- Các khí hydrocacbon là CH4, C2H6, C3H8 và C4H10, còn pentan và hydrocacbon cao hơn thuộc loại condensat. Các khí nêu trên càng tăng cao khi tăng bề dầy của lớp trầm tích. Từ trẻ tới cổ trong trầm tích Cenozoi, mezozoi và paleozoi càng giảm lượng khí metan. Các khí metan khô hay gặp ở độ sâu lớn.
CHƯƠNG 4
159
Hàm lượng khí nặng giảm trong các vỉa chứa ít condensat. Trong các mỏ khí condensat, dầu - condensat các khí nặng C+
2 có thể đạt tới 30%. Trong các mỏ HC nếu C+
2 đạt giá trị nhỏ hơn 2% thì tách khí ra không có hiệu quả, nhưng Nếu C+
2 đạt giá trị lớn hơn 4% thì việc tách khí ra rất có hiệu quả. Đa phần các khí nặng C+
2 có giá trị công nghiệp ở các vỉa khí và condensat nếu etan chiếm tới 66%.
Khí hydrocacbon hay gặp trong các mỏ khí, condensat, dầu hay mũ khí.
- Khí nitơ (N2). Trong không khí N2 chiếm tới 76-78,1%t.t. Vì vậy, trong lòng đất khí này chỉ có ý nghĩa nếu trong tích lũy thuần túy là khí N2. Còn trong các vỉa dầu, khí N2 chỉ chiếm 3% và thường ở độ sâu nhỏ. Nguồn khí N2 có liên quan tới đá biến chất, đá magma và vùng hoạt động núi lửa.
Nếu hàm lượng khí N2 <10 %t.t. không ảnh hưởng tới chất lượng của vỉa khí. Còn nếu N2 > 10% thì vỉa khí không chất lượng do việc giảm nhiệt lượng, do đó giảm khả năng sử dụng khí. Nếu khí đạt 50-80 %t.t. có thể tách ra để nâng cao nhiệt lượng của khí hydrocacbon.
Khí N2 thường gặp ở các vỉa muối, đá chứa dưới lớp muối, dầu, bitumen. áp suất vỉa nước đạt 3,5MPa, trong các vùng á nền bằng đạt 80 MPa.
- Khí CO2 dùng để tạo cacbonat canxi, dập đám cháy và hàn kim loại.
Trong vỉa hàm lượng khí CO2 có từ vết đến 80 thậm chí 100% song phổ biến là nhỏ hơn 4%. Vì vậy, nếu khí CO2 có hàm lượng nhỏ hơn 10% được coi là bình thường, nếu lớn hơn 10% coi là dị thường. Theo lát cắt của lớp trầm tích thì khí CO2 có giá trị giảm dần từ gần mặt tới độ sâu nhỏ hơn 1 km. Nếu xuống sâu hơn 1 km lại gặp hiện tượng tăng dần hàm lượng khí CO2 có tính tuyến tính với độ sâu (hệ số liên quan đạt tới 0,6-0,9)
Mỏ khí thuần túy có CO2 gặp rất hiếm (khoảng 0,2%) và thường gặp trong các bể chứa dầu ở nhiều nước trên thế giới (Mỹ, Nga, Đức, Hungary, Rumani, Nam Tư, Trung Quốc, Áo), ở độ sâu từ 148-
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA CÁC SẢN PHẨM BIẾN ĐỔI CỦA VẬT LIỆU HỮU CƠ 160
5600m. Thông thường khí CO2 có liên quan tới các lò magma trẻ ở độ sâu nhỏ, đặc biệt hay gặp ở vùng núi á nền bằng.
Trong các vỉa khí CO2 áp lực đạt hơn 100 MPa. Trong các vỉa có khí CO2 nhỏ hơn 10% không ảnh hưởng tới nhiệt lượng của khí hydrocacbon. Nếu CO2 có hàm lượng lớn hơn 10% được coi là độc hại, giảm nhiệt lượng của khí hydrocacbon. Nếu khí CO2 có giá trị từ 10-80% thường được tách ra để nâng cao nhiệt lượng của khí hydrocacbon và dùng CO2 sạch vào mục đích công nghiệp khác.
- Khí H2S. Khí H2S thường đi kèm với các phức chất của S đó là mercaptan poly sulfid. Khi gặp hàm lượng của khí H2S từ 5 đến 10% được coi là giá trị dị thường. Khí H2S không tồn tại độc lập. áp lực vỉa thường đạt 18,1 MPa. Ngoài ra thường hay gặp tổ hợp khí H2S với CO2. Nếu khí H2S có hàm lượng >1% thì có mối quan hệ tuyến tính với CO2. Trong các bể chứa dầu khí thường khí H2S có giá trị rất thấp, song ở một số bể có thể chứa khí H2S ở độ sâu 2-5 km với T = 60-150°C và P = 20-70MPa. Vùng có khí H2S thường liên quan tới vùng có cường độ hoạt động kiến tạo ở rìa nền bằng cổ. Có các thành hệ đá cacbonat- halogen; ở độ sâu lớn hơn 3 km, nhiệt độ cao (100°C), có loại nước clorua canxi với độ khóang cao.
Khí H2S là loại khí độc vì vậy trong các hỗn hợp khí đặc biệt khí hydrocacbon chỉ cho phép giá trị tối thiểu nhỏ hơn 0,0013%. Vì vậy, khi hàm lượng của H2S đạt 0,0013% đến 0,1% được coi là hỗn hợp khí độc, cần tách ra, đương nhiên là không kinh tế.
- Khí He, khí thiên nhiên He được coi là nhiên liệu chính để khai thác nguyên tố He. Khí He dùng trong công nghiệp tên lửa, hàn cắt kim loại, là khí mang trong phòng thí nghiệm...
Hàm lượng khí He trong vỉa chỉ đạt vài phần ngàn tới 8,8%, áp lực từng phần đạt 2MPa. Nếu trong vỉa khí có chứa He (> 0,2%) thông thường hỗn hợp khí có giá trị hàm lượng lớn và phân bố trên diện rộng có giá trị công nghiệp. Trầm tích càng cổ càng có ưu thế chứa khí He trong các vỉa khí.
Từ vùng chứa nhiều khí He tới vùng chứa ít hay liên quan tới sụt lún máng và trầm tích dầy lên. Trừ trường hợp vùng sụt lún có liên quan tới đứt gãy sâu mang tính khu vực và xuyên vào tận móng. ở vùng nền bằng hàm lượng khí He tăng cao ở nơi có trầm
CHƯƠNG 4
161
tích mỏng.
Như vậy, bể trầm tích càng dầy móng càng sâu hàm lượng khí He càng nhỏ. Các vỉa chứa muối cản trở sự vận động của khí He lên trên. Do đó, ở các lớp dưới lớp muối thường có hàm lượng khí He cao. Quan hệ tốt giữa khí He với N2: He*100/N2. Tỷ lệ này giao động trong vỉa là 0,03-20%.
Khí He có nhu cầu lớn trong công nghiệp. Vì vậy, dù hàm lượng He thấp, việc tách nó ra vẫn kinh tế cao.
- Khí Hg được coi là có ý nghĩa nếu hàm lượng đạt 3,4.10-4 g/m3. ở mỏ Groninxen trữ lượng Hg đạt 340T. Hàm lượng Hg trong vỉa có giá trị thấp 10-8-10-5 g/m3. Đây là loại khí độc.
- Khí H2. Càng ngày khí hydrogen càng thu hút sự chú ý của con người. Trong các vỉa dầu khí hàm lượng H2 rất thấp 0,01-0,1%. Có tới 28% trường hợp khí H2 liên quan tới nước ngầm.