N ỘI
8.1.1. Phương pháp tỷ số đồng vị cácbon
Cacbon có 4 đồng vị:
• C11là đồng vịphóng xạcó chu kỳbán phân hủy là T = 20.3 tháng.
• C12là đồng vịphổbiến nhất chiếm 98.892% tổng hàm lượng cacbon
• C13 là đồng vị có hàm lượng nhỏ chiếm 1.108% tổng hàm lượng cacbon. Đây là đồng vị nặng chủ yếu phát hiện trong đá magma hoặc các đá thiên thạch.
• C14là đồng vị có hàm lượng rất nhỏ10-11%, xem như không có. Tuy nhiên là đồng vị phóng xạ có chu kỳbán phân hủy T = 5568 năm. Thường được sửdụng trong nghiên cứu khảo cổ để xác định tuổi cổvật hoặc tuổi của các đá có tuổi trẻ.
Qua nghiên cứu thấy rằng mỗi môi trường chứa cacbon tỷ lệ C13/C12có giá trị nhất định đặc trưng cho môi trường. Các hợp chất chứa cacbon được hình thành trong môi trường đó cũng mang dấu ấn đặc trưng cho môi trường đó. Để thể hiện đặc điểm này người ta đưa ra tỷ số đồng vị cacbon бC13, được tính bằng công thức:
Trong đó:
• C13/C12mẫu đá (mẫu dầu) cần phải xác định hàm lượng C12
, C13, rồi sau đó thay số vào công thức ta sẽ được tỉ số đồng vị carbon đặc trưng cho mẫu đá hoặc mẫu dầu.
• C13/C12 mẫu chuẩn dược lấy từ đá Benlimmít của thành hệ Pidi tại bang california (Mỹ), mẫu chuẩn này có hàm lượng C13
=1,1112%.
Để xác định hàm lượng của các nguyên tố với độ chính xác tới 10-4 đơn vị bẳng phương pháp quang phổkhối.
Từ tỷ số đồng vị các bon có thể giúp chúng ta giải quyết nhiều vấn đề trong dầu khí. Một trong cácứng dụng là có thể xác định được nguồn gốc khí:
• Khí CH4có nguồn gốc sinh vật: бC13
- 55 ÷ - 85▍thậm chí lênđến -90▍, khí loại này được thành tạo dưới đáy các đầm hồ có nguồn gốc sinh hóa (từ vật chất hữu cơ lên men) do vi khuẩn và men vi sinh tạo nê n.
• Khí C2+ (C2,C3,C4….) trong các tích tụ dầu khí có бC13từ - 29 ÷ - 54 %, chúng còn được gọi là khí dầu – là sản phẩm được tạo ra do phản ứng Cracking nhiệt.
• Khi mà trị số âm của бC13 càng nhỏ thì hàm lượng C12càng cao và do đó dầu càng trở nên nhẹ. Khi di chuyển nạp vào các bẫy chứa, dầu trở nên nhẹ hơn về thành phần đồng vị cacbon C13
.