UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

Una bona part de les reserves naturals de petroli i gas es troben a força profunditat de la superfície terrestre, atrapades en roques de tipus carbonàtic. Les roques calcàries (de composició CaCO₃), que sovint es formen en fons marins per l’acumulació de restes biològiques (petxines, closques, coralls, etc.), pateixen compactació i cimentació dels seus components mentre es van soterrant pels nous sediments que es dipositen sobre seu. Així van perdent la granularitat i porositat originals arribant a formar roques ben compactes. Algunes d’aquestes roques es transformen parcialment o total en dolomies (CaMg(CO₃)₂) quan són afectades per salmorres calentes, aigües molt salines riques en cations i metalls. L’interès del procés de dolomitització de la roca calcària rau en què en pot tornar a augmentar la seva porositat, convertint-la en una roca ‘esponja’, que serà capaç d’acollir aigua, mineralitzacions o hidrocarburs en aquests espais buits en el cas que se n’hagin format en una zona propera.
 
A la zona de Benicàssim (Maestrat) hi ha uns grans afloraments de calcàries i dolomies que recorden les que allotgen hidrocarburs a l’Orient Mitjà, a més de 2.000 metres sota terra. Com que les dolomies profundes costen molt d’investigar directament, utilitzem les que trobem en superfície com a anàlogues de les altres. Per tant, tot i que les roques de Benicàssim no continguin hidrocarburs, l’estudi de com s’han format aquestes dolomies facilitarà entendre on es poden trobar altres jaciments de petroli o gas en aquest tipus de roques i quina és la manera més eficient d’extreure’l.


Figura 1: Afloraments de calcàries i dolomies a la zona de Benicàssim.
 
Després d’haver observat, descrit, cartografiat i analitzat aquestes roques, hem recreat la dolomitizació de Benicàssim amb simulacions numèriques en ordinadors. Ho fem amb programes en els que es poden introduir les característiques de diferents roques i fluids (forma, dimensions, porositat, permeabilitat, composició, temperatura, etc.) i la interacció química i física que pot ocórrer i evolucionar en el temps. Els principals resultats que hem obtingut són: 1) que la capacitat de dolomitizar una roca és molt més alta amb salmorres calentes al voltant de 100 ºC que amb aigües fredes; 2) que per dolomitizar capes alternes de roca calcària cal que hi hagi diferències de permeabilitat (porositat connectada, que permeti la circulació de fluids) entre elles superiors a 100, i 3) que per dolomititzar els nivells de més d’un kilòmetre d’allargada de Benicàssim, el procés havia de durar més d’un milió d’anys amb una salmorra que avançava pels estrats a velocitats d’uns quants metres per any. Aquest treball, a més, il·lustra la utilitat de les eines de simulació de transport reactiu per predir els controls sobre la distribució i connectivitat de dolomies hidrotermals com les de Benicàssim, que són els trets importants a l’hora d’explorar o recuperar hidrocarburs en dolomies.