SỰ HÌNH THÀNH dầu KHÍ

SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN MỤC LỤC CHƯƠNG 1: NGUỒN GỐC DẦU KHÍ Nguồn gốc vô Nguồn gốc vũ trụ 3 Nguồn gốc hữu CHƯƠNG II: VẬT LIỆU HỮU CƠ 1.Nguồn vật liệu hữu 2.Loại vật liệu hữu Sapropel 11 Loại vật liệu hữu hỗn hợp Humic-Sapropel 12 CHƯƠNG III: SỰ TÍCH TỤ VÀ Q TRÌNH CHUYỂN HÓA VẬT LIỆU HỮU CƠ (VLHC) 12 I Sự tích tụ vật liệu hữu (Giai đoạn trầm tích tạo đá) 12 II.Sự chuyển hóa vật liệu hữu 15 CHƯƠNG IV: SỰ DI CHUYỂN VÀ NẠP BẪY 24 A Sự di chuyển nguyên sinh 24 B Sự di chuyển thứ sinh 30 KẾT LUẬN .35 TÀI LIỆU THAM KHẢO NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN MỞ ĐẦU Dầu mỏ nhiên liệu quan trọng xã hội đại dùng để sản xuất điện nhiên liệu tất phương tiện giao thông vận tải Hơn nữa, dầu sử dụng cơng nghiệp hóa dầu để sản xuất chất dẻo (plastic) nhiều sản phẩm khác Vì dầu thường ví "vàng đen" Vì tầm quan trọng kinh tế, dầu mỏ lý cho mâu thuẫn trị Tổ chức nước xuất dầu mỏ (OPEC) sử dụng dầu mỏ vũ khí xung đột Trung Đông tạo khủng hoảng dầu mỏ vào năm 1973 1979 Tầm quan trọng dầu mỏ khơng kinh tế mà trị nữa, nên ta cần phải nghiên cứu kỹ hình thành dầu khí điều kiện thuận lợi khó khăn hình thành dầu khí Để từ đó, ta thăm dò khai thác cho hợp lý, góp phần vào GDP đất nước ,sự phát triển bền vững quốc gia Dưới nhóm xin trình bày hình thành dầu khí NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN CHƯƠNG 1: NGUỒN GỐC DẦU KHÍ Theo nhiều nguồn tài liệu kết nhiều chuyến bay vào vũ trụ khẳng đònh tồn loại nguồn gốc dầu khí là: - Nguồn gốc vô - Nguồn gốc vũ trụ - Nguồn gốc hữu Nguồn gốc vô Lý thuyết nguồn gốc vô dầu khí trình tổng hợp cacbon hydrogen điều kiện nhiệt độ cao Lúc đầu hình thành hydrocacbon đơn giản, sau di cư lên phía nơi giảm dần nhiệt độ áp suất, xẩy trùng ngưng tức tổng hợp thành hydrocacbon phức tạp Trong trình di cư lên dầu khí lấy thêm nguyên tố khác O, N, S từ trầm tích để tạo thành nhựa asphalten Mendeleep (1877) làm thực nghiệm cách cho tác dụng dòng nước nóng lên carbid kim loại cho sản phẩm hydrocacbon Ví dụ: 2FeC + 3H2O = Fe2O3 + C2H6 2Fe2C + 6H2O = 2Fe2O3 + C2H4 + 4H2 Nguồn gốc vũ trụ Những năm gần số liệu thu từ tàu vũ trụ, vệ tinh cho thấy phổ vật thể vũ trụ phản ánh có cacbon hydrogen lớp khí loạt hành tinh mặt trăng, hôm, chổi Đồng thời phát acid amin nhiều hợp chất hữu khác mảnh thiên thạch (Ví dụ: Sokolov, F Hoyl, Muler, Bijigni v v ) Tuy nhieân, suy cho nguồn gốc vũ trụ vô Cả hai giả thuyết nhiều vấn đề chưa giải thích Nguồn gốc hữu dầu khí Quan điểm nguồn gốc hữu dầu khí trình phân hủy, đứt vỡ cấu trúc phân tử HC phức tạp, dần NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN dần dẫn đến cấu trúc đơn giản cuối metan, metil grafit Lý luận khẳng đònh qua nhiều công trình nghiên cứu lý thuyết lẫn thực nghiệm, phòng thí nghiệm lẫn trường Dựa vào nguyên tắc xác đònh lượng chất vật liệu hữu trình chuyển hóa sang dầu Đồng thời chứng minh chế di cư tích lũy hydrocacbon vào bẫy chứa trình phân hủy vi khuẩn hay dòng nước chuyển động vỉa dầu Do đó, lâu lý thuyết nguồn gốc hữu dầu khí tồn sở lý luận giúp cho công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ngày có hiệu Như vậy, để có tích lũy dầu khí cần phải có tầng đá mẹ giàu VLHC (thành phần hạt mòn bản), môi trường tích lũy ổn đònh, lún chìm liên tục, có dòng chảy yếu vùng vũng vònh, nước lợ cửa sông, biển nông, hay đầm hồ, nơi tồn môi trường khử oxygen, tái tạo lại vi khuẩn, chôn vùi điều kiện nhiệt áp thuận lợi, phải có bẫy chứa lớp chắn để thu nạp bảo tồn dầu khí … CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU HỮU CƠ Nguồn vật liệu hữu Các nhà nghiên cứu cho vật chất hữu sinh cách khoảng - 3,5 tỉ năm liên tục phát triển Chúng bò phá hủy tích lũy thời gian dài môi trường nước Các nhà nghiên cứu cho tập đá sinh dầu gọi điệp sinh dầu Ở vùng ven biển, vũng vònh, không xa bờ thường tích lũy nhiều vật liệu hữu tàn tích thể plankton, thực vật nước, sinh vật zoobentos, tàn tích thực vật bậc cao, xác động vật NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN chất khoáng Từ quan điểm này, I M.Gubkin (1937) tiên đoán bồn đòa Siberia bể trầm tích khổng lồ (hơn triệu km2) chứa nhiều mỏ dầu khí Thực tế chứng minh quan điểm Các nhà nghiên cứu phân loại vật liệu hữu nguồn sinh dầu khí sau: Các thể sống bao gồm: fitoplancton (dong, tảo, thực vật hạ đẳng, phù du), zooplancton, zoobentos, vi khuẩn thực vật bậc cao a) Fitoplancton bao gồm dong tảo, cỏ Đó loài thực vật hạ đẳng chứa nhiều lipide albumin Dong bao gồm dong vàng, dong diatomei, dong xanh, dong nâu bao gồm phù du, loài cỏ loài fitoplancton thường sống môi trường nước có ánh sáng lọt tới Chúng thường chứa HC bão hòa phần HC không bão hòa Dong đỏ chứa nhiều cholesterane C 27, dong nâu chứa stigmasterane (phucosterane) C 29, caroten, dong xanh chứa nhiều ergosterane C28 b) Zooplancton zoobentos bao gồm loài chopepod chân mái chèo foram; chúng sống nhờ fitoplancton Chúng chứa nhiều efir phức tạp Pristane kết phân hủy loài chopepod trầm tích đại Zooplancton zoobentos nguồn cung cấp HC lỏng c) Vi khuẩn Đa phần vi khuẩn loài sinh vật nguyên thủy đơn bào Vi khuẩn tham gia vào việc phân hủy vật liệu hữu cơ, đồng thời thân chúng nguồn lipide phong phú sau chết Vi khuẩn hoạt động mạnh đới yếm khí Vi khuẩn xuất cách 3,5 tỷ năm song số lượng chủng loại tăng dần tới ngày Số chủng loại vi khuẩn tới hàng trăm ngàn loài Kích thước nhỏ từ 0,2 đến 10km, loại đạt tới 301000km Có hai nhóm chính: vi khuẩn ưa khí vi khuẩn kỵ khí Khi chuyển hóa thường cho HC lỏng C10 - C20 với ưu số lẻ Lipide chiếm tới 30-50% d) Thực vật bậc cao bao gồm celluloza, lignin đặc biệt từ bụi cây, thân gỗ Tuy nhiên thực vật bậc cao phận như: rễ cây, lá, bào tử, phấn hoa, quả, hạt, củ thường tích lũy lượng lớn chứa nhiều lipide Ví dụ, lượng mỡ thực vật dầu hạt thường chiếm từ đến 50%, phấn hoa từ đến 8% NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN Sau phân hủy rơi vào trầm tích chúng chòu tác động yếu tố sinh hóa, hóa học đòa hóa Sau phần bền vững hòa tan nước Phần xác khó hòa tan nước lại tích lũy chọn lọc vào lớp biến thành than sau Một số nhà nghiên cứu D.Porfiriev, Stadnikov D.Baturin đưa sơ đồ sau đây: NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN VLHC ban đầu Hydrat Carbon (Celluloza) Albumin (protein) Lipide (chất béo) Quá trình sinh hóa nước CO2, NH4, NH3, N2, H2S Khí Acid amin hòa tan trongKhí CO2 CH4 H2 Nước Acid amin Nước Acid amin cao cấp Khí CO2, H2 Qua rửa lọc acid béo O R–C OH Mùn sét humic Quá trình nhiệt xúc tác Khí CO2, CH4 Khí Nước Sản phẩm mùn sét lignit T = 1500C T = 3000C R C=O R Khí CO2, H2 CH4 Sản phẩm ổn đònh, nghèo H2, tàn tích carbon gắn với trầm tích Hydrogen hóa Các Hydrocarbon lỏng: parafinic naftenic vàHydrocarbon aromatic dãy dầu: parafinic naftenic aromatic Hình 1.3 Sơ đồ phân hủy loại vật liệu hữu e) Lignin tannin loại thứ sau celluloza, thể NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN sống chiếm tới 27% Về hóa học, lignin chứa nhiều cấu trúc aromatic thành phần chứa nhiều hỗn hợp có oxy nhân aromat Công thức chung CH 3OH tách đứt mạch nhóm -OCH Về phân hai loại: sterane triterpanes (hopanes): - Loại steranes loại đặc trưng cho VLHC vi khuẩn tái tạo, dong, cỏ biển, fitoplancton zoobentos - Loại triterpanes (hopanes) lipide đặc trưng cho thực vật cạn, đặc biệt loài thực vật bậc cao (ursane, oleanane, lupanes, bicadinane), - caroten đặc trưng cho thực vật, đặc biệt có quả, thực vật bậc cao Bảng 1.1 Thành phần hóa học vật liệu hữu điển hình STT Loại VLHC Albumin Lipide Hydratcacbon Lignin Celluloz (%) (%) (%) (%) (%) 01 Dong bieån, đầm hồ, vi khuẩn plancton >50 525 < 40 - - 02 Thực vật cạn (bậc cao) - - - 1525 3050 Các loại dong biển, tảo, plancton, vi khuẩn có ưu số lẻ đoạn C17  C25 C18  C26 hay ưu số chẵn đoạn C 23  C35, C24  C34, ngược lại thực vật cạn, đặc biệt thực vật bậc cao có nhiều phenol, ưu số lẻ đoạn C 23  C35 hay ưu số chẵn đoạn C 14  C26 f) Hydrat cacbon (có công thức chung C x(H2O)y, glucoza (đó tên gọi chung hỗn hợp đường cộng với polimer nó) Hydrat cacbon bao gồm cellluloza, cemicelluloz, cragmal pecten Hydrat cacbon chứa nguyên tố C, H O Bảng 1.2: Thành phần nguyên tố hydrat cacbon NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN chất khác (Theo số liệu Guseva A.N 1998) Thành phần thể sống C H O N S Hydrat cacbon 4044,7 6,16,6 49,553,4 - - Albumin Lipide Lignin 5055 7679 66,7 6,57,3 1113 5,5 1924 1012 27,3 1519 - 0,22,4 - Thành phần nguyên tố, % g) Albumin loại acide amin có công thức chung: - Thành phần trung tính: glicin R = -H; alanin R = -H 3; - Thành phần acid : glutamin R = -(CH2)2 - COOH, asparagin = -OH -COOH; R - Thành phần bazơ: ornitin, lizin R = -(H 2) - NH2, amino acide chứa lưu huỳnh (S) bao gồm: sistein R = -CH2 – SH vàø metionin R = -(CH2)2 - S - CH3 Trong caùc loại sinh vật hình que có tới 5000 phân tử albumin khác nhau, thể người có tới triệu phân tử albumin khác h) Lipide chất quan trọng, tồn sinh vật, có chất béo (mỡ), dầu chất khác, có điều kiện tạo thành mạch dài alkan Có số tạo thành mạch isoprenoide, công thức chung RC = O Bảng 1.3 Thành phần nguyên tố VLHC STT Loại Kerogen rH/rC Loại sản phẩm Thành phần nhóm cấu trúc 01 I 1.51.9 Ưu sinh dầu Bão hòa : Alifatic Aciclic 02 II 1.01.5 Ưu sinh dầu Bão hòa : Alifatic Aciclic 03 III < 1.0 Ưu sinh khí condensat Aromatic: đói Ngoài ra, nhà khoa học cho thấy tác dụng đònh chất xúc tác có sét số khoáng vật, có alumosilicat, vài chất phóng xạ (Sokolov V.A, Zelinski N.D., Frost A.V, Dobrianski AF, Bruks M…) Trong vùng tích lũy vật liệu hữu khác điều kiện biển lục đòa khác Trong môi NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN trường nước thường tích lũy tàn tích sinh vật, phù du, bám đáy, vi sinh, dong tảo, môi trường lục đòa thường tích lũy tàn tích thực vật, đặc biệt thực vật bậc cao Vì vậy, môi trường nước, đặc biệt môi trường biển thường tích lũy loại vật liệu hữu sapropel (Kerogen loại I II) môi trường oxygen, môi trường lục đòa thường tích lũy loại vật liệu hữu humic có lẫn sapropel, có loại humic (Kerogen loại III phần loại II) môi trường có oxygen Để xác đònh loại VLHC Van Krevelen đề nghò sử dụng giản đồ tương quan tỷ số rH/rC rO/rC Trên đồ thò phản ánh loại VLHC mức độ biến chất VLHC (H.3.1) Sau này, Espilalie J nnk 1984 đề nghò sử dụng giản đồ tương quan Tmax số HI số liệu nhận từ nhiệt phân kerogen (H.3.1) Theo đó, họ phân sau: - rH/rC  1,5 kerogen loại I (sapropel) phong phú hydrogen (H2) lưu huỳnh (S 2), ưu sinh dầu - rH/rC = 1.01.5 kerogen loại II thường sapropel – humic humic – sapropel có hàm lượng trung bình H S, ưu sinh dầu phần khí - rH/rC  1.0 kerogen loại III thường loại humic nghèo H2 S, ưu sinh khí - rH/rC  0,5 kerogen loại IV thường loại VLHC bò oxy hóa, nghèo hydrogen Vì loại sét đầm hồ thường chứa kerogen loại I tích lũy từ dong, 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, paralic, sông, thực vật bậc cao vật liệu than lục đòa thường chứa Kerogen loại III NHĨM TRANG 10 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN * Chiều sâu đới để tham khảo, bể có chiều sâu cụ thể tùy thuộc vào chế độ nhiệt tạo lập bể Hình 3.11: Sơ đồ khái quát sinh thành hydrocacbon NHĨM TRANG 24 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN CHƯƠNG 4: CON ĐƯỜNG DI CHUYỂN VÀ NẠP BẨY Di cư Hydrocacbon chuyển dòch hydrocacbon lỏng khí từ nơi đến nơi khác tác động yếu tố áp suất Tuy nhiên, nhiều vấn đề di cư chưa làm sáng tỏ, phương thức di cư mà hydrocacbon tích lũy thành mỏ dầu khổng lồ với trữ lượng lên đến hàng tỷ Khi nghiên cứu trình di cư cần quan tâm tới thời gian bắt đầu di cư, khoảng thời gian di cư, phương thức di cư, phạm vi di cư đặc điểm lý hóa diễn trình di cư Quá trình di cư phân làm loại : di cư nguyên sinh di cư thứ sinh (H6.1) Tích lũy dầu khí Di cư nguyên sinh Di cư thứ sinh H.6.1 Sơ đồ di cư nguyên sinh thứ sinh A Di cư nguyên sinh a) Cơ chế yếu tố di cư nguyên sinh Để giải phóng vi dầu khỏi đá mẹ cần yếu tố tăng nhiệt độ, áp suất chất dung môi hòa tan như: nước, khí dầu Khi tăng nhiệt độ xuất sản phẩm hydrocacbon mới, đặc biệt khí hydrocacbon nhẹ (C5C8) Do đó, điều kiện tăng áp thiết lập bắt đầu vận động vi dầu Chúng có xu hướng hội tụ thành giọt lớn, đám lớn vận động NHĨM TRANG 25 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN kênh dẫn khe nứt, lổ hổng thoát khỏi đá mẹ Đồng thời khí dầu nhẹ dung môi tốt để hòa tan phân đoạn dầu trung bình nặng làm cho hỗn hợp giảm tỷ trọng, giảm độ nhớt, giảm sức căng bề mặt trở nên linh động hơn, chúng dễ di cư Quá trình gọi trình giải hấp hydrocacbon cao phân tử khỏi đá mẹ Tóm lại, yếu tố cần thiết để hydrocacbon di cư nhiệt độ áp suất Khi lớp trầm tích bò lún chìm dần dẫn đến nhiệt độ tăng theo dòng nhiệt từ sâu đưa lên hoạt động kiến tạo khu vực hay đòa phương làm tăng thể tích khí, dầu, nước….tạo nên áp suất Sự lún chìm làm gia tăng áp lực đòa tónh dẫn đến độ rỗng giảm, áp suất chất lỏng tăng Thời gian di cư lâu thuận lợi để đẩy phần lớn hydrocacbon hình thành Độ sâu lún chìm lớn dẫn đến nhiệt độ, áp suất đòa tónh áp lực chất lỏng tăng cao, thuận lợi cho trình di cư đẩy hydrocacbon khỏi đá mẹ b) Các dạng di cư nguyên sinh Có khả di cư vi dầu nước: dạng dung dòch thực (trong nước) hòa tan vi dầu nước dạng màng dầu nước, dạng keo - nhũ tương (nhân misel), hòa tan vi dầu nước bão hòa khí nén 1- Di cư HC dung dòch phân tử nước Dung dòch thật (hòa tan nước) pha chủ yếu sinh dầu thường có tới 2025mg/l vi dầu Trong chiếm ưu hydrocacbon bão hòa Nếu tăng To = 200oC khả tăng tới 10 lần Ở giai đoạn lắng nén nước tự bò đuổi khỏi đá tới 8090% chiếm phần không gian rỗng Phần nước lại có hai dạng: nước liên kết vật lý nước liên kết hóa học bền vững - nước tham gia vào cấu trúc phân tử Nước liên kết vật lý thường bám vào bề mặt hạt sét Ví dụ: montmo chuyển sang illit đạt độ sâu 12 km nén ép dẫn đến thay đổi độ rỗng, độ thấm đặc biệt tăng T0 từ 85 đến 115oC cao Lúc sinh hàng loạt HC lỏng khí, tạo nên tăng áp suất đột biến (dò thường áp suất) Khi lún chìm, tăng T P làm tăng NHĨM TRANG 26 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN khả tách nước liên kết vật lý, chí phần nước liên kết hóa học khỏi hạt sét Các yếu tố tạo áp lực gây nứt nẻ thủy lực tới vỉa tạo thành khe nứt, vết rạn Như lúc đầu tách nước tự do, sau đới nhiệt xúc tác tách nước liên kết nén ép tăng thể tích khí chất lỏng, tăng hiệu ứng di cư vi da àu với chất lỏng khỏi đá mẹ Tuy nhiên, loại di cư không chiếm tỷ trọng lớn Trong lớp đá mẹ dầu có nước thấp mức bão hòa vi dầu di cư với nước bò hòa tan Nếu nước bão hòa vi dầu dầu tách khỏi nước trước bò đuổi khỏi đá mẹ có nghóa tách dòng vi dầu riêng bò nước lôi 2- Di cư HC dung dòch keo nhũ tương Khi nghiên cứu chế hòa tan keo nhũ tương thấy trình tạo nhũ ranh giới nước - vi dầu vật liệu hữu khác phát lượng lớn chất có hoạt tính bề mặt phân tử có khả quang học, mang tính chất ưa nước (OH, COOH, NH ) kỵ nước dạng phân tán Chúng có khả giảm tính dính, giảm sức căng bề mặt Các chất cồn đa tính, muối natra acide naften acide béo acid humic có khả tạo nhũ tương ưa nước hydrocacbon Các cấu tử phân cực asfalten, nhựa, parafin, muối chứa Al, Ca, Si Fe acide dạng dầu bò hòa tan dầu dễ tạo thành nhũ tương kỵ nước trôi nước Các chất lại tồn khoảng nhiệt độ áp suất rộng Việc tách dầu khỏi dung dòch keo xẩy bò pha loãng nước đá chứa, thay đổi pH môi trường chứa muối kali, tăng khả chuyển hóa nhiệt xúc tác (gia nhiệt) hợp chất cao phân tử Lượng vi dầu chuyển động dạng keo - nhũ thường gấp 10 lần loại vi dầu dung dòch thực Các chất tăng khả hoạt tính bề mặt thường acide cacbon, cồn alifatic, asfalten, porfirin hạt sét có kích thước nhỏ Quá trình nứt thủy lực tạo khe nứt có thuận lợi cho trình di cư nhân missel - nhũ tương Cơ chế di cư nguyên sinh tối ưu vận động vi dầu nước tác dụng NHĨM TRANG 27 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN sức căng bề mặt hỗn hợp, đặc biệt mạnh dung môi hữu Tuy nhiên, di dư dạng bọt, bong bóng, keo nhân misel chiếm tỷ lệ nhỏ 3-Di cư HC pha khí hay dầu pha dầu khí, tức pha hydrocacbon (cơ chế chủ yếu đưa dầu khí khỏi đá mẹ) Di cư nguyên sinh vi dầu dung dòch có khí nén HC lỏng nhẹ nén thường tượng tách ngược dòng chứng minh thực nghiệm pha khí thuận lợi khí HC nhẹ (C 5C8) có độ nhớt thấp tính linh động cao Đối với vật liệu hữu humic hay humic - sapropel khả hòa tan hydrocacbon lỏng khí cao Còn loại vật liệu hữu sapropel để có khả hòa tan hydrocacbon lỏng khí cần vật liệu hữu có hàm lượng Corg > 0.5% Quá trình hòa tan HC lỏng dòng khí nén đặc biệt xảy mạnh mẽ VLHC đới chủ yếu sinh dầu Lượng dầu khí sinh ạt tạo nên áp lực phần lớn đẩy chúng khỏi đá mẹ dòng khí nén Quá trình di cư tích cực xảy dạng hạt, giọt, màng bọt khí Để đảm bảo dầu di cư liên tục hàm lượng phải đạt > 2030% chất lỏng Corg > 1,6% (Theo Kapchenko L.N nnk, 1980) Như vậy, dầu khí di cư ba dạng chính: tự do; hỗn hợp dầu nước keo - nhũ tương; có khí hòa tan khả di cư dầu mạnh, đặc biệt mạnh dòng khí nén HC lỏng nhẹ hòa tan Vì dòng chất lỏng có khí hòa tan làm giảm độ nhớt, giảm tỷ trọng, giảm độ bám dính, giảm áp lực mao dẫn, tăng áp lực làm cho dòng chất lỏng có tính linh động di cư dễ dàng 4- Sự khuếch tán Là q trình di chuyển chậm vật liệu từ áp suất cao đến nơi áp suất thấp Chỉ hoạt động diện nhỏ với khoảng cách ngắn Cơ chế chủ yếu xảy đá mẹ với VLHC chưa trưởng thành HC nhẹ bị vắt khỏi đá mẹ trước giai đoạn trưởng thành đẩy c) Các hình thức di cư NHĨM TRANG 28 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN - Di cư tự lượng khí đạt giá trò cao khả bão hòa nước Khi khí hay hydrocacbon lỏng tách khỏi nước, di cư tự theo dòng xẩy liên tục diễn bề mặt hạt rắn - Di cư với nước khả bão hòa nước, đặc biệt có áp suất cao Khi áp xuất hydrocacbon lỏng khí tách khỏi nước - Di cư mao quản xảy áp suất khí, hay hỗn hợp lớn lực bám dính dầu vào mao mạch Như vậy, tăng nhiệt độ độ nhớt dầu giảm, sức căng bề mặt giảm, thể tích khí tăng làm tăng tính linh động chất lỏng - Áp lực thủy tónh gây tác động tới di cư hydrocacbon Ngoài áp lực thủy động lực, áp lực đòa tónh gây nên di cư hydrocacbon Nhiều nhà nghiên cứu cho cường độ di cư dầu nguyên sinh lệ thuộc vào điều kiện động lực nhiệt lòng đất mà lệ thuộc vào độ gần gũi đá mẹ với đá chứa, tức có nơi để giải tỏa hydrocacbon sinh Nếu đá mẹ dầy lại xa đá chứa gây khó khăn di cư hydrocacbon Trong điều kiện vậy, xa đá chứa (từ trung tâm tập sét dầy ven rìa) giảm lượng C, H, tăng lượng NOS, giảm nồng độ hydrocacbon bitum, giảm hàm lượng bitum vật liệu hữu Sau vi dầu trạng thái keo - nhũ tương với nước hỗn hợp dầu nước đạt tới bẫy chứa, nhiệt độ tăng cao hay thời gian đòa chất lâu dài (vài chục triệu năm), đặc biệt bổ sung thành phần hydrocacbon nhẹ dung môi hữu (có thành phần condensat ) dầu tách khỏi nước lên Nước có tỷ trọng lớn lắng xuống (đó trình phân dò trọng lực tự nhiên) Nếu thời gian đòa chất ngắn (vài triệu năm), nhiệt độ vỉa lại thấp, áp suất hỗn hợp có khí hòa tan thấp vi dầu (giọt dầu) tồn trạng thái nhũ tương hay keo - nhũ lâu dài Do lượng nhựa asfalten bò phân cực tồn với hàm lượng cao vỉa nguyên sinh Trong trường hợp vi dầu vận động với nước dạng nhũ tương điều kiện To P cao, sau đạt tới bẫy chứa lại áp suất nhiệt độ hỗn hợp dầu nhũ NHĨM TRANG 29 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN bò tách dầu lên nước lắng xuống Có thể rút số ý sau: 1- Sinh dầu phân hủy tác dụng thủy sinh ban đầu, sau phân hủy nhiệt vật liệu hữu cơ, mà phân hủy nhiệt 2- Tính học trình di cư độ sâu chôn vùi: Ở độ sâu nhỏ di cư dung dòch (nước) với bọt khí dung dòch keo - nhũ tương độ sâu lớn vai trò khí tăng tạo trình di cư mạnh pha khí 3- Di cư dầu có liên quan tới lún chìm bể, nhiệt độ tăng, tạo điều kiện sinh dầu, khí làm giảm sức căng bề mặt độ nhớt dầu 4- Biến đổi dầu xảy ra, đặc biệt dầu nặng biến đổi sang dầu nhẹ tăng chế độ nhiệt ngược lại giảm chế độ nhiệt, cộng thêm tác động dòng nước ngầm, vi khuẩn dầu lại nặng 5- Khi tăng nhiệt độ dẫn tới giảm hàm lượng nhựa, asfalten dò nguyên tố (H.3.9) 6- Đá mẹ cản trở di cư không gia tăng nhiệt không bò nén ép tiếp 7- Dầu chất chiết đá mẹ giống nguồn gốc khác thành phần Vì dầu sản phẩm bò đuổi khỏi đá mẹ, chất chiết tàn dư vật liệu hữu sau đuổi hydrocacbon có tính lựa chọn khỏi đá mẹ 8- Theo chiều tăng mức độ biến chất vật liệu hữu tăng chế độ nhiệt (từ xuống dưới) sản phẩm là: Khí sinh hóa  Dầu nặng chứa nhiều nhũ tương, nhiều nhựa, asfalten dò nguyên tố  Dầu trung bình  Dầu nhẹ giảm nhựa, asfalten dò nguyên tố, vắng nhũ tương  tiếp đến khí condensat  khí khô  khí acide cuối laø grafit KẾT LUẬN: yếu tố ảnh hưởng đến di cư nguyên sinh - Trọng lực - Áp lực tĩnh động NHĨM TRANG 30 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN - Nhiệt độ - Áp suất - Lực mao dẫn - Thủy lực B DI CHUYỂN THỨ SINH Định nghĩa: Là di chuyển dầu khí bên kênh dẫn đất đá từ đá chứa sang đá chứa khác Di cư lực dầu Khi nhiệt độ tăng lún chìm, độ nhớt dầu giảm, tỷ trọng dầu giảm, sức căng bề mặt giảm, tăng tính linh động, bổ sung thành phần nhẹ, lực mao dẫn yếu dần dẫn đến lực dầu tăng cao xảy di cư thứ sinh tới vùng có áp suất thấp, nơi độ bão hòa thấp (do khí nhẹ dầu, dầu nhẹ nước nên chúng có xu hướng lên mặt nước) Cần lưu ý giọt dầu nhỏ kích thước lỗ hổng chuyển động qua dễ dàng Nếu giọt dầu lớn kích thước lỗ hổng tự thân có khả biến đổi hình dáng sang dạng kéo dài để kích thước cho lọt qua lỗ hổng dứơi áp lực nén ba loại: áp lực đẩy nổi, áp lực thủy tónh, tức xuất gradient thủy động lực áp lực mao dẫn Trong trường hợp độ bão hòa thấp dầu khí di cư dạng hai pha: lỏng khí Trong lượng khí di cư xa hơn, nhanh dầu Các tích lũy có hai pha: pha lỏng (dầu) khí (mũ khí) nước Trong trường hợp có áp suất áp suất bão hòa khí cao hỗn hợp di cư pha: dầu khí bò đẩy tới nơi áp suất thấp Trong trường hợp mức độ phân dò thành phần nhiều so với di cư hai pha Như vậy, di cư lực dầu khí phụ thuộc vào khác tỷ trọng, độ nhớt dầu, đường kính hình dạng lổ rỗng, chiều cao cột dầu, nước… Di cư thẩm thấu Di cư thứ sinh diễn đá chứa vận động NHĨM TRANG 31 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN dầu khí theo nguyên tắc áp lực trọng trường, lực mao dẫn áp lực thủy động Nguyên nhân di cư HC yếu tố sau : - Sụt lún trầm tích tạo điều kiện nhiệt độ tăng cao, áp lực đòa tónh tăng dẫn tới phá vỡ cân VLHC giai đoạn trước Quá trình lại làm tăng khả chuyển hóa vật liệu hữu dầu tạo lập trước Từ khí HC nhẹ tăng cường áp suất tăng lên tạo điều kiện phá vỡ lớp đá phía trên, tạo khe nứt cho hydrocacbon di cư (do chênh áp lớn) - Yếu tố chuyển động kiến tạo, chuyển dòch thẳng đứng hay nằm ngang khối làm tăng khe nứt đứt gãy, trực tiếp làm tăng đường di cư cho hydrocacbon từ bẫy chứa sâu di dòch lên phía Vì điều kiện nhiệt độ cao khoáng vật nước trở nên dòn hơn, dễ vỡ p suất cao gây ứng suất mạnh làm rạn nứt tăng lên - Khi lún chìm vận động nước tăng cường mang theo dầu khí tới bẫy mới, nơi bão hòa hơn, áp suất thấp (áp lực trôi, chảy) NHĨM TRANG 32 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN Không có dòng chảy Dòng chảy yếu Dòng chảy mạnh Dòng chảy mạnh Hình 6.3 Các kiểu di cư phụ thuộc vào áp lực nước  : góc nghiêng vỉa;  : góc nghiêng ranh giới dầu – nước Ảnh hưởng khí đến di cư Khi áp suất lớn làm giảm sức căng bề mặt ranh giới tiếp xúc dầu nước, giảm áp lực mao dẫn, giảm tính dính ướt chất lỏng Khi cầu khí vận chuyển cầu lỏng lách theo khe nứt nhỏ di cư nhanh Trong thời gian di cư tới bẫy chứa, lúc đầu khí bò tách khỏi hỗn hợp chiếm vò trí cao (tách pha) Sau đó, dầu tăng cường nén với áp suất lớn khí lại bò hòa tan dầu ngược lại dầu bò hòa tan khí điều kiện pha Nếu sản phẩm di cư chủ yếu khí hay khí hoàn toàn chiếm phần lớn khí mê tan Như vậy, áp lực khí có tác dụng vận chuyển dầu tốt đẩy dầu di xa có điều kiện bò lưu giữ bẫy Nếu nước vận động có khí hòa tan làm tăng áp lực dòng chảy phía thấp (có thể thoát ra) khí có cấu trúc phân tử nhỏ lại dễ hòa tan chất lỏng nên làm tăng tính linh động chúng NHĨM TRANG 33 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN Tuy nhiên, khả di cư dầu hay khí hỗn hợp dầu khí phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: chất vật liệu hữu - nguồn cung cấp khí hay dầu, điều kiện nhiệt áp thuận lợi để sinh dầu khí, đặc biệt chúng chôn vùi giai đoạn trưởng thành (pha chủ yếu sinh dầu, pha chủ yếu sinh condensat hay pha chủ yếu sinh khí khô), chế độ kiến tạo thuận lợi cho việc giữ gìn bảo tồn hay phá hủy (tạo khe nứt, đứt gãy), chế độ thủy động lực khép kín hay vận động, điều kiện nhiệt áp thấp phụ thuộc vào thâm nhập hay không vi khuẩn khử hydrocacbon… Như dầu khí muốn di cư phải vượt qua áp suất bão hòa nước khí vượt qua áp suất bão hòa dầu, chúng tách khỏi chất lưu để vận động tự Di cư thủy động lực Thủy động lực có vai trò lớn đến tích lũy phá hủy dầu khí Dưới tác dụng thủy động lực, tăng cường cho tích tụ dầu khí ngược lại ngăn cản tích tụ dầu khí Sự sụt lún trầm tích tạo điều kiện nhiệt độ tăng cao, áp lực đòa tónh tăng dẫn đến NHĨM TRANG 34 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN phá vỡ cân VLHC giai đoạn trước Quá trình lại làm tăng khả chuyển hoá vật liệu hữu dầu tạo lập trước Từ khí HC nhẹ tăng cường, áp suất tăng lên tạo điều kiện phá vỡ lớp đá phía trên, tạo khe nứt cho HC di cư ( chênh áp lớn) Yếu tố chuyển động kiến tạo, chuyển dòch thẳng đứng hay nằm ngang khối làm tăng khe nứt đứt gãy trực tiếp làm tăng đường di cư cho HC từ bẫy chứa dầu sâu di chuyển lên phía Vì nhiệt độ cao khoáng vật nước trở nên giòn hơn, dể vỡ Áp suất cao gây ứng suất cao làm rạn nứt tăng lên Khi lún chìm vận đông nước tăng cường mang theo dầu khí tới bẫy mới, nơi bão hoà hơn, áp suất thấp Trong trình vận động nước vỉa, tồn hay phá huỷ vỉa dầu khí hoàn toàn phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy Sự di cư áp suất Sự chuyển động chất lỏng vỉa luôn bò cản trở lực mao dẫn đặc biệt, dầu mao dẫn có đường kính hẹp ( < 0.05 mm) Trong trường hợp dầu di cư khó nước Để di cư dòng dầu phải thắng lực căng bề mặt Vì nhiệt độ tăng cao làm giảm lực căng bề mặt, giảm cản trở chất lỏng chuyển động NHĨM TRANG 35 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN Áp suất mao dẫn lực ngăn cản trình di chuyển thứ sinh , nơi mà hệ thống lỗ rỗng đá chứa thay đổi kích cỡ tầng chứa có độ rỗng thấm tốt lực vượt qua áp suất mao dẫn ( lực mao dẫn lớn đường kính lỗ rỗng nhỏ) dầu di chuyển từ đá mòn sang đá thô Lúc giọt dầu có khuynh hướng biến dạng Đến gặp lớp đá hạt mòn có lỗ rỗng nhỏ lực mao dẫn tăng lên làm cho lực dầu không vượt qua áp suất mao dẫn làm cản trở di chuyển dầu Đá hạt mòn gọi đá chắn KẾT LUẬN VỀ SỰ DI CHUYỂN THỨ SINH : Sự di chuyển thứ sinh xảy chủ yếu đất đá kênh dẫn có độ rỗng độ thấm cao so với đá mẹ Trong trình hướng di chuyển chủ yếu HC men theo chiều lên bồn, theo bờ dốc lên khoảng cách di chuyển lớn nhiều so với di chuyển nguyên sinh Còn di chuyển nguyên sinh, hướng di chuyển HC chủ đạo theo chiều thẳng đứng đá mẹ bò nén ép tạo áp suất dò thường vi khe nứt làm dầu khí tống khỏi đá mẹ, vàkhoảng cách di chuyển ngắn so với di chuyển thứ sinh Các yếu tố chủ đạo chi phối trình chủ đạo di chuyển thứ sinh lực nổi, áp suất mao dẫn chế độ thuỷ động lực Các chế có tính chất đònh đến việc tích tụ phá hủy dầu khí NHĨM TRANG 36 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN Sau thoát khỏi đá mẹ xảy trình di chuyển dạng giọt dầu nằm lẫn nước vỉa tác dụng lực yếu tố khác di chuyển đến vò trí cao hơn, chúng tích tụ thành vỉa dầu lúc lượng dầu thu gom lại tạo thành tích tụ lớn KẾT LUẬN Như biết, có nhiều quan điểm đưa nhiều tác giả nguồn gốc dầu khí Nhưng , nguồn gốc hữu dầu khí đơng đảo người chấp nhận khẳng định qua nhiều cơng trình nghiên cứu lý thuyết lẫn thực tiễn, phòng thí nghiệm lẫn trường Các VLHC sau chúng chôn vùi nhiều độ sâu , tác dụng nhiều yếu tố nhiệt độ, áp suất, vi sinh vật…chúng bị đứt gãy, phân hủy cấu trúc phân tử HC phức tạp dẫn đến cấu trúc đơn giản cuối mêtan, mêtil graphit Các HC di chuyển từ đá mẹ bên vào đá chứa từ đá chứa vào bẫy chứa di chuyển nguyên sinh di chuyển thứ sinh tác dụng nhiều yếu tố nhiệt độ, áp suất, áp lực mao dẫn, thủy động lực…vv Nếu bẫy chứa tốt không ảnh hưởng yếu tố khác nơi cung cấp dầu khí kinh tế TÀI LIỆU THAM KHẢO  HỒNG ĐÌNH TIẾN - NGUYỄN VIỆT KỲ, ĐỊA HỐ DẦU KHÍ, NXB ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH, 2003  HỒNG ĐÌNH TIẾN, ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ VÀ PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM, THĂM DỊ, THEO DÕI MỎ; NXB ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH, 2009  NGUYỄN XUÂN HUY, BÀI GIẢNG ĐỊA HĨA DẦU KHÍ, KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ, ĐH BÁCH KHOA TP HỒCHÍ MINH NHĨM TRANG 37 SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN  BÀI GiẢNG CỦA CÔ BÙI THỊ LUẬN  TRÊN INTERNET NHÓM TRANG 38 ... vào GDP đất nước ,sự phát triển bền vững quốc gia Dưới nhóm xin trình bày hình thành dầu khí NHĨM TRANG SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN CHƯƠNG 1: NGUỒN GỐC DẦU KHÍ Theo nhiều nguồn... zooplanton huỳnh vi khuẩn, biển, đáy yếm khí >1.5 I rH/rC Chỉ tiêu Bảng 3.1 : Đặc trưng đòa hóa đá mẹ SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ LUẬN GVHD: TS BÙI THỊ SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ GVHD: TS BÙI THỊ LUẬN Cần nhớ... khủng hoảng dầu mỏ vào năm 1973 1979 Tầm quan trọng dầu mỏ khơng kinh tế mà trị nữa, nên ta cần phải nghiên cứu kỹ hình thành dầu khí điều kiện thuận lợi khó khăn hình thành dầu khí Để từ đó,