* Sự hòa tan của các hydrocacbon trong nước: Nghiên cứu sự hòa tan của các hydrocacbon trong nước có vai trò khá quan trọng trong việc giải thích sự thành tạo, bảo tồn và phá huỷ các tíc
Trang 1VAI TRÒ CỦA ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN TRONG SỰ HÌNH THÀNH, BẢO TỒN VÀ PHÁ HUỶ
CÁC TÍCH TỤ DẦU KHÍ
I GIỚI THIỆU CHUNG
Điều kiện địa chất thuỷ văn (ĐKĐCTV) có ý nghĩa quan trọng trong việc hình thành , bảo tồn và phá huỷ các tích tụ dầu khí
Trong suốt quá trình hình thành, tích tụ, biến đổi và phá huỷ các mỏ (vỉa) dầu khí đều liên quan chặt chẽ với môi trường nước Tuỳ theo tính chất và hoạt động của ĐKĐCTV mà nó có vai trò như một nhân tố kiến tạo hay phá huỷ các tích tụ dầu khí.
Ngay khi trầm tích bắt đầu được hình thành, những vật chất hữu cơ và các chất khí chứa trong nước được chôn vùi cùng với nước và chất trầm tích Các quá trình sinh hóa, địa hóa, hóa lý biến đổi các vật chất đó thành dầu khí đều diễn ra trong môi truờng nước Dầu và khí được hình thành và hoặc hỗn hợp với nước hoặc hòa tan hoặc phân tán trong nước và được nước di chuyển tới các tầng dị dưỡng Ơû đây dầu, khí tách ra khỏi nước do nhiều nguyên nhân khác nhau: phân dị trọng lực, mao dẫn… dầu khí chiếm các vị trí cao trong các cấu tạo Đó là các quá trình tích tụ dầu khí để tạo thành các mỏ (vỉa) (Hình 1)
Các tích tụ này trong điều kiện nhất định nào đó giữ mối cân bằng động với nước và nó tồn tại ở đó (Hình 2).
1
Hình 1 Dầu khí chiếm vị trí cao trong cấu tạo địa chất.
Hình 1.a: Kiến trúc vòm muối.
Hình 1.b: Kiến trúc phay phá.
oil oil
Trang 2Nhưng khi ĐKĐCTV thay đổi do điều kiện nào đó làm vỡ các mối cân bằng động đó, nước sẽ xâm nhập vào vỉa dầu khí và lôi kéo nó đi (phá huỷ cơ học) hoăc kéo hẳn dầu khí nhâp vào nuớc (bằng con đường hòa tan hỗn hơp) hoặc có thể xoá hẳn dầu và khí nếu trong nước tồn tại các chất oxi hoá (phá huỷ hoá học)
* Sự hòa tan của các hydrocacbon trong nước:
Nghiên cứu sự hòa tan của các hydrocacbon trong nước có vai trò khá quan trọng trong việc giải thích sự thành tạo, bảo tồn và phá huỷ các tích tụ dầu khí.
Ơû điều kiện nhiệt độ, áp suất bình thường hệ số hoà tan của hydrocacbon trong nước không lớn Chẳng hạn đối với chất khí :
Etan : 0,047 Izobutan : 0,025 O2 : 0,031 Prôpan : 0,037 CO2 : 0,087 H2S : 2,58
Sự hòa tan của các vật chất hữu cơ trong nước phức tạp hơn do tính
đa dạng, phức tạp của chúng Vật chất hữu cơ trong nước tồn tại dưới nhiều dạng: vật chất hữu cơ không bay hơi, vật chất hữu cơ bay hơi ( axit béo, Efir, xpirt( cồn, rượu), cacbuahydrô thơm, các amin…) Do đó khả năng hoà tan vật chất hữu cơ trong nước rất khác nhau tuỳ theo thành phần của chúng.
Hình 2.a
Hình 2 Các tích tụ dầu khí trong mối cân bằng động với nước.
Hình 2.a: Kiến trúc nếp lồi.
Hình 2.b: Kiến trúc bẫy địa tầng ( bất chỉnh hợp).
Hình 2.b
Trang 3Ví dụ: hydrôcacbua lỏng tan trong nước cất ở 20oC ( g/kg):
Octan : 0,014
Ơû điều kiện nước dưới đất, càng xuống sâu nhiệt độ, áp suất và tổng độ khoáng hoá của nước càng tăng do đó độ hoà tan của các hydrocacbua sẽ tăng mạnh.
Thí dụ Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Châu Âu độ hoà tan của
một số chất khí theo nhiệt độ và áp suất như sau (cm3/g nước):
II VAI TRÒ CỦA ĐKĐCTV TRONG VIỆC HÌNH THÀNH CÁC TÍCH TỤ DẦU KHÍ
1.VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG SỰ BẢO TỒN VẬT CHẤT HỮUCƠ
Trong giai đoạn đầu của quá trình trầm tích, vật chất hữu cơ được lắng đọng trong môi trường nước Với môi trường có năng lượng thấp, chế độ nước yên tĩnh là điều kiện cho trầm tích hạt mịn bùn, sét được tích tụ Các môi trường này chủ yếu là các vùng ven biển, các cửa sông tam giác châu, đầm lầy…tất cả các môi trường này đều là môi trường nước Đây là điều kiện tiên quyết đầu tiên cho sự bảo tồn vật chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí.
3
Trang 4Hình 3 Thể hiện sự trầm tích lấn dần ra biển ở môi trường tam giác châu, gần bờ là trầm tích cát là chủ yếu gọi là đồng bằng tam giác châu Tiến xa hơn nữa là trán tam giác châu gồm các thấu kính cát được bao quanh bởi các trầm tích sét Các thấu kính này được tạo ra do sự thay đổi chế độ dòng chảy của sông hoặc mực gốc Tiến xa hơn nữa về phía biển là tiền tam giác châu, nơi đây chủ yếu là trầm tích hạt mịn, có độ sâu nước đủ lớn để tạo nên môi trường khử cho sự bảo tồn vật chất hữu cơ không bị oxy hóa.
Trong quá trình phân hủy của vật chất hữu cơ có mặt của oxy, điều kiện độ sâu đáy bồn nhỏ nước chuyển động tốt, oxy từ trên mặt theo sự tuần hoàn của nước xâm nhập vào các lớp trầm tích Trong trường này vật chất hữu cơ không thể tạo thành dầu khí được mà chúng có thể bị oxy hóa tạo thành CO2 và nước Còn nếu như lớp nước tương đối dày và biển tương đối yên tĩnh thì sự xâm nhập của oxy vào các lớp trầm tích bị hạn chế Trong trường hợp này sự phân hủy vật chất hữu cơ không hoàn toàn, một phần lớn chúng có thể biến đổi thành các khí và nếu không có lớp bảo vệ nước sẽ thoát đi và không bảo tồn được
Khi độ sâu bảo đảm, nước lại rất yên tĩnh, điều kiện này đã hạn chế cao độ xâm nhập của oxy vào các lớp trầm tích dẫn đến sự phân hủy của vật chất hữu cơ hoàn toàn trong điều kiện khử Các lớp trầm tích hạt mịn tạo thành lớp bảo vệ, một mặt không cho oxy ở trên mặt đi xuống, mặt khác không cho các khí cacbon và các khí khác đã được thành tạo và chứa cùng với nước trong lỗ hỗng của trầm tích mẹ thoát lên trên đi mất.
2 ĐKĐCTV DI CHUYỂN DẦU VÀ KHÍ
Sau khi các vật chất hữu cơ chuyển hoá thành dầu khí, để giải phóng các vi dầu ra khỏi đá mẹ cần các yếu tố như tăng nhiệt độ, áp suất
Trang 5và các dung môi hoà tan như: nước, khí và dầu Khi tăng nhiệt độ xuất hiện các sản phẩm hydrocacbon (HC) mới Do đó, điều kiện tăng áp được thiết lập và bắt đầu sự vận động của các vi dầu Chúng có xu hướng hội tụ thành giọt lớn, đám lớn và vận động tiếp đi theo các kênh dẫnlà các khe nứt, lỗ hổng thoát ra khỏi đá mẹ.
*Sự dịch chuyển của chúng xảy ra đều có liên quan chặt chẽ đến
h ọ a t động của nước Trong giai đoạn này dầu, khí và nước di chuyển do
áp lực địa tĩnh Những tầng trầm tích phía dưới chịu áp lực của các tầng trầm tích phía trên, chúng bị ép nén lại, làm thể tích của các tầng đó giảm đi, nước và dầu khí thoát ra theo hướng từ dưới lên trên, từ trung tâm ra rìa bồn Trong giai đoạn này nước còn di chuyển do khuyếch tán, hướng di chuyển từ những nơi có nồng độ cao hơn tới những nơi có nồng độ nhỏ hơn.
Khi bị chìm dần, sét bị nén ép và đuổi nước ra kèm theo cả sản phẩm biến đổi của vật liệu hữu cơ, càng sâu lượng nước trong sét càng giảm dần Hedberg (1936) và Tisot (1967) làm thí nghiệm thấy rằng ở độ
5 Hình 4 Mô hình biểu thị sự thoát nước do bị nén ép bởi tải trọng (áp lực).
Trang 6sâu 560m sét giải phóng 88% nước, ở độ sâu 1500m sét giải phóng 95% nước và ở độ sâu 2500m sét giải phóng 98% nước Càng sâu lượng khí hoà tan trong nước càng nhiều vì được sinh ra nhiều hơn và chịu áp lực lớn hơn Chúng bị đẩy vào nước và vận động tiếp tới đá chứa.
Một số thí nghiệm của Snarski A N cho thấy khi tăng áp suất và nhiệt độ ở độ sâu > 3100m, xuất hiện áp suất của hơi nước tăng tới 750at, lớn gấp 2,5 lần áp suất thuỷ tĩnh và lớn gấp 1,1 lần áp suất địa tĩnh Lamtadje V J đã làm thí nghịêm với sét chứa dầu và nước, áp suất tăng tới 5000kg/cm2 nước và dầu bị đuổi ra ngoài Với áp suất như vậy sẽ có điều kiện mở khe nứt và giải phóng các giọt dầu nguyên sinh cùng với bọt khí và nước ra khỏi nơi cư trú Chúng hội tụ và tạo thành giọt lớn, sau đó bị đẩy đi tiếp Khi các lớp sét bị nén ép, giảm lỗ rỗng cũng gây giảm áp ( do giảm thể tích ban đầu) đẩy vi dầu ra ngoài đồng thời cũng làm giảm lực hấp phụ của sét.
Độ sâu lún chìm càng lớn dẫn đến nhiệt độ, áp suất địa tĩnh và áp lực chất lỏng càng tăng cao, càng thuận lợi cho quá trình di cư đẩy hydrocacbon
ra khỏi đá mẹ.
*Các trạng thái di chuyển của dầu khí:
Các dạng dịch chuyển của dầu khí đều liên quan chặt chẽ đến hoạt động của nước: dưới dạng dung dịch thực (trong nước), hịa tan vi dầu trong nước dưới dạng màng dầu nước, dạng keo- nhũ tương (nhân misel), hịa tan
vi dầu trong nước bão hồ khí nén.
a) Di cư hydrocacbon trong dung dịch phân tử nước:
Dung dịch thật (hồ tan trong nước ), trong pha chủ yếu sinh dầu thường cĩ tới 20-25 mg/l vi dầu Trong đĩ chiếm ưu thế là các HC bão hịa Nếu tăng To= 200oC thì khả năng này tăng tới 10 lần (Hình 5).
Trang 7Ở giai đoạn lắng nén,nước tự do bị đuổi ra khỏi đá tới 80-90%và chiếm phần khơng gian rỗng Phần nước cịn lại cĩ hai dạng: nước liên kết vật lý và nước liên kết hĩa học bền vững – đĩ là nước tham gia vào cấu trúc phân tử Khi lún chìm, tăng To và P cũng làm tăng khả năng tách nước liên kết vật lý, thậm chí cả một phần nước liên kết hóa học ra khỏi các hạt sét Các yếu tố trên tạo áp lực gây nứt nẻ thủy lực tới vỉa tạo thành các khe nứt, vết rạn.
Như vậy lúc đầu là tách nước tự do,sau đó ở đới nhiệt xúc tác là tách nước liên kết do nén ép tăng thể tích khí và các chất lỏng ra khỏi đá mẹ.
Tuy nhiên, loại di cư này không chiếm tỷ trọng lớn.
Trong lớp đá me,ï nếu dầu có trong nước thấp hơn mức bão hòa thì các vi dầu di cư cùng với nước bị hòa tan Nếu nước đã bão hòa các vi dầu thì dầu sẽ tách ra khỏi nước trước khi bị đuổi ra khỏi đá mẹ, có nghĩa là tách ra dòng vi dầu riêng và có thể bị nước lôi đi.
b) Di cư hydrocacbon trong dung dịch keo nhũ tương
7 Hình 5 Sự hòa tan của một số HC theo nhiệt độ.
Trang 8Khi nghiên cứu cơ chế hòa tan keo nhũ tương thấy rằng, quá trình tạo nhũ trên ranh giới nước- vi dầu cũng như đối với vật liệu hữu cơ khác phát hiện lượng lớn các chất có hoạt tính bề mặt đó là các phân tử có khả năng quang học, mang tính chất ưa nước ( OH,COOH,NH…) và cả kỵ nước dưới dạng phân tán Chúng có khả năng giảm tính dính, giảm sức căng bề mặt Vì vậy chúng di chuyển cùng nhau do độ nhớt tương tự nhau Các chất này lại tồn tại trong khoảng nhiệt độ và áp suất rất rộng.
Việc tách dầu ra khỏi dung dịch keo này chỉ xảy ra khi bị pha loãng bởi nước trong đá chứa, thay đổi pH của môi trường chứa kali, do tăng khả năng chuyển hóa nhiệt xúc tác của các hợp chất cao phân tử Lượng
vi dầu chuyển động dưới dạng keo- nhũ tương thường gấp 10 lần loại vi dầu trong dung dịch thực.
Quá trình nứt nẻ thủy lực tạo khe nứt càng thuận lợi cho quá trình
di cư nhân misel- nhũ tương.
c)Sự di cư trong pha hydrocacbon
Di cư nguyên sinh của vi dầu trong dung dịch có khí nén hoặc hydrocacbon lỏng nhẹ thường là hiện tượng tách ngược dòng (dầu nhẹ hòa tan trong khí) và dạng di cư này chiếm tỷ trọng rất lớn.
Dòng chất lỏng có khí hòa tan sẽ làm giảm độ nhớt, giảm tỷ trọng, giảm độ bám dính, giảm áp lực mao dẫn, tăng áp lực làm cho dòng chất lỏng có tính linh động hơn và di cư dễ dàng.
Trong khoảng nhiệt độ từ 40-200oC và cao hơn áp suất đạt từ 4-70MPa và cao hơn, phát hiện khả năng hòa tan của các sản phẩm bitum và dầu trong khí nén thiên nhiên Khả năng hòa tan khí tăng mạnh khi tăng lượng phân tử của khí: N2 <CH4 <CO2 < C3H8 < khí HC nặng khác.
Độ hòa tan trong khí càng cao của các HC paraffin, sau đó giảm đối với naften: HC paraffin > naften > HC aromatic <Mono > bi- poly > axit amin > nhựa > asphalten.
Cấu trúc HC và bitum bị khí chiết ra khỏi đá thường tựa như condensate và phân đoạn tương tự condensate và dầu Nếu tăng T, P và độ ẩm của đá trong thành phần của dung dịch hỗn hợp khí có khả năng tăng thành phần HC aromatic và các hỗn hợp bão hòa, các dị nguyên tố (S,N,O).
Lượng dầu khí được sinh ra ồ ạt tạo nên áp lực từng phần rất lớn và đẩy chúng ra khỏi đá mẹ trong dòng khí nén
Trang 9Quá trình di cư tích cực xảy ra dưới dạng hạt, giot, màngtrong các bọt khí Các lực mao dẫn và sức căng bề mặt thuộc hệ thống sét-nước-HC cần thiết để đẩy vi dầu từ lỗ hổng nhỏ vào lỗ hổng lớn hơn thì sức căng bề mặt của nước phải lớn hơn của dầu Từ đó, nước làm nhiệm vụ thay thế vi dầu và đẩy dầu ra khỏi lỗ hổng nhỏ.
3.VAI TRÒ CỦA ĐKĐCTV TRONG SỰ HÌNH THÀNH CÁC TÍCH TỤ DẦU KHÍ
*Sau khi dầu khí được hình thành, chúng sẽ di chuyển đến các
tầng đá chứa, và khi điều kiện cho phép (cấu tạo địa chất, T, P…) chúng sẽ bị giữ lại trong các tầng đất đá (bẫy) tạo nên các vỉa chứa.
Các HC di cư dưới các hình thức sau:
Di cư tự do khi lượng khí đạt giá trị cao hơn khả năng bão
hòa của nước, khí hay HC lỏng tách ra khỏi nước, di cư tự do theo dòng và xảy ra liên tục diễn ra trên bề mặt các hạt rắn…(Hình 6).
Di cư cùng với nước trong khả năng bão hòa của nước, đặc
biệt khi có áp suất cao Khi mất áp suất HC lỏng cũng tách ra khỏi nước.
Di cư mao quản xảy ra khi áp suất khí hay hỗn hợp lớn hơn
lưc bám dính của dầu vào các mao mạch.
*Sau khi vi dầu ở trang thái keo-nhũ tương cùng với nước hoăc hỗn hợp dầu nước đat tới bẫy chứa, do nhiệt độ tăng cao hay thời gian địa chất lâu dài, đăc biệt được bổ sung các thành phần HC nhẹ và các dung môi hữu cơ thì dầu được tách ra khỏi nước và nổi lên trên (Hình 4b) Nước có
tỷ trọng lớn hơn lắng xuống dưới (quá trình phân dị trọng lực tự nhiên).
9
Hình 6a Sự di cư tự do theo
dòng của dầu.
Hình 6b Dầu di cư tự do theo dòng chiếm vị trí cao trong vỉa.
Trang 10*Trong trường hợp vi dầu vận động cùng với nước dưới dạng nhũ tương ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, nhưng sau khi đạt tới bẫy chứa lại mất áp suất và nhiệt độ, hỗn hợp dầu nước sẽ bị tách ra- dầu nổi lên trên và nước lắng xuống dưới.
*Sự vận động của dầu khí diễn ra trong đá chứa xảy ra do áp lực
trọng trường, lực mao dẫn và áp lực thủy động dưới dạng di cư thẩm thấu Hoặc khi nhiệt độ tăng do lún chìm, độ nhớt, tỷ trọng, sức căng bề mặt của dầu giảm, tăng tính linh động, bổ sung thành phần nhẹ, lực mao dẫn yếu dần, dẫn tới lực nổi của dầu tăng cao và xảy ra sự di chuyển tới vùng có áp suất, độ bão hòa lớn hơn (khí và dầu nhẹ hơn nên nổi trên mặt nước).
Các giọt dầu di cư qua các lỗ rỗng khi áp lực của dầu khí (áp lực nổi) thắng lực mao quản dưới tác dụng của áp lực từng phần.
Nếu giọt dầu nhỏ hơn kích thước lỗ hổng thì di chuyển qua dễ dàng
Nếu giọt dầu lớn hơn kích thước lỗ hổng thì tự bản thân nó có khả năng biến đổi hình dạng (kéo dài ) để có thể lọt qua lỗ hổng dưới áp lực
nén của 3 loại : áp lực đẩy nổi , áp lực thủy tĩnh và áp lực mao dẫn.
Tốc độ vận động của nước cũng tác động mạnh có sức lôi cuốn bọt khí và giọt dầu ra khỏi lỗ rỗng.
*Sự hình thành các tích tụ dầu khí dưới tác dụng của chế độ thủy động lực: (ngoài yếu tố về áp suất vỉa-áp suất bão hòa HC, bản chất HC)
+ Chế độ thủy động lực đóng vai trò quan trọng trong các tích lũy ban đầu:
-Nếu trong vỉa không có dòng chảy thì tích lũy dầu khí ở vị trí nằm ngang, đáy là nước, phía trên là dầu khí.
Giọt dầu biến đổi hình dạng để dịch chuyển qua lỗ rỗng.
Hình 7 Các giọt dầu di cư qua lỗ rỗng Mối quan hệ với lực mao quản, và khả năng biến dạng của chúng.
Giọt dầu có khả năng biến dạng để dịch chuyển qua lỗ rỗng.
Trang 11-Aùp suất vỉa lớn tạo nên chế độ một pha.
-Aùp suất vỉa chưa đủ lớn để khí hòa tan vào dầu, xuất hiện ranh giới khí-dầu-nước (quá trình phân dị trọng lực).
- Đối với dòng chất lỏng có khí hoà tan đưa đến: việc giảm áp sẻ làm khí tự tách ra và chiếm vị trí cao nhất trong bẫy, dầu-khí-nước sẽ tồn tại ở chế độ 3 pha do sự phân dị theo tỷ trọng.
+ Trong các bồn có chế độ thủy động các giọt dầu hay các bọt khí do lực đẩy Acsimet làm chúng nổi lên, đồng thời chúng chịu ảnh hưởng của áp lực thủy động lôi cuốn đi theo phương ngang Nếu tốc độ vận động của nước càng lớn, chênh lệch tỷ trọng của chất lỏng và nước càng nhỏ thì khả năng nổi lên tích tụ càng kém Đồng thời bề mặt tiếp xúc giữa dầu (khí) và nước sẽ bị nghiêng, và độ nghiêng tùy thuộc vào tỷ trọng của dầu và tốc độ vận động của nước ( Hình 9 ) Đôi khi vận tốc quá lớn sẽ làm thân khí tách ra khỏi thân dầu, và nằm ở bên sườn vỉa (Hình 10.)
11
Hình 9 Sự vận động của nước làm mặt tiếp xúc giữa dầu và
nước bị nghiêng theo chiều vận động của nước
Dầu-khí-nước ở chế độ 3 pha.
Hình 8 sự phân bố khí-nước trong bẫy
dầu-Dầu ở chế độ
1 pha.
Trang 12Tóm lại: sự hình thành các tích tụ dầu khí có liên quan chặt chẽ
đến hoạt động của nước ngay từ khi VLHC được tích tụ (bảo tồn VLHC) cho đến khi chúng được chuyển hóa thành dầu khí và được mang ra khỏi đá mẹ(dạng phân tử hay phân tán trong nước, trạng thái nhũ tương, hơi dầu khí hay khí) đi đến các cấu tạo bẫy để tích tụ thành vỉa hoặc mỏ dầu khí (do lực nổi, sự phân di trọng lực).
III ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN ĐẾN SỰ BẢO TỒN
DẦU KHÍ:
Để bảo tồn được các tích tụ dầu khí là tránh được sư phá huỷ từ các nhân tố bên ngồi như tránh sự oxy hố, tránh được sư phát tán của dầu khí tại các tích tụ và cĩ những điều kiện thuận lợi để giữ được các tích tụ dầu… các điều kiện bảo tồn sự phá huỷ các tích tụ dầu khí ít nhiều bị ảnh hưởng bởi yếu tố địa chất thuỷ văn.
1 Về tốc độ di chuyển của dịng nước:
Tốc độ di chuyển của dịng nước là một chỉ tiêu quan trọng để phá huỷ hay bảo vệ mỏ, tốc độ dịng nước phụ thuộc vào tính thấm và gradient thuỷ
Hình 10 Vận tốc nước lớn làm các thân dầu và khí tách riêng.
Trang 13lực của tầng chứa nước, trong đó tốc độ dòng nước nhỏ thuận lợi cho việc bảo
vệ mỏ.
Trong các bồn dầu khí có chế độ nước vận động thì các giọt dầu hay giọt khí sẽ nổi lên do lực đẩy Acsimet, đồng thời chúng chịu áp lực thuỷ động lôi cuốn đi theo phương ngang Nếu tốc độ vận động của nước càng lớn chênh lệch tỷ trọng của chất lỏng và nước càng nhỏ thì khả năng nổi lên tích tụ càng kém.
Lực đẩy ngang có thể xác định theo gradien áp lực:
6 10 013 ,
dh g dl
trong đó: dP – độ chênh áp lực g – gia tốc trọng trường.
dh – độ chênh mực nước μ – độ nhớt của nước
dl – khoảng cách K – hệ số thấm của đất đá.
ρ n – tỷ trọng của nước q – tỷ lưu lượng.
Tren đã đề nghị công thực xác định tốc độ thấm lớn nhất của nước để dầu, khí có thể nổi lên được ( giới hạn trên của tốc độ thấm ) :
∆l – độ chênh tỷ trọng của nước và dầu.
α – góc nghiêng của tầng di dưỡng.
μ – độ nhớt của dầu hoặc khí.
K 2 (σa) – tính thấm tương đối của dầu, khí so với nước.a) – tính thấm tương đối của dầu, khí so với nước.
Như vậy trong một điều kiện thuỷ động lực nhất định thế nằm mặt tiếp xúc giữa dầu (khí) và nước nghiêng nhiều hay ít là tuỳ thuộc vào tỷ trọng của dầu, còn sự vận động của nước tuỳ thuộc vào tính thấm của đất đá và độ chênh áp lực của bồn.
13
Trang 14H 11 độ rỗng của đất đá ảnh hưởng đến độ thấm
Sự di chuyển của dầu, khí tuỳ thuộc vào sự di chuyển của nước trong bồn, sự
di chuyển này dẫn đến sự phân bố lại các tích tụ dầu khí trong bồn còn mặt tiếp xúc giữa dầu – nước và khí - nước là mặt nghiêng và nghiêng theo hướng vận động của nước (hình vẽ 12).
H 12 Mặt tiếp xúc giữa dầu - nước, khí - nước là mặt nghiêng
Như đã nói ở trên, do tác dụng của dòng nước nên mặt tiếp xúc giữa dầu và nước sẽ nghiêng theo hướng vận động của dầu và nước nếu góc nghiêng nhỏ
Trang 15thì dầu vẫn có khả nặng được bảo tồn – giư lại Nếu góc nghiêng lớn hơn góc nghiêng của tầng chứa thì rõ ràng dầu – khí sẽ di chuyển đi.
Góc nghiêng φ của mặt tiếp xúc dầu – nước được xác định :
dh
dZ dl
dh l l
l tg
d n
như vậy dầu khí
sẽ được bảo tồn tai vĩa khi φ nhỏ hơn góc dốc của tầng chắn
Hình 13 Sự vận động của nước làm mặt tiếp xúc của dầu và nước
chiều vận động của nước.
15
Trang 162 Mức độ đóng kín của các cấu trúc ĐCTV, các bẫy thạch học các cấu trúc này có thể đóng kín, bán kín hoăc hở Mức độ đóng kín phụ thuộc vào bề dày, thành phần thạch học của lớp đá chắn Mức độ đóng kín càng nhiều thì càng tăng triển vọng bảo tồn dầu khí Vì vậy khi nghiên cứu cấu trúc địa chất cần thiết phải nghiên cứu đến tầng nứt nẻ vì nó làm tăng khả năng vận động của nước và như vậy nó ảnh hưởng đến sự bảo tồn mõ đã thành tạo.
Việc đánh giá mức độ kín – hở vẫn chưa rỏ ràng, một số tác giả đề nghị sử dụng bề dầy và chiều sâu của lớp sét phủ đơn vị chứa nước làm chỉ tiêu mức độ đóng kín V.A Krôtva, Gatans M.A xác định hệ số đóng kín cấu trúc ĐCTV xác định:
M
H M K
trong đó:
M s – bề dày tầng cách nước.
H s – chiều sâu tầng cách nước
M c – bề dày phức hệ chứa nước
Trang 17Hình 14 :Khe nứt phát triển do các hoạt động kiến tạo liên quan đến các hoạt
động uốn nếp và đứt gãy.
3 Tầng khó thấm ( không thấm ) với sự có mặt của nước tách các tầng sản phẩm dầu khí riêng nhau và tách các tầng này khỏi ảnh hưởng của điều kiện phá huỷ bên ngoài tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo tồn mõ hydrocacbua.
17
