Geoquímica orgánicaIntroducción a la geoquímica del

petróleo

Cátedra de Geoquímica

UNSa 2014

• El petróleo crudo es una mezcla compleja de compuestos orgánicos que poseen un amplio rango de polarizabilidad, peso molecular, tamaño, forma, solubilidad y composición elemental.

Compuestos orgánicos: nomenclatura

RESERVORIOS de carbono

Atmósfera

728,2 x 1015 g C 1,725 x 1015 CO2 ( 360 ppm en volumen)

3 x 1015 g de carbono como CH4

0,2 x 1015 g de carbono restantes corresponden al CO

proveniente de fermentaciones anaeróbicas

Actualmente HC(g) de venteos y pérdidas en laexplotación de gas y petróleo

Química de Sistemas Acuosos Naturales, febrero de 2007

RESERVORIOS

Biosfera

materia viva

humus, guano, etc.

carbono inorgánico disuelto HCO3-

carbono orgánico disuelto 1.000 x 1015 g

material particulado 30 x 1015 g

Océanos

RESERVORIOS Océanos

aguas superficiales

existen dos compartimientos

aguas profundas

reservorio bastante dinámico intercambia CO2 con el aire fijándolo

principalmente como HCO3-

transforma CO2 en MO y CaCO3 por actividadbiológica

intercambia CO2 con aguas profundas pormezclamiento vertical

del C 8 años

intercambian C lentamente con las aguassuperficiales, y más lentamente aun con lossedimentos

del C 1.600 años C es unas 12 veces el carbono de las aguas

superficiales

Química de Sistemas Acuosos Naturales, febrero de 2007

es el más importante másicamente

es el más inerte

C en la litosfera es como CO32- (caliza, dolomita, etc.)

carbón y petróleo son másicamente menores

RESERVORIOS

Litosfera

• Se designa kerógeno al constituyente orgánico de las rocas sedimentarias que no es soluble en solventes orgánicos, siendo el bitumen el constituyente orgánico soluble.

• El kerógeno es el componente mayoritario de la materia orgánica, en tal sentido es la fuente más importante de carbono orgánico.

Kerógeno

• Kerógeno es la materia orgánica sedimentaria que es insoluble en agua, álcalis y solventes orgánicos. Se presenta acompañado normalmente de una pequeña fracción de materia orgánica soluble, llamada bitumen.

• Kerógeno es un agregado macromolecular inhomogéneo constituido en mas de un 90 % de materia orgánica de rocas sedimentarias.

• Kerógeno es, por lejos, la forma más abundante de Corg en la Tierra:

– El Kerógeno tiene una abundacia 3 órdenes de magnitud mayor que carbón, petróleo y gas.

– El Kerógeno tiene una abundacia 4 órdenes de magnitud mayor que la biomasa viviente.

• Un maceral es un constituyente microscópicamente reconocible del kerógeno que puede ser diferenciado por su morfología. Los macerales son análogos a los minerales de las rocas inorgánicas pero difieren en tener propiedades químicas y físicas menos uniformes. Los grupos macerales mayores son: liptinita-exinita, vitrinita e inertinita

• Liptinita-exinita: derivados principalmente de algas, esporas, polen cutículas o resinas.

• Vitrinita: proviene de esporas y polen de plantas superiores cuya estructura ha pasado por una etapa de gelificación.

• Inertinita: proviene de plantas superiores leñosas y fibrosas donde su estructura es aún reconocible.

• El Kerógeno posee una propiedad significativa, ya que al ser calentado en el laboratorio, un procedimiento llamado pirólisis, se rompe para producir una variedad de hidrocarburos similar a la que se encuentra en el petróleo natural.

• La observación microscópica revela que el kerógeno consiste en restos identificables de plantas, material amorfo y raramente restos de animales.

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• El material amorfo puede presentarse como cadenas moteadas (mottled networks), pequeños granos densosredondeados, o grumos. Los constituyentes identificables al microscopio se denominan macerales.

Bibliografía

• Quiroga Castaños y Rodrigo Gainza (1990). Curso sinóptico de Geoquímica del Petróleo. Yacimientos Petrolíferos Bolivianos.

• White (2004). Geochemistry, Cap. 14.

• Villar, Héctor J. (2002). Curso de Geoquímica del Petróleo.