a) Dựa trên cơ sở vành phân tán các nguyên tố hóa học các hỗn hợp ôxy hóa của dầu là các sản phẩm muối khóang, cũng như các khí fihydrocacbon ở phía trên vỉa dầu (CO, CO2, H2S và...).
Một số muối khóang, nguyên tố hóa học hay khí fihydrocacbon thường có mối quan hệ với các thành phần của dầu từ vỉa di cư ra khỏi vỉa. Do đó có thể lấy mẫu từ lớp thổ nhưỡng, mẫu đá và các khí fihydrocacbon để nghiên cứu.
Ví dụ, tìm hiểu quy luật phân bố các khóang vật thứ sinh như:
pyrit, canxit, thạch anh thứ sinh, đo thế năng oxy hóa khử Eh, dị thường pH là các chỉ tiêu có mặt hydrocacbon dạng dầu trong đá. Các thành tạo khóang mới được hình thành phía trên mỏ dầu là silic, carbonat, sulfide và titanic. Trong quá trình hình thành mỏ dầu (môi trường trung tính) cũng là lúc có điều kiện để hình thành khóang vật thứ sinh titanic. Vì vậy cần xác định lượng titanic trong đá hạt mịn (Td) và titanic mới (Tn). Từ đó tính tỷ số Td/Tn xác định thời điểm tích lũy mỏ dầu. Thông thường hay sử dụng: canxit, dolomit, xiderit, magnezit là các sản phẩm tương tác giữa hydrocacbon với đá vây quanh.
Trong quá trình tương tác giữa hydrocacbon với các sản phẩm oxy hóa trong môi trường tạo thành các oxyt hay hydrooxyt sắt.
Trong môi trường khử xảy ra cân bằng FeO ↔ Fe2O3 về phía tạo thành các khóang vật chứa sắt như pyrit, xiderit, magnetit, samoizit, glayconit... Các khóang vật sắt có từ tính là magnetit, titanomagnetit, hematit...
Hàm lượng các khóang vật này có khi tăng lên tới 25÷30% so với vùng không có dầu khí. Vì vậy càng gần vỉa sản phẩm hàm lượng các khóang vật thứ sinh nêu trên càng tăng cao.
Ví dụ :
Các muối clorit dâng lên sẽ làm giảm hàm lượng sunfat (CaCl2) sẽ giải phóng CaSO4
CaCl2 → Na2SO4 → NaCl + ↓CaSO4
Nếu sođa đến sẽ hòa tan các ghips và chuyển sang dạng dung dịch.
2NaHCO3 + CaSO4 → Na2SO4 + Ca(HCO3)2 Nếu có mặt hydrocacbon sẽ khử các sunfat tức là phân hủy các ghips và giải phóng S tự do hay dưới dạng H2S.
- Các canxit có thể kết tủa khi có sođa.
2NaHCO3 + CaSO4 → Na2SO4 + ↓CaCO3 + CO2 + H2O - Nếu có hydrocacbon từ dưới sâu lên sẽ tạo thành các khóang vật thứ sinh như sau:
CH4 + 2O2 → CO2 + H2O
CO2 + CaAl2Si6O16 → CaCO3↓ + 6 SiO2 + Al2O3 - Nếu có các nguyên tố xạ đưa tới sẽ xảy ra phản ứng:
RaCl + Na2SO4 → 2NaCl + Ra2SO4 và...
Ngoài ra còn dùng một số khóang vật thứ sinh hay tổ hợp của chúng có tính chỉ thị môi trường trầm tích hay mức độ biến chất của thành phần khóang. Ví dụ:
- Glauconit thường gặp ở trầm tích biển nông. Tuy nhiên đôi khi gặp ở trầm tích cửa sông (Louis M.C.) hoặc đôi khi gặp trong trầm tích của lớp vỏ phong hóa.
biển ven và biển cửa sông. Gặp các kết hạch lớn xiderit trong trầm tích đầm hồ, vũng vịnh (môi trường khử yếu).
- Caolinit thường gặp ở nơi xảy ra bào mòn, phong hóa trên mặt, hoặc ở dưới sâu khi có khí CO2 và acide humic tạo điều kiện phong hóa ngầm các feldspat hoặc các nhiệt định đưa tới phá hủy các khóang vật kém bền vững của feldlspat tạo thành khóang vật caolin, canxit, thạch anh...
- Tổ hợp khóang vật glauconit-montmo hay gặp ở cửa sông. - Tổ hợp thủy mica-caolinit - clorit hay gặp ở ven bờ, cửa sông. - Tổ hợp caolinit và illite hay gặp ở tướng biển.
- Sự tập hợp của illite - montmo - clorit phản ánh môi trường lagoonal (nước lợ).
- Nếu chỉ có caolinit phổ biến ở môi trường đầm hồ.
+ Chúng chỉ ra mức độ biến chất của thành phần khóang. Ví
dụ, ở đới catagenez có tổ hợp khóang vật thạch anh - thủy mica 1-
M, hoặc thạch anh - caolinit - canxit - albit - leicokxen. Nếu chuyển sang metamorphism thì đặc trưng tổ hợp khóang vật khác như: thạch anh - thủy mica 2M - clorit II - caolinit B-97 - canxit hoặc epidot - xerixit - prenit (bảng 11.10 và H.11.11).
Hình 11.11: Giai đoạn biến chất của khóang vật thứ sinh trong cát kết
Ngoài ra nếu có hoạt động nhiệt dịch sẽ xảy ra sự biến đổi hàng loạt các khóang vật feldspat kém bền vững cho ra đời các khóang vật thứ sinh ở các tầng chứa dầu hay trên tầng chứa dầu.
Ví dụ: Khi có hơi nước nóng và acid silic anortit biến đổi thành
lomontit (nhóm zeolit)
CaAl2Si2O8 + 2SiO2 + H2O = CaAl2Si4O12.4H2O Nếu có dòng khí CO2 đưa đến lomontit biến đổi thành tomsonit:
NaAlSi3O8 + 2CaAl2Si4O12.4H2O + 2CO2 + H2O = NaCa2Al5Si5O20.6H2O + 6SiO2 + 3H2CO3
4H2CO3 → 6 HCO3- + 3H2 ↑
Khi có dư khí CO2 thì tomsonit biến đổi tiếp cho ra canxit, caolinit, thạch anh...
2Ca(Al2Si4O12)4H2O+6CO2 = 2CaCO3↓ +Al4Si4O10(OH)8+4SiO2+4HCO3- + 2H2 ↑
Từ một số phản ứng nêu trên ở vùng có mỏ dầu dẫn đến hình thành hàng loạt các khóang vật thứ sinh như canxit, caolinit, thạch anh và nước loại bicarbonat. Điều quan trọng là khí H2 được giải phóng có hoạt tính cao dễ tác động với các HC aromatic (aren) để tạo thành naften (cyclan). Do đó ở các khu vực này giảm đáng kể khí H2 trong thành phần khí, giảm đáng kể các aren và tăng cao hàm lượng các HC naftenic.