Estudo cinético da geração de hidrocarbonetos em folhelho e carvão através de pirólise

• Autor(a) principal: Link, Gabriel Avila Dias
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/271904
• topic: Geoquímica; Rochas sedimentares; Hidrocarbonetos; Cinética; Pirólise; Paraná, Bacia sedimentar do; Kinetics; Pyrolysis; Paraná Basin

Rochas geradoras lacustres e marinhas, contendo querogênios dos tipos I, II e III desempenham um papel fundamental como principais fontes de hidrocarbonetos em bacias sedimentares. A variabilidade composicional desses querogênios influencia de maneira significativa as características associadas à geração de hidrocarbonetos. A formação de petróleo e gás em bacias sedimentares é regida pela cinética de reações químicas, cujo entendimento é crucial para simular esse processo em laboratório. Os parâmetros cinéticos derivados desses experimentos laboratoriais são essenciais para modelar com precisão a geração de hidrocarbonetos. No cenário brasileiro, a Bacia do Paraná destaca-se por abrigar rochas sedimentares enriquecidas em matéria orgânica, especialmente nas formações Irati e Rio Bonito. Este estudo visa estimar os parâmetros cinéticos relacionados à geração de hidrocarbonetos, levando em consideração a composição variada dos querogênios presentes em amostras dessas duas formações. Quatro amostras da Formação Irati (14-239, 14-300, 17-075 e 18- 077) e duas amostras da Formação Rio Bonito (20-008 e 23-108) foram coletadas na porção sul da Bacia do Paraná, com base em dados geoquímicos pré-existentes. Entre as amostras de folhelho da Formação Irati, a amostra 14-300 destacou-se, exibindo os maiores valores de potencial de geração de hidrocarbonetos (S2) e carbono orgânico total (COT), registrando 122,19 mg HC/g rocha e 17,82% em peso, respectivamente. Em contraste, a amostra 17-075 apresentou valores mais baixos, com 3,78 mg HC/g rocha para o S2 e 2,24% em peso para o COT, enquanto a amostra 18-077 revelou os menores valores de S2 (3,28 mg HC/g rocha) e COT (1,61% em peso). A análise da refletância da vitrinita indicou imaturidade para as amostras 14- 300 e 14-239, enquanto 18-077 e 17-075 foram classificadas como maturas. Os experimentos cinéticos foram conduzidos através da técnica de pirólise em sistema aberto, empregando diferentes taxas de aquecimento. Os resultados foram analisados no software Kinetics2015 para a determinação dos parâmetros de energia de ativação (E) e fator de frequência (A) para cada amostra estudada. A amostra 14-300, apesar de apresentar o maior potencial de geração de hidrocarbonetos, revelou o menor fator de frequência (9,32 x 1011 s-1) e energia de ativação (46 kcal/mol) entre as amostras estudadas. Por outro lado, as amostras 17-075 e 18-077, com valores mais baixos para os parâmetros de geração de hidrocarbonetos e carbono orgânico total, demonstraram os maiores fatores de frequência (8,73 x 1013 s-1 e 2,25 x 1014 s-1, respectivamente) e energias de ativação em torno de 54 kcal/mol. As amostras da Formação Rio Bonito, representadas por 20-008 e 23-108, também exibiram valores mais elevados para ambos os parâmetros cinéticos, evidenciando a complexidade da cinética de geração de hidrocarbonetos nessas rochas.