Lutitas petrolíferas
Por José Guillermo Tórrez G. O. - Columnista - 28/06/2012
Los geólogos conocemos, hace tiempo, el proceso sobre la existencia del gas atrapado en arcillas (shale gas) en muchas cuencas sedimentarias. El problema es cómo extraerlo ya que las arcillas solidificadas, conocidas en la jerga geológica como “lutitas”, no poseen permeabilidad para que el gas fluya hacia el pozo perforado. Hoy en día la extracción de este gas se debe a la aplicación de una moderna tecnología como el fracturamiento hidráulico conocido como “fracking" que consiste en inducir un grupo de fracturas por inyección de arena, para que el gas fluya sin restricciones y en grandes volúmenes que hagan la operación rentable.
Como simple información, la diagénesis de los hidrocarburos es el resultado de la transformación por aumento de presión y temperatura, de cierto tipo de materia orgánica que está alojada en los sedimentos. Los hidrocarburos son compuestos constituidos esencialmente por carbono (aproximadamente 85 por ciento en peso) e hidrógeno (13 por ciento en peso). En su mayor parte, los hidrocarburos se encuentran en sedimentos del mesozoico y terciario. Se forman en un sedimento de grano fino (roca madre) pero son extraídos de otros (típicamente areniscas y carbonatos) a los que migran (roca reservorio) y quedan entrampados.
La primera etapa de la diagénesis de la materia orgánica es la formación de metano por fermentación bacteriana. Durante el proceso de transformación de kerógeno, a temperaturas entre 50 grados centígrados y 80 grados centígrados se producen reacciones catalíticas en el kerógeno y se forman cicloalcanos y alcanos que son los constituyentes esenciales del petróleo crudo.
Éstas son rocas de grano fino con abundante materia orgánica (hasta un 25 por ciento). Esta sedimentación puede ser silicoclásticas (lutitas, fangositas), carbonáticas (micritas) o de mezcla (margas). La materia orgánica está constituida esencialmente por kerógeno (80 por ciento) acompañado por bitumen (20 por ciento).
El kerógeno es una sustancia insoluble precursora del petróleo, ya constituye el 80 por ciento al 90 por ciento de la materia orgánica de las rocas y carbonáticas organógenas. Parte de la materia orgánica que se encuentra en los sedimentos es una sustancia soluble en solventes orgánicos a la que se denomina bitumen.
El kerógeno es detrítico orgánico macerado que se compone de restos de algas, esporas, polen, resinas y ceras.
Las lutitas petrolíferas se producen en condiciones ambientales muy específicas. Se acumulan en sistemas lacustres, de albuferas, pantanos y también de mares someros. Las condiciones esenciales para su generación es que se produzca muy elevada productividad orgánica, relacionada con florecimientos algales (algal blooms). Se encuentran favorecidas por ausencia o muy pebre circulación y estratificación de las aguas por densidad, con desarrollo de ambientes anóxicos en el fondo y oxigenados en la superficie.
Con incrementos constantes en temperatura aumenta la producción de petróleo. La condición más favorable se da entre 70 grados centígrados y 100 grados centígrados y se denomina ventana de petróleo. Con gradiente geotérmico medio, la profundidad de la ventana de petróleo se encuentra entre tres y 4,5 kilómetros. Con el aumento de la temperatura se inicia la producción de gas y decrece la de petróleo. El gas es húmedo e una primera etapa, pero a más de 150 grados centígrados se genera gas seco.
Para el caso de las lutitas petrolíferas, (oil shales) la aplicación de estas tecnologías han conseguido crear una revolución en el sector de hidrocarburos en EEUU, ahora con un potencial de expansión universal, incluyendo aquellos mercados considerados como importadores naturales de gas como los de Europa, China y Japón. No hay límite geográfico donde estas lutitas gasíferas no hayan sido depositadas en épocas pretéritas de cientos de millones de años. Lo que se quiere resaltar aquí es el impacto comercial que está causando su irrupción en el mercado mundial de la energía y en particular en el comercio internacional del gas natural y en el mismo petróleo.
El autor es ingeniero geólogo y administrador de empresas
jgtorrez@gmail.com
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