ĐẤT ĐÁ – TẦNG CHẮN
• Một trong những điều kiện bắt buộc để hình thành và
bảo tồn các tích tụ dầu và khí trong vỏ trái đất – sự có
mặt trong mặt cắt không chỉ đất đá kênh dẫn mà còn
cả đất đá – tầng chắn, nghĩa là những đất đá thực tế
không thấm.
• Chỉ có sự sắp xếp trình tự trong mặt cắt đất đá kênh
dẫn và tầng chắn, cùng với những nhân tố khác, tạo
nên những điều kiện thuận lợi để hình thành các tích
tụ hydrocacbon công nghiệp.
• Ví dụ, ở bán đảo Apsheron và Taman, phân bố theo
thứ tự ở Đông Nam và Tây Bắc miền võng Kavkas
lớn, người ta đã phát hiện nhiều điểm chung trong
lịch sử phát triển địa chất. Ở Apsheron cũng như ở
Taman đều phát triển trầm tích Neogen có cấu trúc
diapirit bị phức tạp hoá bởi các núi lửa bùn.
• Tuy nhiên, mặc dù giống nhau về cấu trúc địa chất,
những khu vực này rất khác nhau về độ chứa dầu khí.
• Nếu ở Apsheron có thể hình thành các tích tụ dầu và
khí, thì ở Taman cho tới bây giờ vẫn chưa phát hiện
được những tích tụ hydrocacbon đáng kể nào.
• Một trong những nguyên nhân của sự khác biệt này
là: trong cùng mọi điều kiện khác như nhau, ở
Apsheron có những đất đá kênh dẫn với tính chất
thấm thể tích cao và đất đá tầng chắn phân bố xen kẽ
nhau, còn ở Taman mặt cắt địa chất chủ yếu gồm các
trầm tích sét – mergel biển sâu không có những lớp
đất đá kênh dẫn đáng kể.
• Đất đá tầng chắn phân biệt theo đặc điểm phân bố (độ
dài), bề dài, đặc điểm trầm tích, mức độ huỷ hoại tính
nén chặt, thành phần khoáng vật… Những nhân tố
này quyết định tính chất màn chắn của chúng.
• Các tầng chắn tốt nhất là các lớp sét và evaporit
(muối, thạch cao, anhydrit).
• Độ nứt nẻ, sự có mặt các lớp cát mỏng, sẽ làm giảm
chất lượng và độ tin cậy của tầng chắn. Trong các loại
sét tầng chắn phải tốt nhất là các loại sét montmorilonit.
• Loại sét này khi ẩm sẽ trương nở và trở nên hoàn toàn
không thấm. Anhydrit tương đối “giòn” hơn so với
muối và không phải lúc nào cũng là vật chắn tin cậy.
Muối dạng tấm có tính cách nước tốt.
• Ngoài sét và trầm tích evaporit, trầm tích các nước có
thể là mergel, đá vôi bị silic hoá nén chặt, đá phiến
sét, argilit chặt và các loại đất đá khác.
• Tuy nhiên, khi xuất hiện độ nứt nẻ trong anhydrite và
argilit chặt, chúng sẽ mất tính cách nước và phần nào
trở thành kênh dẫn (ví dụ argilit điệp Bajenski Tây
Siberi,…).
• Một số nhà nghiên cứu cho rằng sét ở độ sâu lớn sẽ
mất đi tính cách nước (không còn là tầng chắn nữa),
điều này dường như không phù hợp với thực tế.
• Ý kiến này có thể đúng với đá phiến sét mà trong một
số trường hợp khi ở độ sâu lớn chúng có khe nứt và
không còn là tầng chắn nữa.
• Trong các trầm tích evaporit, cách nước tốt nhất là
các lớp chứa muối, đặc biệt ở độ sâu lớn, nơi chúng
có tính dẻo cao.
• Một trong những nguyên tố quyết định sự hình thành
hàng loạt các tích tụ lớn của thế giới là sự có mặt các
tầng muối chắn (Hassi – R’Mel, Hassi – Mesaud ở
Angeri…).
• Trên cơ sở phân tích cấu tạo và mức độ phổ biến của đất
đá thấm yếu của những miền nền Paleojoi Liên Xô cũ và
các vùng lân cận, E.A. Bakirov (1969) đã phân loại các
tầng chắn có tính đến mức độ phân bố và vị trí của chúng
trong mặt cắt.
• Dựa vào mức độ ổn định của tầng chắn trong giới hạn
tỉnh, vùng và đới chứa dầu khí, E.A. Bakizov chia ra các
tầng chắn khu vực, á khu vực, theo đới và địa phương.
• Các tầng chắn khu vực gồm các tầng đất đá hoàn
toàn không thấm và phổ biến trên toàn lãnh thổ hay
phần lớn lãnh thổ của tỉnh chứa dầu khí. Ví dụ, trầm
tích Maikopski (Oligoxen – Mioxen hạ) rất phát triển
trên toàn lãnh thổ cận Kavkas và nếp võng Anpơ,
cũng như trầm tích sét Anpơ phổ biến ở phiến Turan
thuộc tỉnh chứa dầu tây Xibêri.
• Các tầng chắn ở khu vực: Đây là những tầng đất đá thực
tế không thấm phổ biến ở những đơn vị kiến tạo lớn cấp
1, nơi có những vùng chứa dầu. Ví dụ như trầm tích muối
Jura thượng vùng trũng đông Kuban…
• Các tầng chắn theo đới gồm những lớp đất đá không
thấm có bề dày lớn, phân bố hạn chế bởi đới tích tụ dầu
hay bởi 1 phần lãnh thổ vùng chứa dầu nằm ở đơn vị cấu
trúc cấp 2 (các đới nâng dạng luỹ hay các khối kiến tạo
liên kết vài cấu trúc địa phương).
• Các tầng chắn địa phương – phổ biến trong giới hạn
1 vài tích tụ phân bố gần nhau và không vượt quá giới
hạn đới tích tụ dầu khí. Diện tích phân bố của chúng
được kiểm soát bởi cấu trúc địa phương, chúng thuận
lợi cho sự hình thành và bảo tồn dầu mỏ, khí. Ngoài
ra, E.A. Bakirov dựa vào mối tương quan giữa tầng
chắn với các tầng chứa dầu khí đã đưa ra:
• Những tầng chắn giữa tầng: chúng phủ lên tầng chứa
dầu khí trong các tích tụ đơn tầng hay phân chia
chúng trong các tích tụ dầu đa tầng;
• Tầng chắn nội tầng: chúng ngăn các vỉa sản phẩm
trong tầng chứa dầu khí.
• Dựa vào khả năng màn chắn (phụ thuộc vào độ thấm
và áp lực phụt khí) A.A. Khain đã chia tầng chắn
thành 5 nhóm.
Bảng 5.2. Các nhóm sét theo khả năng màn chắn
Nhóm
Đường kính hạt cực đại km
Độ thấm tuyệt đối khí
Áp lực phụt khí (MPa)
Khả năng màn chắn của tầng chắn
< 0.01
Rất cao
10-21
>12
A
0.05
Cao
10-20
8.0
B
0.03
Trung bình
10-19
5.5
C
2.00
Hạ thấp
10-18
3.3
D
E
10.00
Thấp
10-17
< 0.5
• Đặc điểm thay đổi cấu trúc không gian lỗ hổng và độ
thấm, tiếp theo là khả năng màn chắn phần lớn quyết
định bởi sự thay đổi tỉ trọng đất đá, mà tỉ trọng phụ
thuộc trước hết vào thành phần khoáng và chiều sâu
thế nằm.
• Các trầm tích sét cùng tuổi cũng phủ trên một phức
hệ sản phẩm song nằm ở những độ sâu so với mặt
biển khác nhau sẽ có tỉ trọng và khả năng màn chắn
khác nhau.
