INTRODUCCIÓN El proceso de generación de hidrocarburos es un tema complejo que involucra diversos aspectos. Los modelos de generación del petróleo han ido cambiando sus enfoques, aunque desde sus inicios se ha mantenido que el petróleo proviene de la transformación de la materia orgánica que se encuentra atrapada en la roca generadora. El petróleo se origina principalmente en cuencas sedimentarias marinas, especialmente en mares someros (de poca profundidad). La fuente primaria del petróleo es la materia orgánica MARINA (ya que los estudios geoquímicos han demostrado que la materia vegetal terrestre como arboles genera carbones). La principal fuente de materia orgánica en los mares son los organismos microscópicos que forman el PLANCTON, que puede ser animal o vegetal, y que a pesar de su tamaño diminuto forman una biomasa enorme en los océanos. Algunos tipos de hidrocarburos pueden formarse en cualquier tipo de sedimento, pero las mayores acumulaciones están asociadas a ambientes reductores (ambientes poco oxigenados como cuencas de circulación restringida), ya que en ambientes oxidantes (con oxígeno) la materia orgánica es consumida por bacterias. Además, las mejores rocas madres (aquellas que se sedimentan junto a la materia orgánica) son los sedimentos muy finos como las lutitas (en especial las lutitas negras, que deben su color al alto contenido de materia orgánica).
MATERIA ORGANICA El origen del petróleo está relacionado con las grandes cantidades de compuestos orgánicos que son depositados actualmente y de manera continua en las cuencas sedimentarias en el mundo. Los restos de organismos microscópicos contienen carbono e hidrógeno en cantidades abundantes, los cuales constituyen los elementos fundamentales del petróleo. Los hidrocarburos son productos del material orgánico alterado derivado de organismos microscópicos. Estos son transportados por arroyos y ríos hasta lagos y/o el mar, donde son depositados bajo condiciones lacustres, deltaicas o marinas, junto a sedimentos clásticos finamente divididos. Los ambientes lacustres, deltaicos y marinos, producen la mayor parte de los organismos microscópicos, esencialmente fitoplancton, que son depositados masivamente junto a los materiales orgánicos transportados previamente y simultáneamente por los arroyos y ríos. Mientras tiene lugar la deposición de los materiales orgánicos en los distintos ambientes, aquellos son enterrados por limos y arcillas. Esto previene la descomposición total del material orgánico y permite su acumulación figura.
La materia orgánica por lo tanto debe de tener: • CALIDAD Y CANTIDAD.
La cantidad de enterramiento es una función de la cantidad de sedimento descargado por los arroyos y ríos en lagos y mares, junto al tiempo involucrado en el proceso de deposición. Acumulaciones muy
espesas de limos, arcillas y materiales orgánicos pueden producir grandes volúmenes de petróleo, si transcurre el tiempo suficiente como para que ocurra el proceso de alteración. La conversión del material orgánico al petróleo se llama catagénesis , y está asistida por la presión causada por el enterramiento, la temperatura, la alteración termal y la degradación. Estos factores resultan de la profundidad, la acción bacteriana en un ambiente químico no oxidante (reductor) y cerrado, la radioactividad y la catálisis (procesos de transformación de los componentes de la matriz mineral de la roca origen). La temperatura parece ser el factor más importante junto con la asistencia de otros. La acumulación de materiales orgánicos y clásticos en el fondo del mar o lago, está acompañada por la actividad bacteriana; si hay abundante oxígeno, las bacterias aeróbicas actúan sobre la materia orgánica hasta destruirla. Sin embargo, la destrucción aeróbica de la materia orgánica se reduce considerablemente cuando cantidades suficientes de sedimentos de baja permeabilidad son depositadas de manera relativamente rápida por encima de estos materiales orgánicos, frenando así la circulación de aguas que contienen oxígeno. Como consecuencia, la actividad bacteriana aeróbica se para a causa del descenso en el contenido de oxígeno disuelto disponible, dando lugar a la actividad bacteriana anaeróbica. Esta utiliza el oxígeno de los sulfatos disueltos en el medio (convirtiéndolos en sulfuros), dando como resultado un ambiente de reducción (libre de oxígeno). La actividad anaeróbica ocurre en los primeros 20 metros de los sedimentos aproximadamente, cesando por debajo de esta profundidad. La cantidad de materia orgánica va a depender de los factores externos como son:
Topografía
Es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie de la Tierra, con sus formas y detalles; tanto naturales como artificiales.
Clima Océanos Existencia de asociaciones biológicas, etc.
KERÓGENO El kerógeno es fracción orgánica contenida en las rocas madres (sedimentarias) e insoluble en disolventes orgánicos. La composición química del kerógeno define el tiempo de generación de los hidrocarburos y el tipo de productos a obtener. Los kerógenos ricos en lípidos son propensos a generar hidrocarburos líquidos, mientras que los que son pobres en lípidos generarán principalmente gas. El kerógeno tipo 2 tiende a producir petróleos nafténicos y aromáticos y más gas que el Tipo I • Derivado de fuentes marinas • Para que se encuentre una mejor calidad de hidrocarburos tiene que
haber diversas fuentes las cuales son: • Algas marinas • Polen esporas • Ceras de hojas y resinas fósiles • Lípidos bacteriales
Cuenca Sedimentaria La existencia de una cuenca sedimentaria es quizá la primera condición que debe cumplirse para la existencia de un yacimiento de hidrocarburos. Una cuenca sedimentaria es una cubeta rellena de sedimentos, únicas rocas donde se pueden generar los hidrocarburos y donde en general se acumulan (existen algunos casos donde las acumulaciones de petróleo y gas se dan en rocas graníticas). El tamaño de estas cubetas puede variar de decenas de miles de km2, mientras que el espesor es en general de miles de metros (hasta 6.000 ó 7.000). Estas cubetas sedimentarias se encuentran rodeadas por zonas llamadas de basamento, es decir formadas por rocas viejas y duras donde no se depositaron sedimentos y son, por consiguiente, estériles.
Diagénesis Son todos aquellos cambios físicos, químicos y bioquímicos que ocurren en los sedimentos o en las rocas sedimentarias después del depósito ocasionado por la presión, temperatura, circulación de fluidos, cambios de Ph, etc., hasta antes de un metamorfismo o el intemperismo. Cambios como:
Compactación
Cementación
Disolución
Recristalización
Reemplazamiento de minerales
Cristalización autigénica.
Se llevan a cabo en condiciones de presión y temperatura propias de la parte externa de la corteza terrestre.
Se puede suponer que existe una relación TIEMPO-TEMPERATURA , en la que cada uno de los parámetros tiene la capacidad de compensar al otro. La intervención exacta de la presión es difícil de definir, ya que la temperatura y la presión no son factores independientes, estando ambos relacionados con la profundidad de sepultamiento. Por lo que depende de factores internos como: • Energía geotérmica Es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. • Subsidencia Describe el movimiento de una superficie en la que la componente vertical del desplazamiento es claramente predominante sobre la horizontal. • Tectónica Estudia las estructuras geológicas producidas por deformación de la corteza terrestre, las que las rocas adquieren después de haberse formado, así como los procesos que las originan.
PROCESOS DE LA DIAGÉNESIS 1. COMPACTACIÓN
Es la reducción de volumen del sedimento, (ya sea detritos, minerales, aloquímico u ortoquímico), ocasionada principalmente por las fuerzas verticales ejercidas por una capa de recubrimiento creciente, a medida que es compactado el sedimento. La compactación también reduce los espacios porosos, resultado de la desecación y reducción de volumen de los espesores acumulados.
2. CEMENTACIÓN
Relleno de espacios porosos de origen primario o secundario. Es uno de los cambios diagenéticos más comunes y produce la rigidez de un sedimento, uniendo a las partículas unas con otras. La c ementación puede ocurrir simultáneamente con la sedimentación, o bien el cemento puede ser introducido en un tiempo posterior. Los materiales cementantes más comunes son: Dolomita (Ca/Mg)CO3, Calcita (CaCO3), o aragonita (CaCO3), Sílice (SiO2), Óxidos de hierro (Fe2O3), Siderita (FeCO3).
3. RECRISTALIZACIÓN
Cambios en la textura y estructura del sedimento, por crecimiento de pequeños cristales o fragmentos en un agregado de cristales más gruesos.
4. REEMPLAZAMIENTO
Existe un desarrollo de nuevos minerales por reacciones entre los elementos constitutivos originales de los sedimentos y los materiales acarreados de fuentes externas. El nuevo mineral se desarrolla en el espacio ocupado por el original, sin cambio de volumen, y puede tomar la forma del mineral reemplazado. 5. DISOLUCIÓN (SOLUCIÓN DIFERENCIAL)
Son procesos de disolución selectiva dentro del sedimento, como elementos constitutivos particulares o a lo largo de los planos de estratificación. 6. AUTIGÉNESIS
Es el desarrollo de nuevos minerales o sobrecrecimientos dentro de un sedimento.
VENTANA DEL PETRÓLEO
CONCLUSIONES En este tema llegamos a la conclusión que primero debe de existir materia orgánica y debe de tener calidad y cantidad ya que si no hay suficiente materia orgánica no se puede generar el hidrocarburo, después de tener la materia orgánica debe de existir una cuenca sedimentaria en esta ocurre el proceso de diagénesis que son los cambios físicos, químicos y bioquímicos que ocurren en los sedimentos o en las rocas sedimentarias después del depósito ocasionados por la presión, temperatura, tiempo, circulación de fluidos, cambios de Ph, y ocurren los siguientes cambios, que son:
Compactación Cementación Disolución Recristalización Reemplazamiento de minerales Cristalización autigénica. El kerógeno tipo II es el que produce los mejores hidrocarburos.
