Địa hóa bitum trên cơ sở phân bố vành phân tán các hydrocacbon lỏng dẫy dầu trên đường di cư theo các đới có độ thấm cao từ vỉa sản phẩm tới gần bề mặt. Xác định bitum bằng hóa học, bằng cực tím và phổ hồng ngoại. Có thể xác định quy luật phân bố bitum theo diện (trên mặt) và theo lát cắt (dọc trục giếng khoan). Theo kết quả đó xác định giá trị phông và các giá trị dị thường. Thông thường xác định BtA cloroform và BtA cồn benzen. Trong bitum A cloroform là loại di cư có chứa nhiều thành phần mỡ và hydrocacbon dạng dầu. Đi đôi với bitum xác định carbon hữu cơ (hoặc carbon hữu cơ toàn phần) tỷ số của bitum/Corg và... Lượng bitum A cloroform được xác định tiếp thành phần nhóm và phân tích sắc ký khối phổ C +
15 , hydrocacbon metanic, naftenic và aromatic. Ngoài ra còn xác định lượng mỡ, nhựa và asfalten trong bitum và thành phần nguyên tố, xác định đồng vị carbon δ13C của bitum và của các thành phần nhóm. Trên cơ sở xác định phông hàm lượng bitum có thể phân biệt các 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 bằng huỳnh quang bitum và chiết bitum bằng dung môi cloroform và cồn benzen. Bitum A cloroform có liên quan tới hydrocacbon di cư, còn bitum cồn benzen liên quan tới hydrocacbon đồng sinh trong đá mẹ. Từ đó xác định hệ số chuyển đổi vật liệu hữu cơ sang bitum di cư β= bitum/Corg*100. Ở các tầng đá mẹ tỷ số này có giá trị cao.
Các phương pháp xác định bitum:
1- Bitum phát quang: dựa vào cường độ phát quang của vật liệu hữu cơ (bitum) dưới đèn huỳnh quang. Cường độ phát quang khác nhau cho biết hàm lượng khác nhau của bitum. Nhược điểm của phương pháp này là không phản ánh đúng hàm lượng của bitum có nhiều thành phần acid. Vì thành phần acid của bitum kém phát quang. Vì vậy, phương pháp này chỉ có tính chất định tính, nhanh chóng cho kết quả về đới chứa vật liệu hữu cơ hay dầu phong phú. Có thể sử dụng để xác định hàng loạt mẫu tại các giếng khoan hay mẫu đất. Sau đó chọn các mẫu có cường độ phát quang cao chuyển sang phân tích bitum hóa.
2- Bitum hóa dựa vào cơ sở chiết các loại bitum bằng dung môi cloroform (β1) và cồn benzen (β2) bằng bộ chiết shoklet. Dung môi cloroform chiết được bitum trung tính (di cư) phản ánh khả năng di cư và tích lũy của dầu, còn dung môi cồn bezen chiết được bitum acid (đồng sinh) phản ánh mức độ phong phú của vật liệu hữu cơ.
Từ lượng bitum cloroform, cồn benzen xác định thành phần nhóm: M, N, A, ngoài ra còn xác định lượng nhựa benzen, nhựa cồn benzen và asfalten. Xác định thành phần nguyên tố của chúng: C, H, N, O, S.
- Xác định hệ số chuyển hóa của vật liệu hữu cơ sang bitum K1=100. β1/Corg và K2=100. β2/Corg.
Trên cơ sở hàm lượng các loại bitum tính hệ số di cư của bitum λ1 = β1/β2 và hệ số của nhựa benzen (Nb) và nhựa cồn-benzen (Ncb) λ2 = Nb/Ncb.
Trên cơ sở hàm lượng nguyên tố của bitum Van Krevelen đã đưa ra đồ thị xác định loại vật liệu hữu cơ: Trục tung là rH/ rC, trục
hòanh là rO/rC. Trên cơ sở điểm phân bố ở đồ thị xác định loại I có liên quan tới vật liệu hữu cơ sapropel, loại II có liên quan tới vật liệu hữu cơ hỗn hợp sapropel- humic và humic - sapropel, còn loại III phản ánh loại vật liệu hữu cơ humic. Hệ số rH/rC có giá trị khác nhau theo nhiều tác giả khác nhau.
Bảng 11.4. Bảng hệ số rH/rC theo loại VLHC
Tên tác giả Chỉ tiêu Sapropel Sapropel- himic sapropel Humic- Humic
Rodionova rH/rC > 1,5 1,5 ÷ 1,25 1,25 ÷ 0,75 < 0,75 Vassoevich rH/rC 1,5 ÷ 1,8 1,2 ÷ 1,5 1,0 ÷ 1,2 < 1,0
Korshaghina rH/rC 1,2 - - 0,9
Tuy nhiên, hệ số carbon rH/rC cũng như hàm lượng carbon C rất khác nhau đối với các loại vật liệu hữu cơ khác nhau. Ví dụ như bảng dưới đây
Bảng 11.5: Hàm lượng carbon và hệ số rH/rC trong các loại trầm tích
Loại vật liệu hữu cơ %C rH/rC
Dong tảo, động vật 39 ÷ 62 2,65 ÷ 1,62
Trong trầm tích hiện đại 55,5 ÷ 80 1,8 ÷ 1,25 (phổ biến 1,72 ÷ 1,46) Trong trầm tích cổ 62,0 ÷ 86,5 1,63 ÷ 1,15 (1.54 ÷1.20) Bitum trong trầm tích cổ 65,0 ÷ 88,7 1,54 ÷ 1,13 (1.34 ÷ 1.14)
Trong dầu 81,4 ÷ 97,0 1,24 ÷ 1,125
Condensat, khí khô > 90 < 1,105
Hệ số carbon còn lệ thuộc vào độ sâu chôn vùi của 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 Tóm lại có thể phân biệt như sau :
- Kerogen loại I đặc trưng bằng: rH/rC >1,5, rO/rC <0,1 phong phú cấu trúc alifatic và hydrogen. Hàm lượng nhỏ của nhân poliaromatic và dị nguyên tố. Nguồn chủ yếu là dong, tảo, VLHC phân tán bởi vi khuẩn, đặc biệt lipide của vi khuẩn.
- Kerogen loại II đặc trưng bằng: tỷ số rH/rC tương đối cao = 1÷1.5, rO/rC = 0.1÷0.2 (thấp). Nhân polyaromatic tăng cao, nhóm hợp chất oxy và acid carbon tăng cao. Có cấu trúc n-alkan và naften (cyclan). VLHC có nguồn gốc là: fitoplancton, zooplancton, vi khuẩn trong môi trường khử.
- Kerogen loại III đặc trưng bằng: rH/rC thấp (<1.0) và rO/rC cao (0.2÷0.3). Nhiều cấu trúc nhân polyaromatic với các nhóm cấu trúc chứa oxygen và carboxyl, xác thực vật bậc cao.
Tuy nhiên, các con số nêu trên không phản ánh chính xác vì mỗi bể trầm tích có chế độ địa nhiệt riêng biệt của nó. Ví dụ, ở miền võng Hà Nội với nhiệt độ 60-135oC, tương ứng độ sâu 800- 2700m, Bể Paris với nhiệt độ 60-135oC, tương ứng với độ sâu 1400- 3800m. Bể Rivers với nhiệt độ 60-135oC, tương ứng với độ sâu 3300- 10000m. Vì vậy, cách tính hệ số carbon tốt nhất là dựa vào hàm lượng carbon theo sơ đồ sau đây :
Hình 11.4: Sơ đồ tóm tắt xác định bitum và các sản phẩm khác nhau Như vậy đối với mỗi bể cần dựng đồ thị phân bố hàm lượng carbon với độ sâu và hệ số carbon tương ứng.
Ngoài ra còn sử dụng hệ số Fe2+2/Corg phản ánh môi trường trầm tích.
Bảng 11.6: Xác định môi trường trầm tích theo tỷ số Fe +2 2 /Corg Fes+2/Corg 0,03 0,06 0,09 0,2 0,8 2,0 Môi trường trầm tích Lục địa trên cạn Lục địa đầm hồ Vũng vịnh, cửa sông, biển nông Biển nông, vũng vịnh, cửa sông Biển nông Biển sâu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});