카타게네시스(지질학)

Catagenesis (geology)
이 기사는 석유 지질학에서 사용되는 용어에 관한 것이다. 생물학에서 사용되는 용어는 Catagenesis(생물학)를 참조하십시오.

카타게네시스(Catagenesis)는 석유 지질학에서 유기 케로균이 탄화수소로 변환되는 균열 과정을 설명하기 위해 사용되는 용어다.

이론반응

카타게네시스(Catagenesis)는 그래피티틱이 되기 위한 경로에서 유기탄소가 성숙하는 두 번째 단계다. 이 지질학적 과정은 탄소질 침전물을 구성하는 생물 유발 물질에서 매우 중요한 변화를 설명한다. 카타게네시스 기간에는 온도가 상승하고 압력이 증가하며 유기성분과 무기성분 모두 위상이나 형태를 "조정"하여 보상한다. 이 단계에서 "리듬화"의 과정이 시작된다. 일반적으로 말해서, 온도가 상승하면 탄소 원자에 약하게 붙어 있는 불안정한 종이나 원소들의 분화가 일어난다. 또한 온도 및 압력이 증가하면 생체인공정이 중단된다. 이러한 변화를 표현하는 한 가지 방법은 침전물이 성숙함에 따라 산소와 탄소의 비율을 살펴보는 것이다. 거의 모든 경우에서 생물 유발 물질이 지질 환경에서 성숙함에 따라 산소, 수소 등 휘발성 원소가 크게 감소하여 O/C와 H/C 비율이 감소한다. 완전 숙성된 카타게네시스 단계 탄소의 일반적인 O/C 비율 값은 0.1 미만일 수 있다. 이것은 탄소 원자가 100개당 10개 미만의 산소 원자가 있다는 것을 의미한다. 수소 수준의 비슷한 감소도 뚜렷하다.

이 화학 반응은 1차 케로겐 X로부터 액체 및/또는 기체 탄화수소 Hc를 생성하는 시간, 온도 및 압력에 의존하는 과정으로, 다음 공식을 사용하여 요약할 수 있다.

여기서 X는0 초기 케로겐 농도, X(t)는 시간 t에서의 케로겐 농도다.

일반적으로 압력에 대한 의존성이 무시될 정도로 유지되기 때문에 카타게네시스의 과정은 1차 미분 방정식으로 주어질 수 있다.

여기서 X는 반응제(케로겐)이고 κ은 반응률 상수로 아르헤니우스 방정식을 통해 온도 의존성을 도입한다.

중요 매개변수

일반적으로는 인식되지 않지만 중요한 변태성 매개 변수가 몇 가지 제시되었다.[1]

  • 탄화수소-열 파괴는 물이 있는 곳에서 현저하게 억제되기 때문에 시스템에 물이 없거나 존재하는 것이다.
  • 유체 압력을 증가시키면 모든 유기 물질 변형이 강하게 억제된다.
  • 제품 탈출의 부족이 변태성을 방해하기 때문에 반응 사이트로부터의 제품 탈출.
  • 반응의 주동자로서 온도 상승.

퓨처 워크

투약 과정을 유도하는 데 가장 중요한 매개변수를 분리하기 위해 많은 미래 연구가 필요하다. 향후 현장에서의 작업에는 다음 사항이 포함될 것이다.

  • 매몰 시간과 탄화수소 균열 간의 정확한 관계 설정
  • 물에서 나오는 수소가 궁극적으로 케로겐에 어떻게 통합되는지 결정한다.
  • 지역 칼리닝의 효과를 확립한다.
  • 정적 유체 압력이 탄화수소 생성에 어떤 영향을 미치는지 판단. 일부 실험에서는 정적 유체 압력이 탄화수소 농도가 다른 방법으로 예상되지 않는 깊이의 농도의 존재를 설명할 수 있다는 것을 입증했다.
  • 샘플 암석의 탄화수소 함량의 많은 측정은 대기압에서 수행되었다. 이것은 감압 중 다량의 탄화수소의 손실을 무시한다. 대기압에서 암석 표본은 형성압에서 표본의 0.11–2.13 퍼센트로 측정되었다. 우물 현장에서 관찰된 것은 암석칩의 연마 및 시추용 진흙 구덩이를 덮는 유막이 있다.
  • 유기물질의 종류도 무시할 수 없다. 유기물질의 종류에 따라 화학적 결합, 결합강도 패턴, 따라서 활성화에너지가 다르다.
  • C15+ 탄화수소는 1차 반응동력학에서 예측한 것보다 훨씬 높은 온도에서 안정적이다.

예를 들어, 한때는 화학적 과정이 1차 반응이라고 가정했지만, 일부 연구에서는 그렇지 않을 수도 있다는 것을 보여주었다.[1]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Price, Leigh C. (1997). "Minimum Thermal Stability Levels and Controlling Parameters of Methane, As Determined by C15+ Hydrocarbon Thermal Stabilities". Geologic controls of deep natural gas resources in the United States (USGS Bulletin 2146). USGS: 139–176. Retrieved 2006-10-10.