Origen Del Gas Natural

Origen del Gas Natural

Origen inorgánico

Teoría de los metales alcalinos o de Berthelot (1886).

Interpreta que en el interior de la Tierra existen metales alcalinos en estado libre. Metales Alcalino + Bióxido de carbono = Carburos + H20 = Acetileno EL acetileno C2H2 (Es un gas, altamente inflamable). DEBILIDADES Los metales alcalinos son los más reactivos químicamente, Por esa razón esta clase de metales no se encuentran en estado libre en la naturaleza.

Teoría de los carburos metálicos o Teoría de Mendeleiv (1897 – 1899). Teoría basada en la presunción de que en la Tierra existen Carburos de Hierro en estado nativo y que las aguas de infiltración, al reaccionar se polimerizan y forman hidrocarburos. Carburos de Hierro + aguas de infiltración (se polimerizan)= Hidrocarburos

Polimerización proceso químico por el que los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso, llamada polímero, o bien una cadena lineal o una macromolécula tridimensional.

Debilidad Es dudoso que el agua necesaria para verificar estas reacciones pueda infiltrarse lo suficiente para reaccionar con los carburos de hierro, ya que hay razones para creer que la porosidad y las fracturas de las rocas tienden a desaparecer con la profundidad.

Teoría de las emanaciones volcánicas de Moissan (1900). Se basa en el hecho de que algunos gases de las emanaciones volcánicas contienen pequeñas cantidades de hidrocarburos.

Pequeñas cantidades volcánicas cerca de Etna y también en Japón Los gases son originados a grandes profundidades, indicativos de la composición química de los elementos que constituyen el interior de la Tierra y de sus reacciones.

Debilidad La debilidad de esta teoría esta en que en la mayoría de las secuencias volcánicas no hay yacimientos de hidrocarburos

Teoría del origen cósmico (1903). La hipótesis postula que conforme se enfriaba el globo, el petróleo se precipitaba de la atmósfera y penetró en los poros de las piedras para llegar a constituir con el tiempo los yacimientos actuales.

Debilidad De acuerdo a esta teoría se tendrían yacimientos petroleros en cualquier tipo de roca y de cualquier edad sin embargo esto no sucede.

Origen orgánico Proveniente de vegetación marina o remanente de animales marinos (Hunt, 1863) en un habitat (georeactor) generado por rocas sedimentarias que contribuyeron a ocluir, compactar y profundizar la materia orgánica. Todo el petróleo y la mayoría del gas natural (un 80 %) actualmente encontrados en cuencas sedimentarias se formaron por un proceso de degradación térmica o cracking muy posiblemente catalizados por ciertos minerales arcillosos. Al gas de este origen se lo denomina gas térmico o termogénico. El 20 % restante del gas natural presente en los reservorios, proviene de actividad bacteriana en medios inicialmente abundantes en oxígeno y finalmente anoxicos y se denomina gas biogénico.

Geoquímica de los hidrocarburos El desarrollo de la cromatografía gaseosa (GC) permitió, con su contribución, fundamentar la contradicción acerca de la teoría de la acumulación directa de los HCs en los reservorios actuales. Los hidrocarburos componen solo menos de 0.3 mg/lt. de los organismos vivos. Esto sugiere que son acumulaciones de hidrocarburos originados en los organismos vivos (plantas y animales). Sin embargo, hoy se sabe que: 

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A) C3 a C14 están ausentes en los organismos vivos. B) Los “hidrocarburos modernos” muestran preferentemente parafinas con número de átomos de carbono impar, sin embargo, en el petróleo la relación par-impar es casi igual.

Estas diferencias serian difíciles de explicar si los petróleos brutos fuesen predominantemente acumulaciones biogénicas y parece ser más probable que una proporción grande de los hidrocarburos haya sido sintetizada durante el enterramiento.

Otro aspecto crítico para la geoquímica orgánica es explicar como los HCs generados en la roca madre migraron a trampas de acumulación (actuales reservorios). Existe hoy bastante acuerdo que la migración ocurrió en forma bifásica de flujo desde la roca madre (migración primaria) tanto como ducto dentro de los reservorios (migración secundaria).

Es evidente que el agua y sus especies disueltas desempeñaron un rol muy importante en los procesos geoquimicos que tuvieron lugar tanto en la migración primaria como en la secundaria.

La MOS es el Kerogeno que constituye la principal fuente de hidrocarburos del subsuelo (su materia prima). Luego de entrampado el Kerogeno resulta sujeto a sucesivas transformaciones descriptas por Tissot y Welter (1978) como:

DIAGENESIS La “diagenesis” es la etapa mas superficial, se pierde oxígeno ocluido como ácido carbónico y agua. Se generan fósiles geoquimicos o moléculas sintetizadas por los organismos vivos al momento de la depositacion que serán los HCs. Se genera metano biogénico. A una velocidad de sedimentación de 30 cm. en 1.000 años, valor en general razonable, la formación de metano en el sedimento llevaría 3.000 años. Durante ese breve (geológicamente hablando) lapso se suceden reacciones químicas que afectan a la materia orgánica según el hábitat, todas con liberación de energía. Si representamos a la MOS como C6H12O6, en la parte superior del sedimento donde abunda oxigeno (por aire ocluido) la reacción puede representarse por:

catagénesis La “Catagénesis” sucede entre 50 y 120ºC, el kerógeno pierde hidrogeno como HCs livianos, se forman HCs líquidos algunos de los cuales craquean (descomponen térmicamente) a gaseosos (gas húmedo o gas saturado con HCs livianos (C5-C10)). La catagénesis es la alteración físico-química de los sedimentos y los fluidos intersticiales a temperaturas y presiones más elevadas que las de la diagénesis. La catagénesis implica un proceso de calentamiento en un rango oscilante entre 50° y 150°C [122° y 302°F]. A estas temperaturas, los enlaces químicos se rompen en el querógeno y en las arcillas de las utitas, generando hidrocarburos líquidos. En el extremo superior de este rango de temperatura, el craqueo secundario de las moléculas de petróleo puede generar   moléculas de gas. (Glosario Schlumberger).

La “Metagénesis” sucede a más de 120ºC y en ella se forman los HC gaseosos (gas seco).

La metanogénesis por reducción del CO2   es una forma de respiración anaeróbica. Los metanógenos no utilizan el oxígeno para respirar; de hecho, el oxígeno inhibe el crecimiento de los metanógenos. El aceptor de electrones terminal en la metanogénesis no es el oxígeno, sino el carbono. El carbono puede aparecer en un pequeño número de compuestos orgánicos con poco peso molecular. Los dos caminos mejor descritos implican la utilización de dióxido de carbono y acetato como aceptores terminales de electrones:

CO2 + 4 H2 → CH4 + 2H2O