SIBERISCHE GASVELDEN ONTSTAAN DOOR LEKKENDE AQUIFERS

Ongeveer eenderde deel van al het bekende aardgas komt voor in het noordelijke deel van een groot sedimentatiebekken in West-Siberië. Het meeste gas zit op een diepte van 800 tot 1200 meter, in de Pokur-Formatie, die een ouderdom heeft van 115-95 miljoen jaar (Laat-Aptien tot Cenomanien). Niet alleen de gigantische hoeveelheid gas in deze formatie is opmerkelijk, ook de samenstelling is anders dan verklaarbaar met de gebruikelijke natuurlijke processen. Het gas bestaat namelijk voor zo'n 98 procent uit puur methaan (CH4) en is daarmee zeer calorierijk. Een andere opvallende eigenschap is de samenstelling van de koolstof-isotopen (-48 tot -54 promille C), waarbij het gehalte aan isotopen `licht' methaan van onderen naar boven in de Pokur-Formatie toeneemt. Deze samenstelling heeft in het verleden tot tal van speculaties geleid over de ontstaansgeschiedenis; het lijkt op gas zoals dat momenteel ontstaat onder bacteriële inwerking op organische stoffen, maar zulk gas behoudt zijn eigenschappen niet over geologisch lange perioden. Een bevredigende verklaring bleef dan ook uit.

Een Duits/Russisch team heeft nu een uitvoerige analyse van alle gegevens uitgevoerd (Marine and Petroleum Geology 16, blz. 225). De vijf onderzoekers gingen daarbij uit van het bekende gegeven dat het meeste gas is geconcentreerd in het bovenste deel van een sterk permeabel gesteentepakket, dat — op een lager niveau dan het gas — ook veel water bevat. Het hele bekken bevat trouwens een aantal dikke soortgelijke pakketten, die over vrijwel het gehele oppervlak van het bekken voorkomen. Met behulp van isotopenanalyse zijn de onderzoekers nagegaan hoe de samenstellingen van het gas en van het water variëren met de afstand. Daarbij is gebleken dat het water verzadigd is met methaan van dezelfde isotopensamenstelling als het gas dat boven het water aanwezig is. Het lag dus voor de hand om aan te nemen dat het gas in de top van de watervoerende laag (aquifer) accumuleerde na te zijn weggelekt uit het grondwater.

Om de juistheid hiervan na te gaan werd een gedetailleerd hydrogeologisch model van de aquifer onder het grootste gasvoorkomen opgesteld, waarmee kon worden berekend hoeveel gas er `weglekt'. De gevonden waarden bleken met de werkelijkheid overeen te stemmen, maar pas nadat niet alleen met de zijdelings veranderende hydraulische druk onder het gasveld rekening werd gehouden, maar ook met de afname van temperatuur en druk, die plaatsvond onder invloed van de opheffing van het gebied in de afgelopen tientallen miljoenen jaren, en met de (minder invloed uitoefenende) temperatuurdalingen die tijdens de afgelopen ijstijden plaatsvonden. Als bijkomstig resultaat vonden de onderzoekers dat het gas afkomstig moet zijn uit een gebied ten zuiden van de huidige gasprovincie. De onderzoekers verwachten daarom dat ook verder noordelijk grote hoeveelheden aardgas kunnen worden aangetroffen. (A.J. van Loon)

    • A.J. van Loon