Petrol Jeolojisi (JFM- 435)
Petrolün Oluşumu ve Göçü-1
Prof. Dr. Levent Gülen
[email protected]
Ofis: 1303
Tel: 0264 295-5711
Ders - 3
PETROLÜN OLUŞUM TEORİLERİ:
•
İnorganik ( Gay-Lussac, Mendele’ev meşhur
kimyacılar)
•
Organik
(Yerbilimciler)
İNORGANİK TEORİLERİN DAYANAK NOKTALARI:
•
Jüpiter, Satürn gibi planetlerin atmosferinde
metan gazı bulunması,
•
Bazı meteorların (Karbonat Kondritler) eser
miktarda da olsa değişik hidrokarbon molekülleri
içermeleri,
•
Volkanik gazlarda hidrokarbonlara rastlanması,
•
Bazı Prekambrian yaşlı metamorfik kayalarda
katı ve sıvı hidrokarbonların bulunması,
•
Ender de olsa bazı magmatik kayaçlarda petrol
ve doğal gazın bulunması.
HİDROKARBONLAR (petrol, doğal gaz vd.)
KİMYASAL OLARAK ELDE EDİLEBİLİR Mİ?
FİSHER-TROPSCH KİMYASAL SENTEZİ
Fisher- Tropsch reaksiyonuna göre eğer 500°C
sıcaklıkta karbon dioksit (CO2) ve hidrojen katalitik
olarak kullanılan manyetit ve hematit (demir mineralleri)
karışımından geçirilirse sentetik olarak hidrokarbonlar
üretilebilir. Bu yöntemi kullanarak II. Dünya savaşı
sırasında Almanlar petrol üretmişlerdir.
ORGANİK ORİJİN
Organik Madde İçerikleri
Sedimanter Kayaçlar:
% 1,5
Çamurtaşı:
% 2,1
Kireçtaşı:
% 0,29
Kumtaşı:
% 0,05
Organik maddeler ortalama olarak % 50-60 karbon
içerdikleri için, sedimanter kayaçlar % 0,75 – 1,00
oranında organik karbon içerirler.
Prof. Dr. Levent Gülen
Sedimanter kayaçların organik madde içerikleri
% 10’un üzerinde ise, bu tip sedimanter kayaçlara
Karbonlu Sedimanter Kayaçlar ismi verilir.
Buna karşılık % 3-10 arasında organik madde içeren
sedimanter kayaçlar “organikçe zengin” olarak
tanımlanırlar.
Tüm sedimanter kayaçlar içinde Karbonlu Sedimanter
Kayaçların oranı % 1 olup, bunlar ekonomik açıdan
çok önemlidirler. Çünkü kömür, petrol, doğal gaz gibi
fosil enerji kaynakları karbonlu sedimanter kayaçlar
ile direk ilişkilidir.
Prof. Dr. Levent Gülen
Esas olarak kömür, petrol ve doğal gaz fosil enerji
kaynaklarını oluştururlar. Fakat bunların yanısıra
petrol şeylleri ve kerojen şeylleri yüksek miktarda
organik madde içerdikleri için bunlardan da petrol elde
etmek mümkün olup, maliyeti biraz yüksektir. Ancak
petrolün varil fiyatı $ 50-60 ın üzerine çıktığında
petrol şeylleri ve kerojen şeyllerinden de petrol üretimi
ekonomik olabilmektedir.
Prof. Dr. Levent Gülen
Karbonlu sedimanter kayaçların içerdiği organik
maddeler esas olarak üç guruba ayrılırlar. Bunlar:
• Humus
• Pit
• Sapropel’ dir.
Prof. Dr. Levent Gülen
Humus
Humus esas olarak yaprakların, bitki kalıntılarının
toprakta birikmesi ve zaman içinde bozunmasıyla
oluşan bir organik maddedir. Humusun daha da
ileri derecede bozunmasıyla humik ve fulvik asitler
oluşur.
Ancak tipik bir toprak kesitinden bahsederken de
belirtildiği üzere, humuslu seviye toprak kesitinin
en üstünde yer aldığı için, humus büyük bir oranda
oksitlenir ve bu nedenle sedimanter kayaçlarda
çok az miktarda bulunur.
Prof. Dr. Levent Gülen
Pit
Pit de aslında humik bir organik maddedir. Ancak
humustan farklı olarak aneorobik (oksijenin az
olduğu) özelliklere sahip sulu veya bataklık ortamlarda
biriktiği için oksitlenmeye maruz kalıp, yok olmaz.
Bu nedenle de kömür yataklarını oluşturan temel
humik organik madde pit’tir. Pitten itibaren biyokimyasal
ve jeokimyasal süreçlerle sırasıyla linyit, az bitümlü kömür,
taşkömürü, yarı antrasit ve antrasit oluşur.
Prof. Dr. Levent Gülen
Sapropel
Sapropel esas olarak plankton, spor, polen gibi
mikroskopik organizma kalıntılarından oluşur.
Sapropelin oluşabilmesi için yine bu kalıntıların
oksijence fakir, aneorobik sulu ortamlarda
birikmesi gerekir. Şeyllerin organik madde
içeriği esas olarak sapropeldir.
Sapropel diyajenez sürecinde biyokimyasal ve
kimyasal bozunma sonucu Kerojene dönüşür.
Kerojen petrolün ana maddesi olup, kerojenin
termal ve termo-katalitik parçalanma (cracking)
süreçleri geçirmesi sonucunda petrol oluşur.
Prof. Dr. Levent Gülen
Petrol
Petrol karbonca zengin bir organik sıvı olup
çoğunlukla kumtaşı ve kireçtaşı formasyonlarında
bulunur.
Petrolün ortalama kimyasal bileşimi:
Karbon
% 85
Hidrojen
% 13
Sülfür
% 1,5
Nitrojen
% 0,5
Oksijen
% 0,5
Prof. Dr. Levent Gülen
Petrolün Oluşum Süreçleri
• Diyajenez
• Katajenez
• Metajenez
Prof. Dr. Levent Gülen
Diyajenez
Organik maddece (sapropel) zengin şeyllerin diyajenezi
sürecinde biyokimyasal ve kimyasal bozunmaya uğrayan
sapropel kerojene dönüşür. Diyajenez 50º C tan daha düşük
sıcaklıklarda ve yeryüzünün yaklaşık 1000 m ye kadar olan
derinliklerinde gerçekleşir. Kerojen oldukça kararlı bir madde
olup, düşük sıcaklıklarda milyonlarca yıl bozunmadan kalabilir.
Bu nedenle kerojence zengin şeyllere Kaynak Kaya ismi verilir.
Prof. Dr. Levent Gülen
Katajenez
Eğer kerojen içeren şeyller 1000 m den daha derinlere
gömülür ve daha yüksek sıcaklıklara maruz kalırlarsa,
diyajenez sürecini katajenez süreci takip eder.
Katajenez süreci 50º - 150º C ve 300 – 1500 bar basınç
aralığında gerçekleşir. Katajenez sürecinde termo-katalitik
bozunma sonucu kerojenin parçalanması (cracking =
karbon atomları arasındaki kovalent bağların kırılması) ile
hidrokarbonlar (petrol ve bir miktar doğal gaz) oluşur. Bu
sürece petrolün olgunlaşması adı da verilir.
Prof. Dr. Levent Gülen
Metajenez
Eğer daha derine gömülme gerçekleşirse 150-200º C
arasında petrolün olgunlaşması metajenez sürecine girer
ve artık bu sıcaklıkta petrol oluşumu durur. Ancak 250º C
sıcaklığa kadar doğal gaz oluşumu devam eder. Daha
yüksek sıcaklıklarda ise petrol doğal gaz ve asfalt gibi katı
hidrokarbonlara dönüşür.
Prof. Dr. Levent Gülen
Petrolün Oluşum Süreçleri
Prof. Dr. Levent Gülen
Download

Stratigrafi-Ders-1