Mediul depozițional este factorul dominant în determinarea tipurilor de materie organică găsite într-o rocă. În roci se găsesc doar două tipuri de materie organică: derivată din pământ și derivată din alge acvatice. Căldura și presiunea transformă materia organică într-o substanță numită humină și apoi în kerogen. Timpul și temperatura transformă kerogenul în petrol.

Ce este kerogenul?

Geochimiștii definesc kerogenul ca fiind fracțiunea din constituentul organic sedimentar al rocilor sedimentare care este insolubilă în solvenții organici obișnuiți. Kerogenii sunt compuși dintr-o varietate de materiale organice, inclusiv alge, polen, lemn, vitrinită și materiale fără structură. Tipurile de kerogeni prezenți într-o rocă controlează în mare măsură tipul de hidrocarburi generate în acea rocă. Diferitele tipuri de kerogen conțin cantități diferite de hidrogen în raport cu carbonul și oxigenul. Conținutul de hidrogen al kerogenului este factorul care controlează randamentul de petrol vs. gaz din reacțiile primare de generare a hidrocarburilor.

Kerogenele structurate includ kerogenele lemnoase, erbacee, vitrinite și inertinite. Kerogenii amorfi sunt de departe cei mai răspândiți și includ cea mai mare parte a materialului algal.

Calitatea kerogenului

Diagrama Van Krevelen.

Tipul de kerogen prezent determină calitatea rocilor sursă. Cu cât un kerogen este mai predispus la petrol, cu atât calitatea sa este mai mare. În rocile sedimentare se găsesc patru tipuri de bază de kerogen. Un singur tip sau un amestec de tipuri poate fi prezent într-o rocă mamă. Tabelul de mai jos enumeră și definește aceste patru tipuri de kerogen de bază.

Diferențe de parametri

Tabelul de mai jos prezintă exemple de relații între zonele de generare a hidrocarburilor, maturitatea și raportul de transformare pentru kerogenele standard de tip II și III, pe baza unui model specific de îngropare și istorie termică. Cea mai semnificativă diferență este în ceea ce privește adâncimea până la debutul generării de petrol, unde 1000 m3,280,84 ft separă partea superioară a ferestrelor de petrol ale acestor două tipuri de kerogen.

Raportul de transformare

Figura 1 . Drepturi de autor: rezultate ale software-ului de modelare a bazinelor 1-D Genex, prin amabilitatea Institutului Francez al Petrolului.

Când comparăm curbele de generare a hidrocarburilor și curbele raportului de transformare din modelele 1-D, putem dezvolta o relație într-un mod similar cu cea pentru generație-maturitate. În cazul în care sunt disponibile date de reflectanță a vitrinitei, relația dintre raportul de transformare și maturitate poate fi utilizată pentru a prezice (1) procentul de kerogen care a generat hidrocarburi la o anumită adâncime și (2) randamentele de hidrocarburi.

Exemplu

Bazându-ne pe figura 1, determinăm că la o adâncime de 2,6 km2,600 m
8.530,184 ft
102.362,26 în puțul modelat se află în prezent în zona de generare a petrolului și aproximativ 25% din kerogenul din rocile sursă la această adâncime a generat hidrocarburi. Știm din relația generare de hidrocarburi-maturitate că la 2,6 km2,600 m
8.530,184 ft
102.362,26 în această sondă are o reflexie vitrinită ( Ro) de 0,7%. Dacă o altă sondă din bazin conține roci sursă similare și are o maturitate de 0,7% Ro la 3,7 km3,700 m
12,139.108 ft
145,669.37 in, atunci putem prezice că secțiunea de la 3,7 km3,700 m
12,139.108 ft
145,669.37 in este matură pentru generarea de lichid și a generat hidrocarburi lichide, transformând aproximativ 25% din kerogenul său în hidrocarburi.

Tipuri de kerogen

Descrierile următoare ale tipurilor de kerogen indică aportul lor biologic, stratigrafia și procesele de depunere care controlează proprietățile lor de generare a petrolului. Tipurile de kerogen sunt definite pe baza valorilor H/C și O/C (sau HI și OI din Rock-Eval). În probele imature din punct de vedere termic, tipurile de kerogen extreme din punct de vedere chimic I și IV (și, prin urmare, faciesurile organice echivalente A și D) conțin macerale cu proprietăți chimice relativ uniforme. Acești membri finali sunt dominați de constituenții cei mai și mai puțin bogați în hidrogen. Alte tipuri de kerogen (și, prin urmare, faciesul organic echivalent al acestora) sunt frecvent amestecuri de macerale. Microscopia este metoda de alegere pentru a distinge constituenții ansamblurilor mixte de materie organică.

Înainte de a enumera criteriile de discriminare a tipurilor de kerogen, este important să se ia în considerare „efectul de matrice minerală”. Unii constituenți minerali (argilă polară) întârzie eliberarea hidrocarburilor din probele de rocă întreagă pulverizată în timpul pirolizei Rock-Eval, subevaluând cantitatea, calitatea și datele de maturare termică. Deși acest factor, efectul de matrice minerală, este bine cunoscut de geochimiștii organici, este frecvent ignorat atunci când se interpretează valorile dependente de Rock-Eval utilizate pentru a determina tipul de kerogen și faciesul organic. Efectul matricei minerale apare atunci când argilele polare reacționează cu moleculele organice polare în timpul procedurii Rock-Eval nehidrofile.

Figura 2 Diagrama Van Krevelen modificată pentru faciesurile organice de la A la D. (După Jones.)

Pionierii pirolizei au descoperit că unele minerale inhibă expulzarea hidrocarburilor în timpul pirolizei rocilor întregi și nu în timpul pirolizei kerogenului. Efectul diferiților constituenți ai matricei variază de la cel mai puternic la cel mai slab: ilită > Ca-bentonit > caolinit > Na-bentonit > carbonat de calciu > gips. Variații ale efectului matricei minerale legate de bogăția organică apar în probele de rocă întreagă cu valori TOC mai mici de 10%.

Procesele de maturare termică geologică diferă de cele ale pirolizei Rock-Eval. Probele Rock-Eval din rocă integrală sunt încălzite rapid într-un mediu anhidru. Procesele de îngropare geologică fac ca argilele să sufere o alterare fizică și chimică care precede, de obicei, conversia (generarea) termică lentă și sistematică a kerogenului în petrol. Aceste modificări au loc în medii hidrice, care probabil reduc capacitățile reactive ale argilelor, de obicei înainte de a avea loc o generare semnificativă de hidrocarburi. Cu toate acestea, un anumit grad de efect al matricei minerale persistă probabil în condiții geologice.

Kerogen de tip I

Kerogenul de tip I este compus predominant din materia organică cea mai bogată în hidrogen păstrată în înregistrarea rocilor. Adesea, materia organică este alginită fără structură (amorfă) și, atunci când este imatură, prezintă o fluorescență galben-aurie în lumina ultravioletă (UV). O mare parte din kerogenul de tip I poate fi transformat termic în petrol și, prin urmare, este rareori recognoscibil în rocile mature termic sau postmature. Uneori, în rocile imature din punct de vedere termic, alginitul distinct din punct de vedere morfologic poate fi atribuit structural sau chimic unor genuri specifice de alge sau bacterii. Aceste microfosile cu pereți organici au valori H/C ridicate, deoarece au format hidrocarburi pe cale biologică. Câteva exemple de ansambluri pure cu proprietăți de kerogen de tip I includ următoarele: (1) alga lacustră Botryocococcus braunii, care, uneori, își păstrează morfologia colonială de diagnosticare în formă de cupă și tulpină și/sau compusul său chimic unic, botryococanul; (2) Tasmanites spp. care este un fitoplancton de alge marine cu salinitate scăzută, cu apă rece, cu caracteristici fizice unice; și (3) microfossilul colonial marin cu pereți organici din Ordovician Gloeocapsomorpha prisca, cu aspectul său fizic de diagnosticare și semnătura sa chimică unică. Acolo unde kerogenul de tip I este larg răspândit, este cartografiat ca facies organic A. Se formează de obicei în coloanele de apă stratificate din lacuri, estuare și lagune.

Kerogenul de tip I este concentrat în secțiuni condensate, unde transportul sedimentelor detritice este redus și în principal pelagic. Secțiunile condensate apar în faciesul offshore al traiectelor sistemelor transgresive din mediile marine și lacustre. Deși această extindere a terminologiei de la mediile marine la cele lacustre poate fi necunoscută la început, rocile lacustre se formează prin aceleași procese dinamice care formează rocile marine (de ex, aprovizionarea cu sedimente, climatul, tectonica și subsidența), deși modificările nivelului lacurilor reflectă adesea modificări locale ale scurgerii, evaporării și umplerii bazinelor sedimentare, mai degrabă decât modificările globale și relative ale nivelului mării postulate pentru sedimentele marine.

Kerogen de tip II

Kerogen de tip II în forma sa pură (monomaceral) se caracterizează prin exinitul maceral relativ bogat în hidrogen. Printre exemple se numără sporii și polenul plantelor terestre, în principal chisturile fitoplanctonului marin (acritarhi și dinoflagelate) și unele componente ale plantelor terestre, cum ar fi cuticulele frunzelor și tulpinilor. Ca și în cazul kerogenului de tip I, apariția kerogenului de tip II depinde de productivitatea biologică ridicată, de ow diluție mineralică și de o oxigenare restrânsă. Kerogenul exinitic pur de tip II se păstrează în secțiuni condensate și reprezintă macerale care sunt puțin mai puțin bogate în hidrogen decât kerogenul de tip I.

Kerogenul de tip II se poate forma, de asemenea, din degradarea parțială a kerogenului de tip I sau din amestecuri variate de tip I și tipuri II, III și IV. De exemplu, materia organică formată în proveniențe diferite poate fi combinată, cum ar fi atunci când materialul algelor planctonice cade în sedimente care conțin macerate lemnoase transportate (kerogen de tip III). Kerogenul de tip II este înregistrat în traiectele sistemelor transgresive, uneori spre uscat față de depunerea kerogenului de tip I.

Kerogenul de tip III

Kerogenul de tip III conține suficient hidrogen pentru a fi generator de gaze, dar nu suficient hidrogen pentru a fi predispus la petrol. În forma sa pură, este compus din vitrinit, un maceral format din lemnul plantelor terestre. Ca și în cazul altor tipuri intermediare de kerogen, însă, diverse amestecuri de maceral sau procese de degradare pot contribui la formarea kerogenului de tip III. Mediile de formare a cărbunelui reprezintă mai multe tipuri diferite de kerogen. Majoritatea cărbunilor se formează în mlaștini paralice și în canale de râu abandonate. Vail et al. (în curs de publicare) constată că, în regiunile în care aprovizionarea cu sedimente este scăzută, văile incizate conțin aceste sedimente sub formă de depozite estuariene sau de câmpie de coastă.

Kerogen de tip IV

Kerogen de tip IV este un termen care nu este utilizat în mod universal de geochimiștii organici, deoarece este dificil de distins tipul IV de tipul III folosind doar piroliza Rock-Eval. Este un membru terminal inert (nu generează hidrocarburi) din spectrul generator de hidrocarburi. Kerogenul de tip IV este alcătuit din constituenți săraci în hidrogen, cum ar fi inertinita, care este materie organică detritică oxidată direct prin maturare termică, inclusiv prin foc (cărbune) sau prin reciclare biologică sau sedimentologică.

Vezi și

• Analiza Rock Eval folosind indicele de hidrogen (HI) și indicele de oxigen (OI)
• Tipul și calitatea kerogenului: evaluare vizuală
• Cromatografie în fază gazoasă prin piroliză
• Relații între maturitate și generarea de hidrocarburi
• Tipul de Kerogen și generarea de hidrocarburi
• Tipul de Kerogen și maturitatea
• Tipul de Kerogen și raportul de transformare
• Deschis… versus modelarea generării în sistem închis
• Diagrama Van Krevelen
• Kerogen de tip I
• Kerogen de tip II
• Kerogen de tip IIS
• Kerogen de tip III
• Kerogen de tip IV

find literature about Kerogen

• Conținut original în Datapages
• Găsiți cartea în AAPG Store

.