CT&F Ciencia, Tecnología & Futuro (Jan 2001)
CINÉTICA DE LA GENERACIÓN DEL PETRÓLEO: PRINCIPIOS Y APLICACIÓN EN LAS CUENCAS COLOMBIANAS
Abstract
La mayoría de los modelos que describen el proceso de conversión de kerógeno en petróleo están basados en las formulaciones de la cinética química de primer orden. Aunque la aplicación de estos modelos requiera el conocimiento de los parámetros cinéticos (energía de activación y factor de frecuencia) del kerógeno de la roca madre, es práctica común en los estudios de modelamiento de cuenca usar los parámetros cinéticos y publicados de los kerógenos estándar (Tipos I, II y III) en ausencia de datos medidos. Por medio de análisis de Pirólisis Rack-Eval bajo diferentes tasas de calentamiento y usando técnicas de optimización numérica se determinaron los parámetros cinéticos de muestras de rocas madres de edades cretácica y terciaria de las cuencas del Valle Superior del Magdalena y los Llanos. Los resultados obtenidos revelaron una significativa variabilidad de los parámetros cinéticos, independiente de su clasificación, según los índices de hidrógeno y oxígeno, en kerógenos Tipos I, II y III. Ejercicios de moldeamiento con los parámetros medidos y una tasa de calentamiento constante (274.25K/M.y. 1,25°C/M.c.) revelaron que la conversión del potencial generador de faces orgánicos con parámetros cinéticos distintos puede estar desfasada hasta en 20-30 M.a., volviendo la historia de generación y expulsión del petróleo más larga y compleja de lo que se podría suponer, si consideramos el comportamiento cinético de estas rocas como homogéneo. Tales diferencias tienen particular importancia sobre la definición del sincronismo (Jímiug) entre la generación del petróleo y la formación/destrucción de trampas, más aún, si tenemos en cuenta la complejidad de la evolución tectónica de las cuencas colombianas.Most of the mathematical models that describe the conversion of kerogen into petroleum are based on the formulations of first-order kinetics. Although the application of such models requires the knowledge of the kinetic parameters (activation energies and frequency factor) of the kerogen, the usual practice in basin modeling studies is to use kinetic data of standard kerogen types (I. II or III) when measured data are not available. In this study, Rock-Eval pyrolysis under different heating rates and numerical optimization techniques were used to determine the kinetic parameters of Cretaceous and Tertiary source rocks of the Upper Magdalena and Llanos basins. The obtained kinetic parameters revealed a significant variability, which appears to be unrelated to the kerogen type classification based on hydrogen and oxygen indices Modeling exercises under a constant heating rate (1.25°C/M.y., 274.5K/M.y.) using the measured kinetic data indicates that kerogen conversion of organic facies with distinct kinetic parameters may be out of phase by 20-30M.y. Therefore. petroleum generation and expulsion history might be longer and more complex than if the kinetic behavior of these rocks was considered homogeneous. These differences are critical in defining the timing between petroleum generation an trap formation/destruction, particularly in the case of the Colombian sedimentary basins, characterized by a highly complex tectonic evolution.
