Desafío para la Industria del Petróleo La confirmación experimental

Teoría del origen abiótico abisal Petróleo: desafío para la Industria del Petróleo

La confirmación experimental

La teoría del origen del petróleo abisal no biótico reconoce que el petróleo es un material primordial de origen profundo que se ha hecho erupción en la corteza de la Tierra. De acuerdo con la teoría del origen del petróleo abisal no biótico, desarrollado durante los últimos 50 años en Rusia y Ucrania, los compuestos de hidrocarburos que se generan en el manto de la Tierra. Hay tres escenarios posibles para la migración manto fluido petrolífero. De acuerdo con la primera, cuando la presión en el flujo de fluido se reduce drásticamente a una temperatura casi constante, la destrucción completa de los hidrocarburos se produce. De acuerdo con el segundo caso, si la presión no es lo suficientemente alta como para superar una resistencia del "bloqueo" de capa, el manto fluido está bloqueado en profundidad entre la capa superior y la superficie. Dependiendo de la profundidad (es decir, condiciones termobáricas) el líquido podría ser completamente o parcialmente destruidas dentro de un tiempo determinado. Las ofertas de tercer escenario con la formación de depósitos de petróleo. El aumento de las zonas subcorticales a través de fallas profundas y sus juntas de plumas o fisuras, el líquido del manto petrolífero se inyecta a alta presión en cualquier roca y se distribuye allí en la forma de una nube de hongo. La composición de hidrocarburos de las acumulaciones de petróleo y gas formado de esta manera depende de la velocidad de enfriamiento líquido durante el movimiento de estos líquidos a la superficie de la Tierra. Sin embargo, estar a poca profundidad, las acumulaciones de petróleo y gas a ser básicamente fija. Ellos no emigran hacia arriba en anticlinales o sinclinales, a través de lechos o inclinados u horizontal hasta que las masas de petróleo se mueven más por nuevas cantidades del fluido manto petrolífero (fig. 1).

Figura 1. posible escenario de la migración de fluidos del manto petrolífero.

La acumulación de petróleo y gas es una parte del proceso natural de liberación de gases de la Tierra que fue el responsable de la creación de su hidrosfera, atmósfera y biosfera.

De acuerdo con la teoría de origen abisal petróleo no-bióticos, las condiciones siguientes son necesarias para la síntesis de hidrocarburos de no-bióticos sustancias: presión y temperatura adecuadas, los donantes de carbono e hidrógeno, y un medio de reacción termodinámicamente favorables. Los cálculos teóricos basados ​​en métodos modernos de termodinámica estadística han establecido que la polimerización de hidrocarburos se lleva a cabo en el intervalo de temperatura 600-1500 ° C ya presiones 20-70 kbar (al Kenney et al. 2002). De acuerdo a la consideración científica moderna de las características físicas y químicas del manto continental (. Carlson et al 2005), estas condiciones podrían tener lugar en lo profundo de la Tierra, a profundidades de 70 a 250 km. Diferentes sustancias pueden actuar como donantes de carbono: el dióxido de carbono (CO 2 ), grafito, magnesita (MgCO 3 ), calcita (CaCO 3 ). El agua y el grupo hidroxilo de varios minerales podrían ser posibles donantes de hidrógeno.

Según el análisis de la ciencia moderna, todas las sustancias anteriormente mencionadas están presentes en el manto en cantidades suficientes (Murakami et al. 2002, Isshiki et al. 2004). Las condiciones favorables de la reducción podría ser creado por la presencia de óxidos de hierro de metal sin relación con los silicatos.

Por lo tanto, de hidrocarburos no-biótica de síntesis podría tener lugar en las rocas básicas y ultrabásicas del manto superior, en presencia de óxidos de hierro y los donantes de carbono e hidrógeno. La posible reacción de la formación, en este caso podría ser presentado de la siguiente manera: la sustancia del manto reducido los gases del manto + → + oxida los hidrocarburos del manto de sustancias. Otro mecanismo de la síntesis de hidrocarburos también podría ser la siguiente. Estructurales radicales, como el carbono, de metileno (CH 2 ), metilo (CH 3 ) podría existir en el manto. Las diferentes combinaciones de estos radicales definir la amplia gama de hidrocarburos de petróleo y gas, y también hacer que las propiedades análogas y la similitud genética de los aceites de diferentes partes del mundo.

Uno de los principales obstáculos para el desarrollo de la teoría de origen abisal no biótico del petróleo ha sido la falta de resultados experimentales fiables y reproducibles que confirmen la posibilidad de la síntesis espontánea de los sistemas complejos hidrocarburos en las condiciones del manto superior de la Tierra.

La primera serie de esta clase de experimentos se realizaron entre 1998 y 2000, en el Instituto de Física de Alta Presión en Rusia (Kutcherov et al. 2002) con el propósito de ser modelo a las condiciones del manto en un laboratorio. Para proporcionar las condiciones esenciales para el experimento y para prevenir la contaminación atmosférica, un especial de alta presión aparato fue diseñado. Este equipo permite que las investigaciones a presiones de hasta 50 kbar y temperaturas de hasta 1200 ° C. El sistema de refrigeración permite un enfriamiento rápido mientras se mantiene altas presiones. Para los análisis de productos de reacción, la norma espectrómetro de masas y cromatógrafo fueron utilizados. Dos esquemas diferentes de las reacciones de síntesis de hidrocarburos se determinaron. A presión 30 kbar la síntesis es debido a las reacciones siguientes en el intervalo de temperatura 550-900 ° C:

CaCO 3 + 9FeO + 2H 2 O = 0.5CaC 2 H 6 O 2 + 3Fe 3 O 4	(1)
0.5Ca 2 C 2 H 6 O 2 = 0.5Ca (OH) 2 + [-CH 2 -]	(2)

A presión 50 kbar la síntesis se hace pasar en una etapa a temperatura 1200 ° C:

nCaCO 3 + (9n 3) FeO + (2n +1) H 2 O → NCA (OH) 2 + (3n +1) Fe 3 O 4 + C n H 2n +2

(3)

Resultados de los análisis cromatográficos (Kutcherov et al., 2002), junto con las características de los líquidos de gas inclusiones dentro de rocas graníticas del "Tigre Blanco" yacimiento de petróleo en Vietnam (Areshev et al. 1997) se muestran en la Tabla 1 . Los datos de la Tabla 1 muestra que durante los mencionados experimentos de alta presión, el sistema espontáneamente evolucionados mezclas de hidrocarburos con composiciones similares a las de origen natural aceites crudos.

Hidrocarburo	Contenido, m 3 / millones de toneladas
	50 kbar 1473 K	30 kbar 1153 K	«Tigre Blanco»
El metano (CH 4 )	57,3	89,6	94,0
El etano (C 2 H 6 )	5.9	2.8	0,57
Etileno (C 2 H 4 )	5.9	2.5	0,55
El propano (C 3 H 8 )	3.6	0.9	1,77
Propileno (C 3 H 6 )	8.7	3.2	0,13
Isobutano ( i -C 4 H 10 )	0.2	0.1	0.9
Butano ( n -C 4 H 10 )	2.1	0.3	0.9
Isopenthane ( i -C 5 H 12 )	0.4	0,15	0.4
Pentano ( n -C 5 H 12 )	1.2	0,25	0.3
Isohexano ( i -C 6 H 14 )	0,12	0,01	0,26
Hexano ( n -C 6 H 14 )	0.6	0.1	0,27
Otro	13,98	0,09	0

Tabla 1. El contenido de mezcla de hidrocarburo Synthezated y Natural.
Parte de los resultados experimentales se ha confirmado por experimentos realizados por Scott et al. (2004). Los investigadores estadounidenses han presentado in situ las observaciones de la formación de hidrocarburos a través de la reducción de carbonato a presiones y temperaturas del manto superior. Ellos han demostrado que el metano se forma a partir de FeO, CaCO 3 -calcita, y el agua a presiones entre 50 y 110 kbar y temperaturas que oscilan entre 500 ° C a 1500 ° C.

Por lo tanto, los resultados obtenidos por dos grupos independientes de investigadores confirman uno de los principales avances en la teoría del origen del petróleo abisal no biótico: los sistemas complejos de hidrocarburos puede ser generado espontáneamente profundamente en la Tierra, en las condiciones actuales en el manto superior.

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