Tytuł artykułu
Autorzy
Treść / Zawartość
Pełne teksty:
Identyfikatory
Warianty tytułu
The use of compiled thermal methods in the characteristics of source rocks on the example of menilite beds
Języki publikacji
Abstrakty
Celem badań było porównanie wyników termicznego rozkładu materii organicznej przy zastosowaniu różnych metod badawczych. Eksperymenty wykonano dla oceny metod interpretacyjnych w charakterystyce potencjału generacyjnego skał macierzystych. Badania przeprowadzono dla próbek łupków menilitowych, uznanych na podstawie wieloletnich badań geochemicznych za dobrej jakości skały macierzyste. Próbki reprezentowały warstwy menilitowe jednostki śląskiej, pobrane z karpackich odsłonięć powierzchniowych. Badania przy zastosowaniu znanych metod: pirolizy Rock-Eval (RE), metody termograwimetrycznej i kalorymetrycznej (TG/DSC) oraz metody pirolizy połączonej z analizą chromatografii gazowej (PY-GC), były wykonywane na tych samych próbkach – zarówno na próbkach skalnych, jak i na wyizolowanym kerogenie. Takie zintegrowane badania nie były dotychczas prowadzone na żadnym materiale skalnym. Zastosowane metody badawcze wykazały znaczną porównywalność otrzymanych wyników. Znaleziono szereg korelacji pomiędzy parametrami z poszczególnych metod, między innymi: ilości węglowodorów wydzielonych podczas PY-GC w przedziale temperatur 300–650°C, a parametrem S2 z RE oraz ubytkiem masy w analizie TG w tym samym przedziale temperatur; wartości S2 próbek skalnych oraz kerogenu z ubytkiem masy w efekcie pirolizy z analizy TG/DSC w temperaturach z zakresu 300–650°C; wartości temperatury maksimum piku S2 (Tpk2) próbek skalnych z temperaturą maksymalnego ubytku masy podczas analizy TG; zawartości węgla rezydualnego (RC) z analizy RE próbek skały i kerogenu z ubytkiem masy w efekcie spalania rezydualnej materii organicznej z analizy TG/DSC w temperaturach z zakresu 650– 1050°C. Ubytek masy, oznaczony podczas analizy termograwimetrycznej, zestawiony z procentowym udziałem poszczególnych frakcji węglowodorowych, w których znaczący udział mają frakcje C9+ potwierdza ropotwórczy charakter substancji organicznej zawartej w warstwach menilitowych. Badania porównawcze metod pirolitycznych: Rock Eval, TG/DSC oraz PY-GC dowiodły kompatybilności wyników uzyskanych wszystkimi metodami. Każda z metod ponadto umożliwia pozyskanie wzajemnie uzupełniających się informacji odnośnie zawartości TOC, stopnia dojrzałości termicznej, jak i typu generowanych węglowodorów oraz innych niewęglowodorowych związków. Przeprowadzone testy oraz wykonane korelacje pokazały celowość stosowania zespołu metod termicznych dla pozyskania kompletnych informacji dotyczących skał macierzystych.
The aim of the research was to compare the results of the thermal decomposition of organic matter using different research methods. Experiments were carried out to assess interpretation methods in the characterization of the generation potential of source rocks. The research was conducted for samples of Menilite shales, recognized on the basis of long-term geochemical studies as good quality source rocks. The samples represented the Menilite Beds of the Silesian Unit, taken from the outcrops in the Carpathians. Research using known methods: Rock-Eval pyrolysis (RE), thermogravimetric and calorimetric methods (TG/DSC), and pyrolysis methods combined with gas chromatography analysis (PY-GC), were performed on the same samples- both on rock samples, as well as isolated kerogen. Such integrated studies have so far not been conducted on any rock material. The applied research methods showed a significant comparability of the results obtained. A number of correlations were found between the parameters from individual methods, including: the amount of hydrocarbons separated during PY-GC in the temperature range of 300–650°C, and the parameter S2 from RE, and mass loss in the TG analysis in the same temperature range; S2 values of rock samples and kerogen with weight loss as a result of pyrolysis from TG/DSC analysis at temperatures in the range of 300–650°C; temperature values of the maximum peak S2 (Tpk2) of rock samples with the maximum mass loss temperature during TG analysis; residual carbon content (RC) from RE analysis of rock and kerogen samples with a mass loss as a result of burning residual organic matter from TG/DSC analysis at temperatures in the range of 650–1050°C. The mass loss determined during thermogravimetric analysis, combined with the percentage share of individual hydrocarbon fractions, in which the C9+ fraction is significant, confirms the high petroleum potential of the organic substance contained in the Menilite Beds. Comparative studies of pyrolytic methods: Rock Eval, TG/DSC and PY-GC have proved the compatibility of the results obtained with all methods. Each of the methods also makes it possible to obtain mutually complementary information relating to the TOC, the degree of thermal maturity and type of generated hydrocarbons and other non-hydrocarbon compounds. The conducted tests and performed correlations showed the usefulness of a set of thermal methods to obtain complete information on source rocks.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
67--76
Opis fizyczny
Bibliogr. 12 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
- Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii
autor
- Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy
autor
- Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy
autor
- Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy
autor
- Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy
autor
- Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy
autor
- Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy
Bibliografia
- Cebulak S., Langier-Kuźniarowa A., 1997. Application of oxyreactive thermal analysis to the examination of organic matter associated with rocks. Journal of Thermal Analysis, 50: 175–90.
- Kania M., Janiga M., 2015. Wykorzystanie pirolitycznej chromatografii gazowej do określania składu produktów symulowanego procesu generowania węglowodorów. Nafta-Gaz, 10: 720–728. DOI: 10.18668/NG.2015.10.02.
- Labus M., 2017. Thermal methods implementation in analysis of fine-grained rocks containing organic matter. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 129: 965–973.
- Labus M., Matyasik I., 2018. Application of different thermal analysis techniques for the evaluation of petroleum source rocks. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. DOI: 10.1007/s10973-018-7752-3.
- Lafargue E., Espitalie J., Marquis F. Pillot D., 1998. Rock Eval 6 applications in hyfrocarbon exploration, production, and in soil contamination studies. Revue d’ FP, 53(4): 421–437.
- Marshall C.P., Kannangara G.S.K., Wilson M.A., Guerbois J.P., Hartung-Kagi B., Hart G., 2002. Potential of thermogravimetric analysis coupled with mass spectrometry for the evaluation of kerogen in source rocks. Chemical Geology, 184: 185–194. DOI: 10.1016/S0009-2541(01)00362-X.
- Matyasik I., 2009. System naftowy jednostki śląskiej i dukielskiej w rejonie Jasło–Krosno–Sanok. Nafta-Gaz, 3: 201–206.
- Matyasik I., Kierat M., Kania M., Brzuszek P., 2017. Ocena jakościowa węglowodorów generowanych z różnego typu skał macierzystych oparta na wynikach badań PY-GC, Rock-Eval i Leco. Nafta-Gaz, 10: 719–129. DOI: 10.18668/NG.2017.10.01.
- Peters K.E., 1986. Guidelines for evaluating petroleum source rock using programmed pyrolysis. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 70: 318–329.
- Schmidt C.M., Heide K., 2001. Thermal analysis of hydrocarbons in Paleozoic black shales. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 64: 1297–1302. DOI: 10.1023/A:1011530020564.
- Skala D., Korca S., Vitorović D., Neumann H.J., 1997. Determination of kerogen type by using DSC ad TG analysis. Journal of Thermal Analysis, 49: 745–53.
- Warne S.St.J., Dubrawski J.V., 1989. Applications of DTA and DSC to coal and oil shale evaluation. Journal of Thermal Analysis, 35: s. 219–242.
Uwagi
PL
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-0d3d4c9a-5f76-4f4f-b3eb-1255d99bf6b5
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.