ĐỊA hóa dầu KHÍ KEROGEN

Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – cô Bùi Thị Luận Chủ đề: GVHD : TS Bùi Thị Luận Nhóm 7: Đỗ Ngọc Thanh (NT) 0816424 Lê Ngọc Tun 0816564 Hồng Thái Trình 0816530 Đỗ Đức Thuận 0816479 Phạm Quốc Tuấn 0816560 Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – cô Bùi Thị Luận Mục lục Chương : Mở đầu: .3 Chương 2: Nguồn gốc kerogen .4 I ĐỊNH NGHĨA II BẢN CHẤT CỦA KEROGEN Loại vật liệu hữu sinh thành kerogen .5 Thành phần kerogen Chất lượng vật liệu hữu CHƯƠNG 3: PHÂN LOẠI KEROGEN .10 I PHÂN LOẠI ĐỊNH TÍNH .10 II PHÂN LOẠI ĐỊNH LƯỢNG 12 CHƯƠNG : MÔI TRƯỜNG THÀNH TẠO KEROGEN 15 I VÙNG LẮNG ĐỌNG TRẦM TÍCH BIỂN 15 II VÙNG LẮNG DỌNG TRẦM TÍCH LỤC ĐỊA .15 Chương : Q trình sinh dầu khí từ Kerogen 17 Step 1: hình thức kerogen giai đoạn Diagenesis: 17 Step : Q trình sinh dầu khí từ kerogen: .18 I ĐỐI VỚI LOẠI VẬT LIỆU HỮU CƠ SAPROPEL: 19 II ĐỐI VỚI LOẠI VẬT LIỆU HỮU CƠ HUMIC 20 III ĐÁNH GIÁ ĐỘ TRƯỞNG THÀNH CỦA ĐÁ MẸ QUA MÀU CỦA KEROGEN 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – Bùi Thị Luận Chương : Mở đầu: Địa hóa dầu khí chiếm vị trí quan trong cơng tác tìm kiếm thăm dò dầu khí Trong cơng tác tìm kiếm thăm dò dầu khí, với số phương pháp khác việc khảo sát địa chất, thăm dò địa chấn…., việc nghiên cứu phân tích địa hóa dầu khí nhằm giải nhiệm vụ địa chất dầu khí Phương pháp cho phép nghiên cứu điều kiện tích lũy vật liệu hữu cơ, độ trưởng thành chúng để sinh dầu khí Địa hóa đá mẹ phản ánh chế biến đổi vật liệu hữu suốt q trình tiến hóa chúng long đất, xác định tầng đá mẹ bể trầm tích Việc nghiên cứu địa hóa dầu khí cơng tác tìm kiếm thăm dò dầu khí, nhà địa hóa dầu phải xác định : - Lương vật liệu hữu Loại vật liệu hữu Mức độ trưởng thành vật liệu hữu Xác định trữ lượng dầu khí sinh từ vật liệu hữu Xác định trữ lượng tích lũy dầu khí vào bẫy Kerogen tiền thân dầu khí, việc nghiên cứu kerogen quan trọng Thuật ngữ kerogen dùng để tổ phần hữu đá trầm tích khơng tan dung mơi kiềm, nước dung môi hữu thông thường Tuy có tác giả giới hạn VCHC khơng tan có đá phiến dầu, chúng sản sinh dầu cho phá hủy nhiệt (chưng cất) Trong số tác giả lại dùng “kerogen” tổng VCHC đá trầm tích Ở cần hiểu phần có khả chiết tách với dung môi hữu gọi bitum thuật ngữ kerogen khơng bao gồm bitum hồ tan Bài báo cáo chúng em nhiều hạn chế việc sưu tầm tài liệu khó khăn, kiến thức hạn chế Mong góp ý để chúng em có hiểu biết hồn thiện xác Chương 2: Nguồn gốc kerogen I - ĐỊNH NGHĨA Kerogen hỗn hợp hợp chất hóa học hữu thành phần vật chất hữu đá trầm tích Kerogen cấu tạo polimer hoá phân tử hữu tách từ xác sinh vật Kerogen Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – Bùi Thị Luận đại phân tử hữu cơ, khơng hòa tan dung mơi hữu thơng thường hợp chất chứa phân tử khối lượng lớn (trên 1.000 Daltons) Phần hòa tan gọi bitum Dầu khí tạo thành từ Kerogen trình tạo đá - Theo tiêu chuẩn đòa hoá đá mẹ phải chứa lượng vật liệu hữu điều kiện biến chất khác chúng sản sinh sản phẩm hữu tương ứng Mỗi giai đoạn biến chất có lượng vật liệu hữu hoà tan dung môi hữu cơ(bitum) phần lại không hoà tan dung môi hữu hay lại Kerogen - Trong đá sét: thành phần khoáng vật chiếm 99% , vật liệu hữu chiếm 1%.Và 1% vật liệu hữu có đến 90% Kerogen, phần lại (10%) bitum-mà theo số nhà nghiên cứu dạng khác Kerogen trưởng thành nhiệt Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – cô Bùi Thị Luận II BẢN CHẤT CỦA KEROGEN Loại vật liệu hữu sinh thành kerogen a Loại vật liệu hữu Sapropel - Theo Bogorov V.G cho sản phẩm chủ yếu fitoplancton, loại zooplancton nhỏ 10 lần phytobentos nhỏ Cần ý vùng biển đại dương gần bờ thường phát triển thảm thực vật nước, nơi tích lũy nhiều vật liệu vụn, từ phát triển nhiều loại sinh vật đặc biệt vi khuẩn phân huỷ vật liệu hữu cơ, thân chúng sau chết nguồn vật liệu hữu cho loại Sapropel Đối với loài sống trôi nổi: thường phát triển loại xanh thẩm (cyanaphyta), loại xanh (chlorophyta), loại vàng nhạt (hantophyta), loại vàng óng (chysophyta) Đó loài thực vật tế bào, đơi phát triển quần thể, thành phần hố học loại rong thường là: albumin 67%, lipide 17%, lại hydrocarbon chiếm 16%, chứa nhiều lipide loại rongdiatomei - Fitoplancton: bao gồm rong tảo, cỏ, rong xanh, rong vàng, diatomei… lồi thực vật hạ đẳng, chưa nhiều lipide alubumin Các loài fitoplancton thường sống mơi trường nước có ánh sáng lọt tới Rong biển chứa HC bão hoà n-ankan với mạch dài từ C14 đến C32 … lipide chiếm 10 - 20% - Zooplancton zoobentos: bao gồm loài chopepod chân mái chèo forram, chúng sống nhờ fitoplancton Zooplancton zoobentos cung cấp HC lỏng Như vậy, loại vật liệu hữu sapropel phát triển đa dạng, chủ yếu loại rong tảo b Loại vật liệu hữu hỗn hợp humic – sapropel - - Vật liệu vật liệu hữu sapropel tàn tích thực vật, thực vật bậc cao lẫn với phytoplancto Môi trường khử mạnh hay khử yếu Trong số trường hợp vật liệu hữu tích luỹ điều kiện lục địa hồn tồn khơng có nước Ví dụ đồng aluvia, sa mạc kerogen thường tích lũy vi cấu tử (microcomponent) khơng có cấu trúc rõ ràng Thực vật bậc cao: bao gồm celluloza, lignin đặc bịêt từ bụi cây, thân gỗ và, phận : rể cây, lá, bào tử, phấn hoa, quả, hạt, củ, thường tích luỹ lượng lớn chứa nhiều lipide Ví dụ: lượng mỡ thực vật dầu hạt chiếm đến 50% phấn hoa - 8% Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – Bùi Thị Luận Vì nguồn vật liệu humic tiến hoá theo tiến hoá thực vật bậc cao Thành phần kerogen  Caùc hợp chất hữu Lipits, Protêin, Carbonhydrates lignin chuyển hóa dạng khác trình trưởng thành cuả vật chất hữu Điển hình kerogen bitum Kerogen sản phẩm bắt đầu thành tạo cuối giai đoạn diagenesis (giai đoạn thành đá), chiếm 80-90% vật chất hữu cơ, không tan dung môi hữu 10% lại vật chất hữu chuyển hóa thành bitum mà số tác giả cho dạng kerogen trưởng thành nhiệt tan dung môi hữu - Hydratcarbon: Bao gồm celluloza, cemicelluloza, cragma, pecten Hydratcarbon chứa nguyên tố C,H,O Công thức chung Cx(H2O)y - Albumin: loại acid amin Thành phần trung tính Glicin R=-H, alanin R=-H3 Thành phần acid: glutamin R=(CH2)2_COOH, asparagin R=-OH_COOH Thành phần bazơ: ornitin, lizin R=-(H2)_NH2 Amino acid chứa lưu huỳnh bao gồm: sistein R=CH2_SH metionin R=-(CH2)_S_CH3 - Lipide: chất quan trọng, tồn sinh vật, có chất béo( mỡ ), dầu chất khác có điều kiện tạo thành mạch dài anhan, có số tạo nên mạch isoprenoide, công thức chung RC=O - Lignin: loại thứ sau celluloza Trong thể sống chiếm 27% hoá học ligin chứa nhiều cấu trúc aromatic thành phần chứa nhiều hỗn hợp có oxy nhân aroma Công thức chung CH3OH  Kerogen chịu axit hóa vá thu hồi đươc từ đá trầm tích hòa tan chúng HCl HF sử dụng chất lỏng có độ nặng hơn, kerogen nhẹ Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – Bùi Thị Luận khống vật quan sát kerogen ánh sáng quang học Mặc dù khó phân tích, nung nóng điều kiện khí quyển, kerogen bị phá vỡ thành phân đoạn nhỏ phân tích khối phổ sắc kí  Dưới kính hiển vi, kerogen mảnh vụn hữu Một vài mảnh vụn có kiến trúc Những mảnh vụn có kiến trúc xuất phát từ thực vật mô, bào tử phấn tảo, chúng nhóm với tạo thành đơn vị sinh học gọi maceral Chính maceral định loại kerogen, hay nói cách khác định chất lượng vật liệu hữu Có nhóm maceral quan trọng: vitrinite, exinite, inertinite  Vitrinite: loại maceral ưu nhiều kerogen thành phần than đá Nó dẫn xuất hồn tồn từ mơ gỗ thực vật cạn cấp cao Do thành tạo từ lignin nên khó bị phá hủy, vitrinite xuất nhiều môi trường trầm tích biển hay khơng phải mơi trường biển  Exinite: loại maceral dẫn xuất từ tảo, bào tử phấn, phấn hoa sáp Exinite thường khơng chiếm nhiều phần trăm, có thường liên quan đến môi trường đầm hồ biển nông Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – cô Bùi Thị Luận  Inertinite: loại maceral có nhiều nguồn gốc khác bị oxy hóa trước trầm tủa Nó thành phần than củi Inertinite thường chiếm số lượng thứ yếu kerogen phong phú vật liệu hữu tái sinh nhiều lần Thành phần lại karogen mảnh vụn vơ định hình dẫn xuất từ động vật Chúng dễ bị phá hủy học biến đổi hóa học vi khuẩn nấm Do mảnh vụn vơ định hình dễ tạo dầu maceral cấu kết nhiệt độ thấp Với lượng sẵn có chúng tạo lượng lớn hydrocarbon tính từ lúc thể tích chúng giảm tỉ trọng tăng Vật chất vơ định hình có mặt nhóm exinite maceral Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – cô Bùi Thị Luận Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – Bùi Thị Luận Chất lượng vật liệu hữu Khi nói đến chất lượng vật chất hữu cần quan tâm đến loại vật liệu hữu trình bày Mức độ sinh hydrocarbon loại hydrocarbon vấn đề định chất lượng vật chất hữu Căn vào số lượng maceral mảnh vụn vơ định hình kerogen định khả tạo hydrocarbon:  Kerogen có khuynh hướng tạo dầu tốt chứa 65% exinite mảnh vụn vô định hình  Kerogen có khuynh hướng tạo khí lỏng condesate chứa 35 - 65% exinite mảnh vụn vơ định hình  Nếu exinite mảnh vụn vơ định hình 35% có trường hợp:  Vitrinite chiếm ưu thế: tạo khí khơ  Inertinite chiếm ưu thế: không tạo dầu 10 Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – Bùi Thị Luận  Các hợp phần kerogen bị khống chế loại maceral nguồn gốc polymer sinh học Mà dầu khí thành tạo từ loại kerogen CHƯƠNG 3: PHÂN LOẠI KEROGEN I PHÂN LOẠI ĐỊNH TÍNH Kerogen loại I: có nguồn gốc vật liệu ban đầu từ rong, tảo bám đáy, phiêu sinh (phytoplanton), lipid vi khuẩn,diatomid Kerogen loại I sản phẩm trinh biến đổi mạnh vi sinh vật Nó nguồn sinh dầ tốt Fitoplankton Kerogen loại II: hình thành môi trường biển, hổn hợp phong phú sáp dầu thực vật (rong tảo nước ngọt,vi khuẩn, sét đầm hồ, vũng vịnh, sét vôi biển, cacbonat, zooplankton), thân cỏ vật chất hữu dạng gỗ Nó nguồn sinh dầu có sinh condensate nhiệt độ cao Ro>1,3% 11 Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – Bùi Thị Luận ZOOPLANKTON Kerogen loại III: hỗn hợp bao gồm thân gỗ, tàn tích cỏ vật chất có lẫn than Kiểu kerogen thường thuận lợi cho việc sinh dầu kiểu I II, chủ yếu sinh condensate khí khơ Kerogen loại IV: mỏ than số vật liệu thực lục địa mơi trường oxi hóa Loại khơng có khả sinh dầu khí Vì vậy, nhận thấy vật chất nước nguồn sinh dầu tốt vật chất cạn, còng vật chất cạn nguồn sinh khí tốt Có cấp kerogen: Kerogen cấp I : sinh dầu chủ yếu 12 Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – Bùi Thị Luận Kerogen cấp II : sinh dầu khí condensate Kerogen cấp III: sinh khí condensate khí khô II PHÂN LOẠI ĐỊNH LƯỢNG Để xác định loại VLHC Van Krevelen đề nghị sử dụng giản đồ tương quan tỷ số rH/rC rO/rC Trên đồ thị phản ánh loại VLHC mức độ biến chất VLHC Theo đó, họ phân sau: -  rH/rC = 1,5 kerogen loại I (sapropel) phong phú hydrogen (H2) lưu huỳnh (S2), ưu sinh dầu  rH/rC = 1.0÷1.5 kerogen loại II thường sapropel – humic humic sapropel có hàm lượng trung bình H2 S, ưu sinh dầu phần khí  rH/rC = 1.0 kerogen loại III thường loại humic nghèo H S, ưu sinh khí  rH/rC = 0,5 kerogen loại IV thường loại VLHC bị oxy hóa, rấtnghèo hydrogen Vì loại sét đầm hồ thường chứa kerogen loại I tích lũy từ rong, nước ngọt, tảo, vi khuẩn Loại sét, nước lợ, cửa sông, biển nông hỗn hợp sét vôi vôi thường chứa Kerogen loại II tích lũy từ plancton (tảo) dong nước lợ, nước mặn, vi khuẩn v.v… Còn sét delta, sông, thực vật bậc cao vật liệu than lục địa thường chứa Kerogen loại III 13 Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – cô Bùi Thị Luận 14 Bài báo cáo địa hóa dầu khí – Kerogen GVHD – Bùi Thị Luận CHƯƠNG : MÔI TRƯỜNG THÀNH TẠO KEROGEN I VÙNG LẮNG ĐỌNG TRẦM TÍCH BIỂN Vật liệu hữu tồn trạng thái hoà tan hay lơ lửng nước biển, nước mặt có tới 45 - 70% Corg tổng hợp rong plancton diệp lục (macrofit) sống Sau chết chúng chuyển sang trạng thái hoà tan dạng vật liệu hữu nước Đồng thời nguồn vật liệu hữu nguồn thức ăn cho zooplancton tạo nên chuyển hoá sinh vật sống Như hệ thống quang hợp phân hủy vật liệu hữu nước tiếp tục xảyra cuối để lại tàn tích chúng tích luỹ bùn đáy Khi tàn tích vật liệu hữu đạt đến phần lớp bùn đáy bị vi khuẩn khí tái tạo lại Lớp dày khoảng 2-3 cm đến 1m (gọi lớp oxy hStrakhov N.M, 1972 Volkov I.I nnc, 1972) Tại vật liệu hữu tác động oxy hòa tan phân hủy chuyển hóa tác dụng oxy hóa khử Dưới lớp hoạt động loại vi khuẩn yếm khí Các tàn tích vật liệu hữu (>90%) chuyển sang dạng khóang hóa tập trầm tích Do thâm nhập SO42 từ nước đáy, có độ sâu từ 1,55m đến 8,40m, xảy trình khử sunphat nước từ bùn Theo Strakhov N.M Bordovski O.K lớp dày khoảng 1,5 - 2m đới hoạt động mạnh mẽ Trong đới hình thành acic humic giảm lượng lipide, albumin, acide amin hydratcarbon Tức giảm lượng nguyên tố N P, ngược lại tăng lượng carbon hydrogen Bên cạnh sử dụng tiêu rNa +/rCl-