Ruwe oliestromen gevolgd met moleculaire markers

Nu zo'n beetje alle grote olievelden groter dan 500 miljoen barrels wel zijn gevonden, is het zaak ook de kleinere vindplaatsen in kaart te brengen. Een ontdekking van een groep onderzoekers van vier verschillende oliemaatschappijen, onder andere van het Shell-laboratorium in Rijswijk en de universiteit van Newcastle, zou dat wel eens een stuk makkelijker kunnen maken.

Zij ontdekten dat de concentraties van twee organische moleculen een maat zijn voor de afstand waarover de olie zich heeft verplaatst van de bron (Nature, 17 oktober).

Olie en gas worden gevormd wanneer gesteente met een hoog gehalte aan organisch materiaal afkomstig van bomen, planten, algen et cetera diep in de aardkorst wordt blootgesteld aan hoge temperaturen. Olie ontstaat daarbij zo tussen de 60 en 160 ß8C, gas zo'n 20-40 ß8C hoger. De gevormde ruwe olie is lichter dan bijvoorbeeld het water dat zich ook in het gesteente bevindt en wordt daarom langzaam omhoog gedreven. Daarbij volgt het de weg van de minste weerstand. Dat gebeurt met een voor geologische begrippen enorme snelheid van zo'n 500-1000 kilometer per miljoen jaar.

Uiteindelijk zal ook deze secundaire migratie stoppen wanneer de stroom een barrière tegenkomt. Het onderliggende poreuze gesteente zal vervolgens als een soort verzamelbekken gaan fungeren. Het zal duidelijk zijn dat geologen in dienst van aardoliemaatschappijen dolgraag zouden willen weten waar deze reservoirs zich bevinden. Nu zou het zoeken naar nieuwe velden veel gemakkelijker worden als het mogelijk zou zijn de verplaatsing van de olie te volgen en zo bijvoorbeeld uit te vinden hoe ver de olie zich heeft verwijderd van de bron op weg naar het reservoir. Maar de chemische componenten in de olie die als marker zouden kunnen dienen zijn niet echt stabiel: ze hebben te lijden van hoge temperaturen en van de aanwezigheid van speciale bacteriën die van de olie leven.

De nu ontdekte benzocarbazolen kennen dergelijke problemen niet. Ze zijn opgebouwd uit ringen van koolstof- en stikstofatomen en komen in lage concentraties in ruwe olie voor. Daarbij hebben ze dezelfde molecuulformule, maar een iets andere vorm: de een is bolvormig en de ander meer langgerekt. Dat is volgens de onderzoekers de oorzaak dat ze zich verschillend gedragen in langzaam stromende olie. De staafvormige moleculen hebben een wat grotere affiniteit voor de mineralen in het gesteente en blijven daarom relatief méér achter. De verhouding van de twee verandert dus. Dat bleek uit een analyse van oliemonsters uit een aantal goed bestudeerde vindplaatsen in onder andere de Noordzee en het westen van Canada.

Met de nu ontdekte methode zal het wellicht mogelijk worden kleinere reserves gemakkelijker en beter te identificeren. Toch zijn er nog onzekerheden. Zo zouden de eigenschappen van het gesteente waarin de olie gevormd is - bijvoorbeeld de aanwezigheid van minuscule kleideeltjes - de verhouding ook nog kunnen beïnvloeden. Maar nu hoogstwaarschijnlijk alle oliemaatschappijen direct met het verzamelen van data beginnen, is het antwoord op de nog resterende vragen slechts een kwestie van tijd.

    • Rob van den Berg