Biogenic Gas

Biogenic gas dihasilkan pada temperatur rendah dari dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme anaerobik. Lebih dari 20% dari cadangan gas dunia yang ditemukan berasal dari biogenic. Persentase yang lebih tinggi daripada sebagian besar asal biogenic gas akan ditemukan di masa depan. Biogenic gas merupakan target penting dalam eksplorasi karena secara geologi dapat diprediksi dan mencakup area yang luas serta jumlah besar pada kedalaman yang dangkal.

Akumulasi yang sangat cepat pada marine sediments, suatu suksesi ekosistem mikroba menyebabkan terbentuknya biogenic gas. Setelah oksigen yang dikonsumsi oleh respirasi aerobik, reduksi sulfat menjadi bentuk dominan respirasi. Pembentukan dan akumulasi Methane menjadi dominan hanya setelah sulfat dalam pore water sediment keluar. Mekanisme yang paling penting dari pembentukan methane pada marine sediments adalah pengurangan CO2 oleh hidrogen (elektron) yang dihasilkan oleh oksidasi anaerobik bahan organik. CO2 merupakan produk baik metabolic decarboxylation atau chemical decarboxylation sedikit lebih tinggi. Faktor-faktor yang mengontrol tingkat produksi methane setelah burial sediment adalah anoxic environment, sulfatedeficient environment, temperatur rendah, ketersediaan bahan organik, dan ruang yang memadai. Faktor-faktor inilah yang membuat sehingga sebagian besar biogenic gas dihasilkan sebelum burial depths 1000 m.

Pada marine sediments, sebagian besar biogenic gas yang terbentuk dapat dipertahankan dalam larutan di interstisial (pore) waters karena tingkat larutan methane lebih tinggi dalam tekanan hidrostatik yang tinggi disebabkan oleh berat di bagian atas kolom air. Dalam kondisi tertentu tekanan tinggi dan (atau) temperatur rendah, biogenic methane bergabung dengan air untuk membentuk gas hidrat.

Biogenic gas biasanya dapat dibedakan dari thermogenik gas dengan analisa kimia dan analisa isotop. Fraksi hidrokarbon dari biogenic gas didominasi oleh methane. Kehadiran sebanyak 2% dari berat hidrokarbon yang mungkin berhubungan dengan campuran minor thermogenik gas berhubungan dengan degradasi temperatur rendah material organik.

Generasi dan terbentuknya hidrokarbon dapat dikaitkan dengan tiga tahap utama kematangan termal bahan organik dalam batuan sedimen (Gambar 1) :
1. Immature stage (diagenesis), aktivitas biologis dan kimia yang berperan untuk mengubah material organik menjadi kerogen, larutan residu, yang merupakan sumber kebanyakan hidrokarbon. Meskipun sedikit jumlah hidrokarbon hadir yang mana diwariskan dari atau mild degradation material organik. Biogenic methane adalah satu-satunya hidrokarbon yang dihasilkan dalam volume yang signifikan selama fase ini.
2. Mature stage (catagenesis)- Dengan meningkatnya suhu dan advanced geologic time, hidrokarbon yang dihasilkan dari kerogen dan nonhydrocarbon yang didahului oleh degradasi termal dan reaksi cracking. Tergantung pada konsentrasi dan jenis bahan organik, oil generation terjadi selama tahap ini disertai oleh produksi dalam jumlah yang signifikan dari natural gas. Ketika temperatur meningkat, light hidrokarbon terbentuk, karena memecah ikatan karbon, mempengaruhi baik sisa kerogen dan hidrokarbon yang terbentuk sebelumnya. Wet gas dan kondensat adalah produk utama dari tahapan akhir proses ini.
3. Postmature stage (awal metamorfisme)- Pada akhir mature stage, kerogen menjadi highly polymerized, condensed in structure, dan stabil secara kimia. Hidrokarbon utama yang dihasilkan adalah methane dihasilkan dari cracking hidrokarbon yang ada. Hidrokarbon yang lebih besar dari methane hancur jauh lebih cepat daripada mereka terbentuk.

Gambar 1. Diagram menunjukkan generation of hydrocarbons dengan meningkatnya waktu dan temperatur.

Asal Usul Biogenic Gas
Biogenic gas dihasilkan selama dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme. Dalam kondisi saat ini, pembentukan biogenic methane dikendalikan oleh beberapa kendala fisiologis dan ekologis. Pertama, mikroorganisme penghasil methane yang strict anaerob dan tidak dapat mentolerir bahkan jejak oksigen. Kedua, biogenic methane tidak terakumulasi dalam jumlah yang signifikan di hadapan konsentrasi tinggi terlarut sulfat.

Dalam sedimen laut, pengurangan sulfat adalah proses dominan respirasi bakteri anaerobik pada shallow depth of burial (ZoBell dan Rittenberg, 1948). Bukti untuk produksi metana yang signifikan biasanya tidak dapat dideteksi hingga larutan sulfat dihilangkan dari intersitial water (Nissenbaum et al,1972). Dalam banyak lingkungan laut baru-baru ini, penghapusan sulfat tidak terjadi sampai endapan telah terkubur pada kedalaman beberapa puluh meter (Sayles et al, 1973; Waterman et al, 1973; Manheim dan Sayles, 1974). Sebagai hasilnya, efek geokimia dalam metanogenesis open marine sediments sulit untuk diamati. Namun, dengan munculnya deep coring procedure oleh Deep Sea Drilling Project, informasi tentang sifat dan distribusi dari methane generation di sedimen laut telah tersedia.