N ỘI
8.4. Xác định nguồn gốc khí và phân vùng triển vọng
Từ kết quả phân tích thành phần khí hydrocacbon các mẫu khí thu thập ngoài thực địa ta có bảng kết quả tỷ số thành phần khí (bảng 8.2).
Từ bảng tỷ số thành phần khí, kết quả phân tích trước đây, kết quả phân tích điều kiện địa chất hình thành,ta sơ bộ có 1 số nhận định về nguồn gốc khí nông tại MVHN như sau:
Khí lộ ở Thái Bình không đồng nhất tại các điểm lộ, có thể có nguồn gốc dưới sâu di cư lên như ở Vũ Tiến, Vũ Hội, Tân Hòa, Minh Lãng (hình 8.3; 8.4; 8.5;8.6). Trong đó chủ yếu là khí liên quan đến đới khí, chỉ có ở khu vực Tiền Hải là có biểu hiện nguồn gốc liên quan đến dầu (hình 8.6). Bên cạnh đó khí ở 1 số nơi như Minh Khai, Hồng Lý (Vũ Thư), Vũ Ninh, Quang Lịch (Kiến Xương) các kết quả cho thấy khí ở đây chủ yếu là khí sinh hóa, cũng có thể có sự pha trộn khí dưới sâu và khí sinh hóa.
Khí lộ ở Giao Thủy chủ yếu là khí sinh hóa, chỉ có ở khu vực Giao Thiện là thể hiện nguồn gốc khí dưới sâu liê n quan tới các đới khí (hình 8.9 )
Quan sát cho thấy các điểm lộ khí có áp lực và lưu lượng hạn chế không ổn định, giảm nhanh. Điểm mạnh nhất (Minh Lãng, Song An) cũng chỉ đạt đến áp suất 2.5 – 3at, với lưu lượng khoảng 0.45m3/1giờ. Nhiệt trị của khí tại tất cả các điểm thu mẫu thấp hơn không nhiều so với khí đang khai thác ở Tiền Hải (có nhiệt cháy khoảng 900 Kcal/m3, BTU xấp xỉ 1000.
Ký hiệu mẫu Các tỷ số Dự báo về nguồn gốc khí C1/C2 C1/C3 C1/C4 C1/C5 C2/∑C C3/∑C iC4/∑C KH-VT-1 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-VT-2 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-VT-3 1.37 5.48 13.91 110.18 0.07 0.02 0.003 Khí từ đới không có khả năng khai thác. KH-VT-4 14.95 58.4 172 260 0.06 0.02 0.003 Khí dầu có tỷ trọng nhỏ KH-VT-5 7.85 33.7 77.6 256 0.1 0.03 0.01 Khí có liên quan đến dầu dầu KH-VT-6 17.6 70.17 202 2465 0.05 0.01 0.003 Khí khô KH-VT-7 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-VT-8 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-VT-9 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-VT-10 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-KX-1 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-KX-2 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-TH-1 6.5 12.3 35.47 147 0.12 0.06 0.01 Khí dầu (sản phẩm crakinh nhiệt) KH-TH-2 8.02 33.7 78.2 260 0.11 0.03 0.01 Khí có liên quan đến dầu KH-GT-1 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-GT-2 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-GT-3 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-GT-4 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-GT-5 - - - - 0 0 0 Khí sinh hóa KH-GT-6 7.8 33.6 78.7 71.9 0.11 0.03 0.01 Khí có liên quan đến dầu
Hình 8.3: Biểu đồ xác định nguồn gốc khí điểm lộ KH-VT-3
Hình 8.5: Biểu đồ xác định nguồn gốc khí điểm lộ KH-VT-5
Hình 8.7: Biểu đồ xác định nguồn gốc khí điểm lộ KH-TH-1
Nguồn cung cấp khí cho tầng nông tại MVHN có thể là: 8.4.1.Khí dưới sâu
A - Khí than từ các thành hệ chứa than Tiên Hưng, Phù Cừ. Tập trung nhiều nhất ở vùng đồng bằng sông Hồng, như ở Hưng Yên, Thái Bình, NamĐịnh…
Điều kiện sinh thành Hàm Lượng ( % )
CH4 CnH2n(C2+) CO2 N2 H2S
Khí trong lớp thổ nhưỡng 0.05 10-4 99 2
Khí đầm lầy 58 10-2 5 36
Khí trong các khoáng thểdầu mỏ 75.5 17 1.5 5.7 0.3 Khí trong các khoáng thể khí 87.9 3 0.6 8.5
Khí trong mỏ than 86 0.1 6.9 7 6
Bảng 8.3: Hàm lượng trung bình các chất khí chủ yếu (theo Xocolov, 1972)
Theo kết quả nghiên cứu của xocolov năm 1972, thành phần khí sinh ra từ các loại vật chất khác nhau là rất khác nhau (bảng 8.3). Theo đó thì than là một trong những đối tượng chính sinh khí. Ở Việt Nam các mẫu khí than lấy đư ợc ở vùng than Hòn Gai, Cẩm Phả (Quảng Ninh) đãđược phân tích.
theo chiều sâu, các khí hydrocacbon nặng (chủ yếu là etan) thay đổi từ 0.05– 5.14%, trung bình vào khoảng 1–1.5% và hầu hết các mẫu đều có hydrocacbon nặng. Các nghiên cứu về khí than ở vùng mỏ than Cu-dơ-bat, Đôn-bat của các nhà khoa học Liên Xô trước đây cho thấy khí hydrocacbon gồm mêtan và các đồng đẳng được hình thành trong quá trình than hóa, chủ yếu trong giai đoạn hình thành than lửa dài và than mỡ, nhưng hàm lượng khí C2+ chiếm ở một tỷ lệ nhất định, không quá 1%, nếu quá tỷ lệ này là khí từ nơi khác đến . Đến giai đoạn giữa của quá trình biến chất thì mêtanđược sinh ra đại trà kèm theo cả các đồng đẳng cao hơn nó, trong giai đoạn antraxit tiếp theo thì thành phần khí hydrocacbon nói chung và các C2+ nói riêng ít hoặc hoàn toàn không được sinh thành. Than biến chất càng cao thì hàm lượng cacbon càng tăng, ngược lại hàm lượng khí giảm dần có thể từ 70–80%ở giai đoạn than bùn đến còn 10%ở giai đoạn antraxit.
Các nghiên cứu đều cho thấy khí than có tỷ lệ CH4 là 85 –96%, nhiệt lượng là 1000BTU/cf, ngoài ra còn có hàm lượng nhỏ thành phần nặng như etan, butan, propan, pentan, N2 và CO2, không có hoặc không đáng kể lưu huỳnh cho nên khí phun ra là khí sạch. Khí than sinh ra phần lớn lại được tích tụ trong các lớp than thông qua cơ chế hấp thụ vàở áp suất thấp, do vậy nếu khai thác khí trong than có thể hạ áp suất vỉa xuống mức tối thiểu để đạt hệ số thu hồi khí tối đa. Nếu 1 tấn than có chứa một lượng khí là 300cf là đạt giá trị công nghiệp để khai thác khí trong than với điều kiện vùng đó phải có 100 triệu tấn than trở lên.
Theo Trenoxov, 1962, thì cứ 1 tấn thực vật trong quá trình phân hủy có thể cho 465m3 khí, nếu MVHN theo đánh giá bước đầu của VINACOAL và NEDO (tổ chức phát triển công nghệ công nghiệp và năng lượng Nhật Bản) có trữ lượng lớn hơn 100 tỷ tấn than nằm ở các tỉnh Hải Dương (mỏ Bình Minh –Châu Giang), Hưng Yên, Hà Nội, Thái Bình, Nam Định và tập trung chủ yếu ở Khoái Châu – Tiền Hải –Kiến Xương, Thanh Trì, trũng Vĩnh Tường – Đan Phượng, than thuộc loại than nâu – lửa dài và có thể sử dụng cho các ngành công nghiệp hóa chất, phân bón hay khí hóa than. Ngoài ra còn có cả loại than bán Bitum có giá trị gấp 2 lần nhiên liệu (báo lao động 27/10/2001). Với lượng khí sinh ra là 1.6 tỷ tấn từ than như dự đoán, thì đó không những là nguồn cung cấp khí cho các tầng chứa trong lớp phủ Đệ Tứ mà còn có thể cho các mỏ khí.
8.4.2. Khí sinh hóa tầng nông
Gồm khí than bùn, khí đầm lầy, sinh ra ở những vùng có than bùn, vùng có quá trình phát triển đầm lầy như các vùng ven biển, ven sông, các khu rừng
cổ…Những lớp than bùn này được hình thành có thể như sau : Sau đợt biển lùi vào đầu Holoxen đãđể lại ở đồng bằng bắc bộ một số nơi là hồ hình móng ngựa, đầm lầy. Với thời tiết ấm áp, phù xa màu mỡ, cây cối phát triển nhanh chóng, những cánh rừng đại ngàn hình thành và chúng đã bị nhấn chìm , chôn vùi dưới lớp sét cao lanh và sau đó biến nó thành than bùn, trong điều kiện đầm hồ lục địa. Theo các tài liệu công bố về than bùn cho thấy than bùn chỉ tập trung ở phần Tây và Tây Bắc vùngđồng bằngnày.
8.4.3. Phân vùng triển vọng
Qua nghiên cứu tổng hợp tài liệu từ các kết quả khảo sát thực địa ta có thể phân khu vực MVHN thành ba vùng triển vọng (hình 8.9)
1- Vùng triển vọng thứ nhất là khu vực Vũ Thư, Giao Thủy
• Về mặt thành phần trầm tích cũng như địa hình ta thấy các tỉnh ven biển ĐBBB, khu vực dọc triền sông là những nơi có khả năng tích tụ khí nông.
• Về mặt kiến tạo, diện tích nằm trê n dải nâng Khoái Châu–Tiền Hải–Kiến Xương là nơi kẹp giữa các đứt gãy sâu có nhiều hoạt động đứt gãy kể cả đứt gãy tân kiến tạo. Đây cũng là vùng có hoạt động nghịch đảo xảy ra cuối Mioxen làm uốn nếp,sau đó bị bào mòn. Các lớp trầm tích bị nâng vát dần, kề áp vào các trầm tích Đệ Tứ đồng thời có thể phá hủy các tích tụ cổ dẫn đến tái dịch chuyển khí theo các đứt gãy và tích tụ ở những tầng nông.
• Về mặt sinh thành thì đây là những vùng nằm gần những nơi có nguồn sinh tốt, nằm trên những vùng có trữ lượng than nâu, than lửa dài của đồng bằng bắc bộ (than Tiên Hưng và Phù Cừ). Đây cũng là nơi có vùng đầm lầy tranh chấp xảy ra trong Đệ Tứ tạo môi trường tốt cho tích tụ các chất mùn, vật chất hữu cơ là những vật liệu chủ yếu sinh khí
Tuy là vùng triển vọng nhất nhưng khi khảo sát lạinhững điểm lộ cũ thì thấy nhiều điểm đã giảm áp và khí gần như cạn kiệt, chỉ có ở 2 xã Song An và Minh Lãng có chỗ vẫn duy trìđược.
2- Vùng triển vọng thứ 2
Là những khu vực còn lại nằm kẹp giữa đứt gãy Hưng Yên và Vĩnh Ninh kéo dài về phía Hà Nội mở rộng về phía Tây – Nam. Đây là những khu vực nằm giữa 2
tâm và được hình thành trong môi trường sông, hồ, đầm lầy, nguồn sinh khí có thể là khí than tầng nông, khí sinh ra từ sự phân hủy VCHC của môi trường đầm lầy vì vậy khả năng hạn chế so với vùng thứ nhất.
Hình 8.9: Bản đồ phân vùng triển vọng khí nông khu vực MVHN
3- Vùng triển vọng thứ 3
Là vùng triển vọng kém nhất, bao gồm những vùng có than bùn trong Holoxen. Đa số vùng này nằm trong khu vực rìa Tây và rìa Đông – Bắc của MVHN, nơi mà trầm tích của các tầng Hải Hưng và Vĩnh Phúc đã lộ ra bề mặt và bị phong hóa nhiều. Mặc dù tầng chứa có, nhưng chắn lại kém hơn. Nhìn chung khíở đây là chủ yếu là khí than bùn Đệ Tứ hoặc khí sinh hóa ở những vùng đầm lầy cổ, tích tụ lại ở những vùng diện tích nhỏ, nếu khoan được cũng chỉ sử dụng
một thời gian ngắn là hết. Ở vùng này các yếu tố kiến tạo ít ảnh hưởng đến tiềm năng khí nông.
8.4.4. Qui luật phân bố dầu khí trong trầm tích Đệ Tứ
Thực tế cho thấy khí ở các mỏ khí Tiền Hải C, D14 nằm ở cao hơn nhiều so với độ sâu chúng sinh ra. Chúng ta cũng đã gặp các tích tụ khí ở độ sâu 400 – 500m. Như vậy khí từ các mỏ khí (như ở vùng Tiền Hải, Kiến Xương) là khí từ các lớp than Tiên Hưng, Phù Cừ đã di chuyển lên trên theo chiều thẳng đứng hoặc theo các đứt gãy, theo vỉa cắm dốc sau đợt vận động kiến tạo cuối Mioxen , vượt qua tầng Vĩnh Bảo và tích tụ lại ở những tầng chứa khí nông 1, 2, 3 nếu có điều kiên thuận lợi như những khu vực thuộc các tỉnh ven biển thuộc đồng bằng bắc bộ. Mặt khác khí sinh hóa đầm lầy, khí than bùn sinh ra và di chuyển tích tụ vào những tầng chứa xung quanh hoặc lên trên, nơi có những tầng chứa đủ điều kiện tạo thành bẫy.
Tùy thuộc vào đặc điểm địa chất từng vùng mà ta có thể gặp được khí nông ở tầng chứa thứ nhất trong khoảng chiều sâu 10 – 30m hoặc nông hơn thuộc hệ tầng Thái Bình (tầng chứa khí thứ 2), trong khoảng độ sâu từ 25–50m thuộc hệ tầng Hải Hưng (tầng chứa khí thứ 3) trong khoảng độ sâu 45–90m thuộc hệ tầng Hà Nội, Lệ Chi.
Mặc dù vậy, đối chiếu với tình hình thực tế không phải cứ bắt gặp các tầng chứa trên ở nơi nào cũng đều có khí, cụ thể khảo sát ở các xã cho thấy: chỉ cách nhau 5–10m là đã không gặp khí nữa và như vậy khả năng khí chỉ tích tụ riêng biệt, không trải trên một diện tích rộng. Điều đó cũng phù hợp với đặc điểm địa chất Đệ Tứ là vùng đông bằng tam giác châu thổ với các thành tạo trầm tích sông, hồ, đầm lầy, cửa sông, biển ven bờ với các thân cát nhỏ. Khí có thể được tích tụ ở những thân cát kiểu lòng sông, cửa sông hoặc các cồn cát ven bờ và phân bố nhiều ở các vùng thuộc hạ lưu của các dòng sông.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
Qua kết quả phân tích các mẫu khí thu thập được có thể nhận thấy thành phần khí nông chủ yếu là CH4 (tới hơn 95%) và một số khí khác. Đây là loại khí sạch có thể sử dụng tốt làm nhiên liệu ít độc hại…Khí lại được tập trung chủ yếu ở vùng đồng bằng, diện phân bố rộng và nếu được khai thác tốt thì nhiều người có thể sử dụng được ngay.
Từ việc xác định nguồn gốc khí ta thấy chiều sâu tích tụ của khí thường tập trung vào khoảng 10÷50m và 45÷90m (vùng có than bùn chỉ sâu từ 4÷10m). Các tích tụ nằm rải rác cách xa nhau ít có khả năng sử dụng khí này cho công nghiệp địa phương, hơn nữa có dùng thì hệ thống thu gom c ũng không thực hiện được vì chi phí lớn, hiệu quả kinh tế thấp.
Tóm lại đây là những tích tụ dạng túi khí nhỏ, không phải là đối tượng khai thác thu gom công nghiệp, chỉ phục vụ được cho nhu cầu dân sinh với quy mô nhỏ.
KIẾN NGHỊ
Việc xác định nguồn gốc khí bằng phương pháp tỷ số thành phần khí cho kết quả có độ chính xác thấp hơn phương pháp tỷ số đồng vị cacbon. Mặc dù vậy hiện tại ở Việt Nam chưa có công nghệ để xác định nguồn gốc khí bằng phương pháp tỷ số đồng vị cacbon. Muốn xác định bằng phương pháp này cần đưa ra nước ngoài nên giá thành rất đắt. Nhưng để xác định chính xác hơn ta nên sử dụng phương pháp tỷ số đồng vị cacbon kết hợp với phương pháp tỷ số thành phần khí.
Nên tiến hành nghiên cứu sâu hơn, tính toán trữ lượng để có cơ sở lập phương ánquản lý, khai thác hợp lý, vừa tận dụng được nguồn tài nguyên vừa đảm bảo được sự trong sạch của môi trường.
Trong vùng có nhiều người dân đã tiến hành tự khai thác khí để sử dụng trong gia đình. Vì vậy cần hướng dẫn người dân sử dụng đúng quy trình, quy p hạm để đảm bảo sử dụng an toàn và phòng chống cháy nổ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Địa chất và tài nguyên dầu khí Việt Nam, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[2] Điều tra đánh giá sơ bộ triển vọng tiềm năng khí nông khu vực Miền Võng Hà Nội và đồng bằng Thanh –Nghệ Tĩnh.
[3] Kế hoạch thăm dò –thẩm lượng giai đoạn 2006 –2010 khu vực Miền Võng Hà Nội. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật, Hà Nội.