intTypePromotion=3

Bài giảng Địa chất dầu khí

Chia sẻ: Hoang Ngoc Tan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

1
128
lượt xem
40
download

Bài giảng Địa chất dầu khí

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Địa chất dầu khí nhằm giúp cho các bạn biết được những kiến thức về: Bitum trong tự nhiên, dầu mỏ, khí tự nhiên và khí đốt, nguồn gốc dầu mỏ và khí đốt, sự di chuyển và tích tụ của dầu mỏ, đá chứa dầu khí, đá chắn dầu khí, hệ thống chứa dầu khí và phân bố dầu khí trong lòng trái đất, và một số kiến thức khác. Tài liệu hữu ích với các bạn chuyên ngành Dầu khí và những ngành có liên quan.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa chất dầu khí

Chương I : BITUM TRONG T<br /> I . Kaustobiolit – Đá sinh v t cháy<br /> <br /> NHIÊN<br /> <br /> Kaustobiolit là khoáng v t thu c d ng tr m tích, ñư c hình thành trong môi trư ng nư c, có ngu n g c sinh v t và có kh năng cháy ñ sinh ra nhi t. Thành ph n hoá h c ch y u c a Kaustobiolit cũng là các nguyên t có m t trong d u m và khí ñ t (vì chúng ñư c hình thành t xác c a ñ ng - th c v t), bao g m các nguyên t : C , H , S , O , N … Các h p ch t d nguyên t là nh ng h p ch t h u cơ trong thành ph n ngoài: Carbon và Hidro còn ch a nh ng nguyên t như: S , O , N … Các v t ch t h u cơ (xác c a ñ ng - th c v t) ñư c l ng ñ ng trong môi trư ng không có ho c r t ít Oxi như trong các h nư c tù (không có s ñ i lưu c a các dòng nư c). Do hàm lư ng c a Oxi r t th p cho nên m c ñ phân hu các v t li u h u cơ kém, do ñó chúng ñư c b o t n m c ñ nào ñó tuỳ thu c vào hàm lư ng c a Oxi (kho ng vài % v t li u h u cơ ñư c b o t n) khi các v t li u h u cơ ñư c b o t n chúng s ñư c l ng ñ ng và ñư c chôn vùi cùng v i các v t li u tr m tích. T các h p ch t ñơn gi n s ñư c polime hoá l i thành các h p ch t h u cơ không tan trong môi trư ng nư c và các dung môi h u cơ. S n ph m phân hu c a các h p ch t h u cơ trong môi trư ng kh ñư c g i là Kerogen (Kerogen không có kh năng hoà tan trong nư c và các dung môi h u cơ). VCHC Xác ĐV-TV H2O + CO2 + mùn ( không khí ) Than và khí (CO2 ; CH4)<br /> <br /> ( không có ho c ít Oxi ) phân hu Th c v t b c cao Th c v t b c th p và Đ ng v t<br /> <br /> mùn Th c v t Trôn vùi Cacbonate hoá T, P (kerogen lo i 3) (Than hoá) phân hu ch t h u cơ Polime hoá Kerogen (phân tán trong ñá tr m tích) (lo i 1 , 2)<br /> <br /> T < 500C P cao Đá d u<br /> nén ép Bi n ch t<br /> <br /> T > 500C<br /> <br /> D um và khí ñ t<br /> <br /> Đá phi n cháy Đá d u – Pirobitum : là nh ng ñá h t m n giàu v t ch t h u cơ khi ñưa vào gia nhi t s cho ta s n ph m gi ng như d u m . D u khí ch y u bao g m các v t ch t h u cơ (phân h y t th c v t và ñ ng vât b c th p) ñư c l ng ñ ng trong môi trư ng kh phân hu cho ra s n ph m Kerogen, n u ñư c trôn vùi nhi t ñ : ♦ T < 500C → Đá d u và ñá phi n cháy. ♦ T > 500C → T o thành d u m (dư i tác d ng c a nhi u y u t ch y u là nhi t ñ ). Kerogen lo i III : ñư c phân hu t th c v t b c cao ñư c g i là: Humic. Kerogen lo i I , II : ñư c phân hu t TV - ĐV b c th p và ñ ng v t ñư c g i là Sapropel.<br /> <br /> Quá trình hình thành Kaustobiolit<br /> ╚╚ *** Đi Ch t D u K50 #@#@# 2005 - 2010 *** ╝╝ 1<br /> <br /> V t ch t h u cơ<br /> (Xác ñ ng - th c v t) Môi trư ng Oxi hoá Môi trư ng kh<br /> <br /> H2O + CO2 + mùn<br /> <br /> Xác th c v t b c th p và ñ ng v t<br /> <br /> Xác th c v t b c cao<br /> <br /> L ng ñ ng và chôn vùi cùng tr m tích Ch t h u cơ ñơn gi n phân tán trong tr m tích Polime hoá Kerogen lo i I và II (không tan trong nư c và dung môi h u cơ) T > 50oC D u m và Khí ñ t Mùn th c v t (Kerogen lo i III) Chôn vùi và b Carbonate hoá Than + CO2 + CH4 (Khí ch y u là CO2 và CH4<br /> <br /> T < 50oC và Pcao<br /> <br /> Đá d u (ñá h t m n giàu VCHC)<br /> <br /> S n ph m gi ng d u m Nén ép bi n ch t Đá phi n cháy<br /> <br /> II. Bitum<br /> Bitum là m t ph n c a Kaustobiolit có kh năng hoà tan trong dung môi h u cơ và ñư c ñ c trưng b i t s c a các nguyên t : H / C ≥ 1,3 và O / C ≤ 0,3 . Trong ñi u ki n t nhiên Bitum t n t i 3 d ng: R n – L ng – Khí . ♦ D ng khí : Là các Hidrocacbua có s nguyên t cacbon t C1 → C4 trong ñi u ki n TOC và Patm c a v a . ♦ D ng l ng : D u m là nh ng Bitum nh t . ♦ D ng r n : Là nh ng h p ch t ch a d nguyên t , thành ph n c a nó trong d u m tăng lên tuỳ thu c vào m c ñ Oxi hoá và bi n ch t c a d u m . Bao g m 2 d ng : 1. Smol : T n t i d ng l ng ho c quánh . 2. Asfalt : T n t i th r n . Oxi hoá Sơ ñ , Oxi hoá c a d u m : D u Smol Oxi hoá Asfalt Như v y, khi m c ñ Oxi hoá càng cao thì Bitum càng tr nên r n hơn, và do ñó: ╚╚ *** Đi Ch t D u K50 2005 - 2010 *** ╝╝<br /> <br /> #@#@#<br /> <br /> 2<br /> <br /> Bitum = Hidrocacbua + Smol + Asfalt<br /> Ngoài ra, trong t nhiên Bitum có th n m d ng : ♦ Phân tán : V t li u h u cơ trôn vùi cùng tr m tích → D u m . ♦ T p trung: D u m b tích t l i r i b nén ép kh i ñá sinh d u, sau ñó di chuy n và tích t trong các b y ch a d u. Các tích t này có th là các tích t khí, tích t d u – khí, tích t d u. Ngoài ra, còn m t tr ng thái khác là khí Condensat. Khí Condensat, ñư c hình thành ñi u ki n nhi t ñ và áp su t cao (ñi u ki n v a) → bay hơi r i hoà tan vào trong khí nén. Trong quá trình khai thác d u m làm cho áp su t c a v a gi m, do ñó thành ph n d u m bay hơi trong khí nén s ñư c ngưng t l i và cho ta s n ph m có tên là Condensat. Các h p ph n bay hơi là các h p ph n nh như C5 , C6… khi nhi t ñ tăng thì Cn càng l n (trong ñi u ki n 1500C các h p ph n bay hơi có th lên ñ n C16). M t khác, Bitum còn có th hoà tan trong nư c (v i m t lư ng nh ), ho c Bitum có th tr n l n v i các lo i ñá – ñá ch a Bitum. Do Bitum có th hoà tan trong dung môi h u cơ, cho nên d a vào tính ch t này ta có th chi t Bitum ra kh i ñá. Hàm lư ng Bitum trong dung môi h u cơ ñư c th hi n b ng h s Bitum ( β ) :<br /> <br /> β =<br /> <br /> ∑ Bitum<br /> TOC<br /> <br /> =<br /> <br /> HC + Smol + Asfalt TOC<br /> <br /> Trong ñó: TOC – T ng hàm lư ng Cacbon h u cơ, th hi n hàm lư ng v t ch t h u cơ trong ñá. Đôi khi, ngư i ta còn dùng h s Hidrocacbua ( µ ) : µ = HC / TOC Hàm lư ng Bitum trong ñá r t nh (t n ‰ ÷ n % ). Tuy nhiên, lư ng Bitum có trong tr m tích trên toàn Trái Đ t là r t l n: n . 1015 t n ( n = 2,5 ÷ 7,2 ).<br /> <br /> III . Phân lo i Bitum<br /> ♦ Theo G.Goffo , thì Bitum ñư c phân lo i theo tr ng thái t n t i. Bitum : R n , l ng , khí và h n h p . ♦ Theo K.I.Bagdanovic , thì Bitum ñư c chia ra làm 3 lo i. 1 . Piro Bitum . 2 . Bitum s ch (d u m và khí ñ t) . 3 . Bitum nhân t o ( các s n ph m chưng c t t d u m ) . ♦ Theo U.Khov , thì Bitum cũng ñư c chia ra làm 3 lo i. 1 . Bitum lo i 1 . 2 . Bitum lo i 2 . → (Tương ng v i ba lo i Bitum c a Bagdanovic) 3 . Bitum lo i 3 . ♦ Theo nhi u tác gi chia ra. 1 . Bitum lo i A : là lo i Bitum chi t tách ñư c t ñá, khi m u ñá còn chưa s lí axit 2 . Bitum lo i C : là lo i Bitum chi t tách ñư c t ñá, sau khi m u ñá ñư c s lí b ng axit ( Không có Bitum lo i B trong cách phân lo i này, vì Bitum lo i B ñư c chi t tách t than ñi u ki n áp su t cao, khi m u ñư c s lí b ng axit ) ♦ Cách phân lo i theo thành ph n, Bitum ñư c chia ra. 1 . D u : là thành ph n Bitum tan trong ete d u m và không b h p th b i Silicogen : là thành ph n Bitum tan trong ete d u m và b h p th b i Silicogen 2 . Smol ╚╚ *** Đi Ch t D u K50 #@#@# 2005 - 2010 *** ╝╝ 3<br /> <br /> 3 . Asfalten : là thành ph n Bitum có kh năng hoà tan Cloroform Trong thành ph n c a d u ch y u là Hidrocacbua, trong thành ph n c a Smol có hàm lư ng Hidrocacbua th p mà ch y u ch a các h p ch t ch a d nguyên t , còn trong thành ph n c a Asfalten thành ph n ch y u là các h p ch t d nguyên t gi ng như thành ph n c a Smol. Nhưng Asfalten khác v i Smol ch : Các nguyên t trong thành ph n c a Asfalten có kích thư c phân t l n, phân t lư ng cao và có c u trúc m ch ph c t p hơn. Phân t lư ng c a Smol: MS = 500 ÷ 1000 ñvC và chi m g n 40% lư ng Bitum, trong c u trúc phân t c a Smol có th có t 1 ÷ 10 vòng Naften ho c vòng Aromatic. Phân t lư ng c a Asfalten là: MA = n .103 ÷ 20.000 ñvC và chi m 2 ÷ 3% lư ng Bitum, trong c u trúc phân t c a Asfalten có th có trên 10 vòng Naften ho c vòng Aromatic. Hàm lư ng c a Smol và Asfalten trong d u càng l n thì d u càng tr nên n ng hơn. Ngoài ra, theo thành ph n các nguyên t thì trong d u m còn có Cacben – tính ch t c a nó là: không hoà tan trong dung môi h u cơ. Bitum có th ñư c chi t b ng các dung môi khác nhau và b ng các phương pháp khác nhau, lư ng Bitum l y ra tuỳ thu c vào: phương pháp chi t, th i gian chi t và dung môi dùng ñ chi t.<br /> <br /> Chương II: D U M<br /> §1: TÍNH CH T HOÁ H C C A D U M<br /> D u m là h n h p c a nhi u ch t ph c t p trong ñó thành ph n ch y u c a nó là HC.<br /> <br /> I . Thành ph n nguyên t<br /> Các nguyên t trong d u m chi m t i trên 1/2 các nguyên t trong b ng h th ng tu n hoàn Mendeleev, ch y u là các nguyên t : C , H , S , O , N… Trong ñó : C = 80 ÷ 88 % H = 12 ÷ 14 % S+O+N < 8%(S = 8%;O = 5%;N = 3%) Ngoài ra, trong thành ph n c a d u m còn có các nguyên t : Si , Fe , Bo , Br , I2 , Cr , Co , Ni… các nguyên t này có hàm lư ng không vư t quá 10-2 %<br /> <br /> II . Thành ph n ñ ng v<br /> a . Thành ph n ñ ng v c a Cacbon<br /> Cacbon có 4 ñ ng v : C11 → C14 . Trong ñó : C11 : có chu kì bán phân hu là : T = 20,3 tháng (ñ ng v phóng x ). C12 : chi m t i 98,892 % t ng hàm lư ng cacbon . C13 : chi m t i 1,108 % t ng hàm lư ng cacbon . C14 : có chu kì bán phân hu là : T = 6.670 năm (ñ ng v phóng x ) . T l C12/C13 có trong thành ph n c a d u m th hi n môi trư ng mà nó ñư c thành t o ra. T l này r t ít khi thay ñ i, n u có thì thay ñ i v i m t hàm lư ng không ñáng k . Đ ñ c trưng cho ñ c tính này, ngư i ta ñưa ra khái ni m - T s ñ ng v Carbon ( σ C13 ):<br /> <br />  C13 / C12 md  (‰) σ C =  C13 / C12 − 1 *1000 mc  <br /> 13<br /> <br /> ╚╚ *** Đi Ch t D u K50<br /> <br /> #@#@#<br /> <br /> 2005 - 2010 *** ╝╝<br /> <br /> 4<br /> <br /> Trong ñó : C12/C13 m u ñá C12/C13 m u chu n T s ñ ng v Carbon ( σ C13 ): Đ xác ñ nh hàm lư ng c a các nguyên t v i ñ chính xác t i 10-4 ñơn v b ng phương pháp quang ph kh i. C12/C13 m u chu n: l y t m u ñá Belimmít c a thành h Pidi t i bang California (M ), m u chu n này có hàm lư ng Carbon C13 = 1,1112 % . C12/C13 m u ñá (m u d u ): c n ph i xác ñ nh hàm lư ng C12 và C13, r i sau ñó thay s và công th c ta s ñư c t s ñ ng v Carbon ñ c trưng cho m u ñá ho c m u d u.<br /> <br /> b.<br /> <br /> ng d ng c a thành ph n ñ ng v Carbon<br /> <br /> ♦ Xác ñ nh ngu n g c c a v t li u hay khoáng v t (ñư c thành t o trên l c ñ a hay dư i bi n): Đ i v i sinh v t s ng trên l c ñ a thì trong ñi u ki n không khí thì hàm lư ng C13 cu nó nh hơn hàm lư ng c a C13 c a sinh v t có xu t x t bi n và ñ i dương (do chúng s d ng khí CO2 c a nư c, mà khí CO2 trong nư c ñư c hình thành do: Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O ). Ngoài ra, Carbon có liên quan ñ n ngu n g c magma có hàm lư ng C13 l n nh t. ♦ Xác ñ nh môi trư ng l ng ñ ng và phân hu v t ch t h u cơ: Đ xác ñ nh ñư c môi trư ng l ng ñ ng và phân hu các v t ch t h u cơ c n ph i xác ñ nh ñư c ch s CPI. Ch s CPI : là m t trong nh ng ñ c ñi m c a cơ th sinh v t, nó hình thành nên các h p ch t h u cơ có s lư ng nguyên t Cacbon ch n hay l n u: CPI > 4 : thì VCHC ñư c l ng ñ ng và phân h y trong môi trư ng l c ñ a CPI = 1 ÷ 4 : thì VCHC ñư c l ng ñ ng và phân h y trong MT vũng v nh, ñ m l y CPI < 1 : thì VCHC ñư c l ng ñ ng và phân h y trong môi trư ng bi n. ♦ Xác ñ nh ñá m sinh d u: Khi mà Hidrocacbua di chuy n và ñư c n p vào trong các b y ch a thì σ C13 gi m ñi (bi n ñ i t 1 ÷ 2 ‰) và d u tr nên nh hơn (hàm lư ng C12↑, và hàm lư ng C13↓). Do hàm lư ng c a C13↓ nhưng ch gi m v i m t lư ng nh nên ta có th xác ñ nh m t cách khái quát t ng ñá nào là t ng sinh d u trong các t ng ñá xung quanh các b y ch a. ♦ Xác ñ nh hư ng di chuy n c a d u ♦ Xác ñ nh lo i khí hay ngu n g c c a khí: 1. Khí CH4 có ngu n g c sinh v t: σ C13 = -55 ÷ -85 ‰ th m chí có th lên ñ n - 90‰. Khí lo i này ñư c thành t o dư i ñáy các ñ m h , có ngu n g c sinh hoá (t v t ch t h u cơ lên men) do vi khu n và men vi sinh t o nên. 2. Khí CH4 (C2 , C3 , C4 …): n m trong các tích t d u khí thì có: σ C13 = -29 ÷ - 54 ‰ , chúng còn ñư c g i là khí d u – là s n ph m ñư c t o ra do ph n ng Cracking nhi t. Khi mà tr s âm c a σC13 càng nh thì hàm lư ng C12 càng cao và do ñó d u càng tr nên nh . Khi di chuy n ñ n p vào các b y ch a d u tr nên nh hơn v thành ph n ñ ng v Carbon: σ C13 = -20 ÷ -30 ‰ và T0C = 60 ÷1300C<br /> <br /> III . Thành ph n nhóm Hidrocacbua c a d u m<br /> Thành ph n nhóm Hidrocacbua c a d u m chia thành 3 nhóm cơ b n:<br /> <br /> 1 . Nhóm Alkan ( Parafin , nhóm Metan , Alifan ) : Cn H2n + 2 ( n = 60 )<br /> C1 ÷ C4 (C5) – th khí 2005 - 2010 *** ╝╝<br /> <br /> ╚╚ *** Đi Ch t D u K50<br /> <br /> #@#@#<br /> <br /> 5<br /> <br />

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản