Đặc điểm địa hóa dầu, condensate, khí, bitum và đồng vị

Đặc điểm địa hóa dầu, condensate, khí, bitum đồng vị MỤC LỤC CHƢƠNG 1: ĐỊA HÓA DẦU 1.Đặc điểm thành phần tính chất lý hóa: 2.Tàn tích sinh học mối liên hệ với nguồn vật liệu hữu ban đầu: 3.Đặc điểm dầu nguyên sinh đới chủ yếu sinh dầu (chưa biến đổi) 4.Tính chất dầu thứ sinh q trình Catagenez, phân hủy sinh học di cư 10 5.Phân loại dầu theo tiêu địa hóa 11 CHƢƠNG 2: SỰ THÀNH TẠO VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA CỦA CONDENSAT 15 Sự thành tạo tính chất condensate : 15 Phân loại: 17 Phân bố condensate bể trầm tích: 19 CHƢƠNG 3: ĐỊA HĨA KHÍ 21 Thành phần tính chất khí tự nhiên: 21 Phân đới khí thạch quyển: 22 Khí lớp trầm tích: 23 4.Khí hòa tan nước ngầm: 28 Khí tích lũy dầu khí: 30 Khí núi lửa bùn: 35 Khí từ đá biến chất đá magma: 36 CHƢƠNG 4: ĐỊA HÓA BITUM 38 1.Điều kiện thành tạo bitum 38 2.Phân loại bitum 38 3.Quy luật phân bố bitum liên quan tới phân dị di cư hoạt động kiến tạo 40 Phân bố kim loại bitum dạng dầu, bitum 41 CHƢƠNG 5: ĐỊA HÓA ĐỐNG VỊ CỦA VẬT LIỆU HỮU CƠ DẦU VÀ KHÍ 43 Đồng vị ổn định vật liệu hữu dầu khí 43 CHƢƠNG 6: ĐỊA HĨA CỦA CÁC TÍCH LŨY DẦU KHÍ , SỰ BIẾN CHẤT VÀ PHÁ HỦY 52 Địa hóa tích lũy dầu khí 52 Điều kiện phân hủy sinh học: 54 Biến đổi nhiệt 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 57 Nhóm 11 Đặc điểm địa hóa dầu, condensate, khí, bitum đồng vị Lời nói đầu C ho đến tương lai, dầu khí mối quan tâm hàng đầu nhiều quốc gia giới, có Việt Nam, có ý nghĩa quan trọng ngành công nghiệp nhân tố trì văn minh cơng nghiệp hóa Vì mà cơng tác tìm kiếm thăm dò dầu khí trở thành mũi nhọn Có nhiều phương pháp ứng dụng để tìm kiếm, Địa Hóa Dầu Khí phương pháp quan trọng nhằm giải nhiệm vụ địa chất dầu khí Nó cho phép nghiên cứu điều kiện tích lũy vật liêu hữu cơ, độ trưởng thành chúng để sinh dầu khí, quy luật hình thành tích lũy dầu khí vỏ trái đất Trên sở tính chất lý hóa đặc biệt dấu tích sinh vật dầu khí tìm mối quan hệ đá mẹ dầu khí, dầu với dầu, xác định tích lũy nguyên sinh hay thứ sinh Điều quan trọng địa hóa dầu khí giúp cho hiểu chất điều kiện tích lũy vật liệu hữu cơ, điều kiện chuyển hóa chúng sang dầu khí quy luật phân bố mỏ dầu khí Là cơng cụ đắt lực giúp cho việc tìm kiếm thăm dò đạt hiệu Địa Hóa Dầu Khí trình bày nhiều vấn đề báo cáo xoay quanh đề tài “ Địa Hóa Dầu, Condensat, Khí, Bitum Đồng Vị ” để tìm hiểu thành phần, tính chất lý hóa đặc tính dầu, condensat, khí, bitum đồng vị chứa dầu, xác định tiêu địa hóa góp phần cho cơng tác tìm kiếm dầu khí Chúng tơi hy vọng báo cáo mang lại thông tin hữu ích, kiến thức thiết thực cho bạn – sinh viên chuyên ngành dầu khí trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Song báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý quý thầy cô bạn Tập thể nhóm 11 Nhóm 11 Đặc điểm địa hóa dầu, condensate, khí, bitum đồng vị CHƢƠNG 1: ĐỊA HĨA DẦU 1.Đặc điểm thành phần tính chất lý hóa: Thành phần hóa học dầu bao gồm hai loại: - Hợp chất hydrocacbon (HC): thành phần chứa cacbon hydro - Hợp chất phi hydrocacbon(HC): thành phần ngồi hydro cacbon chứa oxy, nito, lưu huỳnh… Các hợp chất HC tồn dạng là: parafinic(n-alkan), naftenic(cyclan), aromatic(aren) Đặc tính cấu trúc HC aromatic mạch vòng, hấp phụ ánh sáng sóng dài, phân cực nhẹ Phản ứng điển hình thay nhánh Do tính bền cao aren đa chuỗi mà dùng chúng tiêu địa hóa nguồn gốc đá mẹ, độ trưởng thành, độ phân hủy hay bảo tồn… Các cấu tử phi HC thường hỗn hợp cảu dị nguyên tố (NOS), hợp chất tập trung hỗn hợp nhựa – asfalten, cặn dầu Hỗn hợp lưu huỳnh điển hình porfirin, ngồi nhiều hợp chất khác: - Các hỗn hợp dầu chứa nitơ (N2 ): Thường chiếm tới 0,1-0,3% (theo J.Hant chiếm tới 1,6-1,7%) dầu-nhựa loại nhẹ thường chứa nitơ, dầu nhựa loại nặng chứa nhiều nitơ Các hợp chất chứa nitơ thường piridin, hynolin, isohynolin Sản phẩm điển hình nitơ porfirin Theo Treibsom (1934) tìm thấy nguồn gốc porfirin phân hủy chlorofil Ngoài ra, porfirin gắn kết với kim loại Ni, V (porfirin nikel, porfirin vanadi) - Các hỗn hợp dầu chứa lưu huỳnh (S): Lưu huỳnh có dầu từ vài phần nghìn tới 6-8%; có mỏ dầu S lên tới 9,6% (mỏ Etsel Đức), chí lên tới 14% (mỏ Rozel - Point Mỹ) Phân loại dầu theo S sau: S < 0,5% dầu thuộc loại lưu huỳnh Nhóm 11 Đặc điểm địa hóa dầu, condensate, khí, bitum đồng vị S = 0,5-2% dầu chứa lưu huỳnh S > 2% dầu nhiều lưu huỳnh - Các hỗn hợp dầu chứa oxygen (O 2): Trong thành phần dầu có tới 20% hỗn hợp chứa oxygen có tính acid trung tính (acid naftenic, phenol, spirt, keton…) Hỗn hợp trung tính tách từ dầu hỗn hợp nhựa Trong dầu tìm thấy efir phức, có alkyl dimethyl benzen phuran dibenzennaftobenzen phuran - Vi nguyên tố dầu: Mặc dù lượng vi nguyên tố dầu không lớn ( 70 > 20 - 20 60 20 - 60 < 20 >2 - 0,3 < 0,3 0,2 - 0,5 < 0,2 phan hydrocacbon phân chuỗi 300 oC, %t.t Tỷ lệ hydrocacbon phân chuỗi/ hydrocacbon parafinic Hàm huỳnh, %tl lượng lưu 0,5 - 5,0 cao Nhóm 11 Đặc điểm địa hóa dầu, condensate, khí, bitum đồng vị Tàn tích sinh học mối liên hệ với nguồn vật liệu hữu ban đầu: Sản phẩm hóa thạch sinh học porfirin, parafin, sterane hopane Các cấu trúc tương đối bền trình tiến hóa dầu theo lịch sử phát triển địa chất bể trầm tích Khi phân hủy diệp lục tố cho hình thành porfirin phytol  Porfirin: hình thành từ diệp lục tố (clorofil) Trong dầu porfirin có mặt dạng hợp chất với V Ni, liên quan tới môi trường khử giai đoạn lắng nén (tạo đá - diagenez) Càng giảm tính khử môi trường tăng lượng vật liệu hữu humic giảm lượng porfirin Porfirin nhiệt độ cao bị phân hủy (nhiệt độ > 170 oC bị phân hủy hòan tồn) Cấu trúc clorofil biến đổi thành porfirin  Phytol : Phytol nhánh (mạch nhánh) diệp lục tố Phytol biến đổi tiếp tục mơi trường khử có H2+ cho hình thành phytane (C20H42), mơi trường oxy hóa phytol chuyển sang acid phyten, acid phyten bị đứt mạch có CO2 tạo thành pristen, sau pristen lấy H tạo thành pristane Nhóm 11 Đặc điểm địa hóa dầu, condensate, khí, bitum đồng vị Phytol (từ clorofil) CH3 CH3 Mơi trường oxy hóa R CH2 C=CH CH2 OH R CH2 C CH COOH (Acid fiten) Môi trường khử (mất Carboxyl) CH3 CH3 R CH2 CH CH2 CH2 OH H2 (mất hydroxyl) H2 O CH3 R CH2 CH CH2 CH3 R CH2 C CH2 H2 O Pristen H2 CH3 Phytane R CH2 CH CH3 Pristane Nguồn gốc phytane pristine  Parafin: Hàm lượng parafin có liên quan tới vật liệu hữu thực vật đặc biệt cạn Nếu vật liệu hữu nguồn gốc biển parafin (vài %), nguồn gốc lục địa nhiều parafin (tới 15-20%).Hàm lượng cao parafin đặc trưng cho loại vật liệu hữu sapropel – humic (tùy thuộc vào lượng acid humic có đá) Trong mơi trường thủy parafin bị phân hủy Trong trình di cư phân bố lại parafin tức làm giàu thêm lương parafin Dựa vào tiêu địa hó a co thể suy nguồn gốc VLHC ban dầu: Trong số tiêu thường quan tâm tới số CPI (lẻ/chẵn) Chiếm ưu số lẻ (izomer) thể vật liệu cạn hậu đứt mạch cacbon chẵn acid béo Ưu số n-alkan chẵn thể có acid béo mơi trường khử mạnh Vì vậy, tiêu lẻ/chẵn chứa nhiều thông tin dầu thô chưa qua biến đổi Trong giai đoạn catagenez dầu sinh tỷ lệ lẻ/chẵn tiến tới cân Nếu dau có izo- alkan anteizo- alkan C16 -C23 tham gia phân hủy vật liệu hữu vi khuẩn Nhóm 11 Đặc điểm địa hóa dầu, condensate, khí, bitum đồng vị Sự có mặt 12 methyl-alkan C24 -C30 13 methyl-alkan C26-C30 phản ánh nguồn gốc sinh học đá mẹ cổ Cambri (Ví dụ, Siberia) Các isoprenoide thành phần bão hòa (alifatic = metanic naftenic) đóng vai trò quan trọng Thường dùng tỷ số pristane/phytane = Pr/Ph phản ánh loại nguồn gốc vật liệu hưu Các chuyên gia địa hóa sử dụng hydrocarbon nhẹ phản ánh trình di cư n- alkan/ izoalkan C5-C8 Càng di cư xa tăng tỷ số Hệ số biến chất KmC6 = nC6/(izo cyclan C6), tỷ số ethyl benzen/Skcylen, benzen/toluel Càng xuống sâu biến chất cao tuổi trầm tích cổ tăng giá trị tỷ số KmC6, Scyclohexan /Scyclopentan, n-alkan/izoalkan, alkan/cyclan Theo chiều hướng di cư xa tăng Cn/Cn+1, methyl cyclopentan/cyclohexan, Scyclopentan/Scyclohexan Nếu cac tích lũy xảy qua trình giai tỏa hydrocarbon xảy việc tích lũy thêm thành phần từ sâu, tăng tỷ lệ methyl cyclopentan (MCP)/CH, izoalkan/cyclan, alkan/aren Nếu có ranh giới tiếp xúc dầu-nước giảm hàm lượng hydrocarbon aromatic (tăng tỷ lệ alkan/aren) Đặc điểm dầu nguyên sinh đới chủ yếu sinh dầu (chƣa biến đổi) Tồn dầu ba loại vật liệu hữu cơ bản: loại sapropel, loại hỗn hợp loại humic  Loại dầu vật liệu hữu sapropel tích lũy mơi trường khử mạnh chứa nhiều S, parafin (