Dojrzałość termiczna jest niezmiernie ważnym parametrem, wymaganym w pierwszym etapie poszukiwań, żeby określić strefy perspektywiczne do występowania ropy naftowej lub gazu ziemnego w łupkach. Na podstawie stopnia dojrzałości termicznej można zakwalifikować skały macierzyste jako niedojrzałe, dojrzałe bądź przejrzałe termicznie, w odniesieniu do możliwości generowania węglowodorów.
Skały macierzyste niedojrzałe, czyli nieprzeobrażone termicznie, które nie zostały jeszcze pogrzebane na duże głębokości, mogą generować gaz ziemny (biogeniczny), który powstaje jako wynik aktywności życiowej określonych gatunków bakterii. Proces ten zachodzi zazwyczaj w temperaturach poniżej 50°C, a stopień przeobrażenia materii organicznej wyrażony współczynnikiem refleksyjności nie przekracza 0,5% Ro (konwencjonalne złoża, w których gaz ma taką genezę eksploatowane są w Polsce od wielu lat w zapadlisku przedkarpackim).
Gdy skała macierzysta zostanie pogrzebana, np. w wyniku ciągłego przyrostu skał nadkładu, bakteryjne procesy przetwarzania materii organicznej ustają, a temperatura oraz ciśnienie panujące w ośrodku skalnym wzrasta, uruchamiając stopniowo przemiany chemiczne prowadzące do generacji ropy naftowej i w mniejszym stopniu gazu ziemnego. Skałę, która została podgrzana do tego stopnia, że może tworzyć ropę naftową, określa się mianem skały dojrzałej, znajdującej się w fazie generowania ropy lub w tzw. „oknie ropnym”, a jej stopień przeobrażenia wyrażony współczynnikiem refleksyjności mieści się w przedziale 0,5–1,2% Ro.
Dalsze pogrzebanie spowoduje, że skała macierzysta zacznie generować w przewadze gaz ziemny (termogeniczny) i będzie można spodziewać się występowania w niej mieszaniny składającej się z wygenerowanej wcześniej ropy naftowej i ”nowo powstałego” gazu ziemnego (tzw. kondensaty).
Gdy ośrodek skalny znajdzie się na jeszcze większych głębokościach, materia organiczna będzie generować wyłącznie gaz ziemny, dodatkowo ropa naftowa, zakumulowana poprzednio w tych skałach, także zostanie przetworzona na gaz ziemny. Tego typu przeobrażenie termiczne nazywa się fazą generowania gazu (tzw. „okno gazowe”), zachodzi w temperaturach ok. 120–150°C a jego stopień jest wyrażony współczynnikiem refleksyjności od ok. 1,2 do 2,0% Ro.
Proces ten będzie trwał aż do stopnia przeobrażenia, w którym skała macierzysta będzie przejrzała i wyczerpie swoje możliwości generacyjne (>3,0% Ro), ma to miejsce w temperaturach powyżej 200°C.
Należy zaznaczyć, że przedstawiony cykl powstawania ropy naftowej i gazu ziemnego jest bardzo uproszczony, a warunki, w jakich tworzą się węglowodory, są odmienne w poszczególnych basenach naftowych. Jest to spowodowane tym, że każdy basen naftowy charakteryzuje się innymi warunkami termodynamicznymi zachodzących w nim procesów, innym typem materii organicznej rozproszonej w skałach, innymi minerałami budującymi skały, różnym tempem pogrążania oraz wieloma innymi czynnikami.
autorzy: Izabella Grotek, Marcin Janas
