Olaj a mély óceánból a Tudomány számára
Olaj van az Atlanti-óceán déli része alatt, mert óriási mennyiségű üledék halmozódott fel az óceán 140 millió évvel ezelőtti kialakulása óta.
A Girassol olajmező úszó telepítése, Angola partjainál
A TotalFinaElf jóvoltából
1980 és 2020 között a világ népessége megduplázódik, eléri a nyolc milliárd embert. Ez a népességnövekedés várhatóan a globális energiafogyasztás 50 százalékos növekedését eredményezi. Energiaforrásaink elegendőek lesznek-e ezen igények kielégítésére? Összességében igen: több energiatermelési módszer létezik, és a fosszilis tüzelőanyagok tartalékai elegendőek lesznek egy vagy két generáció számára. Így az ismert szénkészletek a jelenlegi ütemben 250 éves fogyasztást jelentenek, az olaj- és földgáztartalékok pedig évtizedekre elegendőek lesznek. Az igények azonban egyenetlenül oszlanak meg: sok fejlődő ország például egyre több autó üzemanyagot fogyaszt. A könnyen hozzáférhető folyékony szénhidrogének felfedezése azonban ritkán fordul elő. Ezenkívül a régóta elhanyagolt földgáz egyre nagyobb érdeklődést mutat a kutatók számára: kevésbé fosszilis energiaforrás a fosszilis energiában, mint a szén vagy a folyékony szénhidrogének. Végül a világ kőolajkészleteinek 70 százaléka és a földgázkészletek 40 százaléka a Közel-Kelet országaiban koncentrálódik.
Szimmetrikus lerakódások
Mi az olajrendszer? A kifejezés az üledékmedence egy részét jelöli, ahol a kőolaj képződéséhez és visszatartásához szükséges összes geológiai alkotóelem össze van hozva, és amely ismeri az olaj vagy gáz érleléséhez elengedhetetlen fizikai és kémiai körülményeket. A geológiai alkotóelemek száma négy: „alapkőzet”, „lefolyók rendszeréhez tartozó„ víztározó kőzet ”,„ fedőszikla ”és„ csapda ”. Ezenkívül az alapkőzet fokozatos temetkezési folyamatának meg kell teremteni a kémiai érleléséhez szükséges hőfeltételeket. Nézzük meg ezeket a szempontokat.
Kőolaj rendszerek
Az első alkotóelem, az alapkőzet üledékes kőzet, ahol az ásványi üledékkel egy időben nagy mennyiségű szerves törmelék halmozódott fel. Ez a szerves anyag a közelben élő organizmusok többé-kevésbé jól megőrzött maradványainak felhalmozódásából származik. Lényegében ezek planktoni algák, magasabb rendű növények és baktériumok. Ahhoz, hogy egy kőzet alapkőzetnek minősüljön, a benne lévő szerves anyagnak a kőzet tömegének legalább egy-két százalékát kell képviselnie. Ez a szerves anyagokban gazdag üledék ritka, mivel különleges képződési feltételeket igényel, különös tekintettel egy jelentős biomasszát termelő ökoszisztémára, amelynek maradványai a bomlástól elkerülve beépülnek az ülepedő üledékbe.
Forrás sziklák
A biológiai termelés helyéről a lerakódási helyre történő szállításnak rövidnek kell lennie, és az ülepedési közegben oxigénmentes (anoxikus közeg) kell lennie. Ellenkező esetben az aerob baktériumok és a bentos organizmusok szaporodnak és elfogyasztják az előállított biológiai anyagot. A szerves anyagokban gazdag kőzetek leggyakrabban agyagos vagy márgás kőzetek (agyag és mészkő keveréke). Kis részecskeméretűek, ezért nem túl porózusak és nem nagyon áteresztőek. Az olajrendszer elengedhetetlen része, az alapkőzet egy „olaj- és gázgyár”. A szerves anyagokban gazdag üledékektől mentes medence nem tartalmazhat olajmezőket. Valamennyi forráskőzet nem egyenértékű, de elsősorban szervesanyag-tartalmuk, térfogatuk vagy a bennük lévő megkövesedett szerves anyagok jellege szerint különbözik egymástól.
Három fő kategóriába sorolják őket. Az i típus főleg a tavakban élő baktériummembránok és egysejtű algák maradványaiból képződik. Nem széles körben használják, kiváló minőségű, mivel az üledékben megőrzött szerves anyagok tömegének 70-80 százaléka kedvező körülmények esetén szénhidrogénné alakulhat. Az i típusú forráskőzetek például a nyugat-afrikai peremek és a dél-amerikai keleti peremek tóüledékeiben vannak (a kora kréta korból származnak), vagy Délkelet-Ázsia több harmadkori medencéjéhez vagy néhány kínai szárazföldi medencéhez kapcsolódnak.
A gyakoribb ii. Típus a tengeri planktonikus algák maradványaiból képződik. Ilyenek például az Északi-tenger, Venezuela és Szaúd-Arábia forráskövei. A bennük lévő szerves anyag tömegének 40–60 százaléka optimális körülmények között szénhidrogénné alakul. Végül a iii. Típus, amelynek egy bizonyos formája a szén, a magasabb szárazföldi növények maradványaiból származik. Például a fosszilis delták forráskőzeteire jellemző. Ennek a szerves anyagnak a kőolajpotenciálja viszonylag alacsony, mivel szerves tartalmuknak csak 10-30 tömegszázaléka alakulhat szénhidrogénné. Másrészt, mivel az azt tartalmazó üledékkupacok gyakran több száz méter vagy akár több kilométer vastagok, a megtermelt olaj mennyisége jelentős.
Az olajrendszer második alkotóeleme egy olyan szennyvízelvezetés, amely általában porózus és áteresztő kőzetekből áll, valamint olyan törések és hibák, amelyek lehetővé teszik a szénhidrogének kiszorítását az üledékes medencében. A porózus és törött kőzetek tározó kőzetekként is működhetnek, ahol szénhidrogének halmozódnak fel. A víztározó kőzetek porozitása a kőzet térfogatának körülbelül 5-30 százaléka között mozog. Az alapkőzetben képződött olajat és gázt a lefolyók felé engedik ki, és oda költöznek, mert sűrűségük alacsonyabb, mint az összes üledékes kőzetet átható vízé: az Archimédész-tolóerő, amely miatt az olajat a vízen lebegtetik, olaj a felszín felé vándorol.
Harmadik komponens, a lefolyók felett elhelyezkedő kőzetborító. Vízzárhatatlansága miatt korlátozza a szénhidrogéneket a porózus rendszerben, ahol mozognak. Például agyagos kőzetek vagy hatalmas só. A kőzetborítás hiánya a szénhidrogének diszperzióját eredményezi az üledékes medencében, és a felszín felé történő menekülést eredményezi. A földre érve a szénhidrogének kémiai vagy biológiai mechanizmusokkal pusztulnak el, például véletlen olajszennyezés során a munkahelyen. Becslések szerint ezek a természetes olajok a környezetbe szivárognak, és mennyiségükben megegyeznek az emberi eredetű olajkibocsátások egyenértékével.
Az olajrendszer negyedik eleme, a csapda geológiai akadály, amely a felszín felé haladva megállítja a szénhidrogének fejlődését. Kétféle csapda létezik: a szerkezeti csapdák olyan különleges geometriai balesetek, amelyekben olaj felhalmozódik, például bizonyos antiklinális redők vagy hibák, amelyek áthatolhatatlan akadályokat helyeznek el a folyadékok útjában; a stratigrafikus csapdák a tározó kőzet porozitásának és permeabilitásának lokális variációiból származnak. Ez lehet például az áteresztő kőzetből az át nem eresztő kőzetbe való áthaladás, vagy a kőzet pórusait elzáró ásványi cement jelenléte. Kőolajfolyadékok - olaj vagy gáz - felhalmozódnak az ilyen csapdákban.