Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 3
SỰ SINH THÀNH DẦU KHÍ
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 4
Chương I: NGUỒN GỐC VẬT LIỆU HỮU CƠ
I.1. NGUỒN GỐC LỤC ĐỊA:
Vật chất hữu cơ là thành phần bắt buộc của hầu hết các trầm tích chôn vùi và hiện
đại (đặc biệt là trầm tích nguồn gốc thuỷ sinh). Sự sống xuất hiện trên trái đất vào thời xa
xưa, cách đây vào khoảng 3 - 3,5 tỉ năm trước. Từ đó đến nay, suốt cả một thời gian địa
chất dài, trong các bồn nước diễn ra quá trình tích tụ vật chất hữư cơ nguồn gốc khác nhau.
Theo số liệu của N.M. Strakhov, do hoạt động sống của các sinh vật, ở biển Kaspi
trong một năm tích luỹ 134 triệu tấn vật chất hữu cơ khô, đó là không kể đến vật chất hữu
cơ ở dạng hoà tan hay huyền phù, do các dòng chảy mang tới.
Điều kiện thuận lợi để tích lũy vật chất hữu cơ gặp ở những bồn nước nông; ở
những phần sâu bồn nước, khối lượng vật chất hữu cơ trầm lắng giảm đáng kể.
Hình 1: Sự vận chuyển vật liệu hữu cơ từ lục địa.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 5
Theo I.M. Gubkin, sự hình thành những tầng đất đá tạo ra hydrocacbon dầu mỏ
(những tầng này ông gọi là điệp sinh dầu ) diễn ra “…ở phần ven biển – trong những vũng,
vịnh cũng như ở ngoài khơi không xa bờ, nơi các vật chất hữu cơ tích tụ không ở trong
nước ngọt, mà trong nước mặn, có nghĩa là ở nơi kết thúc cuộc đấu giữa biển và đất liền,
nơi diễn ra sự chuyển tiếp trầm tích: trầm tích dạng sét giàu vật liệu hữu cơ đuợc thay thế
bởi trầm tích thô hơn – cát , cuội sỏi, vỏ sò…”.
Trong thành tạo dầu…”có sự tham gia của tàn tích động vật cũng như thực vật,
chính tàn tích của các cơ thể plankton, thực vật dưới nước, cơ thể bentos, tàn tích thực vật
bậc cao trên bờ, cũng như tàn tích động vật và các chất khoáng…”
Bùn hữu cơ nguồn gốc sinh vật và những đất đá được chúng tạo thành là vật liệu,
theo quan niệm của I.M. Gubkin, sinh dầu.
Ở đây, sự tích tụ vật chất hữu cơ - vật liệu ban đầu để tạo thành dầu - trong điều
kiện tự nhiên diễn ra ở dạng phân tán trong khối khoáng chất vẩn đục.Tiếp theo, ở những
điều kiện sinh hoá tương ứng, quá trình tạo thành dầu khí bắt đầu cùng với sự phân huỷ vật
chất hữu cơ trong bùn sinh vật ngay trước lúc chúng bị chôn vùi và tiếp tục sau đó khi có
tác động tích cực của vi khuẩn yếm khi trong suốt giai đoạn tạo đá.
II. VLHC NGUỒN GỐC BIỂN:
II.1. Sơ lược về môi trường sinh sống của các sinh vật biển:
Tuỳ theo đặc điểm của các sinh vật này mà chúng sống ở các môi trường khác nhau
từ môi trường biển nông cho đến môi trường biển sâu có thể chia ra như sau:
• Nhóm sinh vật đáy: bao gồm tất cả sinh vật sống trên đáy biển, có thể di chuyển tự
do hoặc bám chặt mặt đáy. Một số đông bò lê trên mặt đáy, cũng có khi ở yên tại
chỗ trong khoảng thời gian dài. Chúng thường là những động vật ăn xác, ăn bã.
Trong nhóm sinh vật đáy người ta lại chia ra những nhóm nhỏ hơn:
- Động vật đáy sống tự do: chúng có thể di chuyển trên đáy biển hoặc bơi lội
ở tầng nước sát đáy, thuộc nhóm sinh vật này có: các loại giáp sát, sao biển, bọ ba thuỳ,
cầu gai, chân rìu…
- Động vật sống cố định: gồm các loại như tay cuộn san hô dạng lỗ tầng,
dạng bọt biển, dạng rêu…
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 6
- Động vật sống đáy chui rúc gồm số đông các loại giun, thân mềm, một số
cầu gai…
• Nhóm sinh vật bơi lội tự do gồm những loại động vật có thể sống tự do trong nước
biển ở những độ sâu khác nhau. Phần lớn chúng có khả năng săn bắt mồi hoặc lượm
thức ăn. Trong số chúng có những loài ăn thịt hoặc ăn thực vật, cũng có loại ăn lọc.
Cá và một số động vật khác chiếm ưu thế trong nhóm, ngoài ra còn có một số động
vật chân đầu.
• Nhóm sinh vật trôi nổi: còn được gọi là sinh vật phù du, là một nhóm rất đông đảo,
chiếm ưu thế tuyệt đối trong môi trường biển. Chúng gồm những sinh vật nhỏ nhẹ
không có khả năng di chuyển tích cực. Chúng bị dòng nước hoặc sóng biển đưa đi
từ nơi này đến nơi khác. Một số nhóm sinh vật trong nhóm sinh vật tự nổi do rất nhẹ
và không có khả năng di chuyển (ví dụ như một số trùng lỗ). Một số khác giả trôi
nổi. Thường bám vào những vật nổi trong nước nên cũng được di chuyển một cách
thụ động trong nước, thuộc về nhóm này là phần đông các vi sinh vật (động vật
nguyên sinh, tảo đơn bào), ngoài ra cũng có nhiều đại diện thuộc thân mềm, chân
khớp và phần lớn ấu trùng của các động vật đáy như san hô tay cuộn.
II.2. Nguồn gốc hữu cơ từ những sinh vật đơn bào (Single-celled):
II.2.1. Vi khuẩn:
Gồm những sinh vật đơn bào, bất động hoặc di động nhờ thân roi. Tế bào của vi
khuẩn thường liên kết thành những quần tụ đa dạng, vi khuẩn có thể sống trong những điều
kiện đặc biệt, như trong các nguồn nước nóng (110 – 140c), trong nước hồ mặn với độ mặn
cao. Dựa vào đặc điểm chất người ta có thể chia ra làm hai loại: vi khuẩn hiếu khí và vi
khuẩn kị khí. Nhóm hiếu khí cần đến oxy để duy trì sự sống, ngược lại nhóm kị khí sống
trong điều kiện không có oxy. Loài vi khuẩn rất khó được bảo tồn do đó chúng ít tạo ra
nguồn vật liệu hữu cơ tuy nhiên chúng giữ vai trò quan trọng trong viêc chuyển vật liệu
hữu cơ thành các hydrocacbon.
II.2.2. Tảo (Algae)
Tảo có cấu tạo đơn giản và đa dạng. Những loài tiến hoá có khả năng chuyển động
hoặc không, sống đơn lẻ hoặc tập đoàn. Tảo phân bố rộng khắp chỉ cần có đủ độ ẩm, nước
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 7
và ánh sáng là tảo có thể sống được. Do đó từ những vùng biển nông cho đến những vùng
đại dương sâu đều có tảo sinh sống tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu, địa hình và đặc tính lý
hoá của từng môi trường mà ta có thể gặp nhiều loại của một hay nhiều nghành tảo, hoặc
chỉ gặp vài loài trong một môi trường nhất định. Một số loại tảo như: tảo đỏ, khuê tảo, tảo
nâu,…chúng sống trong nhiều môi trường khác nhau từ đáy biển sâu đến cả vùng nước
ngọt và nước lợ.
II.2.3. Sinh vật nguyên sinh (Protozoan):
Động vật nguyên sinh là những động vật đơn bào có kích thước 50 - 150 micromet.
Hình dạng có thể không ổn định, tế bào động vật đơn bào có cấu trúc phức tạp, có khả năng
đảm nhiệm những chức năng khác nhau của một cơ thể sống, như tiêu hoá bài tiết, trao đổi
vận động, sinh sản. Phần lớn chúng sống trong các biển có độ mặn trung bình ngoài ra
chúng cũng sống cả trong môi trường nước ngọt, một số ít sống trong các thuỷ vực có độ
mặn cao hoặc thấp hơn.
II.3. Nguồn gốc hữu cơ từ động vật biển:
II.3.1. Sinh vật sốp dưới biển (Sponges):
Chúng sống đơn lẽ hoặc thành những quần
thể trong biển, trong các thuỷ vực nước lợ hoặc
nước ngọt dạng bọt biển là những sinh vật đáy sống
cố định hoặc tự do trong đáy nước, các dạng bọt
biển hoá thạch tuổi Paleozoi chủ yếu thuộc loại
Hình 2: Tảo đỏ.
Hình 3: Tảo nâu.
Hình 4: Tập đoàn san hô.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 8
Hình 5: Động vật chân đốt.
biển nông, chỉ trong Mesozoi dạng bọt biển mới bắt đầu chiếm độ sâu lớn hơn, đại đa số là
những sinh vật sống bám đáy, có ít loại sống tự do trên đáy chúng có cơ thể rất đa dạng.
Dạng bọt biển có quy luật phấn bố theo độ sâu, nên hoá thạch của chúng thưòng sử dụng để
khôi phục hoàn cảnh cổ địa lý của biển, cụ thể là xác định độ sâu của biển cổ.
II.3.2. Động vật chân đốt:
Đây là nghành động vật có số lượng đông
đảo nhất, động vật chân khớp thích nghi với nhiều
loài môi trường sống khác nhau từ lục địa cho đến
biển sâu. Cơ thể động vật chân khớp có các lớp
cuticun bền vững bao bọc lớp này thành tạo một
lớp cứng.
II.3.3. Giun:
Giun bậc thấp không có khả năng di chuyển
nhanh nhẹn, chúng không có lớp vỏ cứng bảo vệ. Đứng ở bậc tiến hoá cao hơn ruột
khoang, giun bậc thấp sống ở các môi trường khác nhau: môi trường biển, trong nước ngọt,
trong đất…
II.3.4. Động vật thân mềm:
Thân mềm là động vật đông thứ hai sau
nghành chân khớp, chúng có trên 100000 loài.
Nghành này gồm những nghành động vật sống ở
biển trong nước ngọt, và trên cạn, vỏ thường cấu
tạo từ ba lớp: một lớp chất hữu cơ và hai lớp vôi.
Động vật thân mềm sinh sản hữu tính. Chúng
thường là những cá thể đơn tính ít khi lưỡng tính.
Quá trình phát triển cá thể của động vật thân mềm
giống với giun đốt vòng.
II.3.5. Động vật da gai:
Nghành da gai gồm những sinh vật đơn lẽ sống trong biển, hiện nay chúng sống
trong các biển có độ mặn vừa phải ở khắp các vĩ độ và độ sâu, chúng là những động vật
Hình 6: Động vật thân mềm
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 9
Hình 7: Động vật có dây sống.
hẹp mặn không có khả năng thích ứng với nước bị nhạt. Do đó chúng không có thấy xuất
hiện trong môi trường biển có độ mặn thấp trong số các loại động vật da gai hiện đại thì
sao biển, cầu gai, dạng đuôi rắn hải sâm có cuộc sống di động còn đại đa số huệ biển sống
bám vào các giá thể dưới đáy biển.
III.3.6. Động vật có dây sống:
Bao gồm những động vật dạng cá ở biển đã được
chuyển hoá.
III.4. Động vật có vú:
Gồm những động vật đã hoàn toàn thích nghi với
đời sống ở biển, mất khả năng lên cạn. Chúng có hình
dạng giống cá thân, dạng cá không có eo cổ. Các chi
trước bị biến dạng thành chân bơi, các chi sau bị teo, da
không có lớp phủ, dưới da có lớp mỡ dày dùng để sưởi
ấm cơ thể và giảm tỷ trọng. Động vật dạng cá voi không
răng chủ yếu ăn các sinh vật biển nhỏ (động vật thân
mềm, cá con), chúng không có răng mà có nhiều tấm
sừng gắn trên nóc vòm miệng.
Hình 8: Động vật có vú.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 10
Chương II: MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH
Vật liệu trầm tích sau khi hình thành sẽ được vận chuyển đi nơi khác, nếu gặp môi
trường thuận lợi sẽ tích tụ lại, đây là điều kiện quan trọng để tạo đá trầm tích và là giai
đoạn đầu tiên để hình thành nên dầu khí sau này.
Môi trường trầm tích rất đa dạng và phong phú, chúng phân bố từ lục địa ra tới biển
khơi. Dựa vào đặc điểm này, người ta chia ra một số môi trường trầm tích sau:
• Môi trường trầm tích lục địa.
• Môi trường trầm tích trung gian giữa lục địa và biển.
• Môi trường trầm tích biển khơi.
II.1. Môi trường trầm tích lục địa:
Đây là vùng trầm tích thường liên quan tới các đầm lầy, sông hồ được tích lũy vật
liệu hữu cơ dạng thực vật bậc cao (thân gỗ). Đặc trưng của môi trường này là sự oxi hóa
mạnh, rất khó để bảo tồn vật chất hữu cơ (VCHC).
Hình 9: Môi trường trầm tích lục địa.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 11
Nét đặc trưng của trầm tích môi trường lục địa đó chính là trầm tích sông hồ, nó
đóng vai trò quan trọng và là nguồn trầm tích chủ yếu cung cấp vật liệu cho các môi trường
khác.
Nằm trong môi trường lục địa này, còn có một dạng trầm tích nữa đó là dạng trầm
tích gió, tuy nhiên nếu xét trên khía cạnh nguồn gốc sinh thành dầu khí thì dạng trầm tích
này đóng một vai trò rất nhỏ, không quan trọng.
II.2. Môi trường trầm tích trung gian giữa lục địa và biển:
Tiểu biểu cho môi trường này đó chính là các trầm tích tam giác châu (delta). Đây là
môi trường tích tụ ở cửa một con sông nơi giao với bờ biển. Tuy nhiên không phải tất cả
cửa sông đều tạo tam giác châu.
Tam giác châu khác với môi trường trầm tích khác do hoạt động của các quá trình
trầm tích phức tạp và các tích tụ tam giác châu là hỗn hợp của nhiều môi trường trầm tích.
Tác động quan trọng nhất là nước sông, thậm chí với trầm tích huyền phù, tỷ trọng nhẹ hơn
nước biển nên có khuynh hướng nổi lên trên.
Một đặc điểm nữa đó chính là sự trải rộng vật liệu trầm tích nhanh chóng khi nước
sông tiếp giáp nước biển bởi sự giảm vận tốc dòng nhanh chóng. Điều này đã gây ra sự tích
tụ trầm tích tam giác châu. Vật liệu trầm tích do sông vận chuyển được tích tụ đầu tiên là
thô nhất và độ mịn hạt sẽ tăng dần khi trầm tích được tích tụ càng xa bờ.
Trong môi trường này một lượng lớn VCHC được vận chuyển tới và tích tụ với sự
đa dạng về nguồn gốc vật liệu, có cả VLHC nguồn gốc lục địa, gốc nước lợ và cả gốc biển
cũng được lắng đọng ở đây.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 12
Hình 10: Môi trường trầm tích tam giác châu.
Tam giác châu thường bị sụp lún bởi sự nén ép, cũng như kiến tạo bồn, chính
điều này đã tạo điều kiện hết sức thuận lợi để các vật liệu được tiếp tục tích tụ thành tạo
các tập trầm tích dày và sâu, một trong những điều kiện quan trọng trong sinh thành dầu
khí.
Chính trong môi trường tam giác châu, nhiều doi cát, chùy cát, bar cát được thành
tạo, đây có thể là những cấu trúc rất thuận lợi để hình thành bẫy dầu khí sau này.
II.3. Môi trường trầm tích biển:
Đây là môi trường tích tụ VCHC cũng như vật liệu trầm tích nhiều nhất trong tất cả
môi trường. Theo tính toán của tác giả Romanskievich E. A thì vùng trầm tích biển tích lũy
được khoảng 25-70 tỷ tấn, trong đó cacbon hữu cơ chiếm tới 18-40 tỷ tấn. VLHC tồn tại ở
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 13
trạng thái hòa tan và lơ lửng trong nước biển. Một phần trong số chúng trở thành nguồn
thức ăn cho các sinh vật biển khác tạo nên sự chuyển hóa bởi sinh vật sống. Tàn tích của
chúng được tích lũy trong bùn đáy, lượng VLHC ở đây chỉ khoảng 3-9%, phần còn lại bị
mất ở giai đoạn lắng nén do nhiều yếu tố khác nhau như: vi khuẩn, động vật bám đáy, …
Một số đặc điểm của môi trường này là:
• Có diện tích lớn.
• Sinh vật sống và phát triển rất đa dạng và phong phú.
• Lượng trầm tích tích tụ nhiều kể cả nguồn vật liệu tại chổ cũng như nguồn từ trong
lục địa vận chuyển ra.
• Lượng VCHC phong phú.
• Đặc trưng của môi trường biển là có tính khử mạnh, điều kiện bảo tồn VCHC cao
rất quan trong cho sự hình thành dầu khí sau này.
• Là vùng thường có hoạt động kiến tạo mạnh gây sụp lún tạo bồn trũng làm cho
VLTT có điều kiện tích tụ dày, có nơi trên 10km, một trong những điều kiện tiên
quyết sinh thành dầu khí.
Hình 11: Môi trường trầm tích biển.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 14
II.4. Kết luận:
Có nhiều môi trường khác nhau để tích tụ vật liệu trầm tích, tuy nhiên không phải
môi trường nào cũng có khả năng sinh thành dầu khí, chỉ có những môi trường đặc biệt
mới có khả năng này:
• Môi trường yên tĩnh để có thể vùi lấp và bảo tồn VCHC.
• Các cửa sông hoặc các vũng vịnh là nơi trầm đọng những sản phẩm hữu cơ chủ yếu
tạo nên bởi các mảnh vụn xenlulo ở đất liền và có thể là nguồn gốc của các vỉa khí
thiên thiên.
• Ở chân của các sườn lục địa nơi mà trầm tích của thềm lục địa chồng chất lên nhau
có thể thành tạo một nguồn hydrocacbon dồi dào.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 15
Hình 12: Các loại Kerogen
Chương III: SỰ SINH THÀNH DẦU KHÍ
III.1. TỪ KEROGEN ĐẾN DẦU KHÍ:
III.1.1. Định nghĩa Kerogen:
Kerogen là phần vật chất hữu cơ
(VCHC) có mặt trong đá trầm tích,
không tan trong dung môi hữu cơ.
Kerogen được cấu thành bởi sự
polymer hoá phân tử hữu cơ được tách
ra từ xác sinh vật. Dầu và khí được tạo
thành từ Kerogen trong quá trình tạo
đá.
Trong đá sét: thành phần khoáng
vật chiếm 99%, vật liệu hữu cơ chiếm
1%. Và trong 1% VCHC này có đến
90% kerogen, phần còn lại (10%) là
bitum – mà theo một số nghiên cứu thì
đây chính là một dạng khác của kerogen khi đã trưởng thành về nhiệt.
III.1.2. Những dấu vết về sự biến đổi của vật chất hữu cơ đầu tiên là kerogen
đến bitum và sau đó là dầu khí:
Yếu tố thực sự cần thiết để tạo nên dầu mỏ là H và C, sự biến đổi buộc phải là O và
N có nguồn gốc từ VCHC thì di chuyển nhanh, Lipid và phần lớn VCHC giàu H thì được
bảo tồn. Kết quả này thì không thể có được nếu sự phân huỷ VCHC xảy ra trong môi
trường oxy hóa.
Do vậy mà VCHC buộc phải không được nối dài và phơi trần trong không khí, bề
mặt thông khí, hay nước dưới mặt đất mang axit hay bazơ, những hợp chất cơ bản của S
(hay núi lửa, những hoạt động khác có liên quan đến núi lửa). Trong môi trường nước liên
tục, VCHC không được vận chuyển quãng đường dài, tái lắng đọng hay oxy hóa. Trong vài
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 16
trầm tích giàu chất hữu cơ, phần lớn chất hữu cơ có nguồn gốc bởi thực vật trên cạn được
vận chuyển bởi rong. Hydro bị lấy hết ra khỏi VCHC trước khi đến vị trí lắng đọng cuối
cùng.
Nếu nước chứa oxi vượt quá 1 mg/l trong điều kiện có sự phân huỷ VCHC xảy ra
nhanh hơn ngay ở bên trên hay bên dưới chất trầm tích trong bề mặt nước. Mặc dù vi
khuẩn hiếu khí vượt trội hơn, sự tiến triển của quá trình phân huỷ VCHC vẫn tăng do sự có
mặt của sinh vật đáy, sự khuấy đảo do sinh vật ngày càng nhiều hay ít mãnh liệt bên dưới
thật sự do tất cả sự oxi hoá trong nước, ở độ sâu đáng kể hay ở miền nền ở điều kiện bên
dưới, với hàm lượng oxi ít hơn 0,1 mg/l.
Sự phân huỷ của VCHC thì chậm và kém hiệu quả hơn ở điều kiện có khí. Vi khuẩn
kỵ khí có thể sử dụng muối Nitrat hay muối Sunfat trong dung dịch cho tới lúc muối bốc
hơi lượng Nito và H
2
S còn lại cộng với CO
2
và H
2
O sinh ra do sự phân huỷ sớm của khí.
Nước trong môi trường kỵ khí ở các vùng chứa dầu thì có đặc tính thiếu ion SO
4
2-
.
Sự biến đổi VCHC thành kerogen tiếp tục ở độ sâu nông của việc chôn vùi tới khoảng sâu
1000m với nhiệt độ là ≤50
0
C. Sự chôn vùi hơn nữa và sự đốt nóng thêm những phân tử
lớn bẻ gãy thành những phân tử nhỏ hơn, chậm hơn là những phân tử Hydrocacbon có
trọng lượng ở sâu 1000 – 6000 m và nhiệt độ là 50 – 175
0
C; sản phẩm ban đầu là CO
2
và
H
2
O, nhiệt độ cao hơn tách những sản phẩm dễ bay hơi (H
2
, CH
4
) và sản phẩm lỏng (C
13
–
C
30
). Oxy mất rất nhanh do sự khử nước và khử C. Lượng C còn dư trong kerogen tăng lên
và tỷ lệ H/C giảm xuống khi nhiệt độ ngày càng tăng.
Trong suốt thời gian trầm tích sự lắng đọng thay đổi nên cấu tạo VCHC của trầm
tích vẫn biến đổi dần do quá trình nhiệt phân thành 2 phần nhỏ sau:
• Một phần sản phẩm dễ cháy chứa nhiều H, sản phầm cuối cùng là dầu và khí
thiên nhiên.
• Phần còn lại là lượng C cao như than – Bitum.
Sự biến đổi nhẹ tạo nên sản phẩm ở dạng lỏng, sự biến đổi mạnh đã dẫn đường tạo nên
CH4 và phần C còn lại tương tự như sự chưng cất trong sự đốt cháy của than.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 17
III.2. SƠ ĐỒ CHUNG CỦA SỰ HÌNH THÀNH DẦU KHÍ:
III.2.1. Sự hình thành VCHC:
Xác động thực vật biển, hoặc trên cạn nhưng bị các dòng sông cuốn trôi ra biển, qua
thời gian dài (hàng triện năm) được lắng đọng xuống đáy biển. Ở trong nước biển có rất
nhiều các loại vi khuẩn hiếu khí và yếm khí, cho nên các động thực vật bị chết, lập tức bị
chúng phân huỷ. Những phần nào dễ bị phân huỷ (như các chất albumin, các hydrat
cacbon) thì bị vi khuần tấn công trước tạo thành các chất dễ tan trong nước hoặc khí bay đi,
các chất này không tạo nên dầu khí. Ngược lại, các chất khó bị phân huỷ (như các protein,
chất béo, rượu cao, sáp, dầu, nhựa) sẽ dần lắng đọng tạo nên lớp trầm tích dưới đáy biển;
đây chính là các vật liệu hữu cơ đầu tiên của dầu khí. Các chất này qua hàng triệu năm biến
đổi sẽ tạo thành các hydrocacbon ban đầu:
RCOOR’ + H
2
O RCOOH + ROH
RCOOH
→
RH + CO
2
RCH
2
OH → R’–CH=CH
2
+ H
2
O
R’–CH=CH
2
→ R’–CH
2
–CH
3
Theo tác giả Petrov, các axit béo của thực vật thường là các axit béo không no, sẽ
biến đổi tạo ra γ-lacton, sau đó tạo thành napten hoặc aromat:
R–C=C–C–C–OH
O
R–C–C–C–C=O
O
-lacton
S
ự
sinh thành d
ầ
u khí GVHD: Th.S Bùi Th
ị
Lu
ậ
n
Nhóm 1 Trang 18
Các xeton này có thể ngưng tụ tạo thành các hydrocacbon có cấu trúc hỗn hợp hoặc
thành ankyl thơm:
Dựa theo quá trình biến đổi trên, phải có hydro để làm no các olefin, tạo thành
parafin. Và người ta đã đưa ra hai giả thuyết về sự tạo thành H
2
:
1. Do tia phóng xạ trong lòng đất mà sinh ra H
2
. Giả thuyết này ít có tính thuyết
phục.
2. Do các vi khuẩn yếm khí dưới đáy biển, chúng có khả năng làm lên men các
chất hữu cơ để tạo thành H
2
. Tác giả Jobell đã tìm thấy 30 loại vi khuẩn có
khả năng lên men các chất hữu cơ tạo H
2
. Các vi khuẩn này thường gặp trong
nước hồ ao và cả trong lớp trầm tích; đó là nguồn cung cấp H
2
cho quá trình
khử.
Ngoài các yếu tố vi khuẩn, nhiều nhà nghiên cứu còn cho rằng có hàng loạt các yếu
tố khác nữa như: nhiệt độ, áp suất, thời gian, sự có mặt của các chất xúc tác (các kim loại
như Ni, V, Mo, khoáng sét ) trong các lớp trầm tích sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho phản
ứng xảy ra.
III.2.2. Điều kiện bảo tồn:
Nếu trầm tích là vật liệu mịn và đủ dày thì vật liệu hữu cơ nhanh chóng được chôn
vùi và tránh được phá hủy.
R–C–C–C–C=O
O
-lacton
R'
O
O
R'
–H
2
O
–H
2
O
R
CH
2
R'
O
O
–2H
2
O
R''
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 19
Ở dưới sâu, nước không bị xáo trộn bởi các dòng chảy mà chỉ có lớp nước trên mặt
chứa oxy tự do. Trong những bể như vậy, khi xuống sâu, oxy nhanh chóng bị thay thế bởi
hydrosulfua, dưới tác dụng của các vi khuẩn kỵ khí, đặc biệt là vi khuẩn ưa lưu huỳnh. Ví
dụ, ở Biển Đen, vật liệu hữu cơ lắng đọng xuống đáy không bị oxy hóa mà bị phá hủy dưới
tác động của các vi khuẩn kỵ khí để tạo các hydrocacbua.
Một yếu khác quyết định mức bảo tồn vật liệu hữu cơ là đặc tính của trầm tích lắng
đọng cùng với vật liệu hữu cơ. Nếu trầm tích thô (cát hoặc sỏi) và nếu nước ở đáy biển
không hoàn toàn mất oxy, các vật liệu hữu cơ sẽ không tránh khỏi sự phá hủy của các vi
khuẩn ưa khí và bị phá hủy hoàn toàn. Trái lại, nếu đáy biển là nơi tích tụ vật liệu mịn, vật
liệu hữu cơ sẽ nhanh chóng bị chôn vùi và tránh được sự phá hủy của các vi khuẩn ưa khí.
Trong các biển kín hiện nay, hàm lượng vật liệu hữu cơ của các trầm tích ở đáy là 5-
10% đối với Biển Đen (cục bộ có niơ lên tới 35%), 10% ở vịnh California và 23% ở vịnh
Phần Lan.
Ở Luisiana, lòng hồ Ponchartraim, nơi nước còn chứa oxy tới đáy thì lượng vật liệu
hữu cơ có liên quan trực tiếp với đặc tính của trầm tích vô cơ: 0,528% với cát thô, 1,98%
với cát chứa sét, 2,68% với sét chứa cát và 6,72% với sét mịn. Đối với các trầm tích cổ, P.
D. Trask đã đưa ra thí dụ sau: sét và cacbonat của những vùng chứa dầu chủ yếu của Mỹ
chứa trung bình 2,5% vật liệu hữu cơ, trong lúc đó các trầm tích thô thực tế không chứa
chúng.
Như vây, có thể kết luận rằng, hydrocacbua được thành tạo nên trong các trầm tích
mịn và đủ dày, lắng đọng không phải ở ven bờ (nơi sóng tạo cho nước có hàm lượng oxy
cực đại), cũng không phải ở những đáy biển quá sâu (nơi vật liệu hữu cơ mất khá nhiều
thời gian để đi tới do đó đa số sẽ bị phân hủy trước khi tới nơi), mà lắng đọng ở những bể
nông hoặc có độ sâu trung bình, ít hoặc không có oxy. Những dấu hiệu này đặc trưng cho
các tướng thuộc đới chuyển tiếp giữa biển và lục địa, bao gồm toàn bộ các tướng vụng biển
(từ nước nhạt cho đến nước mặn dần): Các tướng biển nông bình thường, có trầm tích cả
lục nguyên lẫn cacbonat, các tướng thềm lục địa của phần biển mở, ở độ sâu phát triển cực
đại của sinh vật trôi nổi. Còn trong các tướng sâu hơn thì có tướng hydrosulfat với bề dày
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 20
lớp nước mặt (oxy hóa) không lớn. Ngoài ra, những điều kiện thuận lợi cho sự tạo dầu
cũng có thể tìm thấy ở các biển nội lục địa.
III.2.3. Các nhân tố chi phối:
a) Nhân tố hóa lý:
• Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng (< 270
0
C).
• Áp suất tăng nhanh cùng với sự vùi lấp.
• Phải có mặt chất xúc tác.
• Dầu khí được hình thành ở nơi sụp lún, càng sụp lún thì nhiệt độ và áp suất càng
cao.
• Các chất hữu cơ hình thành với chiều dày trầm tích hơn 2000m. Do đó sụp lún là
nhân tố cơ bản hình thành hydrocacbon.
b) Nhân tố hóa sinh:
Người ta nhận thấy bùn chứa một số lượng lớn vi khuẩn với mức độ vài chục nghìn
đến vài triệu trên 1cm
3
. Mức độ của chúng giảm nhanh theo chiều sâu, các vi khuẩn tiêu H
2
bằng cách dùng H
2
để khử cacbonic và sunfat, cho ra CH
4
, các sunfua.
CO
2
+ 4H
2
CH
4
+ 2H
2
O
SO
4
+ 4H
2
= H
2
S + 3H
2
O + Bazơ
Phản ứng này xảy ra dễ dàng nhờ sự có mặt của chất xúc tác, biến đổi chất hữu cơ
trong chất trầm tích.
VD: NH
3
và CO
2
làm kiềm hoá hoặc axit hoá môi trường và axit này ảnh hưởng độ
hoà tan của vật liệu tạo nên đá trầm tích.
Các nhà khoa học cho một bài toán: sau một tiếng đòng hồ, thế hệ sau của một cá
thể vi khuẩn có thể tạo nên 40000 dầu mỏ. Điều này không tồn tại do các vi khuẩn phá huỷ
các hydrocacbon. Ngoài ra còn bởi tác dụng diệt trùng của nước biển và bởi số lượng vật
chất hữu cơ có mặt. Nhưng ngược lại sự phát triển của vi khuẩn cực kỳ nhanh. Vi khuẩn có
3 vai trò:
1. Tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển bán kính của môi trường khử.
2. Tạo ra một khối lượng quan trọng chất hữu cơ làm sinh ra hydrocacbon ngay
trong tế bào của chúng.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 21
3. Cung cấp một phần năng lượng cần thiết cho sự tổng hợp các phân tử
hydrocacbon.
c) Nhân tố phóng xạ:
Nhân tố phóng xạ là một nhân tố quan trọng trong sự hình thành dầu mỏ, một số đá
phiến chứa hợp chất uranium, tobium và kalium ít nhiều có tính phóng xạ. Mặt khác, các
axit béo bị các hạt bắn phá làm sản sinh ra chất lỏng giống dầu mỏ. Nhưng ngày nay hiện
tượng phóng xạ không thể cho ra hydrocacbon trên quy mô lớn mà chỉ sản sinh ra dưới
dạng 1% trọng lượng trầm tích mới.
Như vậy, dần dần các cơ chế thành tạo dầu mỏ được làm sáng tỏ tuy chưa thấu đáo.
Trước hết, hydrocacbon chỉ có thể được sinh ra trong giai đoạn chuyển hoá tế bào của sinh
vật và lắng đọng cùng với chất hữu cơ.
Các hydrocacbon thành tạo trong quá trình tạo đá và đặc biệt ngay sau khi lắng đọng
trong lớp trên của bùn dưới tác dụng của vi khuẩn mà sự sinh sôi nảy nở có thể là nguồn
gốc hữu cơ và hydrocacbon quan trọng. Các quá trình sau được diễn ra trong quá trình nén
chặt mà sự tăng dần nhiệt độ sẽ làm tăng dần quá trình chuyển hoá.
Những vùng: vũng, vịnh, cửa sông là nơi lắng đọng các VCHC chủ yếu và sẽ tạo
nên những mảnh vụn xenlulo. Đây sẽ là nguồn gốc của các vỉa khí thiên nhiên. Các vùng
trũng, các bồn sâu ít hoặc nhiều để đặc trưng có một môi trường yên tĩnh xa các nguồn
nước và ở đó sẽ trầm tích khá nhanh để vùi lấp các chất hữu cơ. Sau cùng ở chân sườn lục
địa thì những trầm tích lục địa sẽ trượt và chồng chất lên nhau với hình thức những dòng
bùn bẩn có thể tạo thành những hydrocacbon quan trọng.
III.3. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ, ÁP SUẤT VÀ THỜI GIAN:
III.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Nhiệt độ là phương tiện trong sự hình thành hầu hết của sự tập trung dầu khí.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình hình thành dầu khí nhiều nhất ở giai đoạn
nhiệt tiếp xúc. Thực chất của quá trình này là biến đổi thành phần khoáng vật của đá khi
tăng nhiệt độ và áp suất. Yếu tố chủ yếu gây biến đổi VCHC là do nhiệt độ và áp suất,
nhưng chủ yếu là do nhiệt độ, còn áp suất đóng vai trò quan trong thứ hai.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 22
Trong giai đoạn này xảy ra phân huỷ nhiệt áp với các khí được giải phóng là CO
2
,
CH
4
, NH
3
, N
2
, H
2
S và các sản phẩm Hydrocacbon dãy dầu.
Cụ thể trong các đới sinh dầu khí, ảnh hưởng của nhiệt độ là như sau:
- Ở đới diagenez và protokatagenez ( T
0
C < 50
0
C), lúc đầu xảy ra quá trình khử oxi,
khử SO
4
, Nox, sau đó là quá trình phân huỷ vật liệu hữu cơ do vi khuẩn, do thuỷ
phân cho ra các khí sinh hoá (CO
2
, CH
4
, H
2
O, H
2
S) và một ít hydrocacbon lỏng.
- Sâu hơn ở đới mezokatagenez (T
0
C đạt 50-160
0
C) vật liệu hữu cơ chuyển hoá cho ra
các hydrocacbon khác nhau.
- Khi đạt tới độ sâu lớn hơn ở giai đoạn apokatagenez (T
0
C= 160-260
0
C) diễn ra sự
đứt vỡ các mạch phức tạp cho sinh ra condesat.
- Vật liệu hữu cơ chìm sâu hơn (T
0
C= 260-300
0
C) các mạch phức tạp tiếp tục bị đứt
vỡ, thậm chí cả hydrocacbon cao phân tử, cho sinh ra khí khô.
- Nếu lún chìm tiếp tục sâu hơn nữa (T
0
C > 300
0
C) khí hydrocacbon không còn sinh
ra nữa do đã bị cạn kiệt hydrogen. Khi đó khí axit sẽ được sinh ra (CO
2
, H
2
S) và
grafit.
- Trong thực tế quá trình sinh dầu khí không những lệ thuộc vào nhiệt độ mà còn lệ
thuộc vào sự phân bố và đặc tính các lớp đá, tức là phụ thuộc vào sự tản nhiệt hay
khả năng tiếp nhận và phân tán nhiệt của chúng. Vì thế, chế độ nhiệt ở một bể trầm
tích là rất quan trọng và được thể hiện bằng gradient địa nhiệt. Nó quyết định sự
phân đới sinh thành dầu khí ở mỗi bể nông hay sâu, rộng hay hẹp. Ơ chế độ nhiệt
thấp (gradient địa nhiệt thấp) đới sinh dầu, khí rất rộng và nằm ở độ sâu lớn; ngược
lại ở chế độ nhiệt cao (gradient địa nhiệt cao) đới sinh dầu, khí, nông và hẹp hơn
nhiều. Gradient địa nhiệt trung bình trên thế giới khoảng 26
0
C/km. Gradient đo
được trong bồn trầm tích trên thế giới trong khoảng cụ thể thấp nhất khoảng
18
0
C/km, cao nhất khoảng 55
0
C/km.
Điểm nữa cần lưu ý là chế độ nhiệt cổ mà vật liệu hữu cơ trải qua mới là thước đo
đúng đắn. Chế độ nhiệt hiện tại đôi khi mới được hình thành do hoạt động kiến tạo đưa đến
(từ dưới sâu theo các đứt gãy sâu) hay do các đai mạch magma mới xuất hiện.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 23
III.3.2. Ảnh hưởng của áp suất:
Trong quá trình hình thành dầu khí, ngoài sự tác động chính của nhiệt độ thì yếu tố
đóng vai trò quan trọng thứ hai là áp suất.
Áp suất làm cho quá trình thành tạo dầu khí xảy ra nhanh hơn, thông thường nó
được xét đồng thời với yếu tố nhiệt độ. Ứng với một độ sâu nhất định sẽ tạo ra một giá trị
nhiệt độ, áp suất tương ứng với từng vùng cụ thể.
Áp suất lớn sẽ làm các phân tử vật chất gần nhau hơn, từ đó các phản ứng chuyển
hoá vật chất xảy ra nhanh hơn.
Ở điều kiện phòng thí nghiệm từ các VCHC tách được ra từ đá sét, cacbonat hiện tại
bằng việc tạo ra một nhiệt độ, áp suất lớn hơn ngoài thực tế nhiều lần. Người ta, có thể mô
phỏng quá trình biến đổi VCHC trong thời gian ngắn và thu được một số sản phẩm nhất
định tương tự thành phần có trong dầu mỏ.
Áp suất còn tác động đến loại dầu được sinh ra. Đối với những vỉa có áp suất lớn sẽ
tạo ra những loại dầu thô với thành phần khí hoà tan lớn làm giảm tỷ trọng của dầu và
ngược lại.
Áp suất hình thành khí thông thường từ 3,5 – 4 kbar và có thể khác hơn nữa tuỳ
từng khu vực. Khi áp suất tăng lên 35 – 40 kbar thì tạo khí condensat.
III.3.3.Ảnh hưởng của thời gian:
Ngoài yếu tố nhiệt độ và áp suất thì yếu tố thời gian cũng ảnh hưởng đến sự hình
thành dầu khí.
Ở mức độ biến chất thấp song thời gian kéo dài cũng tạo điều kiện sinh dầu khí
nhiều tương đương với thời gian ngắn nhưng nhiệt độ tăng lên cao. Cũng có một số ý kiến
cho rằng dầu khí được sinh ra vào thời điểm lún chìm mạnh nhất của bể.
Dầu khí được hình thành phải trải qua một thời gian địa chất nhất định và khoảng
thời gian này phải đủ để VCHC chuyển hoá thành dầu khí. Nếu thời gian quá ngắn thì
VCHC chưa cảm nhận được chế độ nhiệt và áp suất để chuyển hoá thành dầu khí.
III.4. THỜI GIAN SINH DẦU:
Các nhà địa chất phân biệt dịch chuyển sớm hay muộn chủ yếu do sự dịch chuyển
của nước thoát ra do sự nén ép. Sự dịch chuyển sớm xảy ra từ mặt đất độ sâu sụp lún là
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 24
1500m khi trầm tích ép mạnh độ lỗ rỗng dẫn đến thoát ra một lượng nước lớn. Trầm tích
nông giữa bề mặt và độ sâu 1500m chỉ có một lượng nước hữu cơ có mặt hầu hết là sự kế
thừa trực tiếp trong sinh vật. Sự trễ về thời gian giữa quá trình sinh và dịch chuyển nếu tạo
khe nứt do khi tăng áp suất là cơ chế chất lưu trong lỗ hỏng tăng lên để tạo ra nứt nẻ.
Ví dụ: Tốc độ dịch chuyển qua các loại đá:
Cát kết: 1 – 1000 km/ triệu năm
Đá vôi: 0.01 – 10 km/ triệu năm
Tốc độ này không lớn nhưng so với thời gian địa chất mà dầu khí từ đá mẹ vào đá
chứa thì quá trình này là sự dịch chuyển rất lớn. Như vậy thời gian sinh dầu quyết định sự
dịch chuyển của dầu khí chứ không phải tốc độ quyết định.
III.5. CÁC LOẠI VẬT LIỆU HỮU CƠ:
Trong sinh vật tồn tại các chất sau đây:
1. Hydratcarbon: Bao gồm celluloza, cemicelluloza, cragma, pecten. Hydratcarbon
chứa các nguyên tố C, H, O. Công thức chung C
x
(H
2
O)
y
2. Albumin: Đó là các loại acid amin. Thành phần trung tính là Glicin R = -H , alanin
R = -H
3
. Thành phần acid: glutamin R= -(CH
2
)
2
– COOH , asparagin R = -OH –
COOH . Thành phần bazơ: ornitin, lizin R = -(H
2
) –NH
2
. Amino acid chứa lưu
huỳnh bao gồm: sistein R= -CH
2
–SH và metionin R= -(CH
2
)
2
–S –CH
3
.
3. Lipide: Là chất quan trọng, tồn tại trong các cơ của sinh vật, trong đó có chất béo
(mỡ), dầu và các chất khác có điều kiện tạo thành các mạch dài của anhan, có 1 số
tạo nên các mạch isoprenoide, công thức chung RC= O.
4. Lignin: là loại thứ 2 sau celluloza. Trong cơ thể sống chiếm 27%, về hoá học lignin
chứa nhiều cấu trúc aromatic trong thành phần chứa nhiều hỗn hợp có oxy và nhân
aromat. Công thức chung là CH
3
OH.
Tóm lại: Bốn chất nêu trên thường phân tán trong nước, trong bùn sau khi phân huỷ
các cơ thể sống, trong đó lipide tương đối bền và chiếm phần lớn các chất phân tán trong
nước.
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 25
Các cơ thể sống cung cấp các chất nêu trên: bao gồm fitoplancton (rong, tảo, cỏ,
thực vật hạ đẳng, phù du….), zooplancton và zoobentos, vi khuẩn và thực vật bậc cao.
a. Fitoplancton: bao gồm rong tảo, cỏ, rong xanh, rong vàng, diatomei…đó là loài thực
vật hạ đẳng, chứa nhiều lipide và albumin. Các loài fitoplancton thường sống trong
môi trường nước có ánh sáng lọt tới. Rong biển chứa HC bão hoà n-ankan với mạch
dài từ C
14
đến C
32
…lipide chỉ chiếm 10-20%.
b. Zooplancton và zoobentos: bao gồm loài chopepod chân mái chèo và forram, chúng
sống nhờ fitoplancton. Zooplancton và zoobentos cung cấp HC lỏng.
c. Vi khuẩn: vi khuẩn đơn bào, vi khuẩn tham gia vào việc phân huỷ VLHC, đồng thời
bản thân chúng cũng là nguồn lipide phong phú, có 2 loại vi khuẩn: ưa khí và kị khí,
lipide chiếm 30-50%.
d. Thực vật bậc cao: bao gồm celluloza, lignin đặc biệt từ bụi cây, thân gỗ, các bộ phận
như: rễ cây, lá, bào tử, phấn hoa, quả, hạt, củ, thường tích luỹ lượng lớn và chứa
nhiều lipide. Ví dụ: lượng mỡ thực vật và dầu trong hạt và quả chiếm 1 đến 50%,
trong phấn hoa 2-8%.
III.6. LOẠI VLHC MÔI TRƯỜNG BIỂN VÀ LỤC ĐỊA (Hỗn hợp Humic và
Sapropel):
Vật liệu hưu cơ được tích luỹ khác nhau do điều kiện biển và lục địa khác nhau.
trong môi trường nước thường được tích luỹ các tàn tích sinh vật, phù du, bám đáy, vi sinh,
rong tảo, còn trong môi trường lục địa thường tích luỹ các tàn tích của thực vật đặc biệt là
thực vật bậc cao. Vì vậy trong môi trường nước, đặc biệt trong môi trường biển thường
được tích luỹ loại VLHC sapropel (kerogen loai I và II) trong môi trường không có
oxygen. Còn trong môi trường lục địa thường được tích luỹ loại VLHC humic có lẫn
sapropel (kerogen loai III và II). Rất ít khi chỉ có loại humic trong môi trừơng có oxygen.
III.6.1. Loại vật liệu hữu cơ Sapropel:
Theo Bogorov V.G cho rằng sản phẩm chủ yếu là loại fitoplancton, loại zooplancton
nhỏ hơn 10 lần còn phytobentos là rất nhỏ. Ví dụ: hàng năm tích luỹ ở Thái Bình Dương
550 tỉ tấn phytoplancton. Cần lưu ý rằng những vùng biển và đại dương gần bờ thường
được phát triển thảm thực vật dưới nước, cũng là nơi được tích luỹ nhiều vật liệu vụn, từ
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 26
Hình 13: Các quá trình chuyển hóa VCHC thành dầu.
đó phát triển nhiều loại sinh vật và đặc biệt là vi khuẩn phân huỷ VLHC, chính bản thân
chúng sau khi chết cũng là nguồn VLHC cho loại sapropel.
Đối với loài sống trôi nổi: thường phát triển loại xanh thẫm (cyanaphyta), loại xạnh
lá cây (chlorophyta), loại vàng nhạt (hantophyta), loại vàng óng (chysophyta). Đó loà loại
thực vật 1 tế bào, đôi khi phát triển cả quần thể, hành phần hoá học loại rong này thường
là: albumin 67%, lipide 17%, còn lại là hydrocarbon chiếm 16%, chứa nhiều lipide là loại
rong diatomei.
Loại phytobentos thường là rong đáy và cỏ biển, chúng phát triển mạnh ở đới gần
bờ.
Như vậy, loại VLHC sapropel phát triển đa dạng, trong đó chủ yếu là loại rong tảo.
III.6.2. Loại vật liệu hữu cơ hỗn hợp humic – sapropel:
Vật liệu của VLHC humic sapropel là các tàn tích của thực vật, trong đó thực vật bậc cao
và lẫn với phytoplancton. Môi trường khử hay khử yếu.
III.7. QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ VLHC THÀNH DẦU:
Gồm ba quá trình:
a. Quá trình tạo đá (Diagenes).
b. Quá trình trưởng thành nhiệt (Catagenes).
c. Quá trình biến chất dầu (Metagenes).
Sự sinh thành dầu khí GVHD: Th.S Bùi Thị Luận
Nhóm 1 Trang 27
III.7.1. Quá trình tính luỹ VLHC và chuyển hoá VLHC trong quá trình tạo đá
(diagenes):
Quá trình tạo đá (Diagenes): đặc trưng của quá trình này là từ vật liệu trầm tích tạo
thành đá trầm tích. Trầm tích lắng đọng trong môi trường nước. Quá trình vùi sâu, lượng
nước thoát ra dẫn đến độ rỗng, độ thấm giảm, những vật liệu vụn dần liên kết mật thiết với
nhau, các khoáng vật trở nên cứng và hình thành khối vật liệu cứng – – – – > trở thành đá
trầm tích
Quá trình tích luỹ và chuyển hoá VLHC: tồn tại hai vùng trầm tích cơ bản đó là
vùng biển và vùng lục địa:
III.7.1.1.Vùng lắng đọng trầm tích biển:
a) Vật liệu hưu cơ tồn tại ở trạng thái hoà tan hay lơ lửng trong nước biển, còn trong
nước mặt có tới 45 – 70% Corg được tổng hợp bởi rong Plancton và diệp lục (macrofit) khi
còn sống. Sau khi chết chúng chuyển sang trạng thái hoà tan và là dạng cơ bản của vật liệu
hưu cơ trong nước. Đồng thời nguồn vật liệu hữu cơ này cũng là nguồn thức ăn cho
Zooplancton tạo nên sự chuyển hoá bởi sinh vật sống. Như vậy hệ thống quang hợp (tổng
hợp) – phân huỷ các vật liệu hữu cơ trong nước biển liên tục xảy ra và cuối cùng để lại tàn
tích của chúng và được tính luỹ trong bùn đáy.
Khi tàn tích VLHC đạt tới phần trên cùng của lớp bùn đáy sẽ bị vi khuẩn ưa khí tái
tạo lại. Lớp này dày khoảng 2 – 3cm đến 1m (gọi là lớp Oxy hoá – Strakhov N.M, 1972 và
Volkov I.I và nnk, 1972). Trong giai đoạn này vai trò của vi khuẩn là chủ đạo. Ban đầu xảy
ra hiện tượng oxy hoá vật liệu hữu cơ trong trầm tích bởi vi sinh vật ưa khí. Phản ứng oxy
hoá dẫn đến tạo thành khí CO
2
và H
2
O ở ngay lớp trên cùng của bùn đáy. Lượng vật liệu
hữu cơ mất cho quá trình này tới 80 – 90%. Khi Oxy tự do ở lớp trên cùng biến mất thì
đồng thời các vi sinh vật ưu khí cũng kết thúc (ở độ sâu 2cm – 1m). Qui trình diễn ra như
sau:
Ví dụ:
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
– – – – > 6CO
2
+ 6H
2
O