Probando los Contenidos Orgánicos de Sedimentos Requeridos para la Formación de Hidratos de Gas Biogénicos: Perspectivas de la Modelización Sintética de Sistemas de Cuencas y Hidrocarburos en 3-D
Autores: Burton, Zachary F. M.; Dafov, Laura N.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Probando los Contenidos Orgánicos de Sedimentos Requeridos para la Formación de Hidratos de Gas Biogénicos: Perspectivas de la Modelización Sintética de Sistemas de Cuencas y Hidrocarburos en 3-D
Categoría
Energía
Subcategoría
Tecnología de combustibles
Palabras clave
Hidratos de gas
Carbono orgánico
Moléculas de metano
Metanógenos
Hidrocarburos
TOC de sedimento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los hidratos de gas comprenden uno de los mayores reservorios de carbono orgánico en la Tierra. El hidrato de gas marino consiste predominantemente en moléculas de metano biogénico (es decir, generado microbianamente) atrapadas dentro de jaulas en forma de red de moléculas de agua congelada. La materia orgánica sedimentaria es la materia prima para los metanógenos que producen gas en entornos anaeróbicos bajo el lecho marino. Por lo tanto, comprender la cantidad mínima de material orgánico (medida como contenido de carbono e hidrógeno) necesaria para que la metanogénesis resulte en volúmenes apreciables de hidrocarburos es fundamental para entender los requisitos para la formación de hidratos de gas. La modelización del transporte reactivo realizada por investigadores en los últimos 20 años sugiere requisitos mínimos de ~0.3-0.5 % de peso de TOC (carbono orgánico total) para la formación de hidratos de gas, mientras que investigadores anteriores predijeron que un TOC tan bajo como ~0.1-0.2 % de peso podría producir gas biogénico. Sin embargo, el contenido de hidrógeno (reconocido como el reactivo limitante en la generación de hidrocarburos durante más de 50 años) necesario para la generación de gas biogénico y la formación de hidratos de gas se comprende poco. Además, los contenidos orgánicos mínimos necesarios para la formación de hidratos de gas no se han investigado mediante modelización computacional a escala de cuenca. Aquí, construimos un modelo sintético de cuenca 3-D y sistema de hidratos de gas para investigar los contenidos mínimos de TOC sedimentario e hidrógeno (Índice de Hidrógeno, HI) necesarios para la formación de hidratos de gas. Nuestra modelización sugiere que, bajo condiciones geológicamente favorables, un TOC tan bajo como 0.1 % de peso (acompañado de 100 HI) y un HI tan bajo como 50 (acompañado de 0.2 % de peso de TOC) pueden producir saturaciones de hidratos de gas biogénico superiores al 1 %. Nuestra modelización demuestra la importancia de la investigación a escala de cuenca de los sistemas de hidrocarburos y muestra cómo la confluencia de controles estructurales favorables (por ejemplo, fallas, pliegues, anticlinales) y controles estratigráficos (por ejemplo, capas portadoras, reservorios) puede resultar en acumulaciones de hidratos de gas, incluso en entornos pobres en materia orgánica.
Descripción
Los hidratos de gas comprenden uno de los mayores reservorios de carbono orgánico en la Tierra. El hidrato de gas marino consiste predominantemente en moléculas de metano biogénico (es decir, generado microbianamente) atrapadas dentro de jaulas en forma de red de moléculas de agua congelada. La materia orgánica sedimentaria es la materia prima para los metanógenos que producen gas en entornos anaeróbicos bajo el lecho marino. Por lo tanto, comprender la cantidad mínima de material orgánico (medida como contenido de carbono e hidrógeno) necesaria para que la metanogénesis resulte en volúmenes apreciables de hidrocarburos es fundamental para entender los requisitos para la formación de hidratos de gas. La modelización del transporte reactivo realizada por investigadores en los últimos 20 años sugiere requisitos mínimos de ~0.3-0.5 % de peso de TOC (carbono orgánico total) para la formación de hidratos de gas, mientras que investigadores anteriores predijeron que un TOC tan bajo como ~0.1-0.2 % de peso podría producir gas biogénico. Sin embargo, el contenido de hidrógeno (reconocido como el reactivo limitante en la generación de hidrocarburos durante más de 50 años) necesario para la generación de gas biogénico y la formación de hidratos de gas se comprende poco. Además, los contenidos orgánicos mínimos necesarios para la formación de hidratos de gas no se han investigado mediante modelización computacional a escala de cuenca. Aquí, construimos un modelo sintético de cuenca 3-D y sistema de hidratos de gas para investigar los contenidos mínimos de TOC sedimentario e hidrógeno (Índice de Hidrógeno, HI) necesarios para la formación de hidratos de gas. Nuestra modelización sugiere que, bajo condiciones geológicamente favorables, un TOC tan bajo como 0.1 % de peso (acompañado de 100 HI) y un HI tan bajo como 50 (acompañado de 0.2 % de peso de TOC) pueden producir saturaciones de hidratos de gas biogénico superiores al 1 %. Nuestra modelización demuestra la importancia de la investigación a escala de cuenca de los sistemas de hidrocarburos y muestra cómo la confluencia de controles estructurales favorables (por ejemplo, fallas, pliegues, anticlinales) y controles estratigráficos (por ejemplo, capas portadoras, reservorios) puede resultar en acumulaciones de hidratos de gas, incluso en entornos pobres en materia orgánica.