XPS: una nueva herramienta para el estudio de la materia orgánica contenida en el shale.

CANNEVA ANTONELA; GIORDANA, IVÁN S.; LABAYÉN INES LIDIA; ERRA, GEORGINA; ALEJANDRA CALVO

La Plata

Encuentro; XVIII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados NANO 2018; 2018

La roca shale de los reservorios no convencionales, estructuralmente consta de una matriz inorgánica conteniendo materia orgánica en los nanoporos. La materia orgánica se divide en dos fracciones: bitumen y kerógeno, definiéndose éste último como el material insoluble en solventes orgánicos de rutina. La madurez del kerógeno, es una propiedad relacionada con el potencial de producción de hidrocarburos y puede usarse como una aproximación del valor comercial de un reservorio shale.En este trabajo se presenta un nuevo método potencialmente útil para la estimación de la madurez del kerógeno mediante XPS, complementario a los métodos tradicionales. Estos últimos están relacionados a la determinación de la temperatura de máxima generación de hidrocarburo durante la pirólisis (Tmax) o a métodos ópticos como la determinación de la reflectancia de la vitrinita (%VR). El método propuesto asume el modelo de Vandenbroucke[1] para la evolución estructural del kerógeno durante el proceso de maduración. El mismo conlleva transformaciones químicas como la formación de estructuras poliaromáticas, derivadas del grafeno. Durante la maduración los átomos de carbono de la materia orgánica cambian su hibridación promedio de sp3 a sp2, con lo cual la madurez puede relacionarse a la cantidad de átomos de carbono con hibridación sp2. Estos cambios en la hibridación pueden ser cuantificados mediante el estudio del orbital C1s mediante la técnica XPS[3]. La figura 1 muestra una representación de los fundamentos del método propuesto. A la izquierda se muestra esquematicamente el modelo de Vandenbroucke, y a la derecha la deconvolución de un espectro de C1s[2].