khoáng sản đất hiếm: Khoáng sản đất hiếm luôn luôn chứa các nguyên tố phóng xạ, đặc biệt là thori, một số khoáng sán có chứa lượng nhỏ các khoáng vật magnetit, pyrit và titanomagnetit. Các phương pháp địa vặt lý sử dụng gồm đo phóng xạ gam m a và phô gamma, đo từ, đo điện, đo địa vật lý (phóng xạ, điện) trong lỗ khoan. Khoáng sản apatit: Mỏ apatit lớn nhâ't của Việt Nam ở Lào Cai. Trong thành phẩn khoáng vật quặng có chứa các khoáng vật m ang tính phóng xạ, từ và các khoáng vật sulfur. Tham gia vào điều tra khoáng sản apatit là các phương pháp đo điện các loại, đo từ, đo phóng xạ và địa vật lý lỗ khoan. Khoáng sản baryt: Trong điểu tra khoáng sàn nhóm baryt thạch anh, baryt sulíur (loại hình phô biến nhất ở Việt Nam hiện nay) các phương pháp đo điện được sử dụng. Gần đây, đo sâu điện đa cực và trọng lực chính xác cao đã được sử dụng có hiệu qua trong điểu tra loại hình này. Với khoáng sản baryt đất hiếm, các phương pháp địa vật lý được sử dụng gồm điện và phóng xạ. Khoáng sản pyrit: Phương pháp địa vật lý hiệu quả là đo điện, đặc biệt là phân cực kích thích khi pyrit không đặc sít. Khoáng sản magnesit: Khoáng sản m agnesit cỏ nguồn gốc biến chất trao đổi. Mỏ lớn nhất ở Việt Nam ờ Kon Q ueng được phát hiện khi kiếm tra mặt đâ't các đới biến đổi theo kết quả phân tích tài liệu địa vật lý từ phổ gamma máy bay tỷ lệ 1:50.000. Tham gia vào công tác điều tra, đánh giá triển vọng mặt đất có tô hợp các phương pháp mặt cắt và đo sâu điện, phân cực kích thích và trường chuyên. Khoáng sản /elspat: Các phưưng pháp địa vặt lý đà áp dụng có hiệu quả trong điểu tra khoáng sản gổm đo phóng xạ gam ma và phô gamma, đo điện. Gần đây việc đo điện đa cực đã được áp dụng có hiệu quả. Các thân khoáng được phát hiện nhờ các dị thường gamma và phô gam ma (dị thường thori), điện trả suât cao. Khoáng sản kaoỉitĩ: Các phương pháp địa vật lý đã được sử dụng có hiệu quả trong điều tra là đo phóng xạ gamma, mặt cắt và đo sâu điện. Khoáng sản graphit: Tổ hợp phương pháp điểu tra gồm mặt cắt điện lường cực, điện trường thiên nhiên và đo sâu phân cực kích thích. Khoáng sản phótiẹ xạ: Tham gia điểu tra phát hiện trực tiếp khoáng sản phóng xạ là các phương pháp bay đo phô gam m a, các phương pháp phóng xạ mặt đất (gam m a và phô gam m a mặt đất, gam m a lỗ choòng, em an) và địa vật lý lỗ khoan. Các phương pháp gam m a, gam m a lỗ choòng, em an được thực hiện k ế tiếp nhau nhằm "bóc lớp phủ" nằm trực tiếp trên các thân khoáng. N goài ra, các phương pháp đo phô gam m a trong phòng, xác định hệ số cân bằng phóng xạ nhằm xác định riêng biệt hàm lượng các n guyên tố u , Th và các thông số định lượng cũng được áp dụng trong đánh giá tài nguyên, trữ lượng. Đả ô'p lát: Trong điểu tra đá ốp lát, đã sử dụng đo mặt cắt và đo sâu điện trờ suất nhằm xác định các diện tích tập trung đá có độ nguyên khối cao. Phương pháp đo phóng xạ phục vụ xác định ngay tại thực địa m ức phóng xạ của đá, phục vụ đánh giá độ an toàn trong sử dụng. ĐỊA VẬT LỶ 711 Địa vật lý nư ớ c dư ới đất Tùy thuộc vào m ục đích, đối tượng và quy mô nghiên cứu, các phương pháp địa vật lý ứng dụng trong tìm kiếm, thăm dò nước dưới đâ't rất đa dạng. Tìm kiếm, thăm dò nước dưới đâ't có nhiều mục đích khác nhau, nhưng chủ yếu là phát hiện nước nhạt, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh cho câp nước sinh hoạt, phục vụ công nông nghiệp và dịch vụ. N goài ra, nước khoáng, nước tinh khiết đ ế đóng chai, nước m ặn đê phục vụ nuôi trổng thủy sản, v .v ... cùng là đối tượng đ ể tìm kiếm và thăm dò. So với công tác tìm kiếm, thăm dò nước dưới đâ't, các phương pháp địa vật lý trong khảo sát địa chất thủy văn tham gia nghiên cứu rộng hơn, nhiều lĩnh vực hơn, bao gồm cả địa tầng địa chất - địa châ't thủy văn, ô nhiễm nước dưới đâ't, và tác động m ôi trường nước. Các phương pháp địa vật lý có thê thực hiện tìm kiếm, thăm dò nước dưới đất trong đất đá trầm tích bở rời, trong đá gốc nứt nẻ, trong đá vôi karst, v .v ... D o vậy, tô hợp các phương pháp địa vật lý áp dụng nghiên cứu cần được xác định phù hợp với các đối tượng địa chât này, thường dùng nhất là phương pháp điện trở suât trên mặt và địa vật lý giếng khoan. Các phương pháp điện trở suất trên mặt bao gồm đo sâu đối xứng truyền thống (còn gọi là đo sâu điện 1D); cắt lớp điện 2D (ảnh điện 2D, đo sâu điện 2D); đo sâu phân cực 1D, 2D và đo sâu trường chuyên. Đ o sâu điện 1D, 2D thường được áp dụng cho rất nhiều đối tượng nghiên cứu. Đ o sâu phân cực và đ o sâu trường chuyên được áp dụng hạn ch ế hơn, chú yếu trong các vùng đá gốc nứt nẻ. Gần đây phương pháp cắt lớp điện 3D đã được sử dụng. Ưu điếm nổi bật của cắt lớp điện 3D là thể hiện hình ảnh điện trở suất ba chiều (3D), theo đó có thể nhìn rõ câu trúc, diện phân b ố nước nhạt của tầng hoặc thấu kính nước nhạt dưới đất. Đ iểm yếu của phương pháp này là giá thành cao do khối lượng đo lớn nên chi áp dụng đối với các khu vực nhỏ cần nghiên cứu chi tiết. Phương pháp đo sâu cộng hưởng từ xuất hiện khoảng những năm 1980 và hiện nay là phương pháp địa vật lý duy nhât khảo sát trực tiếp nước dưới đâ't (nghĩa là khi đo được tín hiệu cộng hưởng từ là có nước dưới đất). N hưng tín hiệu này rất nhỏ so với nhiều điện từ thường gặp nên không thê dùng công nghệ đo sâu cộng hường từ ờ khu dân cư, gần đường dây tải điện. Hiện nay thiết bị khảo sát điện trở suâ't trên mặt khá đa dạng, từ loại được sản xuất trong nước (TD-2000), loại do hợp tác Việt - Tiệp sản xuất (GESKA, VITIGESSKA) đến loại do nước ngoài sản xuất như DGJ-1, DWJ-2 (Trung Quốc), DIAPIR E+T (Hungari), SAS - 4000 (Thụy Đien), SYSCAL - R2 (Pháp), v .v ... Phấn m ềm sử dụng cho đo sâu điện 1D có the là RINVERT 2.1 (Australia), IPI2YVIN (Liên bang Nga); cho cắt lớp điện 2D là RES2DINV; cho cắt lớp điện và phân cực 3D là RES3DINV. Các phương pháp khác như đo sâu trường chuyển, v .v ... có phần m ềm phân tích chuyên dùng riêng. Đo sâu điện 1D được thực hiện trong khảo sát tại một điếm , nghiên cửu sự thay đổi điện trờ suất biểu kiến theo chiều sâu bằng cách tăng kích thước hệ cực đê tăng chiểu sâu khảo sát. N hiều điếm đo sâu điện 1D có thể liên kết thành tuyến mặt cắt địa điện, các tuyến mặt cắt địa điện cho thông tin v ể sự phân b ố điện trờ suất của m ôi trường dưới đâ't trên toàn vùng nghiên cửu. Đo sâu điện 2D được thực hiện đ ể khảo sát điện trở suât biếu kiến theo cả chiểu ngang và chiểu sâu pa (x, z), bằng cách mở rộng kích thước hệ cực với bội SỐ của M N = a (a - khoảng cách giữa 2 cực thu M và N), đ ế khảo sát mặt cắt địa điện hai chiểu ọ = p(x, z) [H.8Ị. Đo sâu điện 20 còn được gọi là cắt lớp điện 2D, ảnh điện 2D hay đo sâu điện đa cực. Các hệ cực sử dụng trong cắt lớp điện 2D bao gồm: hệ cực th ế (Pole - pole), hệ 3 cực (Pole - D ipole), hệ 4 cực đối xứng (VVenner và YVenner - Schlumberger) và hệ lường cực (D ipole - Dipole). Đo sâu phân cực 2D là đo sâu nghiên cứu điện trở suất biểu kiến pa và độ phân cực biếu kiến r\a theo cả chiều ngang và chiều sâu, được thực hiện theo nguyên lý đo sâu hình học trên tuyến đo, tức là táng kích thước theo bội số của M N = a như đo sâu điện trở suất 2D. Đo sâu phân cực 2D có thể phân biệt đới phá hủy dập vỡ chứa nước và đới phá hủy dập vờ bị lấp nhét sét không chứa nước [H.9]. 230 Mỏ hlnh điện ư ở suát hiệu chinh vói số liệu địa hinh 640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880 0 85 1 33 2.11 T ã ™ ™ ? " ™ Sai số 5 lần lập RMS = 3.5 Điện Ườ suát (Ohm m) Khoảng cách điện cực = 20 m Hình 8. Mặt cắt điện trở suất 2D nghịch đảo theo một tuyến đo tìm kiếm nước dưới đất trong trầm tích bở rời ở khu vực ven biển Bạc Liêu, đồng bằng sông Cửu Long. 712 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT E X Mặt cát điện trờ suát 2D LK15-LC Hình 9. Mặt cắt điện trở suất 2D (trên) và mặt cắt độ phân cực 2D (dưới) trong tìm kiếm nước ở đới dập vỡ ở khu vực phía Bắc. Đới dập vỡ nứt nẻ chứa nước có điện trở suất nhỏ và dị thường phân cực tương đối thấp (ngược lại, nếu chửa sét ẩm dị thường phân cực cao). (Theo Tăng Đình Nam, 2007). Đo sâu điện 3D tiến hành khảo sát điện trờ suất biểu kiến trong không gian 3 chiểu pa(x,y,z) theo m ạng lưới ô vuông trên mặt đất đê đánh giá đôi tượng địa chât có pi(x,y,z) là đ iện trờ suất của các bât đổng nhâ't trong môi trường 3D. Chương trình nghịch đảo RES3DINV đưa ra sự phân b ố điện trở suâ't của các khối không gian 3 chiểu. Nhìn bức tranh pn(x, y, z) biểu diễn trong không gian 3 chiều [11.10] có thê thấy được vật thể không đổng nhất dạng via, thấu kính, ố có cắm dốc đứng hoặc thoải, v.v..., từ đó có thể dự đoán v ề hình dáng vật thể, thâu kính được khảo sát. Địa v ậ t lý giếng khoan được thực hiện với m ục tiêu chính xác hóa địa tầng khoan, xác định khả năng chứa nước của đất đá. Trong các vùng châu thô nhu đổng bằng sông Cửu Long, đổng bằng sông Hồng phương pháp này đặc biệt quan trọng đ ể xác định các tầng chứa nước, cách nước và đánh giá độ mặn nhạt của nước chứa trong chúng. Hiện nay thiết bị đo địa vật lý giếng khoan là máy kỹ thuật số, điểu khiển bằng m áy tính hiện đại. Các trạm đo thường dùng trong nghiên cửu địa chất thủy văn như: MGX-II, MATRIX của hãng M ount Sopris (Mỹ). Các phương pháp đo gồm gamma, điện trờ suất, th ế tự nhiên (SP), nhiệt độ và đường kính. 162.3182 10, 33.9996 Hình 10. MÔ hình 3D minh họa dạng hình khối biến đổi điện trở suất theo 3 chiều. Lưới X, y, z thề hiện khối điện trở suất thấp, hình ô van được đát đá có điện trở suất cao hơn bao quanh. Kết quả này cho phép chọn lựa vị trí lỗ khoan phù hợp và hiệu quả. ĐỊA VẬT LỶ 713 Tài liệu tham khảo B a tc h e lo r T ., G u tm a n is Ị., 2002. H y d ro c a rb o n p ro d u c t io n fro m ír a c tu r e đ b a s e m e n t r e s e rv o ir s . Version 7. Pebruary 2002. G u p ta H .K . (E d ito r) , 2011. E n c y c lo p e d ia o f S o lid E a r th G eo - p h y s ic s . Springer. 1539 p g s . H u y N g o e N g u y e n , Q u o c Q u a n N g u y e n , N g o e D o n g H o a n g , H u y L o n g P h a m , N h u H u y T ra n , 2010. A p p lic a tio n o f "F ro m se ism ic in te rp r e ta t io n to te c to n ic re c o n s tru c t io n " m e th o d o lo g y to s tu d y P re -T e r tia ry í ra c tu re d G ra n ite B asem e n t re s e rv o ir in C u u L o n g B asin , S o u th e a s t V ie tn a m o ffsh o re . Search and Discovery article. 40507. L o k e M . H ., 2004. E le c tric a l Im a g in g S u r v e y s fo r E n v iro n m e n - ta l a n d E n g in e e r in g S tu d ie s . Geotomo Softivare. 67 p g s . M ai T h a n h T â n , 2011. T h ă m d ò đ ịa c h ấ n . N xb Giao thông vận tải. 524 tr . H à N ộ i. N g u y ễ n H iệ p (C h ù b iê n ) , 2007. Đ ịa c h ấ t v à T à i n g u y ê n D ầ u k h í V iệ t N a m . N X B Khoa học và Kỹ thuật. 550 tr . H à N ộ i. N g u y ễ n H ổ n g B àn g , 2005. N g h iê n c ứ u , á p d ụ n g tổ h ợ p các p h ư ơ n g p h á p đ ịa v ậ t lý (đ iệ n , đ iệ n từ , đ ịa c h ấ n , . . .) , đ ịa châ't, đ ịa c h ấ t th u ý v ă n đ ế x ác đ ịn h các tầ n g c h ứ a n ư ớ c n h ạ t đ ớ i v e n b ờ b iế n (đ ế n đ ộ s â u 3 m n ư ớ c ); th ử n g h iệ m tạ i v ù n g v e n b iế n t in h B ạc L iêu . Bộ Tài nguyên và M ôi trường. 139 tr. H à N ộ i. N g u y e n H u y N g o e , N g u y e n Q u o c Q u a n , H o a n g N g o e D o n g , N g u v e n D o N g o e N h i, Feb. 2011. R o le o f 3 D s e is m ic d a ta in p r e d ic t io n o f h ig h p o te n t ia l a re a s vv ith in P re -T e r tia ry í r a c tu re d G ra n i te b a s e m e n t re s e rv o ir in C u u L o n g B asin , V ie tn a m o ffsh o re . Search and Discovery article. 40702. N g u y e n H u y N g o e , S a h a la n A b d A z iz , P u te r i N u r l in a Bt. M o k h ta , A p r i l 2012. P re -T e r tia ry í r a c tu re đ b a s e m e n t o f m e g a h o r s t b lo c k A , M a la y b a s in in l ig h t o f c u r r e n t 3 D s e is m ic d a ta in te rp r e ta t io n . Presentation in PGCE 2012 Kuaỉa Lumpur. S h a rm a p . V., 2004. E n v iro n m e n ta l a n d E n g in e e r in g Geophysics. Cambridge University Press. 476 pgs. S irc a r A ., 2004. H y d ro c a rb o n p ro đ u c t io n f ro m í r a c tu re d b a se - ment íormations. Curreni Science. Vol. 87, No 2: 147-151. T r ầ n V ăn T rị, V ũ K h ú c (Đ ổ n g c h ủ b iê n ) , 2009. Đ ịa c h ấ t v à T ài n g u y ê n V iệ t N a m . N X B Khoa học T ự nhiên và Công nghệ. 589 tr . H à N ộ i. Thăm dò điện và điện từ N g ô V ă n B ư u , K iề u D u y T h ô n g . K h o a D ầ u k h í , T r ư ờ n g Đ ạ i h ọ c M ỏ - Đ ịa c h ấ t. T ă n g Đ ìn h N a m . P h ò n g Đ ịa v ậ t lý , V iệ n K h o a h ọ c Đ ịa c h ấ t v à K h o á n g sản . Đ o à n V ă n T u y ế n . V iệ n Đ ịa c h ấ t , V iệ n H à n lâ m K h o a h ọ c & C ô n g n g h ệ V iệ t N a m . Giới thiệu Thăm dò điện và điện từ, còn được gọi chung là Thăm dò điện hoặc Phương pháp điện, gồm các phương pháp khảo sát trường điện và điện từ tự nhiên và nhân tạo trong vỏ Trái Đất. Việc áp dụng thăm dò điện trước hết dựa vào sự khác biệt v ề tính chất điện và điện từ của đối tượng khảo sát với môi trường vây quanh. Vật chất dưới mặt đất có nhiều tính chất điện như điện trở suất, hằng số điện môi, th ế phân cực, v .v ... trong đó điện trở suất được dùng trong khảo sát của rất nhiều phương pháp điện. Phương pháp khảo sát điện trở suất được Conrad Schlum berger (Đại học Mò Paris) nghiên cứu và áp dụng từ 1911. Từ đó đến nay thăm dò điện đã phát triển nhanh chóng. Trong vài chục năm gần đây phương pháp này đặc biệt phát triển nhò công nghệ hiện đại trong thu thập s ố liệu, m ô hình hóa và giải thích số liệu. Thu thập số liệu được đối mới bằng nhiều bộ thu, bô sung thiết bị mới như từ k ế th ế hệ mới dựa trên công nghệ siêu dẫn trong đo trường chuyên trên m áy bay trực thăng, m áy đo sâu cộng hưởng từ trong khảo sát trực tiếp nước dưới đât. N hững tiến bộ trong khoa học và công nghệ mới đã nâng cao hiệu quả của thăm dò điện. Ớ Việt Nam nhiều phương pháp điện được dùng trong điểu tra m ỏ quặng, dầu khí, địa chât thủy văn, địa châ't công trình, khảo cổ, m ôi trường, v .v ... Phương pháp điện - điện từ Có rất nhiều phương pháp điện - điện từ, chúng thường được phân loại theo đặc điểm của nguồn điện - điện tử đ ể dùng trong khảo sát. Theo đó chúng được phân thành phương pháp dùng nguồn điện không thay đối theo thời gian còn gọi là phương pháp dòng điện một chiểu (như phương