Etapy dojrzewania kopalnej materii organicznej (kerogenu)

Etap I – diageneza –

faza niedojrzała – R

o

< 0,5 – 0,7%,

biochemiczne, chemiczne i fizyczne przemiany materii organicznej
skał osadowych, trwające do chwili, gdy zacznie istotnie liczyć się
oddziaływanie temperatury. Stadium to przebiega na niewielkich
głębokościach, gdzie temperatura jest zbyt niska (do 60

o

C), by mógł

nastąpić termiczny rozkład substancji organicznej. Istotną rolę w tym
rozkładzie odgrywają bakterie aerobowe i anaerobowe. Produktem
tego etapu dojrzewania jest gaz bakteryjny (mikrobialny) powstały z
mikrobialnego rozkładu CO

2

lub kwasu octowego.

Etap II – katageneza

– faza dojrzała – termiczne przemiany

substancji organicznej w temp. do ok. 180

o

C. Kopalna materia

organiczna

poddana

zostaje

procesowi

krakingu

najpierw

katalitycznego, następnie termicznego. Wysokość temperatury wynika
z gradientu geotermicznego. Wytwarza się w tym procesie 90%
węglowodorów, z których część tworzy potem konwencjonalne złoża
ropy i gazu. W etapie katagenezy wyróżniamy przedziały dojrzałości:

•

okna ropotwórczego - R

o

– 0,5 – 0,7 do 1,3% - w tym

przedziale wytwarzają się maksymalne ilości węglowodorów
płynnych

•

kondensatu i mokrego gazu – R

o

–1,3 do 2,2% - wytwarzają się

gazowe węglowodory cięższe od metanu.

Etap III – metageneza

– faza ponad dojrzała – kraking termiczny

R

o

– 2,2 do 4% - strefa gazu suchego (okno gazotwórcze) – wytwarza

się termokatalityczny metan w temperaturze do ok. 200

o

C.

Etap IV – metamorfizm

– R

o

> 4,0 % - zachodzi w temperaturze

powyżej 200

o

C, materia organiczna wraz ze skałą macierzystą

podlega procesom metamorficznym, w wyniku których nie
wytwarzają się węglowodory ciekłe ani gazowe.

R

o –

refleksyjność witrynitu

Typy genetyczne kopalnej materii organicznej

(kerogenu)

Typ I

– algowy – bogaty w wodór i związki alifatyczne a

ubogi w tlen, zawiera wodne alginity, oraz pewne typy
bituminitu (macerały grupy liptynitu). Sedymentacja osadu
zachodziła w środowisku słodkowodnym lub alkalicznym.
Materiałem wyjściowym jest wodny plankton. Typ ten jest
produktywny dla ropy. Przykładem tego typu materii są
palne łupki bitumiczne.

Typ II

– liptynitowy – zawiera zbliżoną ilość wodoru i

tlenu, bogaty w związki alifatyczne. W skład tego typu
materii wchodzi zdegradowany alginit lub mieszanina
alginitu, bituminitu i innych macerałów. Materia ta
deponowana jest przeważnie w środowisku morskim oraz
jeziornym. Ten typ jest produktywny dla ropy i gazu.
Odpowiednikiem

tego

typu

materii

jest

węgiel

sapropelowy.

Typ III

– humusowy – bogaty w tlen i związki

aromatyczne, ubogi w wodór. Materia ta zawiera przede
wszystkim macerały z grupy witrynitu. Jest ona
deponowana w deltowych i estuarialnych osadach, a
materiałem wyjściowym są rośliny lądowe. Ten typ jest
mało

produktywny

dla

ropy,

jest

gazotwórczy.

Odpowiednikiem tego typu materii jest węgiel humusowy.

Typ IV

– silnie przeobrażony, inertny (zawiera macerały z

grupy inertynitu), nie wytwarza węglowodorów,
przejściowy do grafitu.

TYPY KOPALNEJ MATERII ORGANICZNEJ (KEROGENU)

Kerogen Okre

ś

lenie

Ś

rodowisko

sedymentacji

Materia

wyj

ś

ciowa

Skład

macerałów

Produkt

Typ I

sapropelowy

(algowy)

jeziorne -

słodkowodne

lub alkaliczne

algi

alginit

bituminit

ropa

naftowa

Typ II

liptynitowy

morskie,

jeziorne

detrytus

algowy,

zooplankton,

fitoplankton

zdegradowany

alginit,

mieszanina

bituminitu

ropa

naftowa,

gaz

ziemny

Typ III

humusowy

deltowe,

paraliczne,

jeziorne

wy

ż

sze

ro

ś

liny

l

ą

dowe

witrynit

(ro

ś

liny

l

ą

dowe)

gaz

ziemny

ETAPY PRZEOBRA

Ż

E

Ń

KOPALNEJ MATERII ORGANICZNEJ
(KEROGENU)

ETAP (STREFA)

REFLEKSYJNO

ŚĆ

WITRYNITU
R

O

[%]

TEMP.
[

O

C]

PROCES

PRODUKT

diageneza

do 0,5-0,7

<60

rozkład
substancji
organicznej
pod wpływem
bakterii

kwas w

ę

glowy,

dwutlenek w

ę

gla,

metan bakteryjny

katageneza

okno
ropotwórcze

0,5-0,7 do 1,3

60-
150

kraking
katalityczny,
kraking
termiczny

w

ę

glowodory

płynne (ropa)

strefa
kondensatu
i mokrego
gazu

1,3 – 2,2

150-
180

w

ę

glowodory

gazowe
(gaz mokry)
kondensat

metageneza
okno gazotwórcze

2,2 - 4,0

180-
250

kraking
termiczny

metan
termokatalityczny

metamorfizm

pow. 4,0

>250

przemiany
metamorficzne