Tema 3. Generaci³n del Petr³ 5   partir de biomon“meros comienza poco despues...

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  • 14/05/2012

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    Tema 3.

    Generacin del

    Petrleo

  • 14/05/2012

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    Petrleo (del griego: , "aceite de roca") es una mezcla compleja no homognea de hidrocarburos gaseosos, lquidos y slidos insolubles en agua. HC trmino comnmente usado para indicar al petrleo crudo o gas natural. Qumicamente, los HC son compuestos que tienen solo H y C Por ms que contienen N S O, y porfirinas que contienen metales como V y Ni.

    PARA LOS GEOQUMICOS ORGNICOS LO IMPORTANTE ES LA PROCEDENCIA DE LA

    M.O. Y NO EL PALEOAMBIENTE SEDIMENTARIO

    El contenido de O2 est determinado por su

    disponibilidad y solubilidad (depende de T, P

    y salinidad)

    Medio xico (saturado en O): 8 2 ml O2/l

    H20.

    Medio disxico : 2 0,2 ml O2/l H20

    Subxico : 0,2 0,0 ml O2/l H20

    Anxico : 0 ml O2/l H20

    Se considera el inicio de las condiciones de

    Anoxia a partir de una concentracin de

    oxgeno < 0,5 ml/l

    Agua de mar = 6 - 8 ml/l

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    EVIDENCIAS A FAVOR DEL ORIGEN ORGNICO

    -SIMILITUD ESTRUCTURAL DE ALGUNOS COMPUESTOS

    CONSTITUYENTES DEL PETRLEO CON SUSTANCIAS ORGNICAS

    SINTETIZADAS POR ORGANISMOS VIVOS. COMPLEJOS

    PORFIRNICOS CON ESTRUCTURAS SIMILARES A LA CLOROFILA Y

    HEMOGLOBINA

    -PRESENCIA DE RESTOS IDENTIFICABLES DE ANIMALES Y

    PLANTAS

    -ACTIVIDAD PTICA DEL PETRLEO, CAPACIDAD PARA ROTAR EL

    PLANO DE LUZ POLARIZADA, CARACTERSTICO DE COMPUESTOS

    BIOGNICOS

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    EVIDENCIAS A FAVOR DEL ORIGEN ORGNICO

    -CONTENIDO DE PORFIRINAS, DERIVADA DE CLOROFILA, LAS QUE

    NO SON ESTABLES A TEMPERATURAS DE ROCAS IGNEAS

    -RELACION C13/C12 EN PETRLEOS SE APROXIMA A LA HALLADA EN

    MATERIA ORGNICA DE ORGANISMOS VIVOS, QUE A LA

    ATMOSFRICA O INORGNICA (CARBONATOS)

    EVIDENCIAS A FAVOR DEL ORIGEN ORGNICO

    -PRESENCIA DE COMPUESTOS DEL NITRGENO EN PETRLEOS,

    CARACTERSTICOS DE ORGANISMOS VIVOS.

    -DETECCIN DE HIDROCARBUROS EN SEDIMENTOS RECIENTES Y

    SUELOS, SIMILARES A LOS PETRLEOS

    EVIDENCIAS A FAVOR DEL ORIGEN ORGNICO

    -RELACIN PETRLEO Y ROCAS SEDIMENTARIAS,

    FUNDAMENTALMENTE EN EDADES DONDE HUBO ABUNDANTE VIDA, Y

    AUSENCIA DE PETRLEO EN CANTIDADES SUSTANCIALES EN REAS

    DE ROCAS GNEAS, O EN ROCAS ANTERIORES AL CMBRICO, DONDE

    LA VIDA FUE ESCASA.

    LAS EVIDENCIAS GEOQUMICAS

    Y GEOLGICAS OBTENIDAS A

    PARTIR DE ESTUDIOS DE

    SEDIMENTOS Y PETRLEOS

    DEMUESTRAN QUE LA MAYOR

    PARTE DE LOS HIDROCARBUROS

    SE ORIGINAN A PARTIR DE LA

    MATERIA ORGNICA

    DISEMINADA EN LAS CUENCAS

    SEDIMENTARIAS

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    ESTO NO INVALIDA EL HECHO DE

    QUE EL CARBONO Y EL HIDRGENO

    FUERON ORIGINARIAMENTE

    CONSTITUYENTES NO BIOGNICOS

    DE LA TIERRA, NI DESCARTA LA

    EXISTENCIA DE COMPUESTOS

    HIDROCARBONADOS DEL TIPO

    PETROLFEROS EN ORGENES

    ABIOGNICOS.

    METANO PRESENTE EN

    EMANACIONES VOLCNICAS,

    HIDROCARBUROS DISEMINADOS EN

    ROCAS PLUTNICAS, O EN

    METEORITOS, CUERPOS CELESTES,

    AUNQUE SIEMPRE CANTIDADES

    DESPRECIABLES

    Ciclo do Carbono

    Carbono en la atmsfera e hidrsfera

    En la Corteza terrestre el C se presenta en tres formas:

    -C elemental en rocas gneas

    - C reducido en la materia orgnica transformada

    -C oxidado en los carbonatos

    Hay aproximadamente tres veces ms C orgnico en arcillas y pelitas, que en rocas

    calcreas y arenas

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    SI SE ASUME QUE

    PRACTICAMENTE SU TOTALIDAD

    SE FORMA A PARTIR DE LA

    MATERIA ORGNICA, SOLO EL

    2% CONTENIDO EN ROCAS

    SEDIMENTARIAS

    EVENTUALMENTE PASA A

    FORMAR PARTE DEL PETRLEO

    Y MENOS DE 0,5% DE STE

    ENCUENTRA CAMINO A

    RESERVORIO,

    LO QUE HACE UNA EFICIENCIA

    DEL 0,01%

    Productividad Orgnica

    La mayora de ese C se

    encuentra diseminado en rocas

    sedimentarias y no se

    concentrar lo suficiente como

    para ser econmicamente

    rentable (yacimiento)

    Productividad Orgnica

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    Productividad orgnica en ocanos Productividad orgnica y anoxia en mrgenes continentales

    APROXIMADAMENTE UNA MOLCULA

    DE CARBONO EN 1000 PASA A

    FORMAR PARTE DE LA MATRIZ

    MINERAL

    La vida en la Tierra depende prcticamente del proceso de

    fotosntesis. Las plantas toman de la atmsfera el CO2 que necesitan

    para su desarrollo

    Evolucionan hasta morir o ser consumidos por herbvoros. stos por

    carnvoros. Finalmente los residuos orgnicos alimentan la fauna

    bentnica

    Restitucin de CO2: respiracin animales y plantas; ataque bacteriano,

    oxidacin natural de organismos muertos y consumo de combustibles

    fsiles por el hombre.

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    Una pequea cantidad de m.o. (< 1 %) escapa del ciclo y ha sido

    preservada en ambientes donde la oxidacin a CO2 no ocurre, y a lo

    largo del tiempo geolgico se ha convertido en grandes cantidades de

    material orgnico fsil, parte del cual se ha acumulado como carbn,

    petrleo y gas.

    1. Does the the rock have sufficient organic matter?

    2. Is the organic matter capable of generating?

    3. Has this organic matter generated petroleum?

    4. Has the generated petroleum migrated out?

    5. Is the rock oil-prone or gas-prone?

    Questions for exploration geologist:

    Preservation of OM

    High productivity (high nutrient supply)

    Moderate sedimentation rate

    Low oxygen supply

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    84 % 1 % 14%

    46% 37%

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    I. Organic Matter

    II. Petroleum Generation

    III. Source Rock Evaluation

    IV. Thermal Maturation Models

    MACROMOLCULAS PROVENIENTES DE ORGANISMOS VIVOS: BIOPOLMEROS LOS HIDRATOS DE CARBONO (AZUCAR, ALMIDN, CELULOSA Y DERIVADOS) Y LAS PROTENAS SON CONSUMIDOS POR MICROORGANISMOS DANDO H20 + CO2 + N2 + NH3 + HS, DIFICIL DE DETECTARLOS EN SEDIMENTOS

    EN CAMBIO LA LIGNINA UN COMPONENTE PRINCIPAL DE VEGETALES, SE ENCUENTRA EN SEDIMENTOS RECIENTES FORMANDO MACROMOLCULAS

    Una potencial roca generadora contiene cantidades adecuadas de m.o. para generar petrleo, pero

    ser una roca generadora efectiva cuando alcance una madurez trmica capaz de generar HC

    Una roca generadora activa es aquella que est generando y expulsando HC, en el momento crtico,

    ms comunmente en la ventana de petrleo.

    Una roca generadora inactiva es la que ya no genera, aunque tenga potencial. P.ej. por falta de

    temperatura (levantamiento).

    UNA PEQUEA PROPORCIN DE LA MATERIA ORGANICA CONTENIDA EN LAS ROCAS SEDIMENTARIAS ES SOLUBLE A SOLVENTES ORGNICOS, CONTENIENDO COMPUESTOS LIPDICOS, QUE PROVIENEN DE LOS ORGANISMOS O DE LA HIDRLISIS DE GRANDES MOLCULAS

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    MACROMOLCULAS PROVENIENTES DE ORGANISMOS VIVOS: BIOPOLMEROS SON COMPUESTOS ESENCIALES PARA LA VIDA ESOS RESTOS CONTIENEN CARACTERSTICAS BIOLGICAS QUE SON UTILIZADAS PARA CONOCER EL ORIGEN DE LA MATERIA ORGANICA (ESTUDIOS DE CORRELACIN PETROLEO ROCA GENERADORA)

    MONOSACRIDOS : FRUCTOSA, GLUCOSA, GALACTOSA AMIGDLINA UNIDAD CELULOSA UNIDAD QUITINA UNIDAD LIGNINA

    AMINOACIDOS PROTEINAS a ALANINA PROLINA LISINA PEPTIDOS

    TRIGLICERIDOS GLICEROL ACIDO OLEICO ACIDO LINOLEICO COLESTEROL DISTERPANO CONSTITUYENTE DE DE RESINAS CLOROFILA FITOL FITANO - PRISTANO

    BIOMARCADORES

    LOS LPIDOS SON LOS CONSTITUYENTES DE LAS GRASAS, ACEITES

    Y CERAS ANIMALES Y VEGETALES

    LA DIAGNESIS ORGNICA ES EL PROCESO DE ALTERACIN

    BIOLGICA, FSICA Y QUMICA DE LOS DETRITOS ORGNICOS ANTES

    QUE SE PRODUZCA UNA EVOLUCIN TRMICA. ESTE RANGO SERA

    DE LA TEMPERATURA AMBIENTE EN SUPERFICIE HASTA 50 C.

    MICROORGANISMOS TRANSFORMAN LA M.O. RESTANTE A LA

    PREDACIN DE OTROS ORGANISMOS, UTILIZANDO ENZIMAS QUE

    CONVIERTEN LOS BIOPOLMEROS EN BIOMONMEROS.

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    CONVERSIN DE BIOPOLMEROS Y BIOMONMEROS EN

    MOLCULAS MS SIMPLES, ORIGINANDOSE LOS GEOPOLMEROS,

    PRECURSORES DEL KERGENO.

    KERGENO, PRODUCTO COMPLEJO CUYA ESTRUCTURA

    COMPRENDE MOLCULAS NAFTENO-AROMTICAS CONTENIENDO

    HETEROTOMOS (O, S, N). ES DE ALTO PESO MOLECULAR,

    INSOLUBLE EN AGUA Y ALGUNOS SOLVENTES, Y RESISTENTE A

    DEGRADACIN BACTERIANA.

    BITUMEN ES LA FRACCIN DE M.O.

    QUE ES SOLUBLE EN SOLVENTES

    ORGNICOS

    PEQUEA CANTIDAD ORIGINADO

    POR COMPONENTES LIPDICOS DE

    ORGANISMOS. MAYORA PROVIENE

    DEL CRACKING (DISOCIACIN

    TRMICA)

    LIPIDOS SON SOLUBLES EN

    PETROLEO, INSOLUBLES EN

    AGUA, E INCLUYEN CERAS,

    GRASAS, PIGMENTOS,

    ESTEROIDES Y TERPENOIDES,

    SIENDO LOS MAYORES

    PRECURSORES DE LOS HC

    EL KERGENO SE FORMA EN DOS ETAPAS SUCESIAS:

    POLIMERIZACIN Y REORDENAMIENTO

    POLIMERIZACIN INVOLUCRA LA FORMACIN DE GEOPOLMEROS A

    PARTIR DE BIOMONMEROS COMIENZA POCO DESPUES DE LA

    MUERTE DEL ORGANISMO Y SE COMPLETA EN UN TIEMPO

    GEOLGICO CORTO, CIENTOS O MILES DE AOS

    LA PRESERVACIN DEL MATERIAL ORIGINAL Y POSIBILIDAD DE

    FORMAR KERGENO, DEPENDER DE LAS CONDICIONES

    BIOQUMICAS QUE ENCUENTRA LA M.O. DURANTE SU TRANSPORTE,

    SEDIMENTACIN Y SOTERRAMIENTO.

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    EL PROCESO POR EL CUAL LA M.O. SE ALTERA POR EFECTO DEL

    INCREMENTO DE TEMPERATURA SE DENOMINA CATAGNESIS. SE

    PUEDE DIVIDIR EN LA ZONA DE PETRLEO, QUE CORRESPO