Nghiên cứu thay đổi ứng suất hiện đại khu ven biển Tuy Hòa – Vũng Tàu do tác động của khai thác dầu khí

Nghiên cứu thay đổi ứng suất hiện đại khu ven biển Tuy Hòa – Vũng Tàu do tác động của khai thác dầu khí. Ảnh minh họa

Nhận định trên được đưa ra trong bối cảnh khu vực vùng biển từ Tuy Hòa đến Vũng Tàu có vị trí chiến lược trên nhiều phương diện, tuy vậy, vùng này cũng chịu nhiều ảnh hưởng của chế độ kiến tạo khu vực cũng như các tai biến địa chất liên quan đến trượt, sạt lở, động đất đã được ghi nhận.

Vùng nghiên cứu có vị trí chiến lược

Theo ông Trần Ngọc Diễn – Phó Liên đoàn trưởng Liên đoàn Địa chất và Khoáng sản biển, khu vực nghiên cứu nằm ở ranh giới chuyển tiếp giữa khối vỏ lục địa Indochina gồm các khối cấu trúc chính: Khối Kon Tum, Khối Đà Lạt, Đới Cần Thơ, Miền Cấu trúc Cửu Long – Côn Sơn và khối vỏ lục địa chuyển tiếp Hoàng Sa – Bocneo, thuộc trung tâm nội mảng Đông Nam Châu Á.

Vùng nghiên cứu gồm chủ yếu 2 tầng cấu trúc chính: Tầng cấu trúc mỏng kết tinh trước Kainozoi gồm chủ yếu các đá xâm nhập, phun trào, trầm tích tuổi từ Akeiozoi đến Mesozoi muộn, cấu thành nên khối vỏ lục địa Indochina; tầng cấu trúc lớp phủ chủ yếu trầm tích lục nguyên xen phun trào basalt Kainozoi lấp đầy các bồn trầm tích chứa dầu khí thuộc khối vỏ lục địa chuyển tiếp.

Ông Trần Ngọc Diễn cho biết: Khu vực ven biển từ Tuy Hòa phát triển 21 hệ thống đứt gãy chính trong đó có 4 đứt gãy cấp I; 7 đứt gãy cấp II; 10 đứt gãy cấp III. Các đứt gãy phát triển theo 4 phương chính: phương Tây Bắc – Đông Nam, phương Đông Bắc – Tây Nam, phương kinh tuyến – á kinh tuyến và phương vĩ tuyến – á vĩ tuyến.

Theo ông Phạm Quý Ngọc – Viện Dầu khí Việt Nam, kết quả tính toán dựa trên mô hình hóa ở độ sâu 4-5 km cho thấy sự thay đổi trạng thái ứng suất do hoạt động khai thác dầu khí với áp suất từ 1,4-12,4 MPa trên mức áp suất thủy tĩnh hay thành hệ dẫn đến sự tái trượt của các đứt gãy cắm đứng với sự thay đổi ứng suất cắt từ 10-15 MPa và gây động đất với cường độ từ 1,5-3,7 độ Richter. Điều này khá phù hợp với chuỗi quan sát động đất từ năm 2002 đến tháng 5/2020.

Làm rõ tác động của khai thác dầu khí đến tai biến địa chất

Ông Trần Ngọc Diễn cho rằng lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi liên quan vùng nghiên cứu đã làm nổi bật kết quả nghiên cứu về đặc điểm trường ứng suất kiến tạo hiện đại của khu vực ven biển từ Tuy Hòa đến Vũng Tàu. Ngoài ra, lịch sử này cũng làm rõ tác động của hoạt động khai thác dầu khí đến sự thay đổi trạng thái ứng suất hiện đại trong phần nông của vỏ trái đất và tai biến liên quan.

“Kết quả phân tích cho thấy tính dập vỡ kiến tạo của vùng nghiên cứu thể hiện khá rõ trên ảnh cũng như trên địa hình tại những nơi địa hình phân dị mạnh (vùng núi hay đồi cao). Các đới dập vỡ thể hiện rất sắc nét và thường có quy mô lớn (chiều dài đến hàng chục kilomet). Mật độ phá hủy kiến tạo tương đối dày đặc” - ông Trần Ngọc Diễn cho biết.

Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy sự thay đổi trạng thái ứng suất trong vỏ Trái Đất ngoài các nguyên nhân kiến tạo còn do sự tác động của các hoạt động nhân sinh như khai thác mỏ, khai thác địa nhiệt, làm kho ngầm, hồ chứa nước, khoan sâu bơm chất lỏng, chôn nước thải, khai thác dầu khí gây ra. Việc mất cân bằng ứng suất với giá trị rất nhỏ, cỡ 1% với cường độ ứng suất xung quanh hoặc với tốc độ cỡ 0,1 nano biến dạng đều có khả năng gây tái trượt đứt gãy và gây ra động đất kích thích.

Theo ông Trần Ngọc Diễn, trường ứng suất kiến tạo khu vực nghiên cứu vùng ven biển từ Tuy Hòa đến Vũng Tàu đã được quan tâm ở các mức độ khác nhau từ lâu bởi nhiều nhà nghiên cứu trong và ngoài nước. Tuy nhiên, đặc điểm cường độ ứng suất và đặc trưng về trường ứng suất kiến tạo trong giai đoạn từ Miocen giữa – Đệ tứ và sự thay đổi về trạng thái ứng suất khi bị tác động bởi các hoạt động nhân sinh của con người gần như bỏ ngỏ.

Ông Trần Ngọc Diễn cho rằng trong thời gian tới, cần nghiên cứu tiếp hoạt động khai thác làm nghèo mỏ cũng gây sự thay đổi trạng thái ứng suất quanh giếng khoan gây sinh trượt đứt gãy và phát sinh động đất kích thích có trước.

Ngoài ra, đối với các quá trình tăng hệ số thu hồi như bớm ép khí, nước,... được thực hiện khi áp suất mỏ đã suy giảm sau thời gian khai thác. Trên cơ sở đó, độ lệch áp suất để tính toán nguy cơ tái trượt phải tính bù trừ hệ số khai thác đối với các thành hệ suy áp.

Hơn nữa, phản ứng hồ chứa khi bị tác động có thể xảy ra theo 2 cơ chế: loại phản ứng nhanh và loại phản ứng chậm. Từ đó, xác định cơ chế phát sinh động đất do hoạt động nhân sinh trong khu vực đang nghiêng về cơ chế nào.

Bên cạnh đó, với các chấn tiêu có độ sâu lớn hơn 6 km - nơi dường như không có hoạt động nhân sinh như vẫn ghi nhận được các chấn tiêu động đất. Qua đó, làm rõ các chấn tiêu này do các đứt gãy sinh chấn gây ra hay do quá trình truyền ứng suất từ bên trên để gây tái trượt và sinh chấn các đứt gãy.

"Vì vậy, việc đánh giá cơ chế động đất cho các hoạt động khai thác và bơm ép dầu khí cần được nghiên cứu chi tiết thêm ở các công trình sau" - ông Trần Ngọc Diễn nhấn mạnh.

Hiện nay khu vực vùng biển từ Tuy Hòa đến Vũng Tàu có hơn 120 khu công nghiệp, 40 điểm phát triển du lịch, 21 cảng biển các loại, nơi diễn ra mạnh mẽ các hoạt động khai thác và thăm dò dầu khí của hơn 1.200 lỗ khoan đang hoạt động với trên 30 mỏ dầu khí; các dự án kinh tế dự kiến xây dựng như Nhà máy điện hạt nhân tại khu vực Ninh Thuận, 2 kho ngầm chứa dầu và hóa chất tại khu vực Cái Mép và Long Sơn, nhà máy Lọc Dầu, khí Dinh Cố và hệ thống đường ống, các mỏ khai thác dầu khí.