Kildeberg (geologi)

I geologi er en berggrunn en sedimentær bergart rik på organisk materiale . Under nedgravningen av sedimentet, og med økningen i trykk og temperatur, blir det organiske materialet fra kildebergene gradvis omdannet til hydrokarboner  :

• hvis oljen forblir inne i berggrunnen, snakker vi om bituminøse leire , av berggrunnolje fra berggrunn , også kalt henholdsvis "skifer" -olje, olje av "skifer" -gass eller "skifer". De utgjør en viktig del av ukonvensjonelle hydrokarboner  ;
• hvis hydrokarboner blir utvist fra berggrunnen og fanget i en reservoarbergart, snakker vi enten om konvensjonelle hydrokarboner eller i visse tilfeller om ukonvensjonelle som tjæresand .

I petroleumsgeologi er berggrunn en av de tre komponentene i et petroleumssystem , sammen med reservoarbergart og dekkberg .

Kjennetegn

I petroleumsgeologi er en berggrunn en sedimentær bergart rik på fast organisk materiale kjent som kerogen .

Kilde bergarter sediment i generelt rolige avsetningsmiljøer som bidrar til:

• avsetning av fine sedimenter: leire , marmor og fine kalkstein, ofte leireholdig  ;
• sedimentering og bevaring av organisk materiale, enten det er av marine ( fyto- eller dyreplankton ) eller terrestrisk opprinnelse .

Anoksiske marine- eller innsjømiljøer (mangelfull eller uten dioksygen ) er spesielt gunstige for bevaring av organisk materiale. Det er faktisk ingen oksidasjon og derfor ødeleggelse av det organiske stoffet som kan akkumuleres i sedimentene. Fenomenet forsterkes når det opprettes en vertikal stratifisering av det marine miljøet, med en skive overflatisk oksygenert vann, der mikroorganismer som forsyner organisk materiale utvikler seg, og en dyp anoksisk skive hvor restene av disse organismene etter deres død.

De største anoksiske hendelsene på global skala eller på mer regionale skalaer er periodene for avsetning av hovedkildesteinene ved opprinnelsen til en stor del av fossile hydrokarboner.

Klassifisering av kildesteiner

Kildesteiner er klassifisert etter arten av deres organiske materiale i stedet for av deres litologi.

Tre hovedtyper av kildesteiner er således definert i henhold til karogenens karakter:

• type 1, også kalt "  sapropelic  ". Det organiske materialet består i hovedsak av lacustrine mikroalger som hovedsakelig avsettes i innsjøer med anoksisk miljø. Tilsvarende kildebergarter, som i utvidelsen omtales som type 1, er av utmerket kvalitet og genererer hovedsakelig petroleum. Miljøene med avleiringer av denne typen berggrunn er ganske spesifikke og av begrenset grad, noe som gjør den til en ganske sjelden type;
• type 2, også kalt "planktonic". Det organiske materialet kommer hovedsakelig fra planktoniske mikroorganismer avsatt i anoksisk marint miljø. Type 2 kilde bergarter strekker seg ofte globalt eller i det minste i bassenget, og gjør dem til vanlige bergarter. De genererer petroleum og i mindre grad gass, ofte med svoveltendens når litologien er mer karbonatisert;
• type 3, også kalt "humisk". Organisk materiale kommer hovedsakelig fra rusk fra terrestrisk vegetasjon og ligner på kull. Type 3 kilde bergarter er vidt distribuert og avsatt på kontinentale marginer i et oksygenert eller delvis oksygenert miljø. Etter begravelsen genererer de gass og olje i omtrent like store proporsjoner.

Disse bergartene er naturlige karbonvasker som det har tatt hundrevis av millioner av år å bygge.

Kilde bergarter og hydrokarboner

På den geologiske tidsskalaen , i perioder på ti til hundrevis av millioner år, gravmer sedimentene seg. Under virkningen av økende trykk og “geotermisk temperatur” mister de en del av vannet sitt, stivner og organisk materiale utvikler seg der og brytes ned til kerogen .

• Rundt 2000 meter dypt, for en gjennomsnittlig geotermisk gradient , når temperaturen på undergrunnen når et gjennomsnitt på 100 ° C, begynner kerogenet å generere hydrokarboner.
• Mellom rundt 2000 og 3800 meter blir den til olje. Dette dybdeintervallet kalles "oljevinduet" (olje er her det andre navnet på petroleum).
• Når begravelsen av berggrunnen fortsetter mellom omtrent 3800 og 5000 meter, topper produksjonen av flytende hydrokarboner. Væskene som produseres blir lettere og lettere og går over i gassform: de gir metangass , den letteste av hydrokarboner. Dette dybdeintervallet kalles et "gassvindu".
• Dypere (3800 til 5000 meter og mer), olje utvikler seg til lettere gassformige hydrokarboner (inkludert metan , kjent som naturgass, den letteste av hydrokarboner).

Denne termiske nedbrytingsprosessen (katagenese), som fører til dannelsen av hydrokarboner ( bitumen , petroleum, naturgass osv.), Gir deretter vei til at metagenese ødelegger hydrokarboner og etterlater bare karbonholdige rester.

Kilde berg hydrokarboner

De fleste av de genererte hydrokarboner forblir begrenset i kildesteinene.

De tilsvarer berggrunn hydrokarboner  :

• hvis det organiske materialet i berggrunnen bare har gjennomgått en veldig svak termisk modning, er det bitumen som man for eksempel finner i bituminøse leire, ofte kalt "oljeskifer" ( oljeskifer på engelsk);
• for større begravelse, tilsvarende høyere temperaturer, dannes olje i berggrunnen. Dette er berggrunnolje, ofte kalt “ skiferolje ”;
• til slutt, med økningen i temperaturer, genererer berggrunnen naturgass. Dette er berggass, kjent for allmennheten som " skifergass ".

Utnyttelsen av disse hydrokarboner krever forskjellige metoder enn de som brukes i konvensjonell produksjon; de tilhører derfor gruppen av ukonvensjonelle hydrokarboner .

Terminologi

Uttrykket "skifer" ofte brukt i kildebergterminologi er feil. Dette er sedimentære bergarter og ikke metamorfe bergarter som skifer. Det er den ofte flassete teksturen til disse finvalsede bergartene som noen ganger gir dem det feilaktige navnet på skist.

Det betraktes som "at det er bedre å unngå" bruk av navnet schist (i vid forstand) "med alle bergarter som sannsynligvis blir kuttet i ark" .

Hydrokarboner utvist fra bergarter

En liten del av hydrokarboner generert av kildesteinene blir utvist. Under effekten av trykk og lavere tetthet av hydrokarboner sammenlignet med vannet i bergartene, kan disse hydrokarboner vandre mot bergarter med reservoaregenskaper ( porøse og permeable ) der de kan fanges. Dette er såkalte "konvensjonelle" hydrokarbonforekomster . Men vandringen av hydrokarboner kan også føre til, i tillegg til ødeleggelse av dem ved overflatesyper, til forskjellige andre typer oljehabitater som skal knyttes til det ukonvensjonelle feltet som tjæresand eller asfalt.

Eksempler på berggrunn av interesse for olje- og gassindustrien

Blant 19 anerkjente gassbassenger i USA (hvor 35 000 brønner allerede var gravd i 2006) som er rike på skifergass og kondensater  :

• Marcellus Schists , i Appalachian Basin (dybde: -4000 til -8500 fot);
• Barnett Shale i Fort Worth Basin (dybde: -2500 til -3000 fot);
• Skifer Woodford (Woodford skifer);
• Fayetteville Shale (Fayetteville Shale) i Arkansas i "Arkoma Basin" (dybde: noen få hundre meter - 7000 fot);
• Haynesville / Bossier Shale (Haynesville Shale), delvis i Texas og Nord- Louisiana (10.500 til 13.500 fot, med trykk over 10.000  psi og ekstrem temperatur over 260 til 380 ° F, noe som fører til at en brønn krever minst dobbelt så mye hydraulisk kraft for brudd ;
• Bakken Formation (Bakken Shale), dannet av to store forskjellige lag, begge like rike på olje og gass, i Williston-bassenget (dybde: 8.000 til 10.000 fot);
• Shale Lewis (Lewis Shale) i San Juan-bassenget;
• Antrim Shale (Antrim Shale) i bassenget Michigan;
• New-Albany- skifer ( New Albany-skifer ) fra Devonian - Mississippian i Illinois med oljeskifer (i Sørøst-Indiana );
• Utica Shale , Ohio .

Andre kilde bergarter:

• Kimmeridge Clay , alder Kimméridgien , England og Nordsjøen  ;
• Laminerte leire kjent som Schist-papp , Toarcian age , fra Parisian og Aquitaine Basins ...

Merknader og referanser

Merknader

1. Dette er en dårlig oversettelse av det engelske begrepet skifer som er en "veldig finkornet sengetøy, vanligvis leirete eller klyngete"

Referanser

1. Jean-Jacques Jarrige, skifer eller morbergass , 2011, Geological Society of France, http://www.geosoc.fr/sommaires-et-resumes-geologues/cat_view/86-actualites.html , schist_gas_2011 [ 1] .pdf
2. Jacques Thibieroz, Gas and Shale Oil , 2013, Société Géologique de France, http://www.geosoc.fr/temoignages/cat_view/1-dossiers/17-energie/42-hydrocarbons.html , gaz_petrole_schiste_jthibieroz. Pdf
3. (en) Tissot, BP og DH Welte, Petroleum Formation and Occurrence: A New Approach to Oil and Gas Exploration , 2. utg., Springer-Verlag, Heidelberg, Tyskland, 1984, OSTI: 6632464, se figur 26.7 på http://booksite.elsevier.com/9780120885305/casestudies/01-Ch26-P088530web.pdf&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=bCz7VPiWLYXbUdKUgMAO&ved=0CBYgAAAAAAAAA
4. TOTAL Dannelse av olje- og gassfelt , konsultert 2015-03-07
5. Alain Foucault, Jean-Francois Raoult, Fabrizio Cecca Bernard Platevoet, geologi ordbok , 8 th  edition, Collection: avviklet, DUNOD 2014, 416  s. , 155x240 mm, ( ISBN  9782100597352 )
6. (en) Halliburton (2008), US Skifergass (White Paper) , juli 2008 - se § Marcellus-skiferen - Appalachian bassenget , s. 7/8
7. (in) Shaffer NR Leininger RK Gilstrap og MS (1983) Sammensetning av de øverste sengene til New Albany Shale i sørøstlige Indiana  ; Eastern oil shale symposium, Lexington (13/11/1983), Ed: IMMR ( Lien Ref Inist-CNRS
8. "  Oljefeltene i Nordsjøen  " , på https://www2.ac-lyon.fr (åpnet 25. mai 2018 )

Se også

Relaterte artikler

• Stratigrafi
• Mother rock (pedologi)
• sedimentær bergart
• Berggrunn hydrokarboner
• ukonvensjonell olje
• ukonvensjonell naturgass