Bài giảng Địa chất dầu khí - Chương 1: Nguồn gốc và tính chất dầu khí

affin content is always very low. Deep burial, however, usually has the opposite effect in altering crude oil. It tends to make an oil less dense and more paraffinic, through processes involving both thermal maturation and the precipitation and removal of asphaltic molecules • Dầu có thể rã ra thành dầu nặng hoặc hắc ín là do sự hoạt động của vi khuẩn hoặc sự rửa trôi do nước khí quyển của bề mặt nguyên sinh • Dầu này rơi vào 1 trong 2 trạng thái( asphat thơm hoặc napthalin thơm), cả hai trạng thái này đều giàu chất thơm. • Một vài loại có thể chứa napthalic thơm, loại chứa parafin thì rất ít • Tuy nhiên, việc vùi sâu có ảnh hưởng trái ngược đến quá trình biến đổi dầu, nó có xu hướng biến dầu rất nặng thành dầu chứa nhiều parafin thông qua quá trình nung do nhiệt, sự kết tủa và phá hủy phân tử asphat Four important HC series in petroleum chemistry — the paraffins, naphthenes, aromatics, and resins and asphaltenes Table 02 THE NONHYDROCARBON CONSTITUENTS OF OIL AND NATURAL GAS • Sulfur and its compounds • Nitrogen • Oxygen compounds • Organometals in crude oils – Nikel – Vanadium – Argon – Radon – Thorium CÁC LOẠI PHÂN TỬ KHÔNG HIDROCACBON CẤU THÀNH NÊN DẦU VÀ KHÍ • Sunfua và hợp chất của nó • Ni tơ • Oxy • Những nguyên tố kim loại trong dầu niken vanadi argon radium thorium SULFUR AND ITS COMPOUNDS • Crude oil containing detectable amount of H2S are called “sour crudes” If the sulfur is in other form than H2S, the oil should be called a high sulfur crude and not a sour crude. Sulfur content (%) < 0.2 Very sweet crudes 0.2 – 0.6 Low sulfur crudes 0.6 – 1.7 Intermediate > 1.7 High sulfur crudes Sunfua và hợp chất của nó • Dầu thô chứa 1 lượng H2S có thể nhận ra gọi là dầu chua. Nếu lưu huỳnh ở dạng khác H2S thì dầu sẽ được gọi là dầu thô với hàm lượng sunfua cao mà không phải là dầu chua. Hàm lượng sunfua (%) < 0.2 dầu rất ngọt 0.2 – 0.6 dầu thô với lượng sunfua thấp 0.6 – 1.7 dầu ở dạng trung gian > 1.7 dầu có hàm lượng sunfua cao ALTERATION OF CRUDE OIL • THERMAL MATURATION • DEASPHALTING • DEGRADATION BY WATER WASHING • DEGRADATION BY BACTERAL ACTION (BIODEGARADATION). (Figure 04) Sự biến đổi của dầu thô • Sự biến đổi trong điều kiện nhiệt độ • DEASPHALTING • Sự giảm sút do rửa trôi bởi nước • Sự giảm sút do hoạt động của vi khuẩn (phân hủy sinh học). (Figure 04) THERMAL MATURATION • Alteration of crude oil by thermal maturation takes place with increasing depth of burial and increasing time. Crude oils become lighter and more paraffinic due to the cracking of their heavier components and increases in their gas content • Old shallow oils, because of their maturity, are comparable to young deep crudes both in density, viscosity and paraffin content. Like young shallow oils, however, they may have relatively high sulfur, depending on source environment. Deep old oils tend to have the lowest viscosity, the lowest density and the lowest sulfur content. Sự biến đổi trong điều kiện nhiệt độ • Sự biến đổi của dầu dưới tác nhân nhiệt độ diễn ra do sự gia tăng về độ sâu chôn vùi và thời gian. Dầu thô có thể nhẹ hơn và nhiều parafin hơn do hiện tượng phá vỡ các hợp phần nặng hơn và gia tăng trong hàm lượng khí • Dầu có tuổi già ở vị trí nông, do bởi tính trưởng thành của nó, có thể so sánh với dầu ở dưới sâu về tỷ trọng, độ nhớt và lượng parafin. Tuy nhiên, những dầu nông có tuổi trẻ, có hàm lượng sunfua cao tùy thuộc vào môi trường của nguồn. Dầu ở sâu xu hướng có độ nhớt thấp, tỷ trọng thấp, lượng sunfua thấp DEASPHALTING • Deasphalting, whereby asphaltenes precipitate by the dissolution of massive amounts of gas and are left behind as a residue. Deasphalting primarily occurs in heavy to medium crude oils. • Gas deasphalting, as in thermal maturation, results in oils becoming lighter. Gas deasphalting tends to occur together with thermal maturation and the two processes are often difficult to distinguish from each other. DEASPHALTING • Deasphalting, do đó asphat kết tủa do sự phân hủy của một lượng khí thô để lại bên cạnh những chất cặn. Deasphalting diễn ra trước hết ở dầu nặng rồi tới trung bình. • Deasphalting khí, trong điều kiện ủ nhiệt, làm cho dầu trở nên nhẹ hơn. Deasphalting khí có xu hướng diễn ra đồng thời cùng với quá trình ủ nhiệt và phân biệt nhau rõ rệt, DEGRADATION BY WATER WASHING and BIODEGARADATION • Groundwater flushing causes various degrees of degradation of oils, since flushing removes the lighter and more mobile components of the oils. • In addition, oil at the surface and at very shallow depths may be degraded due to the action of aerobic bacteria, a process termed "biodegradation". • Although groundwater flushing and biodegradation may act independently, they apparently act together in producing degradation. (Figure 3) , by means of gas chromatographs, illustrates how the lighter hydrocarbon compounds in crude oil are broken down by bacterial oxidation over a 21-day period. Sự giảm sút do rửa trôi bởi nước và tác nhân sinh học • Nước chảy tràn là một trong những nguyên nhân gây giảm sút dầu do nó làm giảm đi các hợp phần cấu thành nên dầu. • Ngoài ra, dầu trên bề mặt ở một độ sâu rất nông có thể giảm đi do hoạt động của các loại vi khuẩn ưa khí, tiến trình bị chi phối bởi tác nhân sinh học. • Mặc dù nước chảy tràn và tác nhân sinh học hoạt động độc lập nhau nhưng nhìn bên ngoài, chúng hoạt động cùng nhau trong quá trình rửa trôi dầu, nhờ vào khí sắc phổ, minh họa làm thế nào các hidrocacbon nhẹ trong dầu bị phá vỡ bởi các vi khuẩn ưa khí trong thời gian hơn 21 ngày Figure 03 Figure 04 NATURAL GAS Natural gases are classified according to their hydrocarbon composition • Gas composed of almost methane is dry gas. • If the proportion of ethane (C2H6) and heavier molecules propane, and butane exceeds some of arbitral values (4 or 5%), the gas is called wet gas. Natural gases consisting largely of methane may have any one of three distinct origins – Petroleum gas – Coal gas – Bacteria gas Khí tự nhiên Khí tự nhiên được phân loại theo thành phần cấu tạo cúa các hidrocacbon hợp nên chúng • Khí chứa hầu hết là mê ten là khí khô • Nếu tỉ lệ của ê tan (C2H6) và những phân tử propan nặng hơn, và butan vượt quá giá trị ngang bằng (4 or 5%), khí được gọi là khí ướt. Khí tự nhiên chứa một lượng lớn mêtan có thể có một trong 3 nguồn gốc sau đây : – Khí từ dầu mỏ – Khí than – Khí sinh học HYDROCARBON GASES Defined based on their occurrence Free gas is a hydrocarbon gas that exists in the gaseous phase in a reservoir and remains in the gaseous phase when produced. Dissolved gas is defined as natural gas in solution in crude oil in a reservoir. The reduction in pressure when oil is produced from a reservoir often results in dissolved gas being emitted from oil as free gas. Associated gas is natural gas which occurs as a gas cap which overlies and is in contact with crude oil within a reservoir. Nonassociated gas is natural gas in reservoirs that do not contain crude oil (Figure 05) Khí HYDROCARBON Được định nghĩa dựa vào quá trình hình thành Khí tự do là khí hidrocacbon tồn tại ở pha khí ở tầng chứa và còn lại ở pha khí khi nó được sinh ra Khí hòa tan được định nghĩa là khí tự nhiên tạo thành trong sự hòa tan của dầu thô trong tầng chứa. Sự giảm áp suất khi dầu được thành tạo trong tầng chứa là kết quá của sự phân hủy khí từ dầu cũng như là khí tự do • Khí liên quan là khí tự nhiên thường được tìm thấy như khí ở trên che phủ và thông với nguồn dầu thô ở bên dưới trong nội bộ tầng chứa. Khí không liên quan là khí tự nhiên trong tầng chứa và không liên có mặt trong dầu bên dưới (Figure 05) Figure 05 LIQUIFIED GASES NGL, natural gas liquids, are hydrocarbon liquids separated from the produced gas stream. Condensates are an important type of natural gas liquid. LPG, liquified petroleum gas, is comprised of heavier hydrocarbon gases, usually propane and butane, stored under pressure in a liquid form. LNG, liquified natural gas, is natural gas, commonly methane, which is compressed into liquid for storage and transportation. Khí hóa lỏng • NGL, khí tự nhiên dạng lỏng, là những hidrocacbon dạng lỏng phân li từ các dòng . Ngưng tụ là một dạng quan trọng của khí hóa lỏng tự nhiên. • LPG, khí dầu mỏ dạng lỏng, thì bao gồm các khí hidrocacbon nặng, thường là propan hoặc butan được chứa dưới áp suất của cột chất lỏng bên trên • LNG, khí lỏng tự nhiên, là khí tự nhiên, chủ yếu là mê tan, loại khí được nén lại để tiện cho lưu trữ và vân chuyển Natural Gas Liquid (NGL) Classified into Hydrocarbon Gases Methane (dry) Ethane (wet) Propane Butane ORGANIC ORIGIN Inert Gases Helium Argon Krypton Radon Nitrogen Also Carbon dioxide Hydrogen sulfide INORGANIC ORIGIN