Roca fuente (geología)
En geología, un lecho rocoso es una roca sedimentaria rica en materia orgánica . Durante el entierro del sedimento, y con el aumento de presión y temperatura, la materia orgánica de las rocas generadoras se transforma gradualmente en hidrocarburos :
En geología del petróleo, el lecho rocoso es uno de los tres componentes de un sistema petrolero , junto con la roca del yacimiento y la roca de cobertura .
Caracteristicas
En geología del petróleo, un lecho rocoso es una roca sedimentaria rica en materia orgánica sólida conocida como kerógeno .
Las rocas generadoras sedimentan en ambientes de deposición generalmente tranquilos que conducen a:
Los ambientes anóxicos marinos o lacustres (deficientes o desprovistos de dioxígeno ) son particularmente favorables para la conservación de la materia orgánica. De hecho, no se produce oxidación y, por tanto, destrucción de la materia orgánica que puede acumularse en los sedimentos. El fenómeno se acentúa cuando se crea una estratificación vertical del medio marino, con una rodaja de agua oxigenada superficial, donde se desarrollan los microorganismos que aportan materia orgánica, y una rodaja anóxica profunda donde se encuentran los restos de estos organismos luego de su muerte.
Los principales eventos anóxicos a escala global o en escalas más regionales son los períodos de depósito de las principales rocas generadoras en el origen de una gran parte de los hidrocarburos fósiles.
Clasificación de rocas generadoras
Las rocas generadoras se clasifican por la naturaleza de su materia orgánica más que por su litología.
Por lo tanto, se definen tres tipos principales de rocas generadoras de acuerdo con la naturaleza de su kerógeno:
- tipo 1, también llamado " sapropelic ". La materia orgánica está compuesta fundamentalmente por microalgas lacustres depositadas principalmente en lagos con ambiente anóxico. Las rocas generadoras correspondientes, a las que se hace referencia por extensión como tipo 1, son de excelente calidad y generan principalmente petróleo. Los ambientes de los depósitos de este tipo de lecho rocoso son bastante específicos y de extensión limitada, lo que lo convierte en un tipo bastante raro;
- tipo 2, también llamado "planctónico". La materia orgánica proviene principalmente de microorganismos planctónicos depositados en ambientes marinos anóxicos. Las rocas generadoras de tipo 2 a menudo se extienden a nivel mundial o al menos a escala de cuenca, lo que las convierte en rocas comunes. Generan petróleo y en menor medida gas, a menudo con tendencia al azufre cuando su litología es más carbonatada;
- tipo 3, también llamado "húmico". La materia orgánica proviene principalmente de los desechos de la vegetación terrestre y es similar al carbón. Las rocas generadoras de tipo 3 están ampliamente distribuidas y depositadas en los márgenes continentales en un ambiente oxigenado o parcialmente oxigenado. Después del entierro, generan gas y petróleo en proporciones aproximadamente equivalentes.
Estas rocas son sumideros de carbono naturales que han tardado cientos de millones de años en construirse.
Rocas de origen e hidrocarburos
En la escala de tiempo geológico , durante períodos de decenas a cientos de millones de años, los sedimentos excavan. Bajo el efecto del aumento de la presión y la “temperatura geotérmica”, pierden parte de su agua, se solidifican y la materia orgánica evoluciona allí, descomponiéndose en kerógeno .
- Alrededor de 2000 metros de profundidad, para un gradiente geotérmico promedio, cuando la temperatura del subsuelo alcanza un promedio de 100 ° C, el kerógeno comienza a generar hidrocarburos.
- Entre unos 2.000 y 3.800 metros, se convierte en aceite. Este intervalo de profundidad se denomina "ventana de aceite" (aquí el aceite es el otro nombre para el petróleo).
- Cuando el entierro en el lecho rocoso continúa entre aproximadamente 3800 y 5000 metros, la producción de hidrocarburos líquidos alcanza su punto máximo. Los líquidos producidos se vuelven cada vez más ligeros y pasan a un estado gaseoso: dan gas metano , el más ligero de los hidrocarburos. Este intervalo de profundidad se denomina "ventana de gas".
- A mayor profundidad (3800 a 5000 metros y más), el petróleo evoluciona hacia hidrocarburos más ligeros que los gaseosos (incluido el metano , conocido como gas natural, el más ligero de los hidrocarburos).
Este proceso de degradación térmica (catagénesis), que conduce a la formación de hidrocarburos ( betunes , petróleo, gas natural, etc.), da paso luego a la metagénesis destruyendo los hidrocarburos y dejando solo residuos carbonosos.
Hidrocarburos de roca madre
La mayoría de los hidrocarburos generados permanecen confinados dentro de las rocas generadoras.
Corresponden a hidrocarburos de lecho rocoso :
- si la materia orgánica del lecho rocoso ha experimentado solo una maduración térmica muy débil, son los betunes los que se encuentran, por ejemplo, en las arcillas bituminosas, a menudo llamadas “oil shale” ( esquisto bituminoso en inglés);
- para un mayor enterramiento, correspondiente a temperaturas más altas, se forma aceite en el lecho rocoso. Este es el lecho de roca, a menudo llamado " aceite de esquisto ";
- finalmente, con el aumento de las temperaturas, el lecho de roca genera gas natural. Se trata de gas de lecho rocoso, conocido por el público en general como " gas de esquisto ".
La explotación de estos hidrocarburos requiere métodos diferentes a los utilizados en la producción convencional; por tanto, pertenecen al grupo de los hidrocarburos no convencionales .
Terminología
El término "lutita" que se utiliza a menudo en la terminología de roca madre es incorrecto. Estas son rocas sedimentarias y no rocas metamórficas como la pizarra. Es la textura a menudo escamosa de estas rocas finamente laminadas lo que a veces les da el nombre incorrecto de esquisto.
Se considera "que es mejor evitar" el uso del nombre esquisto (en sentido amplio) "con todas las rocas susceptibles de cortarse en láminas" .
Hidrocarburos expulsados de rocas generadoras
Se expulsa una pequeña parte de los hidrocarburos generados por las rocas generadoras. Bajo el efecto de las presiones y menores densidades de los hidrocarburos en comparación con el agua contenida en las rocas, estos hidrocarburos pueden migrar hacia rocas con propiedades de reservorio ( porosas y permeables ) en las que pueden quedar atrapados. Estos son los llamados depósitos de hidrocarburos "convencionales". Pero la migración de hidrocarburos también puede conducir, además de su destrucción por filtraciones superficiales, a varios otros tipos de hábitats petrolíferos que se vincularán al campo no convencional como las arenas bituminosas o el asfalto.
Ejemplos de cimientos de interés para la industria del petróleo y el gas
Entre las 19 cuencas de gas reconocidas en los Estados Unidos (donde ya se habían excavado 35.000 pozos en 2006) ricas en gas de esquisto y condensados :
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Marcellus Schists , en la Cuenca de los Apalaches (profundidad: -4000 a -8500 pies);
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Barnett Shale en la cuenca de Fort Worth (profundidad: -2500 a -3000 pies);
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Shale Woodford (Woodford Shale);
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Fayetteville Shale (Fayetteville Shale) en Arkansas en la "Cuenca Arkoma" (profundidad: unos cientos de metros - 7.000 pies);
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Haynesville / Bossier Shale (Haynesville Shale), en parte en Texas y el norte de Louisiana (10,500 a 13,500 pies, con una presión de más de 10,000 psi y una temperatura extrema de más de 260 a 380 ° F, lo que hace que un pozo requiera al menos el doble de potencia hidráulica para fracturamiento ;
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Formación Bakken (Bakken Shale), formada por dos grandes estratos distintos, ambos igualmente ricos en petróleo y gas, en la Cuenca Williston (profundidad: 8,000 a 10,000 pies);
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Shale Lewis (Lewis Shale) en la Cuenca de San Juan;
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Antrim Shale (Antrim Shale) en la cuenca Michigan;
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Lutita New-Albany ( lutita New Albany ) del Devónico - Mississippian en Illinois con lutitas bituminosas (en el sureste de Indiana );
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Utica Shale , Ohio .
Otras rocas generadoras:
Notas y referencias
Notas
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Esta es una mala traducción del término inglés shale, que es una "roca sedimentaria estratificada de grano muy fino, generalmente arcillosa o margosa".
Referencias
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Jean-Jacques Jarrige, esquisto o gas de la roca madre , 2011, Sociedad Geológica de Francia, http://www.geosoc.fr/sommaires-et-resumes-geologues/cat_view/86-actualites.html , schist_gas_2011 [ 1] .pdf
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-
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Alain Foucault, Jean-Francois Raoult, Fabricio Cecca Bernard Platevoet, Diccionario geología , 8 ª edición, Colección: descontinuado, Dunod, 2014, 416 p. , 155x240 mm, ( ISBN 9782100597352 )
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(en) Halliburton (2008), el gas de esquisto de Estados Unidos (Libro Blanco) , julio de 2008 - ver § El esquisto Marcellus - cuenca de los Apalaches , p. 7/8
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(en) Shaffer NR Leininger RK Gilstrap y MS (1983) Composición de los lechos superiores de New Albany Shale en el sureste de Indiana ; Simposio de lutitas bituminosas del este, Lexington (13/11/1983), Ed: IMMR ( Lien Ref Inist-CNRS
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" Los campos petroleros del Mar del Norte " , en https://www2.ac-lyon.fr (consultado el 25 de mayo de 2018 )
Ver también
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