INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
UNIDAD TICOMAN
Materia: química del petróleo
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DIAGENESIS
La diagénesis (gr.,dia,‘cambio’,y genesis,‘origen’)1
esel procesode formaciónde una roca
sedimentariaapartir de...
La mayoríade lasveceslaconsolidaciónde lossedimentosse debe ala infiltración de las aguas
que contienensustanciasdisueltas...
METAGÉNESIS
En esta etapa las temperaturas pueden ser superiores a los 200 ºC. Al alcanzar esta etapa ya los
sedimentoshan...
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LA CATAGÉNESIS
Tiene lugar según el Kerógeno es calentado. La catagénesis es el estado enque a partir del
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EL CICLO DEL CARBONO
El ciclodel carbono son lastransformacionesquímicasde compuestosque contienen carbonoen
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Ciclo biológico
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Metagenesis catagenesis y ciclo del carbono

  1. 1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD TICOMAN Materia: química del petróleo Grupo: 2pm1 Alumno: Cristian Jassiel Barrios Suarez Profesor: Antonio Barba Gutiérrez
  2. 2. DIAGENESIS La diagénesis (gr.,dia,‘cambio’,y genesis,‘origen’)1 esel procesode formaciónde una roca sedimentariaapartir de sedimentos sueltosque sufrenunprocesode compactacióny cementación.Ladiagénesisse produce enel interiorde losprimeros5ó 6 km de las corteza terrestre atemperaturasinferioresa150-200 °C; más alláse considerayametamorfismo.1 El cambiodiagenéticofísicomáshabitual eslacompactación.Conforme el sedimentose acumula a travésdel tiempo,el pesodel materialsuaprayacente comprimelossedimentosmásprofundos. Cuandomayor esla profundidadalaque estaenterradoel sedimento,másse compactay más firme se vuelve.Al inducirsecadavezmásla aproximaciónde losgranos,hayuna reducción considerable delespacioporoso(elespacioabiertoentre laspartículas).Porejemplo,cuandolas arcillassonenterradasdebajode variosmilesde metrosde material,el volumende laarcilla puede reducirse hastaun40 porciento.Conforme se reduce el espaciodel poro,se expulsagran parte del agua que estabaatrapada enlos sedimentos.Dadoque lasarenasyotros sedimentos gruesossonloligeramente compresibles,lacompactacióncomoprocesode litificación,esmás significativaenlasrocassedimentariasde granofino. La cementaciónesel procesomásimportante medianteel cual lossedimentosse conviertenen rocas sedimentarias.Esuncambiodiageneticoquímicoque implicalaprecipitaciónde los mineralesentre losgranossedimentariosindividuales.Losmaterialescementantesson transportadosensoluciónporel agua que percolaa travésde losespaciosabiertosentre las partículas.A lolargo del tiempo,el cementoprecipitasobre losgranosde sedimento,llenasde espaciosvacíosy une lsoclastos.De lamismamanera que el espaciodel porose reduce durante la compactación,laadiciónde cementoal depósitosedimentarioreducetambiénsuporosidad. La calcita,lasílice y el óxidode hierrosonloscementosmáscomunes.Hayuna manera relativamente sencillade identificarel material cementante.Cuandose tratade calcita,se produciráefervescenciaconel ácidoclorhidricodiluido.Lasílice esel cementomásduroy produce,portanto, lasrocas sedimentariasmásduras.Uncolor de naranjaa rojooscuro enuna roca sedimentariasignificaque hayóxidode hierro. La mayoríade lasrocas sedimentariasse litificapormediode lacompactaciónyla cementación. Sinembargo,algunasse formaninicialmente comomasassólidasde cristalesintercrecidos,antes de empezarcomoacumulacionesde partículasindependientesque mástarde se solidifican.Otras rocas sedimentariascristalinasnoempiezande estamanera,sinoque se transformanenmasasde cristalesintercrecidosalgúntiemposdespuésde que se hayadepositadoel sedimento. Por ejemplo,conel tiempoyenterramiento,lossedimentossueltosque consistenendelicados restosesqueleticoscalcáreospuedenrecristalizarenunacalizacristalinarelativamente densa. Dado que loscristalescrecenhastaque rellenantodoslosespaciosdisponibles,normalmente las rocas sedimentariascristalinascarecende porosidad.A menosque lasrocasdesarrollenmástarde diaclasasyfracturas, seránrelativamente impermeablesafluidoscomoel aguay el petróleo.
  3. 3. La mayoríade lasveceslaconsolidaciónde lossedimentosse debe ala infiltración de las aguas que contienensustanciasdisueltas.Ladiagénesisconvierteasíla arena enarenisca,a loslodos calcáreosencaliza,a las cenizasvolcánicas encinerita,etc.Lasreacciones yotrosfenómenosde oxidorreducción,deshidratación, recristalización,cementación,litificación, mineralización y sustituciónde un mineral preexistente porotroconstituyenensuconjuntola autogénesis ylos mineralesresultantesde éstasoncalificadosde autogénicos.El principiouorigende lasrocas sedimentariasesladiagénesisproductode presiónytemperaturabajas Incluye todoslosprocesosfísicosyquímicosque afectanal sedimento despuésdeldepositoyhasta antes del metamorfismo de bajo grado. Los procesos diagenéticos no operan con uniformidady regularidad , por lo que el tiempo y edad geológica de las rocas o sedimentos no son factores cruciales en los productos de la diagénesis. Por tanto, si se tiene el mismo grado de litificación no implica la misma historia depositacional para los dos. Etapas de losprocesosdiagenéticos 1) Diagénesistemprana:lacuál ocurre a baja profundidaddel sepultamiento( a menosde 50 mts), durante pocos milesa cientos de miles de años,y en algunos casos se lleva a cabo por interacción de agua marinay procesosdel fondomarino.Durante estaetapa se desarrollan los procesos iniciales de litificación y compactación. 2) Diagénesistardía:durante estosloseventosposterioressonmáslentosyde mayor duración.
  4. 4. METAGÉNESIS En esta etapa las temperaturas pueden ser superiores a los 200 ºC. Al alcanzar esta etapa ya los sedimentoshansidotransformadosenrocasedimentarias yhaocurridolageneraciónde petróleo. Por este incremento de la temperatura la roca sedimentaria sufre una serie de cambios en su composiciónmineralógicayestransformadaenunarocametamórfica.Lamateriaorgánicaresidual es transformada en grafito. Es el últimoestadoenque cesala generaciónde petróleoygas,perose sigue generandomucho metano( CH4) por alteracióndel crudopreviamente generado. El gas natural que contiene entre un75-85% de metano,normalmente se encuentraasociadocon depósitosde petróleo;estosdepósitossonel legadode lasplantasmarinasque vivierony murieronenmaresinterioreshace millonesde años.Sonembargo,notodoel metanode latierra es“metanoantiguo”,se estimaque las bacteriasmetanógenas*que viven enlastermitasyenlos sistemasdigestivosde losanimalesherbívorosproducencercade 2000 toneladasde metanopor año. Podemosañadir,que el gasnatural esun gas incoloroyse añade deliberadamente trazasde compuestosde azufre,comoel etanodiol, conel finde advertiralgúnescape peligroso. El kerógenoremanente escasi grafitoenestaetapa. En general,lageneraciónde loshidrocarburosestáfuertemente asociadaala profundidadde enterramiento. La profundidadde generacióndepende del gradientegeotérmicolocal,deltipode kerógenoyde la historiade enterramiento. A pocas profundidadessólose generametanobiogénico. .- Entre 1 y 2 Kmde profundidadempiezalacatagénesis. .- Antesde los3 km. comienzalazonade formaciónde petróleo;aestazona se le llamala ventana de hidrocarburos. .- Entre los3 y 3.5 km.se pasaa lacatagénesistardía;es la principal zonade formaciónde gas,y se generantantogas húmedocomometano. .- A más de 4 km. laroca madre se transformaen supermadura.Eneste puntoempiezala metagénesisysólose generametano. En este procesolatemperaturatambiénesmuyimportante,porlocual podemosrealizaruna divisiónenbase aella:
  5. 5. .- A los60º C empiezalageneraciónprincipal;lospetróleosformadossonpesadosyricosen componentesNSO .- Conel incrementode temperaturalospetróleosse vanhaciendosucesivamente másligeros. .- A los100º C se produce lamáximageneración. .- Porencimade 100º C la generacióndisminuyeyse formancondensados(gasesconpetróleos mezclados). .- La ventanade hidrocarburosse cierraa unos 175º C. .- La generacióndirectadesde el kerógenoacabaa 225º C. .- La generaciónde metanoacabaa 315º C, aunque lareducciónde porosidadpuede provocarque el gas no seaeconómicamenteexplotable.
  6. 6. LA CATAGÉNESIS Tiene lugar según el Kerógeno es calentado. La catagénesis es el estado enque a partir del Kerógeno se genera petróleo y gas. La catagénesiseslaalteraciónfísico-químicade lossedimentosylosfluidosintersticialesa temperaturasypresionesmáselevadasque lasde ladiagénesis.Lacatagénesisimplicaunproceso de calentamientoenunrangooscilante entre 50°y 150°C [122° y 302°F]. A estastemperaturas,los enlacesquímicosse rompenenel querógenoyenlasarcillasde lasutitas,generando hidrocarburoslíquidos.Enel extremosuperiorde este rangode temperatura,el craqueo secundariode lasmoléculasde petróleopuede generarmoléculasde gas.(Glosario Schlumberger). La catagénesis esuntérminoarcaicode labiologíaevolutivaparareferirsealasdirecciones evolutivasque se consideraban"retrogresivas".Erauntérminousadoencontraste con la anagénesis,que enlaactualidaddescribe laevoluciónde unapoblaciónenunaformanuevasin ramificarse enlíneasde descendencia.La cladogénesis esel términoutilizadoparalaslíneasde descendencia,esdecir,cuandoel origenevolutivode unaformanuevanoestáacompañadode la desapariciónde laformaancestral. A partir de 65ºC y hasta los150ºC, se produce la destilacióndel kerógenoyenconsecuencia la generación de hidrocarburos. Este proceso consiste en la rotura de moléculas orgánicas para formar cadenas de hidrocarburos. la máxima generación de gas se localiza hacia el final de esta étapa.
  7. 7. EL CICLO DEL CARBONO El ciclodel carbono son lastransformacionesquímicasde compuestosque contienen carbonoen losintercambiosentre biosfera,atmósfera,hidrosferaylitosfera.Esunciclode gran importancia para la supervivenciade losseresvivosennuestroplaneta,debidoaque de él depende la producciónde materiaorgánicaque esel alimentobásicoyfundamental de todoservivo. El carbonoes un componente esencial paralosvegetalesyanimales.Interviene enla fotosíntesis bajola formade CO2 (dióxidode carbono) ode H2CO3 (ácidocarbónico),tal como se encuentran enla atmósfera.Formaparte de compuestoscomo:la glucosa,carbohidratofundamental parala realizaciónde procesoscomolarespiraciónylaalimentaciónde losseresvivos,ydel cual se derivansucesivamentelamayoríade losdemásalimentos. La reservafundamental de carbono,enmoléculasde CO2 que losseresvivospuedanasimilar,esla atmósferayla hidrosfera.Este gasestáenla atmósferaenuna concentraciónde másdel 0,03% y cada año aproximadamenteun5%de estas reservasde CO2 se consumenenlosprocesosde fotosíntesis,esdecirque todoel anhídridocarbónicose renuevaenlaatmósferacada21 años. La vueltade CO2 a la atmósferase hace cuandoen la respiración,losseresvivos oxidanlos alimentos produciendoCO2.Enel conjuntode la biosferalamayorparte de la respiraciónlahacen lasraíces de las plantasy losorganismosdel sueloyno,comopodría parecer,losanimalesmás visibles. Los productosfinalesde la combustión sonCO2 yvapor de agua. El equilibrioenlaproduccióny consumode cada uno de ellospormediode lafotosíntesisfacilitólavida. Los vegetalesverdesque contienen clorofilatomanel CO2 del aire ydurante lafotosíntesisliberan oxígeno,ademásproducenel material nutritivoindispensableparalosseresvivos.Comotodaslas plantasverdesde latierraejecutanese mismoprocesodiariamente,noesposiblesiquiera imaginarlacantidadde CO2 empleadaenlafotosíntesis. En la medidaque el CO2 esconsumidoporlasplantas,tambiénesreemplazadopormediode la respiraciónde losseresvivos,porla descomposición de lamateriaorgánicaycomo productofinal de combustióndel petróleo, hulla,gasolina,etc. En el ciclodel carbono participanlosseresvivosymuchosfenómenosnaturalescomolos incendios. Los seresvivosacuáticostomanel CO2 del agua. La solubilidadde este gasenel aguaes muy superiorala que tiene enel aire.
  8. 8. Tipos de ciclos Ciclo biológico Comprende losintercambiosde carbono(CO2) entre los seresvivos y la atmósfera,esdecir, la fotosíntesis, procesomediante el cual el carbono queda retenido en las plantas y la respiración que lo devuelve ala atmósfera.Este ciclo es relativamente rápido,estimándose que larenovación del carbono atmosférico se produce cada 20 años. Ciclo Biogeoquímico Regulala transferenciade carbonoentre la hidrosfera,laatmósferay la litosfera(océanosy suelo). El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua, formando ácido carbónico que ataca los silicatos que constituyen las rocas, resultando iones de bicarbonato. Estos iones disueltos en agua alcanzan el mar, son asimiladosporlos animalesparaformar sus tejidos,y tras su muerte se depositan en los sedimentosen forma de carbonatos. El retorno a la atmósfera se produce en las erupciones volcánicas tras la fusión de las rocas que lo contienen. Este último ciclo es de larga duración, al verse implicados los mecanismos geológicos. Además, hay ocasiones en las que la materiaorgánicaquedasepultadasincontactoconel oxígenoque ladescomponga,produciéndose así la fermentación que lo transforma en carbón, petróleo y gas natural. Luego el procesose hace de nuevo. El ciclo completo del carbono requiere que los descomponedores metabolicen los compuestos orgánicos de los organismos muertos y agreguen nuevas cantidades de CO2 al ambiente. A todo lo anterior debe sumarse la enorme cantidad de CO2 que llega a la atmósfera como producto de la actividad volcánica, la erosión de las rocas carbonatadas y, sobre todo, la quema de combustibles fósiles por el hombre.

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