4.4.1: Petróleo y Gas Natural

El petróleo y el gas natural se forman típicamente en rocas sedimentarias. Cuando el material orgánico rico en carbono, como las hojas, se deposita terrestremente en agua con un bajo contenido de oxígeno (agua estancada), es posible que no se descomponga completamente. ¡Piensa en pantanos y pantanos! Si esto sucede y el sedimento se deposita en la parte superior, se puede formar un lecho de carbón. Muchos de los lechos de carbón más grandes del mundo son el resultado de enormes pantanos devónicos y carboníferos. De igual manera, el petróleo y el gas se forman cuando se deposita material orgánico en sedimentos marinos profundos. En los depósitos marinos el material orgánico es principalmente fitoplancton, animales microscópicos que convierten la luz solar en energía. Cuando mueren y se asientan en el fondo oceánico parte de esta energía permanece en forma de moléculas de carbono en sus cuerpos. Otros elementos que se asientan en el fondo oceánico son el nitrógeno, el oxígeno y el hidrógeno. Todas estas moléculas se mezclan con sedimentos de grano muy fino y forman un 'ooze' rico en orgánicos. A medida que se siguen depositando sedimentos, enterrar el exudado (¡recuerda que el entierro es vital para la preservación!) , el peso del sedimento suprayacente provocará un aumento de temperatura y presión, lo que a su vez litificará el exudado. También proporciona suficiente energía para que las moléculas de carbono e hidrógeno se unan, formando hidrocarburos: petróleo o gas natural. La temperatura, presión y tipo de material orgánico determinan si se forma petróleo o gas. Temperaturas y presiones relativamente más bajas forman el petróleo, mientras que las temperaturas y presiones más altas forman gas.

Figura 1: Relación entre la profundidad del entierro, la temperatura y la cantidad relativa de petróleo crudo y gas natural formado a partir del querógeno Tipo II en una zona con un gradiente geotérmico de aproximadamente 35 °C km ⁻¹

Fuente: OpenLearnWorks

Una vez que se forman el petróleo y el gas, son capaces de migrar a través de espacios abiertos en roca llamados espacio de poro. Los espacios dentro de una roca que están desocupados por material sólido. Estos incluyen el espacio entre granos, fracturas, vesículas y huecos formados por disolución. Los geólogos buscan una trampa, o roca impermeable que pueda atrapar petróleo y gas migrando. Cuando los espacios porosos están bien conectados, se considera que una roca es relativamente permeable, ya que es fácil que los líquidos fluyan a través de ella. Una roca impermeable tendrá, por lo tanto, una baja conectividad de espacios porosos. La roca en la que reside el petróleo o el gas debajo de la roca impermeable se llama roca reservorio, mientras que la roca en la que se formó el petróleo y el gas se llama roca fuente. A veces, la roca fuente y la roca reservorio son las mismas, solo depende de dónde esté la capa de roca impermeable. El esquisto es una buena roca reservorio porque los espacios de poro son tan pequeños que el petróleo y el gas natural quedan atrapados dentro y no pueden migrar hacia afuera. De hecho, la muy baja permeabilidad del esquisto es la razón por la que la fracturación hidráulica, o fracking, es el método preferido para extraer el petróleo y el gas de capas ricas en gas natural como el Marcellus Shale. El fracking es el proceso de inyectar líquido a presiones muy altas en una roca. La presión hace que cualquier sección débil de la roca se rompa, formando vías para que el petróleo y el gas escapen.