Hogyan képződik az olaj, a gáz és a szén; Jean-Marc Jancovici
Megjegyzés: a grafikák szinte mind a "Kerogéntől a kőolajig és szénig: az üledékes szerves anyagok átalakulásának módjai és mechanizmusai a temetés során" című cikkből származnak, Bernard Durand, Mem. Soc. Geol. Franciaország, N.S., 1987, 77-95. Oldal, amit melegen köszönök.
A "normál" ásványolaj, vagy az olajszállító tartályhajókban a "hagyományos" folyadékot jelent, amely folyadék elsősorban szénhidrogén molekulákból áll (csak szénből és hidrogénből áll). Ez a "normál" olaj meglehetősen változó arányban (átlagosan 15%) tartalmaz még bonyolultabb nehéz molekulákat (beleértve az oxigént, nitrogént és ként), gyantának vagy aszfalténnek.
Ez az olaj olyan élő szervezetekből (algák, plankton, néha kontinentális növények stb.) Jött létre, amelyek nagyon régen éltek. A világ minden olajtartálya saját tulajdonságokkal rendelkezik: mivel nincs két egyforma ember, egyetlen olajmező sem ad pontosan ugyanolyan folyadékot.
Az olaj képződése hosszú ülepítési folyamat eredménye, amely nagyon specifikus fázisok egymást követi:
A kerogén teljes tömege bolygó léptékben
Noha az üledékekben általában csak kis mennyiségben van jelen, a kerogén bolygóléptében 10 000 000 billió tonna össztömeget képvisel. Ennek a kerogénnek csak 0,1% -a (vagyis az összes ülepedett szerves anyag ezred része) képez szenet (de ez még mindig 10 000 milliárd tonna!), És a gáz és az olaj 0,003% -os összes kerogént jelent nagyságrendben (de ez még mindig néhány száz milliárd) tonna).
- A lemezes tektonika, vagyis a földkéreg alatti nagyon lassú konvekciós mozgások miatt az üledékek lassan a földbe süllyednek. Ezután a környezeti hőmérséklet emelkedik, a geotermikus energia biztosítja a fűtést (a geotermikus energia egyébként a földi kőzetek természetes radioaktivitásának eredménye). A temetkezési sebesség változó, az üledékképződés hőmérséklete millió évente 0,5-20 ° C-kal növekszik.
- 50 és 120 ° C közötti környezeti hőmérséklet (a minimális szint az alapkőzet korától függ, ez bonyolult!), A Kerogen termikus eredetű bomláson, pirolízison megy keresztül (feltéve, hogy nem érintkezik szabad oxigénnel, különben oxidálódik) ). Először is, ez a bomlás a vizet és a CO2-t elűzi a kerogénből (nagyobb vagy kisebb mennyiségben, az oxigén kezdeti arányától függően). Aztán, ahogy a hőmérséklet az idő múlásával növekszik, a kerogén kiűzi a folyékony szénhidrogéneket (ez a híres kőolaj, amelyet még mindig olajnak hívják) és a "természetes" gázt (vegye figyelembe, hogy a kőolaj és a szén minden). Szintén "természetes", mivel megtalálható a természetben!).
Minél mélyebbre került az üledék, annál nagyobb volt a gázfrakció, mert melegebb és a pirolízis tovább tartott, erősebben lebontva a kerogént, valamint magukat a folyékony szénhidrogéneket is. Figyelembe véve a "merülés" sebességét, néhány millió évbe telik, amíg a kerogén hő hatására részben olajokká, gázzá, CO2-vá és vízzé alakul át.
- Az alapkőzetben levő minden kis kerogén csepp víz + folyékony szénhidrogének + gáz + erősen széntartalmú szilárd maradék keverékévé válik (mert a hidrogén nagy része folyékony szénhidrogénekké és gázzá vált). Csak viszonylag át nem eresztő forráskőzetek (ezért finomszemcsések) képesek megtartani a kerogént elég hosszú ideig ahhoz, hogy ideje legyen jelentősen átalakulni, de ennek az átjárhatatlanságnak az a következménye, hogy a pirolízis eredménye kezdetben nagyon szétszórt módon megmarad.
A kerogén evolúciójának 1. szakasza, a pirolízis kezdetén.
Minden kicsi kerogénáram vizet termel, amelyet időnként az üledék fölötti rétegek nyomásának hatására kiürítenek.
A kerogén evolúciójának 2. szakasza a pirolízis során.
A kerogén minden kis cseppfolyama szénhidrogéneket termel
- A szénhidrogének képződése tehát normális hosszú távú következménye az ülepedésnek, mindaddig, amíg szerves frakció van a kiindulási anyagban, de olyan eljárás nélkül, amely lehetővé teszi a keletkező olajok és gázok "koncentrálását", amelyek a diffúzió során nagyon bomlanak, a olaj- vagy gázbetét létezne.
- Ez a gáz megjelenése, mivel a kerogén növekvő hőmérsékletre kerül (eltemetés következtében), ami végül a pirolízis folyamatát fejezi be. A kezdeti kerogént tartalmazó kis zsebekben a gáznyomás valóban növekszik a mélységgel (mert egyre melegebb), és amikor ez a nyomás elegendő lesz az alapkőzet „átjárhatatlanságának” leküzdésére (a kapillaritással kapcsolatos ellenállások nagyon kicsi pórusok esetén erős), a folyékony és a gázfrakció fokozatosan távozik az alapkőzetből.
Ezt a kiutasítást a kőolajzsargonban „elsődleges migrációnak” nevezik. Az alapkőzet kora 1 millió év és 1 milliárd év között változik a migráció idején, a leggyakoribb kor 100 millió év körül mozog: az olaj tehát megújuló energia.…. Ha várhatunk néhány tízmillió évet mielőtt megégetnénk !
A kerogén evolúciójának 3. szakasza.
Minden apró kerogén csepp szinte minden olyan szénhidrogént termelt, amelyet elő tudott állítani (alig van hidrogén az üledékben). A gáz nyomása alatt megkezdődik az "elsődleges migráció".