CÁC PHƯƠNG PHÁP địa hóa tìm KIẾM dầu KHÍ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA CHẤT o0o -Đề tài: GVHD: Ts Bùi Thị Luận Các phương pháp địa hóa TD&TK Dầu Khí GVHD: T.s Bùi Thị Luận NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………… SVTH: Nhóm Trang Các phương pháp địa hóa TD&TK Dầu Khí GVHD: T.s Bùi Thị Luận LỜI NĨI ĐẦU Trong hoạt động tìm kiếm– thăm dò– khai thác dầu khí có nhiều phương pháp ứng dụng vào nhằm nâng cao hiệu khai thác vào mang lại lợi ích kinh tế tốt Những ứng dụng Địa chất việc đưa quy luật mỏ dầu, thành phần đất đá có khả cho dầu kết khảo sát sơ mỏ Quan trọng việc đánh giá thành phần, chất lượng dầu khí nguồn gốc sinhchứa- chắn bẫy dầu từ đưa hướng thăm dò chi tiết khai thác tối ưu cho tồn khu vực Địa hóa dầu đóng vai trò chủ đạo tìm kiếm– thăm dò– khai thác Đề tài “Các phương pháp Địa Hóa Tìm Kiếm – Thăm Dò dầu khí” đề tài nhằm mở hướng vận dụng kết phân tích Địa Hóa, quy luật để phục vụ tốt việc đánh giá điều kiện mỏ Từ đó, đưa số liệu có độ tin cậy cao Nhóm xin chân thành cảm ơn cô Bùi Thị Luận hỗ trợ giải đáp thắc mắc tài liệu tham khảo cho nhóm Những thiếu sót mong bạn đóng góp để nhóm hồn thiện đề tài Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2011 Nhóm VIII SVTH: Nhóm Trang Các phương pháp địa hóa TD&TK Dầu Khí GVHD: T.s Bùi Thị Luận MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU I/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT II/ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA HĨA TÌM KIẾM DẦU KHÍ II.1 Phương pháp địa hóa khí: II.2 Địa hóa bitum II.3- Địa hóa nhiệt phân (Rock - Eval) .7 II.4- Địa hóa thạch học 10 II.5- Phương pháp thủy hóa 10 II.6 Sinh địa hóa: 12 II.7- Địa hóa đồng vị 12 II.8- Phương pháp địa hóa dấu tích sinh vật 12 III/ CÔNG TÁC ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG CỦA MỘT BỂ TRẦM TÍCH HAY MỘT VÙNG: .16 KẾT LUẬN 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 SVTH: Nhóm Trang Các phương pháp địa hóa TD&TK Dầu Khí GVHD: T.s Bùi Thị Luận CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA HÓA TÌM KIẾM DẦU KHÍ I/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Địa hóa tìm kiếm dầu khí phức hệ phương pháp địa chất, địa vật lý, hàng khơng địa hóa Địa hóa dầu khí dựa vào biến dị nguyên tố hay hợp chất chúng thạch quyển, thủy quyển, khí sinh Cơ sở khoa học phương pháp địa hóa lý thuyết di cư trầm tích từ nguồn vật liệu hữu Sự biến đổi vật liệu hữu thể ba pha: - Pha pha khí sinh hóa đới tạo đá (diagenez) tiền nhiệt xúc tác (protocatagenez) đặc trưng sinh khí metan có đồng vị nhẹ carbon (13C = -50 ÷ -90‰ (chưa trưởng thành) - Pha (mezocaragenez) (MK1- MK2- MK3) đới chủ yếu sinh dầu Ở pha hàm lượng dầu tăng cao di cư tăng lượng hydrocarbon nhẹ khí Đồng vị carbon đạt 13C = -25÷ -45‰ - Pha thứ ba điều kiện nhiệt áp khắc nghiệt (MK4- AK2) sinh khí condensat khí Cuối pha sinh khí metan với đồng vị nặng nhiều 13C = -20  -30‰ Vì vậy, thấy đồng vị nặng thành phần khí phản ánh khả di cư từ sâu Di cư thẳng đứng trình phức tạp bao gồm di cư theo đứt gãy, khe nứt hoạt động kiến tạo để lại, tạo nên dị thường khí phần mỏ Đó q trình khuếch tán khí từ mỏ (vùng có áp suất cao) lên phần có áp suất thấp, dạng dòng, tia qua lớp chắn phần Dựa vào đặc điểm sau: 1)Đặc điểm hình thành trường phân bố khí hydrocarbon phía vỉa chứa sản phẩm: di cư khí HC lên phía dạng vận chuyển thấm lọc khuyếch tán, đồng thời điều kiện rào chắn: cấu trúc thạch học, nhiệt áp, lý hóa, sinh học học 2) Đặc điểm hình thành trường địa hóa: Dị thường địa hóa dạng đối xứng hay bất đối xứng tùy thuộc vào vị trí phân bố đường di cư 3) Tính bất đồng lý hóa mơi trường dầu, khí: Các HC lỏng tác động với thành phần khống mơi trường vây quanh tạo sản phẩm CO, CO2, HCO3-, CO3-2, OH-, H+, H2S 4) Quá trình hình thành hợp chất dị nguyên tố phía vỉa dầu: Phân bố lại nguyên tố phía vỉa sản phẩm thay đổi nhiệt độ áp suất tăng cường hoạt động vi sinh dẫn đến thay đổi môi trường acid - kiềm oxy hóa - khử Do xảy tương tác hydrocarbon với nước, với tác nhân khác 5) Các khống vật kim loại phía vỉa dầu: Do biến đổi phía vỉa sản phẩm với đặc điểm lý hóa khác tạo nên phân dị nguyên tố khác Trong đó, trình biến đổi đồng sinh hậu sinh tạo vành phân tán nguyên sinh hậu sinh Từ chia loại vành phân tán: - Loại dị thường hiệu ứng oxy hóa khử (Eh) nồng độ hydrogen (pH) SVTH: Nhóm Trang Các phương pháp địa hóa TD&TK Dầu Khí GVHD: T.s Bùi Thị Luận - Loại dị thường số nguyên tố (I, Br, B, Cl, Hg, Th, U, Ra, K, Ni, V, Mn, Fe, Ti ) - Loại dị thường khoáng vật thứ sinh: canxit, xiderit, rodocrozit, magnezit, pyrit, thạch anh, caolin, montmo - Dị thường thay đổi tính chất vật lý đá (độ rỗng, tỷ trọng, độ thấm, độ dẻo, thể tích, hấp phụ, độ từ tính, dẫn diện, độ chiết quang, II/ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA HĨA TÌM KIẾM DẦU KHÍ: Tùy nhiệm vụ tìm kiếm thăm dò, tùy đối tượng mà đề phương pháp địa hóa tìm kiếm (có phương pháp): 1- Địa hóa khí 5- Thủy địa hóa 2- Địa hóa bitum 6- Địa hóa sinh học 3- Địa hóa nhiệt phân Rock - Eval 7- Địa hóa đồng vị 4- Địa hóa thạch học 8- Địa hóa dấu tích sinh vật SVTH: Nhóm Trang Trong địa hóa khí, bitum, nhiệt phân, đồng vị dấu tích sinh vật trực tiếp với vỉa dầu, khí, phương pháp gián tiếp khác không liên quan trực tiếp tới dầu khí II.1 Phương pháp địa hóa khí: Đối tượng chủ yếu khí tách từ đá (mẫu lõi) vết lộ, dung dịch khoan, nước vỉa hay mặt nhờ phân tích sắc ký khí (GC) Chỉ tiêu địa hóa khí phân thành nhóm sau đây: 1- Chỉ tiêu định lượng HC khí để xác định dị thường khí phía mỏ, vùng vòm, gần vòm, đới phá hủy kiến tạo, khe nứt 2- Các tiêu có liên quan tới vật liệu hữu đá Có mối liên quan hàm lượng khí hàm lượng vật liệu hữu tiêu đồng sinh khí Các tiêu quan tâm CH4/Corg, C2+/Corg, CH4/bitum cloroform, C2+ / bitum A Chỉ tiêu trực tiếp túi khí đất, thổ nhưỡng Chúng phản ánh thâm nhập khí hydrocarbon thứ sinh 3- Các tiêu khí đồng sinh có bổ sung khí thứ sinh: xem xét tiêu đánh giá có mặt khí đồng sinh bổ sung khí thứ sinh tỷ lệ C1/ C2+, C2H6+/C2H4, Tỷ số N2+CO2/hydrocarbon, … 4- Di cư thẳng đứng khí hydrocarbon Theo lát cắt thay đổi có quy luật tỷ số C1/ C2+, C3/, iC4/nC4 lỗ hổng hở kín, N2/CH4, N2/ C2+ lỗ hổng kín Phân bố khí theo dãy: C1/ C2+, C1/C3, C2/C3, C2/nC4, C3/C5, C3/nC4, nC4/nC5, (C3+nC5)/(C2 +nC4) 5- Các tiêu gián tiếp phục vụ tìm kiến dầu khí có đường di cư - tức có hàm lượng dị thường He Ra phản ánh có phá hủy kiến tạo Tăng lượng khí CO2, canxit thứ sinh, N2 dư Ar, H2S phân hủy khí hydrocarbon điều kiện yếm khí Ngồi có H2 nguồn gốc phóng xạ sản phẩm đứt vỡ hydrocarbon khí Nếu xảy tác động hydrocarbon khí với đá tạo FeO, canxit thứ sinh v.v Dị thường khí phản ánh có sản phẩm di cư từ sâu dạng dị thường hình oval theo hình thái cấu tạo sâu, dạng dải di cư theo đứt gãy hay đới phá hủy, dòng nước vận động Tuy nhiên, vùng có lớp chắn tốt dị thường thấp, chí khơng có dị thường Xác định định lượng khí hydrocarbon máy sắc ký khí (GC) Nguyên lý cho dòng khí qua cột cromatograf (có thể sillicagen, oxyt nhơm, lưới phân tử polimer xốp), có dòng khí mang (có thể He, N2, Ar, H2 hay khơng khí tùy đối tượng khí) khí qua cột gia nhiệt mức 60-70oC Khí mang đưa khí hydrocarbon tới cầu Wheatstone bị đốt Khi khí bị đốt làm thay đổi dòng điện cầu Từ lại có hệ thống cân trở lại Sự thay đổi dòng điện ghi lại tùy thuộc vào nồng độ khí có mẫu tính lượng khí (hình 1.1) Hình 1.1: Cấu trúc cầu Wheatstone II.2 Địa hóa bitum : Địa hóa bitum sở phân bố vành phân tán hydrocarbon lỏng dẫy dầu đường di cư theo đới có độ thấm cao từ vỉa sản phẩm tới gần bề mặt Xác định bitum hóa học, cực tím phổ hồng ngoại Có thể xác định quy luật phân bố bitum theo diện (trên mặt) theo lát cắt (dọc trục giếng khoan) Theo kết xác định giá trị phơng giá trị dị thường Thông thường xác định BtA cloroform BtA cồn benzen Trong bitum A cloroform loại di cư có chứa nhiều thành phần mỡ hydrocarbon dạng dầu Đi đôi với bitum xác định carbon hữu (hoặc carbon hữu toàn phần) tỷ số bitum/Corg, Lượng bitum A cloroform xác định tiếp thành phần nhóm phân tích sắc ký khối phổ C15+, hydrocarbon metanic, naftenic aromatic Ngoài xác định lượng mỡ, nhựa asfalten bitum thành phần nguyên tố, xác định đồng vị carbon 13C bitum thành phần nhóm Trên sở xác định phơng hàm lượng bitum phân biệt giá trị đá mẹ phong phú vật liệu hữu cơ, liên quan tới tầng chứa sản phẩm Trong giếng khoan thông thường nghiên cứu mẫu lõi hay mẫu vụn huỳnh quang bitum chiết bitum dung mơi cloroform cồn benzen Bitum A cloroform có liên quan tới hydrocarbon di cư, bitum cồn benzen liên quan tới hydrocarbon đồng sinh đá mẹ Từ xác định hệ số chuyển đổi vật liệu hữu sang bitum di cư β= bitum/Corg*100 Ở tầng đá mẹ tỷ số có giá trị cao Các phương pháp xác định bitum: 1- Bitum phát quang: dựa vào cường độ phát quang vật liệu hữu (bitum) đèn huỳnh quang 2- Bitum hóa dựa vào sở chiết loại bitum dung môi cloroform (β1) cồn benzen (β2) chiết shoklet Từ lượng bitum cloroform, cồn benzen xác định thành phần nhóm: M, N, A, ngồi xác định lượng nhựa benzen, nhựa cồn benzen asfalten Xác định thành phần nguyên tố chúng: C, H, N, O, S - Xác định hệ số chuyển hóa vật liệu hữu sang bitum K1=100 β1 /Corg K2=100 β2 /Corg Trên sở hàm lượng loại bitum tính hệ số di cư bitum λ1= β1/ β2 hệ số nhựa benzen (Nb) nhựa cồn-benzen (Ncb) λ2 = Nb/Ncb Trên sở hàm lượng nguyên tố bitum Van Krevelen đưa đồ thị xác định loại vật liệu hữu cơ: Trục tung rH/ rC, trục hoành rO/rC Trên sở điểm phân bố đồ thị xác định loại I có liên quan tới vật liệu hữu sapropel, loại II có liên quan tới vật liệu hữu hỗn hợp sapropel- humic humic - sapropel, loại III phản ánh loại vật liệu hữu humic Hệ số rH/rC có giá trị khác theo nhiều tác giả khác (bảng 2.1) Humicsapropel 1,25  1,5  1,25 0,75 Chỉ tiêu Sapropel Rodionova rH/rC > 1,5 Vassoevich rH/rC 1,5  1,8 1,2  1,5 1,0  1,2 < 1,0 rH/rC 1,2 - - 0,9 Korshaghi na Sapropelhumic Tên tác giả Humic < 0,75 Bảng 2.1: Bảng hệ số rH/ rC theo loại VLHC Hệ số carbon lệ thuộc vào độ sâu chơn vùi vật liệu hữu cơ, ví dụ < 2000m có rH/rC = 1,34 2000m - 3000m có rH/rC = 1,25 3000m - 4000m có rH/rC = 1,21 4000m - 5000m có rH/rC = 1,17 >5000m có rH/rC = 1,13 Loại vật liệu hữu %C rH/rC Rong tảo, động vật 39  62 2,65  1,62 Trong trầm tích 1,8  1,25 (phổ biến 1,72  55,5  80 đại 1,46) Trong trầm tích cổ 62,0  86,5 1,63  1,15 (1.54 1.20) Bitum trầm tích 65,0  88,7 1,54  1,13 (1.34  1.14) cổ Trong dầu 81,4  97,0 1,24  1,125 Condensat, khí khơ > 90 < 1,105 Bảng 2.2 : Hàm lượng Carbon hệ số rH/ rC loại trầm tích Tóm lại phân biệt sau: - Kerogen loại I đặc trưng bằng: rH/rC >1,5, rO/rC 1,0), đới trưởng thành giao động xung quang 1, đới trưởng thành muộn tiêu CPI thường nhỏ < Ngoài sử dụng tiêu CPI21 phản ánh mức độ trưởng thành vật liệu hữu C  2C21  C23 CPI 21  19 2(C20  C22 ) Ở đới chưa trưởng thành CPI21 > 1,15 Ở đới trưởng thành CPI21 = 1,15 1,05 Ở đới trưởng thành muộn CPI21= 1,050,95 Ở đới trưởng thành CPI21 < 0,95 tương ứng với Tmax > 470oC Ro% > 1,35% Ngồi ra, sử dụng nhiều tiêu khác II.4- Địa hóa thạch học Dựa sở vành phân tán ngun tố hóa học hỗn hợp ơxy hóa dầu sản phẩm muối khống, khí phihydrocarbon phía vỉa dầu (CO, CO2, H2S ) Một số muối khoáng, nguyên tố hóa học hay khí phi hydrocarbon thường có mối quan hệ với thành phần dầu từ vỉa di cư khỏi vỉa Do lấy mẫu từ lớp thổ nhưỡng, mẫu đá khí phihydrocarbon để nghiên cứu Ví dụ: Hàm lượng khống vật thứ sinh như: pyrit, canxit, thạch anh thứ sinh, đo oxy hóa khử Eh, dị thường pH tiêu có mặt hydrocarbon dạng dầu đá Các thành tạo khống hình thành phía mỏ dầu silic, carbonat, sulphide titanic, khoáng vật chứa sắt pyrit, xiderit, magnetit, samoizit, glayconit Các khống vật sắt có từ tính magnetit, titanomagnetit, hematit có tăng lên tới 25- 30% so với vùng khơng có dầu khí Vì gần vỉa sản phẩm hàm lượng khoáng vật thứ sinh nêu tăng cao Ngồi dùng số khống vật thứ sinh hay tổ hợp chúng có tính thị mơi trường trầm tích hay mức độ biến chất thành phần khống Ví dụ: - Glauconit thường gặp trầm tích biển nơng Tuy nhiên đơi gặp trầm tích cửa sơng (Louis M.C.) đơi gặp trầm tích lớp vỏ phong hóa - Xiderit thường gặp trầm tích xen kẽ lục địa với biển ven biển cửa sông Gặp kết hạch lớn xiderit trầm tích đầm hồ, vũng vịnh (mơi trường khử yếu) - Tổ hợp khống vật glauconit-montmo hay gặp cửa sông - Tổ hợp caolinit illite hay gặp tướng biển - Sự tập hợp illite - montmo - clorit phản ánh mơi trường lagoonal (nước lợ) … ngồi số tổ hợp khoáng vật mức độ biến chất thành phần khống II.5- Phương pháp thủy hóa Dựa nguyên tắc tương tác vật liệu hữu sản phẩm dầu, khí di cư từ vỉa với nước ngầm hay nước mặt Từ tìm trường phân bố dị thường thành phần muối, hỗn hợp hữu hòa tan nước có liên quan tới tích lũy hydrocarbon Có hai loại tiêu gián tiếp trực tiếp Trong tiêu thủy hóa triển vọng mỏ thường có liên quan tới tiêu phản ánh mức độ khép kín cấu tạo (nước đứng, khó trao đổi), hàm lượng hydrocarbon hòa tan nước, acid naften, fenol, toluen, benzen Sau xác định giá trị phông (nền), giá trị dị thường quan tâm xây dựng đồ phân bố, khoanh vùng có triển vọng Cần lưu ý acid naften thường liên quan tới dầu naftemic nước bicarbonat natri, dầu aromatic liên quan tới nước CaCl2 nước cứng acid naftenic vắng mặt Ngồi sử dụng hệ số SO4-2 / HCO3- (Belkov, 1960) Khi có hydrocarbon ion sulfat tác động với chúng giải phóng H2S sau: 2C+2 + SO4-2 + 2H2O  H2S + 2HCO3- Ở vùng ranh giới dầu nước hệ số < 3, vỉa nước hay vỉa dầu > thay đổi từ đến 103 Ngồi hệ số nói lên hoạt động vi sinh vật Trong nước gần với mỏ dầu thường quan sát thấy: - Hàm lượng naften cao dầu nặng Acid naflenic đạt 13mg/l, có nơi tới 5mg/l, phong phú dầu naftenic nghèo dầu metanic - Acid béo 0,1mg - 0,3mg/l, có tới 0,7mg/l - Fenol nước tiếp xúc với dầu đạt giá trị 1,4mg/l -3,8mg/l, fenol dễ bay nên vùng khơng có dầu thường đạt < 0,35mg/l, có 0,10mg/l - Benzen đạt 0,01 - 1,5mg/l - Bitum cloroform đạt 0,054 - 0,085% - Tổng vật liệu hữu nước có đạt 3595mg/l tăng dần từ vùng cung cấp tới vùng thóat, đặc biệt vùng có dầu khí - Ngồi xác định Nitơ hữu (N2 có porphirin) đạt 0,2 - 0,7mg/l đơi đạt 1,2 - 1,3mg/l Như nitơ hữu lệ thuộc vào phong phú porphirin dầu Người ta dùng tỷ số C/Nh.s tăng dần khí tiến gần tới vỉa dầu, mỏ khí lại giảm (Nh.s - nitơ sinh hóa) Tóm lại gần vỉa dầu thấy tăng hàm lượng: khí - condensat, khí nặng nước tầng dầu, tăng hàm lượng acid naftenic Tuy nhiên dầu naftenic - Khi gần mỏ khí thấy tăng N2 hữu - Tăng lượng benzen nước - Fenol tăng vỉa nước gần dầu nhẹ, vỉa dầu nặng, vỉa khí fenol giảm nhẹ Khi nước tăng độ khoáng lượng fenol giảm (fenol lấy eter - dầu mỏ, sau cho bay chất dung mơi lại fenol) Ngồi sử dụng tiêu M, hệ số biến chất nước rNa+/rCl–, Cl/Br, hệ số sulfat (100.rSO42-/Cl–) Ví dụ: rNa+/rCl–< 1, Cl/Br < 300 100.rSO42-/Cl– 65mg/l với loại nước clorua canxi chứng tỏ vật liệu hữu tích lũy mơi truờng biển Trường hợp ngược lại thể môi trường lục địa Ba nguyên tố nặng khó di cư khó bị rửa trơi iod lại rễ bị rửa trơi - Theo Kudelskii A V iod có vật liệu hữu Sau chúng bị phân hủy iod bị hòa tan nước Ở mỏ dầu khí iod có hàm lượng tới 14 ÷ 30mg/l, đơi đạt 40 ÷ 470mg/l Nếu iod đạt giá trị > 6mg/l có giá trị cơng nghiệp Tuy nhiên iod dễ bị phân hủy nhiệt độ thấp (100oC) nên số vỉa dầu không gặp gặp iod Vì iod bị giải phóng khỏi vật liệu hữu vào nước ngầm điều kiện To thấp - Ở vùng khép kín iod bảo tồn, vùng hở có nước chảy làm giảm hàm lượng iod Vì đặc điểm phân bố iod gần giống với điều kiện phân bố dầu Nghĩa iod có hàm lượng cao thường gặp cấu tạo lớn khép kín - Brom: thường có mặt dạng muối nước loại nước CaCl2 Trong thực tế hay dùng tỷ số Cl/Br Nếu < 150 ÷ 180 đặc trưng cho mỏ dầu Nếu hệ số Cl/Br giá trị = 300 nước biển, Cl/Br >300 phản ánh vùng bị rửa trơi Ngồi dùng hệ số Br/I Đối với nước có liên quan tới dầu Br/I > 30, Br/I >30 khơng có liên quan tới nước vỉa dầu - Bor: hàm lượng lớn Bor liên quan tới nước dạng NaHCO3 liên quan tới hòa tan borat kiềm nước Nếu hàm lượng Bor cao thường liên quan tới dầu - NH4 (ammonia) tích lũy nước mỏ dầu nước loại CaCl2 dạng NH4Cl nước kiềm dạng NH4HCO3 Trong mỏ dầu thường NH4 vượt > 100mg/l than chì vắng mặt Loại nước CaCl2 NaHCO3 thường liên quan tới mỏ dầu Loại Na2SO4 khơng có liên quan với mỏ dầu dầu bị phân hủy vi sinh có liên quan tới vùng có muối sulfat (ghips, anhydrit muối K, Na Vì đơi khơng có sulfat coi thuận lợi cho tích lũy bảo tồn dầu Ngồi tiêu nêu tách khí từ nước ngầm xác định cấu tử như: C1, C2, C3, C4, C5+, acid naftenic, fenol Nếu C2/C3+ 1,3 phản ánh điều kiện gần mỏ khí Nếu khí nặng tăng dần vị trí gần vỉa sản phẩm II.6 Sinh địa hóa: Dựa nguyên tắc tương tác hydrocarbon với vi khuẩn thực vật thích nghi - Một số hydrocarbon bị khử vi khuẩn như: metan, butan, propan, pentan, hydrocarbon bay hơi, hydrocarbon aromatic (benzen, toluen ) Vi khuẩn khử sulfat sử dụng hydrocarbon cho sinh H2S CO2 Các vi khuẩn khử hydrocarbon Pseudomonas Mycobacterium, Micrococcus, Bacterium, Proactinoyces Ví dụ tế bào vi khuẩn khử metan To = 27 ÷ 30oC sử dụng 5,8.10-13 ÷ 7,6.10-12 cm3 metan Đối với khí propan lượng tiêu thụ gấp 10 lần Các mẫu để xác định vi sinh cần phân tích tuần đầu Để lâu xảy phẩn hủy thay đổi - Đối với thảm thực vật: Do di cư sản phẩm hydrocarbon từ mỏ lên gần mặt đất số thực vật khơng thể tồn chết thối hóa dần Ngược lại số thực vật lại phát triển hydrocarbon vận động mang theo số kim loại (muối khống) lên lớp thổ nhưỡng nguồn ni loại thực vật như: P, B, V, Cr, Ba, Sr, Fe, Mn, Co, Cu, Ni, Zn, Rb, Ti, Al, Zn Chúng làm cho tổng khống hóa tăng Các nguyên tố nêu tăng cao loài thực vật có giá trị dị thường II.7- Địa hóa đồng vị Khi di cư xa có nhiều khí metan với đồng vị nhẹ Vì bị vi khuẩn khử đồng vị khí metan giảm nhiều Đặc biệt khí sinh hóa có 13C = -60  95‰ Tuy nhiên mặt vùng có dị thường hydrocarbon có điều kiện tăng hàm lượng khí metan tăng đồng vị nặng Nếu có khống vật carbonat khí CO2 hoạt động vi khuẩn khử metan từ nguồn sâu phát tăng cao đồng vị nặng (từ vỉa dầu 13C = -30-20‰ Do việc phát dị thường đồng vị carbon phía khu mỏ thuận lợi II.8- Phương pháp địa hóa dấu tích sinh vật (xem bảng 8.1) Cơ sở phương pháp dựa vào tàn tích phân tử tách từ sinh vật sống Chúng tồn suốt q trình tiến hóa vật liệu hữu có số phân tử biến đổi có quy luật từ thể sống tới sản phẩm dạng khác Từ dấu tích sinh vật đá nguồn, điều kiện môi trường thời gian lắng đọng chơn vùi, q trình trưởng thành nhiệt mức độ phân hủy nhiệt hay phân hủy sinh học, chí phản ánh tuổi dầu khí sinh Các sinh vật khác sống điều kiện khác như: vi khuẩn, rong tảo nước ngọt, rong biển, thực vật bậc cao Ví dụ, rong botryococcus braunii phát triển vùng đầm hồ Sự phong phú gammacerane dầu điều kiện khô cạn bay hồ muối; có mặt oleanane dấu tích sinh vật bí tử (hạt kín) thực vật cạn, dinosterane dấu tích sinh vật rong biển dinoflagellates Một số biểu phân hủy sinh học dầu Ví dụ: thành phần n paraphin, acyclic isoprenoide, sterane, terpane aromatic Quy luật phân bố định lượng, định tính vật liệu hữu loại vật liệu hữu tiềm sinh dầu khí chúng, mơi trường tích lũy có oxygen hay vắng oxygen Một số tiêu - đánh dấu sinh vật lại mức độ trưởng thành vật liệu hữu Từ thấy q trình tiến hóa vật liệu hữu Ngồi xác định hàm lượng cấu tử C27, C28 C29 Tương quan chúng phản ánh độ xác cao mơi trường tích lũy loại vật liệu hữu (hình 8.2) Hình 8.1: Sơ đồ phân tích dấu tích địa hóa sinh vật Ví dụ, hàm lượng ưu C27 so với C28 C29 thể môi trường lục địa đầm hồ, ưu C28 với số lại môi trường chuyển tiếp ưu C29 so với C28 C27 phản ánh môi trường biển Trên sở tương quan cấu tử nêu Huang Meinschein 1979 biểu diễn đồ thị tam giác Từ xác định mơi trường tích lũy VLHC là: plancton, biển mở, cửa sông-vũng vịnh, đầm hồ, cạn thực vật bậc cao (H.6.13) Khi nghiên cứu aren C8 Petrov Al, A Gordadze G N nhận giá trị ethylbenzen đạt giá trị cao (phong phú) từ 15,1 đến 24,1% cao phản ánh vật liệu hữu có nguồn gốc biển Hình 8.2: Đồ thị xác định mơi trường tích lũy VLHC (Huang W.Y Meinschein W.G, 1979) Ngồi họ nghiên cứu biến đổi aren C8 mức độ biến chất khác theo sơ đồ sau Bảng 8.3: hình thành đồng phân C8 theo VLHC Các tiêu dấu tích sinh vật thể ba nội dung chính: mơi trường - nguồn tướng vật liệu hữu cơ, độ trưởng thành phân hủy sinh học Tuy nhiên cần lưu ý số tiêu cho độ tin cậy cao, số khác chưa phản ánh đầy đủ chất kiện Đặc biệt tiêu độ trưởng thành đảm bảo mức độ tin tưởng khoảng %Ro = 0,6÷0,9% Vượt q giá trị %Ro≥ 0,9% chúng khơng xác chúng bị chi phối nhiều yếu tố Trong phải kể đến yếu tố nhiệt độ tạo nên điều kiện cracking theo nhiều chiều, hoạt động kiến tạo làm thay đổi thành phần trình di cư, hay tái phân bố lại hydrocarbon, điều kiện bẫy chứa không bảo đảm hay áp suất tải đá chứa, tác động nước ngầm, thay đổi cấu trúc tạo nên vận động hydrocarbon Vì trường hợp phải kết hợp với lịch sử tiến hóa bể trầm tích để lý giải Cần lưu ý rằng, tiêu dấu tích sinh vật tiêu địa hóa khác phản ánh tranh phức tạp đa dạng Vì sử dụng chúng cần phối hợp với nguồn tài liệu khác carotaj giếng khoan, địa chấn, đặc biệt cần phải phối hợp với kết phương pháp địa chất khác Mỗi phương pháp mạnh khuyết tật Nếu biết sử dụng mạnh phương pháp để hạn chế khuyết tật phương pháp việc nghiên cứu tiến sát với thực tế phản ánh quy luật Nếu sử dụng đơn điệu kết phương pháp dẫn đến sai lầm khôn lường Bảng 8.1: Biomaker Môi trường – Source – Organic facies Sơ đồ tam giác C27 - C28 - C29 Nồng độ cao nC29 thực vật bậc cao, ưu số lẻ đoạn C23 - C35 ưu số chẵn đoạn C12 ÷C26 cao C27 biển, cao C28 đầm hồ Có oleananes lấy từ than, trầm tích delta, từ hạt kín (bí tử) angiosperms, nước lợ (sú vẹt) Nam Dương (vắng biển, thấp đầm hồ, cao lục địa) 18α(H) - oleanane (H15) tìm thấy hồ nước cạn Có hai loại oleanane 18α(H) 18β(H) thường đứng trước C30 hopane β (H) endesmane C30 resine (R1, R2, R3) (H18) thể có hạt trần khỏa tử gymnosperm phản ánh thực vật bậc cao (lục địa) (R1+R2+R3)/G Tính trội cấu tử lẻ từ nC21 - nC31 rong tảo không biển (đầm hồ) 23.28 bisnorlupanes thực vật bậc cao, lục địa Nhiều lupanes từ angiosperm thực vật cạn, đầm hồ biển Có tetracyclic terpanes lupane, oleanane lục địa bậc cao, có đầm hồ biển (có trầm tích bay carbonat) Phyllocladanes có từ conifers lục địa khơ cạn Có bicardinanes (H19) phân mảnh M/Z 191, 217 369 từ thực vật cạn (thực vật bậc cao) với hàm lượng cao n-paraphin 10 (Wax) oleananes (H15) phân mảnh M/Z 191 (angiosperm-bí tử từ thực vật bậc cao Có botrycoccane (botryococcus braunii) rong xanh đầm hồ 11 nước 16 demethyl - botryococcane (botryococcus braunii) rong xanh 12 nước - đầm hồ, vắng mặt cạn biển 13 Paraphin cao, lưu huỳnh ít, Pr/Ph > thực vật cạn 14 Có moretanes phong phú nguồn gốc cạn từ vi khuẩn Có gammacerane cao đầm hồ không thiết hồ 15 nước ngọt, chủ yếu hồ muối khí hậu hanh khô, Pr/Ph thấp, ưu số chẵn n-paraphin khoảng C15 ÷ C23 Tỷ số cao tricyclic triterpanes/pentacyclic triterpanes đầm 16 hồ (không biển - đầm hồ - delta) Trong tricyclic bền, ổn định Tảo Dinoflagellates botryococcus braunii nước vi khuẩn (C30 - 4me - steranes (S8) (C30- 4me, 24-e steranes) 17 có nguồn gốc từ tảo dinof) Nếu vắng chúng nguồn gốc thực vật bậc cao Nếu phong phú C31 hopanes (H5-2) mảnh M/Z 191 tương 18 đối cao diasteranes (S5) phân mảnh M/Z 217, 259 phản ánh môi trường chôn vùi giàu oxygen Vắng C30 steranes môi trường sét sạch, lục địa, đầm hồ cạn, có mặt biển Steranes có từ rong tảo thực vật bậc cao, triterpane từ vi 20 khuẩn Vì tỷ số triterpanes/steranes > 20 nguồn vi khuẩn, < 10 nguồn than, sét phiến, hồ muối Hexacyclic hopanoide có chất phong phú lưu huỳnh 21 tướng bay yếm khí (vùng khơ hanh) 22 methyldocosane nguồn vi khuẩn, hồ muối (khô hanh) 2, 6, 10 trimethyl, 7, methyl-butyl)-dodecane rong xanh hồ muối 23 (khơ hanh) carotene có vi khuẩn vùng khô cạn - hồ, muối, đầm hồ (rong nước 24 ngọt) 25 Squallane vi khuẩn archaebacteria - hồ muối 26 1-alkyl, 2, 3, 6, trimethylbenzenes vi khuẩn - hồ nước 27 Trimethylated 2-methyl-2trimethyldecylchlomans hồ muối Tricyclic diterpanes thấp biển, vắng steranes aromat nước 28 (đầm hồ), cao cạn (H.11) Ts/Tm thấp mơi trường oxy hóa, cạn, cao đầm hồ, trung 29 bình trầm tích biển 19 30 nC21-C35 thấp biển, cao lục địa đầm hồ thường bắt nguồn từ phần cứng sinh vật lục địa C35-honohopane index mức độ oxy hóa mơi trường biển Có methylsteranes vừa biển vừa nước (hàm lượng 32 biển trung bình, đầm hồ cao, lục địa thấp) 33 nC15-C23 có ưu số lẻ biển, ngược lại ưu số chẵn lục địa 34 Tảo biển dinosteranes có dinoflagellates biển C30 - 24n propylcholestanes (4-desmethyl) có rong 35 chrysophyte mơi trường biển 36 Diasterane độ trưởng thành môi trường (khó khơ hanh) 31 37 Vắng steranes hopane/(hopane+steranes) nguồn vi khuẩn trôi nước 38 Vượt trội hopanes so với sterane (M4) chứng tỏ đầm hồ nước vi khuẩn trôi Vượt trội steranes biển 28, 30 bisnorhopane C28.17((H) - hopane thường gọi 28-30 bisnorhopane có có mặt, có vắng Có mặt mơi trường 39 khử, rong tảo (khử), có mặt hay vắng mặt thực vật cạn 40 25-28-30 trisnorhopane có vi khuẩn - biển (khơng oxy hóa) 41 C35-17α -21β(H) hopane - có vi khuẩn môi trường khử Các tiêu carbonat 42 Triterpanes: C29, C30-hopanes từ vi khuẩn - C29/C30 hopanes cao độ carbonat - Nor hopane/hopane đá carbonat (H) hopanes C31-C35 đá carbonat Lưu huỳnh có hàm lượng cao carbonat, biển, thấp lục địa 43 đầm hồ 44 Thiopheric sulfur cao 45 C27 > C29 46 C29/C30 hopanes > 47 C35 homohopane index cao 48 Hecxahyclobenzohopanes and benzohopanes cao carbonat 49 C29 MA-steroids cao III/ CÔNG TÁC ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG CỦA MỘT BỂ TRẦM TÍCH HAY MỘT VÙNG: 1) Đánh giá: Định lượng loại mơi trường tích lũy VLHC; phân tích giai đoạn biến chất nhiệt xúc tác điều kiện địa động lực bể 2) Xem xét tiêu địa hóa khí: C1, C2, C3, C4, C5+, CO2, N2, H2S, hydrocarbon lỏng 3) Các tiêu địa hóa dầu: C5 - C8 dầu, condensat Loại hydrocarbon theo thành phần C12 - C18 (alkan, benzen) thành phần phân đoạn 4) Các tiêu bitum nhiệt phân: Mức độ bitum hóa (chuyển hóa vật liệu hữu sang bitum) Thành phần tính chất bitum Và tiêu nhiệt phân nhằm xác định loại vật liệu hữu cơ, mơi trường tích lũy chúng yếu tố kiến tạo thuận lợi 5) Điều kiện thủy địa chất: Tổng khống hóa (M), loại nước - Vi ngun tố nước - Độ bão hòa khí nước thành phần chúng.- Thành phần tính chất vật liệu hữu nước 6) Điều kiện thủy địa hóa: axide naftenic, fenol, Br, I, NH4, loại nước, khí vật liệu hữu hòa tan nước 7) Các tiêu địa nhiệt như: - Dị thường nhiệt độ.- Gradient địa nhiệt.- Dòng nhiệt KẾT LUẬN Việc nghiên cứu đá mẹ áp dụng vào bồn trũng khơng phần phức tạp Nó khơng giúp nghiên cứu đặc điểm địa hóa đá mẹ mà giúp ích cho lĩnh vực nghiên cứu khác Bên cạnh đó, nghiên cứu địa hóa đá mẹ giúp ích việc nghiên cứu tầng sinh, tầng chứa, tầng chắn khả di cư dầu kiểm sốt để từ có phương hướng giải phù hợp với điều kiện vùng nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Đình Tiến – Nguyễn Việt Kỳ, 2003 Địa hóa dầu khí NXB ĐHQG Tp.HCM, tr.228-274  ... Nhóm Trang Các phương pháp địa hóa TD&TK Dầu Khí GVHD: T.s Bùi Thị Luận CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA HĨA TÌM KIẾM DẦU KHÍ I/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Địa hóa tìm kiếm dầu khí phức hệ phương pháp địa chất, địa vật... quang, II/ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA HĨA TÌM KIẾM DẦU KHÍ: Tùy nhiệm vụ tìm kiếm thăm dò, tùy đối tượng mà đề phương pháp địa hóa tìm kiếm (có phương pháp) : 1- Địa hóa khí 5- Thủy địa hóa 2- Địa hóa bitum... Trang Các phương pháp địa hóa TD&TK Dầu Khí GVHD: T.s Bùi Thị Luận MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU I/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT II/ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA HĨA TÌM KIẾM DẦU KHÍ II.1 Phương pháp địa