NGV-Geonieuws 179 artikel 1178

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


Mei 2011, jaargang 13 nr. 5 artikel 1178

Redactie: George Brouwers tot en met artikel 1023 en vanaf 1024 dr.W.M.L.(Willem) Schuurman

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 179! Op de huidige pagina is alleen artikel 1178 te lezen.

<< Vorig artikel: 1177 | Volgend artikel: 1179 >>

1178 Koolwaterstoffen uit de diepte
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Olie, Gas & Mijnbouw !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Algemeen wordt aangenomen dat de olie en het aardgas die nu worden gewonnen voor meer dan 99% zijn ontstaan uit de restanten van organismen die afstierven en (gewoonlijk op de bodem van de zee) werden bedekt door sedimenten. De koolstof in die koolwaterstoffen moet oorspronkelijk echter een anorganische oorsprong hebben gehad, net zoals het overgrote merendeel van de koolstofverbindingen (vooral CO en CO2) die nu bij vulkaanuitbarstingen uit het inwendige der aarde komen en in de atmosfeer worden uitgestoten.

Dit betekent dat er in het inwendige van de aarde koolstof voorkomt. De vraag die steeds weer opkomt nu olie en gas steeds schaarser dreigen te worden, is dan ook: kan die koolstof daar voorkomen in de vorm van koolwaterstoffen, en - indien dat het geval is - kunnen ze wellicht ook economisch worden gewonnen? Geruime tijd geleden (10 jaar?) werd in de media veel aandacht gegeven aan een boring die in graniet aardgas zou hebben aangetroffen. Naderhand werd daar echter weinig of niets meer van vernomen. Wel bleek uit experimenten (zie Geonieuws 604) dat het fysiek mogelijk was dat koolwaterstoffen zelfs in de aardmantel voorkomen. Dat onderzoek is sindsdien voortgezet, waarbij steeds duidelijker werd dat niet-organische koolwaterstoffen ook onder speciale geologische omstandigheden (bijv. in subductiezones en in rift valleys) kunnen ontstaan.


Simulatie van vloeibaar methaan
in contact met een door water stof
omgeven diamantoppervlak bij hoge
temperatuur en druk.

Uit recent onderzoek blijkt nu ook dat moleculen van methaan (CH4, een belangrijke component van aardgas) zich kunnen verbinden tot langere ketens van koolwaterstoffen (in feite olie). Daarvoor moeten ze worden blootgesteld aan temperaturen en drukken zoals die in de buitenmantel van de aarde voorkomen op dieptes van 60-150 km. Dat dit fysisch en chemisch mogelijk is, wil overigens uiteraard niet zeggen dat dergelijke voorkomens ook werkelijk in de aardmantel bestaan.

De experimenten waarbij de niet-organische koolwaterstofverbindingen uit methaan werden gevormd, werden trouwens niet in de praktijk uitgevoerd: het ging om uiterst ingewikkelde computersimulaties, waarvoor de onderzoekers niet alleen de cluster van grote computers om de universiteit van California in Berkeley gebruikten, maar ook de computers van het Lawrence Livermore National Laboratory. Er was dus nogal wat rekencapaciteit voor nodig!

Al het gereken, waarbij de fundamentele eigenschappen van koolstof en waterstof via uiterst geavanceerde technieken waren ingevoerd als uitgangspunt, gaf aan dat koolwaterstoffen die groter zijn dan methaan uit methaan ontstaan zodra de temperatuur boven de 1500 K (ruim 12000C) komt, indien de druk minimaal 50.000 keer zo hoog is als aan het aardoppervlak. Dergelijke condities doen zich voor op een diepte van ruim 100 km. Opvallend is dat de omzetting sneller plaatsvond indien er direct contact gemaakt kon worden met een metaal- of koolstofoppervlak.

Het lijkt uitgesloten dat boringen ooit tot 100 km diep zullen kunnen reiken. Mochten er op die diepte al reservoirs met koolwaterstoffen voorkomen, dan blijven die dus onbereikbaar. Wel is het denkbaar dat dergelijke koolwaterstoffen een weg omhoog vinden en zo deel gaan uitmaken van ‘klassieke’ olie- of gasvoorkomens. Of dat ook fysiek daadwerkelijk mogelijk is, werd bij deze simulaties niet onderzocht.

Referenties:
  • Spanu, L., Donadio, D., Hohl, D., Schwegler, E. & Gali, G., 2011. Stability of hydrocarbons at deep Earth pressures and temperatures. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 108, 6843-6846.

Figuur: Livermore National Laboratory, Livermore, CA (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl