GIAO TRINH CHƯƠNG 8 MOI TRUONG HYDROCARBON TRONG BON TRAM TICH

8.1 KHÁI NIỆM VỀ BỒN TRẦM TÍCH -là một thuật ngữ chung của bất kỳ khu vực nào mà nó phản ánh được nguồn gốc kiến tạo với bề dày của đá trầm tích..  Loại nếp uốn và đứt gãy phát triển t

GIỚI THIỆU

dầu mỏ

vị toàn khu vực có thể khoang, nó là điều kiện cần và đủ để thành lập một loại bồn, những tầng khai thác có thể chứa gì và chúng thì nói chung

có thể được định vị ở đâu.

 CHƯƠNG 8:

 MÔI TRƯỜNG CỦA HYDROCARBON TRONG BỒN TRẦM TÍCH

 Thậm chí mặc dầu, trữ lượng dầu có thể được tìm thấy trong đá trong tất cả các thời kì, mỏ khổng lồ nhất và trữ lượng dầu của thế giới

nhiều nhất xuất hiện những nơi tiếp xúc như giữa thời kì Mesozoic và Cenozoic( hình 1) Đá

ở nguyên đại cổ sinh(Paleozoic) có thể có tiềm năng sinh hydrocarbon ngang bằng với những

đá có tuổi địa tầng trẻ, nhưng có nhiều giai

đoạn, thời kì ở đó sự phá hủy tất cả hoặc một phần của dầu mỏ xuyên qua từ cái vùng nâng lên và xâm thực(Halboutyl , 1970)

GIỚI THIỆU VỀ HALBOUTYL

 (Michel Thomas Halbouty) (21 June 1909 in

Beaumont, Texas - 6 November 2004 in

Houston, Texas ) was an American geologist ,

petroleum engineer, and wildcatter Credited(sự tạo

uy tín) with discovering more than 50 oil and gas fields, he twice declared bankruptcy(công bố việc

phá sản), but came back each time to regain wealth

He authored hundreds of technical articles on

petroleum geology, and two book-length histories of famous oil fields Halbouty is often described,

including in his New York Times obituary(sơ lược về tiểu sử), as “legendary.”(như là một kỳ thần)

TRỮ LƯỢNG DẦU CỦA THẾ GIỚI CÓ THỂ LIÊN HỆ VỚI VỊ TRÍ BÊN TRONG CỦA BỒN TRẦM TÍCH,

BẬC THẤP CỦA LOẠI BỒN TRẦM TÍCH.(FIGURE 2)

8.1 KHÁI NIỆM VỀ BỒN TRẦM TÍCH

 -là một thuật ngữ chung của bất kỳ khu vực nào mà nó phản ánh được nguồn gốc kiến tạo với bề dày của đá trầm tích.

 - bồn là một cấu trúc địa chất với 1 dãy đá trầm tích độc nhất khác với những dãy bên ngoài

 -một khu vực thấp không có sự dẫn lưu ra ngoài.

 -bao gồm cả chính chổ lõm đó và vật liệu

trầm tích dày hơn trung bình lấp vào chỗ

lõm đó

MÔ HÌNH MẪU CỦA BỒN TRẦM TÍCH

KIỂU DÁNG SỰ TRẦM TÍCH CỦA

VÒM, THỀM VÀ BỒN

HÌNH THỂ BỒN TRẦM TÍCH

 Người ta có xu hướng cho rằng bồn trầm tích

là sâu nhất ở nơi có vật liệu trầm tích dày

nhất, nhưng điều này không nhất thiết là

phải đúng.

THỜI GIAN VÀ QUÁ TRÌNH KIẾN TẠO

 Khía cạnh quạn trọng của bồn trầm tích là

thiên nhiên và thời kì của quá trình kiến tạo.

 Loại nếp uốn và đứt gãy phát triển trong bồn là một phần bởi vì cơ chế biến dạng và một phần bởi vì vật liệu trầm tích của bản thân nó.

CƠ CẤU HÌNH THÀNH BỒN TRẦM TÍCH

 Sự thành tạo bồn như là một kết quả của sự dịch nằm ngang và thẳng đứng trên quy mô lớn trong những lớp trên của trái đất, điều

này có thể được giải thích qua học thuyết kiến tạo mảng đã được chấp nhận một cách rộng

rãi.

 Vỏ ngoài cùng của trái đất là một lớp bền

vững được gọi là thạch quyển, thạch quyển

gồm có lớp vỏ và lớp manti trên Thành tạo

địa hình thấp trên bề mặt đất, nơi vỏ trái đất mỏng, và bao gồm đá bazan đặc sít.

 Một lớp nhớp phủ thạch quyển được gọi là

quyển mền

NHỮNG LỚP NGOÀI CÙNG CỦA VỎ TRÁI ĐẤT

INITIATION OF RIFTING AND OCEAN FLOOR SPREADING OVER CONTINENTAL CRUST

Pre-rift domal bulge

INNITIAL RADIAL RIFT

EARLY SEPARATION STAGE

MODEL OF A DIVERGING PLATE

BOUNDARY

The separated continents are now far apart, and basins

develop along their passive margins

MODEL OF SUBDUCTING PLATE MARGIN

At a subduction zone, the leading edge of one plate overrides another,

and the overridden plate is dragged down into the mantle and

consumed

Fig:

12

TÓM LẠI, CÓ 3 LOẠI ĐƯỜNG RANH GIỚI CƠ BẢN

 Sống núi giữa đại dương

 Đới hút chìm và đường nối

 Phay đứt gãy

8.2 PHÂN LOẠI BỒN TRẦM TÍCH

đươc đề xuất, như địa chất học đã rút ra từ khái

niệm về địa máng đến kiến tạo mảng.

nhấn mạnh vai trò của bồn trầm tích như là cái

đựng dầu và khí CÓ TỔNG CỘNG 10 LOẠI BỒN TRẦM TÍCH KHÁC

NHAU

 4 cái có liên hệ tới mảng hội tụ

đại dương, sự thành tạo lớp riêng biệt bởi

vì những đặc điểm dầu khí độc nhất của

chúng.

PHÂN LOẠI BỒN

Idealized pattern of an Interior basin

Fig:

17

Geometry of the world;s interior basins

Fig:

19

Major interior basins of the world

Major interior basins of the

world

Fig:

20

có sự lắng đọng or non-marine late stage.

 -vỉa chứa—cát kết or đá vôi ngang bằng nhau.

Idealized pattern of a foreland basin

Fig:

21

A typical foreland basin: The Permian basin of west Texas

Fig:

22

Fig:

23

Fig:

24

TABLE 10 2 FORELAND BASIN (CRATON MARGIN,

COMPOSITE)

ON CRATON EDGE WITH ADJACENT UPLIFT.

DEPOSITIONAL HISTORY 1ST CYCLE MATURE

PLATFORM SEDIMENTS; UNCONFORMITY; 2ND CYCLE OROGENIC CLASTICS.

RESERVOIR MOSTLY SANDSTONE, LESSER

CARBONATE; IN BOTH CYCLES.

SOURCE OVERLYING OR INTERFINGERING SHALE; LOCALLY COAL.

CAP SHALE OR EVAPORITE.

TRAP MOSTLY ANTICLINES; SOME STRATIGRAPHIC AND COMBINATION

AVERAGE.

INTERIOR BASINS IN 1T CYCLE; ABOVE AVERAGE

DEEP THERMAL GAS

RISKS TRAP EFFICIENCY; RESERVOIR, SOURCE AND SEAL DEVELOPMENT.

TYPICAL RESERVES <0.5- 5 BILLION BBL

HYDROCARBON/BASIN

RIFT BASIN

Idealized pattern of a rift basin

Fig:

25

Fig:

26

Fig:

27

Fig:

28

The Suez basin of Egypt contained mostly thin Paleozoic and Cretaceous non-marine sands until it began to rift in the Cenozoic

Fig:

29

BỒN DẠNG RIFT

Đặc trưng nổi bật—sự sụp xuống của địa hào kéo dài đến tận vỏ lục địa; đới phân kì tĩnh

Lịch sử sự lắng đọng—trước khi đứt gãy của đá trầm tích, đá biến chất or đá granic; sự làm đầy cột đứt gãy được hạn chế bởi tướng đá, lúc đầu không thuộc biển sau đó trở thành môi trường biển(có vụn hoặc vụn vôi)

Vỉa chứa—đá vôi và đá cát kết cân bằng nhau; của chu trình trước và sau khi hình

thành đứt rãy

Nguồn—phủ đè lên or ở bên tướng đá phiến

Mũ—độ rộng của khối evaporite or bề dày phiến

Bẫy—địa lũy và khối uốn nếp; những bẫy hỗn hợp được liên hệ với độ nâng của khối(ví

dụ nếu khối nâng quá cao dẫn đến tạo thành những đứt gãy địa lũy và ngược lại thì tạo thành uốn nếp); khối đứt gãy nghiêng

Gradien địa nhiệt—bình thường đến cao

Hydrocacbon—phụ thuộc lớn vào tướng đá(đá cát kết tương ứng sinh ra parafin; đá vôi thì sinh ra dạng mạch vòng thơm); độ khí trung bình giảm

Độ rủi ro—bị hạn chế kích cỡ bẫy nhỏ; gradient điện nhiêt quá cao(gradient điện nhiện nằm trong khoảng 150 độ thì sinh dầu còn cao hơn thì sinh ra cái khác); nguồn đá phiến tăng(tại sao nguồn đá phiến tăng lại gây ra sự rủi ro?)

Trữ lượng tiêu biểu <0.5-30 tỷ bbl(đơn vị này là thùng ở điều kiện bề mặt(tại sao gọi là điều kiện bề mặt(mình khai thác lên gọi là điều kiện bề mặt mà nếu còn nằm trong vỉa với trữ lượng này thi quy đổi ở điều kiện bề mặt thì rất lớn) hydrocacbon/bồn

Fig:

31

Fig:

32

THE GABON BASIN OFF THE WEST COAST OF AFRICA

Fig:

33

PULL-APART BASIN (PASSIVE MARGIN,

DIVERGENT MARGIN)

 Đặc trưng nổi bật: một phần địa hào thuộc về biển đã bị đứt gãy ra phía biển; lớp vỏ trung gian; kết quả của sự lan truyền ở bề mặt tiếp xúc.

 Lịch sử sự lắng đọng: giai đoạn đứt gãy trầm tích không ở biển; tướng

đá hạn chế(đá vôi, trầm tích do bốc hơi, đá phiến đen) trong sự phân ly

dể dàng; sự rửa xói vụn trong giai đoạn riêng biệt.

 Vỉa chứa: đá cát kết trong 3 giai đoạn, một vài đá vôi trong giai đoạn phân ly dể dàng

 Nguồn: phủ đè và sự xen kẽ của đá phiến.

 Mũ: đá phiến or trầm tích do bốc hơi

 Gradient địa nhiệt: trung bình dưới trong giai đoạn biển

 Hydrocacbon: giai đoạn đứt gãy là paraffin, trung gian tỷ trọng dầu thô; thơm hơn, tỷ trọng rõ hơn trong giai đoạn riêng biệt; khí dể bị hỏng

 Rủi ro: chất hữu cơ có trong đá phiến bitum chin mùi;sự phân hủy sinh vật; trước khi phân biệt nguồn đá phiến; cột vỉa chứa riêng biệt

 Đặc trưng trữ lượng: 2,3 triệu bbl hydrocacbon/nguồn

CONVERGENT MARGIN BASINS:

FORE-ARC, BACK-FORE-ARC, NON-ARC AND

COLLISION BASINS

 Có 2 loại bồn đã tìm thấy gần đới hút chìm đã được phát triển ở vùng đảo hình vòng cung.

 Dạng những bồn sau cung đảo nằm ở giữa vùng

cung đảo và lục địa(hình, mô hình mẫu của bồn sau cung đảo) chúng nhận những vật liệu trầm tích

nước nông nhiều nhất luồng nhiệt nóng được đo từ bồn sau cung đảo thì cao rất là cao, bởi vì có sự

nung chảy và sự hoạt động phun trào của cung đảo.

 Những bồn đằng trước cung đảo nằm giữa cung đảo

và rãnh đại dương Tướng trầm tích của chúng hầu hết có thể thay đổi và có thể giới hạn từ sông đến quạt biển sâu Ngược lại với những bồn sau cung đảo, những bồn phía trước cung đảo có di thường luồng nhiệt nóng, bời vì phay nghich chờm xuống của mảng đại dương lạnh

Idealized pattern of a back-arc basin

( form between an island-arc and

continent )

Idealized pattern of a fore-arc basin

( lie between the island-arc and the

ocean trench)

Fig:

34

 Indonesia chuẩn bị bản mẫu tốt của

những bồn đới hút chìm(hình)

đằng sau cung đảo và bên cạnh thềm lục địa sunda vững chắc nhỏ hơn, những bồn trước cung đảo đã được tìm trước cung

đảo cả hai loại chạy song song với hệ

thống rãnh cung đảo, mảng di chuyển

hướng bắc Australia sẽ là không chịu được bởi vùng đất Eurasia.

 Tiếp diện giao nhau xuyên qua những bồn sau cung đảo và trước cung đảo Mentawai minh họa cho những tướng đá và môi trường dầu khí

 Bồn Sumatra(Sumatra là hòn đảo lớn thứ 6 thế giới

và là hòn đảo lớn nhất có lãnh thổ thuộc Indonesia

(hai hòn đảo lớn hơn Borneo và New Guinea chỉ có một phần thuộc Indonesia Diện tích của Sumatra là 470

000 km2.) được lấp đầy vật liệu vụn trầm tích đã xói

mòn ở kỷ đệ tam với 5km, với chỉ những số lượng đá vôi nhỏ Tuy nhiên, bởi vì luồng hơi nóng cao, thậm chí những vật liệu trầm tích trẻ là sản phẩm dầu khí lại những chiều sâu ít hơn 1km Sự khai thác từ cát kết của plioxen và tuổi Miocene, bị bẫy trong sự nén chặt cấu trúc trên địa thế móng không bằng phẳng và cao hơn tầng này, nếp lồi những đá phiến sét ở nước sâu phủ lên và phân tản chôn dày là nguồn dầu khí.

 Ngược lại, bồn phía trước cung đảo mentawai bao gồm hầu hết là đá phiến sét và vật liệu trầm tích núi lửa, nhưng cũng có những bãi ngầm cacbonat

và đá ngầm(Seely và Dickinson, 1977) Bồn này thì nông một cách tương đối, có luồng hơi nóng thấp, và không sản xuất nhiều về phương diện thương mại lý do chính cho gradient địa nhiệt thấp hơn bình thường,nguyên nhân là bởi sự

nguội của mảng đại dương Những vật liệu trầm tích núi lửa của những bồn phía trước cung đảo cũng có những độ rỗng kém, khi được so với

những vật liệu cát được lắng tụ lại của bồn sau cung

Generalized cross-section through the Sumatra (back-arc) and Mentawai (fore-arc) basins of Indonesia

Fig:

36

 Non-arc basin được hình thành dọc theo rìa hội tụ nơi mà những

mảng di chuyển bởi đứt gãy

xuyên cắt sâu

Idealized pattern of a Non-arc basin

Fig:

37

Fig:

38

Fig:

39

Fig:

40

COLLISION BASINS

 Collision basin, đôi khi được gọi là

những bồn kế tiếp, bồn giữa núi, là những bồn nhỏ được hình thành ở

trong rìa của vành đai uốn nếp, dọc theo đường nối của 2 lục địa, hoặc

những núi sát biển và rãnh , đã bị va đập.

Idealized pattern of a collision basin Fig:

41

Fig:

42

A: fore-arc B: back-arc

C: non-arc (độ trượt ngang, California-type)

D: collision (median, intermontane, successor)

Đặc điểm nổi bật—trẻ, sâu, nhỏ; sự mở rộng những khu vực và độ trượt ngang trong khu vực nén ép dọc theo những rìa mảng hội tụ

Lịch sự lắng đọng—chưa trưởng thành vật liệu trầm tích có độ chọn lọc kém; những tướng đan xen nhanh(có thể vụn núi lửa chia thành nhiều đợt tương ứng với những đợt phun trào núi lửa); vụn núi nông đến sâu

Vỉa chứa—bề dày của đá cát kết, thường nhiều; lượng đá vôi ám tiêu san hô nhỏ

Nguồn—bề dày của lớp đá phiến xen giữa phải đạt lượng dư về vật chất hữu cơ

Mũ—đá phiến sét

Bẫy—lớp phủ và sự nén ép nếp lồi, độ trượt ngang và cấu trúc của đứt gãy chờm; ám tiêu san hô; sự phối hợp địa lũy liên quan

Grandien địa nhiệt—thấp(a);cao(b,c); or bình thường đến cao(d)

Hydrocacbon—chủ yếu là paraffin đến paraffinic; tỷ trọng có thể thay đổi; khí tự nhiên thấp…

Rủi ro—phụ thuộc vào sự trưởng thành, sự rỉ thoát, sự biến dạng quá mạnh dẫn đến đứt gãy; hoạt động phun trào(tức là rìa đang hoạt động dẫn đến không có điều kiện thành tạo dầu, phá hủy những bẫy chứa dầu), đặc tính của những vỉa nghèo vật liệu hữu cơ

Trữ lượng đặc trưng <0,5-1,2 triệu bbl hydrocacbon/nguồn

DOWNWARP BASIN

 Những bồn trầm tích mà sụp lún vào trong đại dương nhỏ là những lớp

riêng biệt, bởi vì những vật liệu trầm tích của chúng và đặc điểm dầu thì

nó thường rất là khác xa những loại bồn mà chúng có liên quan nói

chung.

Idealizaed pattern of a downwarp basin

Fig:

43

Geometry of the world's downwarp basins

Fig:

44

Major downwarp basins of the world

Fig:

45

Generalized cross-section through the Arabian-Iranian basin

Fig:

47

DOWNWARP BASIN

tạo núi Vùng này thường là một bộ phận của vỏ lục địa và đá từ đai tạo núi bị nén ép

và uốn nếp về phía trước đó.)

nội địa or là những đới khâu tuyến tính; những cái vỏ trung gian

đá biến chất nhẹ) quan trọng trong giai đoạn b

đoạn b

kết có nhiều paraffin , đá vôi có nhiều aromatic;khí tự nhiên từ trung bình đến cao

đặc tính của vỉa nghèo

TAM GIÁC CHÂU KỶ ĐỆ TAM

 Theo một nghĩa nào đó, tam giác

châu tuổi đệ tam không phải là bồn thật sự nhưng nó phủ lên những bồn khác Chúng có thể hình thành trong bất kỳ vị trí ven bờ nào, và được tìm thấy ở rìa hội tụ và phân kỳ là như nhau.

BẢN TAM GIÁC CHÂU KỶ ĐỆ TAM

 Đặc điểm nổi bật: trung tâm bồn trầm tích thì tròn; sự nối 3 mảng nơi

mà cánh trượt đứt gãy gặp ở bồn đại dương, đặc biệt tại rìa xuyên xâu

 Gradient nhiệt: thấp

 Hydrocacbon:dầu thô thì từ paraffin đến parafic; khí tự nhiên rất cao

 Rủi ro; kích cỡ bẫy nhỏ, mũ đá đầy đủ

 Đăc trưng trữ lượng: từ 20 tỷ bbl hydrocacbon/bồn; 1 vài sự khai thác đầy đủ.

SỰ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CỦA MÔ HÌNH BỒN

bồn

đã rắc rối trong thành hệ bồn(phân kỳ và hội tụ)

động phức tạp của cấu trúc chính trong sự phát sinh bồn

Richest petroleum basins

Fig:

52

Fig:

53

HISTOGRAM DIVIDES THE TOTAL WORLD SEDIMENT VOLUME

WITHIN THIS DEPTH RANGE, BY BASIN TYPE

Fig:

54

Distribution of P.reserves with depth for each of the basin types

Fig:

55