SỰ SINH THÀNH DẦU KHÍ pptx

Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 3 SỰ SINH THÀNH DẦU KHÍ Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 4 Chương I: NGUỒN GỐC VẬT LIỆU HỮU CƠ I.1. NGUỒN GỐC LỤC ĐỊA: Vật chất hữu cơ là thành phần bắt buộc của hầu hết các trầm tích chôn vùi và hiện đại (đặc biệt là trầm tích nguồn gốc thuỷ sinh). Sự sống xuất hiện trên trái đất vào thời xa xưa, cách đây vào khoảng 3 - 3,5 tỉ năm trước. Từ đó đến nay, suốt cả một thời gian địa chất dài, trong các bồn nước diễn ra quá trình tích tụ vật chất hữư cơ nguồn gốc khác nhau. Theo số liệu của N.M. Strakhov, do hoạt động sống của các sinh vật, ở biển Kaspi trong một năm tích luỹ 134 triệu tấn vật chất hữu cơ khô, đó là không kể đến vật chất hữu cơ ở dạng hoà tan hay huyền phù, do các dòng chảy mang tới. Điều kiện thuận lợi để tích lũy vật chất hữu cơ gặp ở những bồn nước nông; ở những phần sâu bồn nước, khối lượng vật chất hữu cơ trầm lắng giảm đáng kể. Hình 1: Sự vận chuyển vật liệu hữu cơ từ lục địa. Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 5 Theo I.M. Gubkin, sự hình thành những tầng đất đá tạo ra hydrocacbon dầu mỏ (những tầng này ông gọi là điệp sinh dầu ) diễn ra “…ở phần ven biển – trong những vũng, vịnh cũng như ở ngoài khơi không xa bờ, nơi các vật chất hữu cơ tích tụ không ở trong nước ngọt, mà trong nước mặn, có nghĩa là ở nơi kết thúc cuộc đấu giữa biển và đất liền, nơi diễn ra sự chuyển tiếp trầm tích: trầm tích dạng sét giàu vật liệu hữu cơ đuợc thay thế bởi trầm tích thô hơn – cát , cuội sỏi, vỏ sò…”. Trong thành tạo dầu…”có sự tham gia của tàn tích động vật cũng như thực vật, chính tàn tích của các cơ thể plankton, thực vật dưới nước, cơ thể bentos, tàn tích thực vật bậc cao trên bờ, cũng như tàn tích động vật và các chất khoáng…” Bùn hữu cơ nguồn gốc sinh vật và những đất đá được chúng tạo thành là vật liệu, theo quan niệm của I.M. Gubkin, sinh dầu. Ở đây, sự tích tụ vật chất hữu cơ - vật liệu ban đầu để tạo thành dầu - trong điều kiện tự nhiên diễn ra ở dạng phân tán trong khối khoáng chất vẩn đục.Tiếp theo, ở những điều kiện sinh hoá tương ứng, quá trình tạo thành dầu khí bắt đầu cùng với sự phân huỷ vật chất hữu cơ trong bùn sinh vật ngay trước lúc chúng bị chôn vùi và tiếp tục sau đó khi có tác động tích cực của vi khuẩn yếm khi trong suốt giai đoạn tạo đá. II. VLHC NGUỒN GỐC BIỂN: II.1. Sơ lược về môi trường sinh sống của các sinh vật biển: Tuỳ theo đặc điểm của các sinh vật này mà chúng sống ở các môi trường khác nhau từ môi trường biển nông cho đến môi trường biển sâu có thể chia ra như sau: • Nhóm sinh vật đáy: bao gồm tất cả sinh vật sống trên đáy biển, có thể di chuyển tự do hoặc bám chặt mặt đáy. Một số đông bò lê trên mặt đáy, cũng có khi ở yên tại chỗ trong khoảng thời gian dài. Chúng thường là những động vật ăn xác, ăn bã. Trong nhóm sinh vật đáy người ta lại chia ra những nhóm nhỏ hơn: - Động vật đáy sống tự do: chúng có thể di chuyển trên đáy biển hoặc bơi lội ở tầng nước sát đáy, thuộc nhóm sinh vật này có: các loại giáp sát, sao biển, bọ ba thuỳ, cầu gai, chân rìu… - Động vật sống cố định: gồm các loại như tay cuộn san hô dạng lỗ tầng, dạng bọt biển, dạng rêu… Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 6 - Động vật sống đáy chui rúc gồm số đông các loại giun, thân mềm, một số cầu gai… • Nhóm sinh vật bơi lội tự do gồm những loại động vật có thể sống tự do trong nước biển ở những độ sâu khác nhau. Phần lớn chúng có khả năng săn bắt mồi hoặc lượm thức ăn. Trong số chúng có những loài ăn thịt hoặc ăn thực vật, cũng có loại ăn lọc. Cá và một số động vật khác chiếm ưu thế trong nhóm, ngoài ra còn có một số động vật chân đầu. • Nhóm sinh vật trôi nổi: còn được gọi là sinh vật phù du, là một nhóm rất đông đảo, chiếm ưu thế tuyệt đối trong môi trường biển. Chúng gồm những sinh vật nhỏ nhẹ không có khả năng di chuyển tích cực. Chúng bị dòng nước hoặc sóng biển đưa đi từ nơi này đến nơi khác. Một số nhóm sinh vật trong nhóm sinh vật tự nổi do rất nhẹ và không có khả năng di chuyển (ví dụ như một số trùng lỗ). Một số khác giả trôi nổi. Thường bám vào những vật nổi trong nước nên cũng được di chuyển một cách thụ động trong nước, thuộc về nhóm này là phần đông các vi sinh vật (động vật nguyên sinh, tảo đơn bào), ngoài ra cũng có nhiều đại diện thuộc thân mềm, chân khớp và phần lớn ấu trùng của các động vật đáy như san hô tay cuộn. II.2. Nguồn gốc hữu cơ từ những sinh vật đơn bào (Single-celled): II.2.1. Vi khuẩn: Gồm những sinh vật đơn bào, bất động hoặc di động nhờ thân roi. Tế bào của vi khuẩn thường liên kết thành những quần tụ đa dạng, vi khuẩn có thể sống trong những điều kiện đặc biệt, như trong các nguồn nước nóng (110 – 140c), trong nước hồ mặn với độ mặn cao. Dựa vào đặc điểm chất người ta có thể chia ra làm hai loại: vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn kị khí. Nhóm hiếu khí cần đến oxy để duy trì sự sống, ngược lại nhóm kị khí sống trong điều kiện không có oxy. Loài vi khuẩn rất khó được bảo tồn do đó chúng ít tạo ra nguồn vật liệu hữu cơ tuy nhiên chúng giữ vai trò quan trọng trong viêc chuyển vật liệu hữu cơ thành các hydrocacbon. II.2.2. Tảo (Algae) Tảo có cấu tạo đơn giản và đa dạng. Những loài tiến hoá có khả năng chuyển động hoặc không, sống đơn lẻ hoặc tập đoàn. Tảo phân bố rộng khắp chỉ cần có đủ độ ẩm, nước Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 7 và ánh sáng là tảo có thể sống được. Do đó từ những vùng biển nông cho đến những vùng đại dương sâu đều có tảo sinh sống tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu, địa hình và đặc tính lý hoá của từng môi trường mà ta có thể gặp nhiều loại của một hay nhiều nghành tảo, hoặc chỉ gặp vài loài trong một môi trường nhất định. Một số loại tảo như: tảo đỏ, khuê tảo, tảo nâu,…chúng sống trong nhiều môi trường khác nhau từ đáy biển sâu đến cả vùng nước ngọt và nước lợ. II.2.3. Sinh vật nguyên sinh (Protozoan): Động vật nguyên sinh là những động vật đơn bào có kích thước 50 - 150 micromet. Hình dạng có thể không ổn định, tế bào động vật đơn bào có cấu trúc phức tạp, có khả năng đảm nhiệm những chức năng khác nhau của một cơ thể sống, như tiêu hoá bài tiết, trao đổi vận động, sinh sản. Phần lớn chúng sống trong các biển có độ mặn trung bình ngoài ra chúng cũng sống cả trong môi trường nước ngọt, một số ít sống trong các thuỷ vực có độ mặn cao hoặc thấp hơn. II.3. Nguồn gốc hữu cơ từ động vật biển: II.3.1. Sinh vật sốp dưới biển (Sponges): Chúng sống đơn lẽ hoặc thành những quần thể trong biển, trong các thuỷ vực nước lợ hoặc nước ngọt dạng bọt biển là những sinh vật đáy sống cố định hoặc tự do trong đáy nước, các dạng bọt biển hoá thạch tuổi Paleozoi chủ yếu thuộc loại Hình 2: Tảo đỏ. Hình 3: Tảo nâu. Hình 4: Tập đoàn san hô. Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 8 Hình 5: Động vật chân đốt. biển nông, chỉ trong Mesozoi dạng bọt biển mới bắt đầu chiếm độ sâu lớn hơn, đại đa số là những sinh vật sống bám đáy, có ít loại sống tự do trên đáy chúng có cơ thể rất đa dạng. Dạng bọt biển có quy luật phấn bố theo độ sâu, nên hoá thạch của chúng thưòng sử dụng để khôi phục hoàn cảnh cổ địa lý của biển, cụ thể là xác định độ sâu của biển cổ. II.3.2. Động vật chân đốt: Đây là nghành động vật có số lượng đông đảo nhất, động vật chân khớp thích nghi với nhiều loài môi trường sống khác nhau từ lục địa cho đến biển sâu. Cơ thể động vật chân khớp có các lớp cuticun bền vững bao bọc lớp này thành tạo một lớp cứng. II.3.3. Giun: Giun bậc thấp không có khả năng di chuyển nhanh nhẹn, chúng không có lớp vỏ cứng bảo vệ. Đứng ở bậc tiến hoá cao hơn ruột khoang, giun bậc thấp sống ở các môi trường khác nhau: môi trường biển, trong nước ngọt, trong đất… II.3.4. Động vật thân mềm: Thân mềm là động vật đông thứ hai sau nghành chân khớp, chúng có trên 100000 loài. Nghành này gồm những nghành động vật sống ở biển trong nước ngọt, và trên cạn, vỏ thường cấu tạo từ ba lớp: một lớp chất hữu cơ và hai lớp vôi. Động vật thân mềm sinh sản hữu tính. Chúng thường là những cá thể đơn tính ít khi lưỡng tính. Quá trình phát triển cá thể của động vật thân mềm giống với giun đốt vòng. II.3.5. Động vật da gai: Nghành da gai gồm những sinh vật đơn lẽ sống trong biển, hiện nay chúng sống trong các biển có độ mặn vừa phải ở khắp các vĩ độ và độ sâu, chúng là những động vật Hình 6: Động vật thân mềm Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 9 Hình 7: Động vật có dây sống. hẹp mặn không có khả năng thích ứng với nước bị nhạt. Do đó chúng không có thấy xuất hiện trong môi trường biển có độ mặn thấp trong số các loại động vật da gai hiện đại thì sao biển, cầu gai, dạng đuôi rắn hải sâm có cuộc sống di động còn đại đa số huệ biển sống bám vào các giá thể dưới đáy biển. III.3.6. Động vật có dây sống: Bao gồm những động vật dạng cá ở biển đã được chuyển hoá. III.4. Động vật có vú: Gồm những động vật đã hoàn toàn thích nghi với đời sống ở biển, mất khả năng lên cạn. Chúng có hình dạng giống cá thân, dạng cá không có eo cổ. Các chi trước bị biến dạng thành chân bơi, các chi sau bị teo, da không có lớp phủ, dưới da có lớp mỡ dày dùng để sưởi ấm cơ thể và giảm tỷ trọng. Động vật dạng cá voi không răng chủ yếu ăn các sinh vật biển nhỏ (động vật thân mềm, cá con), chúng không có răng mà có nhiều tấm sừng gắn trên nóc vòm miệng. Hình 8: Động vật có vú. Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 10 Chương II: MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH Vật liệu trầm tích sau khi hình thành sẽ được vận chuyển đi nơi khác, nếu gặp môi trường thuận lợi sẽ tích tụ lại, đây là điều kiện quan trọng để tạo đá trầm tích và là giai đoạn đầu tiên để hình thành nên dầu khí sau này. Môi trường trầm tích rất đa dạng và phong phú, chúng phân bố từ lục địa ra tới biển khơi. Dựa vào đặc điểm này, người ta chia ra một số môi trường trầm tích sau: • Môi trường trầm tích lục địa. • Môi trường trầm tích trung gian giữa lục địa và biển. • Môi trường trầm tích biển khơi. II.1. Môi trường trầm tích lục địa: Đây là vùng trầm tích thường liên quan tới các đầm lầy, sông hồ được tích lũy vật liệu hữu cơ dạng thực vật bậc cao (thân gỗ). Đặc trưng của môi trường này là sự oxi hóa mạnh, rất khó để bảo tồn vật chất hữu cơ (VCHC). Hình 9: Môi trường trầm tích lục địa. Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 11 Nét đặc trưng của trầm tích môi trường lục địa đó chính là trầm tích sông hồ, nó đóng vai trò quan trọng và là nguồn trầm tích chủ yếu cung cấp vật liệu cho các môi trường khác. Nằm trong môi trường lục địa này, còn có một dạng trầm tích nữa đó là dạng trầm tích gió, tuy nhiên nếu xét trên khía cạnh nguồn gốc sinh thành dầu khí thì dạng trầm tích này đóng một vai trò rất nhỏ, không quan trọng. II.2. Môi trường trầm tích trung gian giữa lục địa và biển: Tiểu biểu cho môi trường này đó chính là các trầm tích tam giác châu (delta). Đây là môi trường tích tụ ở cửa một con sông nơi giao với bờ biển. Tuy nhiên không phải tất cả cửa sông đều tạo tam giác châu. Tam giác châu khác với môi trường trầm tích khác do hoạt động của các quá trình trầm tích phức tạp và các tích tụ tam giác châu là hỗn hợp của nhiều môi trường trầm tích. Tác động quan trọng nhất là nước sông, thậm chí với trầm tích huyền phù, tỷ trọng nhẹ hơn nước biển nên có khuynh hướng nổi lên trên. Một đặc điểm nữa đó chính là sự trải rộng vật liệu trầm tích nhanh chóng khi nước sông tiếp giáp nước biển bởi sự giảm vận tốc dòng nhanh chóng. Điều này đã gây ra sự tích tụ trầm tích tam giác châu. Vật liệu trầm tích do sông vận chuyển được tích tụ đầu tiên là thô nhất và độ mịn hạt sẽ tăng dần khi trầm tích được tích tụ càng xa bờ. Trong môi trường này một lượng lớn VCHC được vận chuyển tới và tích tụ với sự đa dạng về nguồn gốc vật liệu, có cả VLHC nguồn gốc lục địa, gốc nước lợ và cả gốc biển cũng được lắng đọng ở đây. Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 12 Hình 10: Môi trường trầm tích tam giác châu. Tam giác châu thường bị sụp lún bởi sự nén ép, cũng như kiến tạo bồn, chính điều này đã tạo điều kiện hết sức thuận lợi để các vật liệu được tiếp tục tích tụ thành tạo các tập trầm tích dày và sâu, một trong những điều kiện quan trọng trong sinh thành dầu khí. Chính trong môi trường tam giác châu, nhiều doi cát, chùy cát, bar cát được thành tạo, đây có thể là những cấu trúc rất thuận lợi để hình thành bẫy dầu khí sau này. II.3. Môi trường trầm tích biển: Đây là môi trường tích tụ VCHC cũng như vật liệu trầm tích nhiều nhất trong tất cả môi trường. Theo tính toán của tác giả Romanskievich E. A thì vùng trầm tích biển tích lũy được khoảng 25-70 tỷ tấn, trong đó cacbon hữu cơ chiếm tới 18-40 tỷ tấn. VLHC tồn tại ở [...]... 29 Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận trong đó 80% là hydrocarbon lỏng, còn khoảng 20% là hydrocarbon khí Đó là thời kì sinh dấu mạnh nhất (pha chính tạo dầu) Sự cạn kiệt các cấu trúc phân tử polymer lipide ở nhiệt độ 150 – 1600C dẫn đến tắt dần quá trình sinh dầu Đến giai đoạn MK3 – MK4 nhiệt độ đạt từ 160 – 1700C đến 250 – 2600C, sinh dầu giảm đáng kể, chủ yếu sinh khí, khí metan trở thành. .. ra hydrocarbon được, vì vậy cửa sổ tạo dầu thường là muộn) Nhóm 1 Trang 30 Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Đến giai đoạn MK3 – AK2: do phâ huỷ nhiệt mà lượng khí metan sinh ra rất lớn (cực đại) Lượng khí sinh ra chiếm tới 10% khối lượng ban đầu, trong đó 6% là khí metan và 2% khí CO2, khí metan là chủ yếu chiếm tới 55% trong thành phần khí Lượng khí sinh ra lớn gấp 2 lần so với các giai... hưởng đến sự hình thành dầu khí Ở mức độ biến chất thấp song thời gian kéo dài cũng tạo điều kiện sinh dầu khí nhiều tương đương với thời gian ngắn nhưng nhiệt độ tăng lên cao Cũng có một số ý kiến cho rằng dầu khí được sinh ra vào thời điểm lún chìm mạnh nhất của bể Dầu khí được hình thành phải trải qua một thời gian địa chất nhất định và khoảng thời gian này phải đủ để VCHC chuyển hoá thành dầu khí Nếu... sinh thành khí đạt tới 20,9% so với VLHC ban đầu, thành phần chủ yếu là CO2 16,16% so với VLHC ban đầu hay chiếm 77% trong khí Khí metan chỉ chiếm 1,5% VLHC ban đầu hay 7% thành phần khí được sinh ra Đến giai đoạn MK1 – MK2: khác với VLHC sapropel loại humic chỉ sinh khí Trong đó khí CO2 8,5% so với VLHC ban đầu hay 60% trong khi đó khí metan chiếm 1,5% khối lượng ban đầu hay 10% trong thành phần khí. .. các mảnh vụn xenlulo ở đất liền và có thể là nguồn gốc của các vỉa khí thiên thiên • Ở chân của các sườn lục địa nơi mà trầm tích của thềm lục địa chồng chất lên nhau có thể thành tạo một nguồn hydrocacbon dồi dào Nhóm 1 Trang 14 Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Chương III: SỰ SINH THÀNH DẦU KHÍ III.1 TỪ KEROGEN ĐẾN DẦU KHÍ: III.1.1 Định nghĩa Kerogen: Kerogen là phần vật chất hữu cơ (VCHC)... phát triển quá trình thành tạo dầu khí Chúng biểu hiện bằng hàm lượng hydrocacbon dãy dầu tăng cao và cả phần bitum của vật chất hữu cơ chứa trong đá Nhóm 1 Trang 32 Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Như vậy, quá trình biến đổi vật chất hữu cơ thành dầu khí mang tính giai đoạn đa cấp Trong mỗi giai đoạn, sự biến đổi vật chất hữu cơ xảy ra dưới tác động của các nhân tố sinh hóa, địa hóa, hóa... sự đốt cháy của than Nhóm 1 Trang 16 Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận III.2 SƠ ĐỒ CHUNG CỦA SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ: III.2.1 Sự hình thành VCHC: Xác động thực vật biển, hoặc trên cạn nhưng bị các dòng sông cuốn trôi ra biển, qua thời gian dài (hàng triện năm) được lắng đọng xuống đáy biển Ở trong nước biển có rất nhiều các loại vi khuẩn hiếu khí và yếm khí, cho nên các động thực vật bị chết,... khi mới được hình thành do hoạt động kiến tạo đưa đến (từ dưới sâu theo các đứt gãy sâu) hay do các đai mạch magma mới xuất hiện Nhóm 1 Trang 22 Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận III.3.2 Ảnh hưởng của áp suất: Trong quá trình hình thành dầu khí, ngoài sự tác động chính của nhiệt độ thì yếu tố đóng vai trò quan trọng thứ hai là áp suất Áp suất làm cho quá trình thành tạo dầu khí xảy ra nhanh... kiện tích tụ dày, có nơi trên 10km, một trong những điều kiện tiên quyết sinh thành dầu khí Hình 11: Môi trường trầm tích biển Nhóm 1 Trang 13 Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận II.4 Kết luận: Có nhiều môi trường khác nhau để tích tụ vật liệu trầm tích, tuy nhiên không phải môi trường nào cũng có khả năng sinh thành dầu khí, chỉ có những môi trường đặc biệt mới có khả năng này: • Môi trường... thời gian quá ngắn thì VCHC chưa cảm nhận được chế độ nhiệt và áp suất để chuyển hoá thành dầu khí III.4 THỜI GIAN SINH DẦU: Các nhà địa chất phân biệt dịch chuyển sớm hay muộn chủ yếu do sự dịch chuyển của nước thoát ra do sự nén ép Sự dịch chuyển sớm xảy ra từ mặt đất độ sâu sụp lún là Nhóm 1 Trang 23 Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận 1500m khi trầm tích ép mạnh độ lỗ rỗng dẫn đến thoát ra . Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 3 SỰ SINH THÀNH DẦU KHÍ Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm. Hình 1: Sự vận chuyển vật liệu hữu cơ từ lục địa. Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 5 Theo I.M. Gubkin, sự hình thành những tầng đất đá tạo ra hydrocacbon dầu mỏ. có nơi trên 10km, một trong những điều kiện tiên quyết sinh thành dầu khí. Hình 11: Môi trường trầm tích biển. Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận Nhóm 1 Trang 14 II.4. Kết