Characteristics of dispersed organic matter in the Menilite Beds from the Skole Unit

• Autorzy: Ziemianin K.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2018.09.02

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka rozproszonej materii organicznej w warstwach menilitowych jednostki skolskiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Composition and thermal maturity of organic matter components from Menilite Beds (Skole Unit) were analyzed. Samples (26) were collected from 9 outcrops within the investigated area. Samples represented several lithologies – clay and marly shales, mudstones, sandstones/siltstones, micritic limestones and cherts. Macerals of three groups (vitrinite, inertinite and liptinite) are present in the analyzed samples. Macerals of the liptinite group are the most numerous. Within this group, bituminite is most common, while alginite and liptodetrinite are less often observed. Macerals of the vitrinite (collotelinite, telinite, vitrodetrinite) and inertinite (fusinite, semifusinite, inertodetrinite) groups are also present, but their content is significally lower compared to the macerals of the liptinite group. Organic matter within all the investigated area is clearly immature, which is confirmed by both vitrinite reflectance Ro and Tmax parameters. The composition of organic matter relates mostly to kerogen type II and III (and their mixture). Sev- eral relations between Rock-Eval parameters and maceral composition were identified. The obtained results were compared to data from Menilite Beds of the Silesian Unit.

PL

W artykule przeanalizowano skład i dojrzałość materii organicznej obecnej w warstwch menilitowych jednostki skolskiej. Przebadano 26 próbek pochodzących z 9 odsłonięć. Próbki reprezentowały różne odmiany litologiczne – od łupków ilastych, przez ilastowęglanowe, mułowce, piaskowce/pyłowce, po utwory węglanowe i rogowce. W próbkach obserwuje się macerały wszystkich trzech grup tj. witrynitu, inertynitu i liptynitu. Macerały grupy liptynitu zdecydowanie dominują w składzie materii organicznej. Najczęściej jest tu spotykany bituminit, a rzadziej alginit i liptodetrynit. Udział macerałów grupy witrynitu (kolotelinit, telinit, witrodetrynit) oraz inertynitu (fuzynit, semifuzynit oraz inertodetrynit) jest wyraźnie niższy. Materia organiczna jest na całym badanym obszarze niedojrzała, na co wskazują pomiary refleksyjności witrynitu oraz parametr Tmax. Skład materii organicznej odpowiada głównie II oraz III typowi kerogenu, a także ich mieszaninie. Wykazano szereg zależności pomiędzy parametrami geochemicznymi (analiza Rock-Eval), a składem i dojrzałością materii organicznej określonej przy użyciu mikroskopu optycznego. Zbadano również podobieństwa i różnice pomiędzy materią organiczną łupków menilitowych w obrębie jednostki skolskiej i śląskiej.

Słowa kluczowe

EN

Menilite Beds; Skole Unit; macerals; vitrinite reflectance; Rock-Eval pyrolysis

PL

warstwy menilitowe; jednostka skolska; macerały; refleksyjność witrynitu; piroliza Rock-Eval

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 74, nr 9
• Strony: 636--646
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ziemianin K.

• Oil and Gas Institute – National Research Institute, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Bessereau, G., Roure F., Kotarba M., Kuśmierek J., Strzetelski W.: Structure and hydrocarbon habitat of the Polish Carpathians. W: Ziegler, P.A., Horvath, F. (Eds.), Structure and Prospects Alpine Basins and Forelands. Peri-Tethys Memoir 2, Memories du Museum National dHistoire Naturelle, Paris 1996, vol. 170, pp. 343–373.
• [2] Curtis J.B., Kotarba M.J., Lewan M.D., Więcław D.: Oil/source rock correlations in the Polish Flysch Carpathians and Mesozoic basement and organic facies of the Oligocene Menilite Shales: insights from hydrous pyrolysis experiments. Organic Geochemistry 2004, vol. 35, pp. 1573–1596.
• [3] Hakimi M.H., Abdullah W.H., Alqudah M., Makeen Y.M., Mustapha K.A.: Organic geochemical and petrographic characteristics of the oil shales in the Lajjun area, Central Jordan: Origin of organic matter input and preservation conditions. Fuel 2016, vol. 181, pp. 34–45.
• [4] Jankowski L., Probulski J.: Rozwój tektoniczno-basenowy Karpat zewnętrznych na przykładzie budowy geologicznej złóż Grabownica, Strachocina i Łodyna oraz ich otoczenia. Geologia 2011, vol. 37, pp. 555–583.
• [5] Kelly S., El-Sobky H., Torres-Verdín C., Balhoff M.T.: Assessing the utility of FIB-SEM images for shale digital rock physics. Advances in Water Resources 2016, vol. 95, pp. 302–316.
• [6] Koltun Y.V.: Organic matter in Oligocene Menilite Formation rocks of the Ukrainian Carpathians: palaeoenvironment and geochemical evolution. Organic Geochemistry 1992, vol. 18, pp. 423–430.
• [7] Koltun Y.V., Espitalié J., Kotarba M., Roure F., Ellouz N. & Kosakowski P.: Petroleum generation in the Ukrainian external Carpathians and the adjacent foreland. Journal of Petroleum Geology 1998, vol. 21, pp. 265–288.
• [8] Kotarba M.J., Więcław D., Koltun Y.V., Lewan M.D., Marynowski L. & Dudok I.V.: Organic geochemical study and genetic correlations between the Oligocene Menilite source rocks and oil and natural gas from surface seepages and from deep accumulations in the Starunia area (Ukrainian Carpathians). In: Kotarba, M.J. (Ed.): Polish and Ukrainian geological survey in 2004–2005 years W: Starunia at the area of finds of woolly rhinoceroses and other extinct vertebrates. Polish Geological Institute and “Geosphere”, Warszawa–Kraków 2005, pp. 125–146.
• [9] Kotarba M.J., Więcław D., Koltun Y.V., Kuśmierek J., Marynowski L. & Dudok I.V.: Organic geochemical study and genetic correlation of natural gas, oil and Menilite source rocks in the San and Stryi rivers region (Polish and Ukrainian Carpathians). Organic Geochemistry 2007, vol. 38, pp. 1431–1456.
• [10] Kosakowski P., Więcław D., Kotarba M.J.: Charakterystyka macierzystości wybranych utworów fliszowych w przygranicznej strefie polskich Karpat Zewnętrznych. Geologia 2009, vol. 35, pp. 155–190.
• [11] Koszarski L., Żytko K.: Łupki jasielskie i ich znaczenie dla stratygrafii i sedymentologii serii menilitowo-krośnieńskiej (Karpaty fliszowe). Pr. Geol. Kom. Nauk Geol. PAN Oddz. w Krakowie 1961, vol. 52.
• [12] Kotlarczyk J.: Models of sedimentary basins of Skole Unit and ‘‘Rzeszów Bay’’. (W:) Kotlarczyk J. (Ed.): Paleontology and Bathymetry, XIVth Conference of Palaeontologes in the Rzeszo´w Carpathians. Wydawnictwo Instytut Geologii i Surowców Mineralnych Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków 1991, pp. 11–21.
• [13] Köster J., Kotarba M., Lafargue E., Kosakowski P.: Source rock habitat and hydrocarbon potential of Oligocene Menilite Formation (Flysch Carpathians, Southeast Poland): an organic geochemical and isotope approach. Organic Geochemistry 1998a, vol. 29, pp. 543–558.
• [14] Köster J., Rospondek M., Schouten S., Kotarba M., Zubrzycki A., Sinninghe Damste J.S.: Biomarker geochemistry of a foreland basin: Oligocene Menilite Formation in the Flysch Carpathians of Southeast Poland. Organic Geochemistry 1998b, vol. 29, pp. 649–669.
• [15] Kruge M.A., Mastalerz M., Solecki A., Stankiewicz B.A.: Organic geochemistry and petrology of oil source rocks, Carpathian Overthrust region, southeastern Poland –implications for petroleum generation. Organic Geochemistry 1996, vol. 24, pp. 897–912.
• [16] Lewan M.D., Kotarba M.J., Curtis J.B., Więcław D., Kosakowski P.: Oil-generation kinetics for organic facies with Type-II and -IIS kerogen in the Menilite Shales of the Polish Carpathians. Geochimica et Cosmochimica Acta 2006, vol. 70, pp. 3351–3368.
• [17] Li M., Yin G., Xua J., Caoc J., Song Z.: Permeability evolution of shale under anisotropic true triaxial stress conditions. International Journal of Coal Geology 2016, vol. 165, pp.142–148.
• [18] Matyasik I.: Geochemical exploration of the Menilite, Inoceramic and Spass beds of the Skole unit in Carpathian flysch. Nafta-Gaz 1994, no. 6, pp. 234–243.
• [19] Matyasik I., Kupisz L.: Geological and geochemical conditions of the hydrocarbon generation in the Menilite Beds from the south part of the Strzyżów Depression. The 2nd Conference on the Geochemical and Petrophysical Investigations in Oil and Gas Exploration, Janowice 10–12.04.1996, pp. 179–197.
• [20] Olszewska B.: Uwagi o biostratygrafii serii menilitowokrośnieńskiej w polskich Karpatach zewnętrznych. Kwartalnik Geologiczny 1982, vol. 26, pp. 137–145.
• [21] Rospondek M.J., Köster J., Sinninghe Damsté J.S.: Novel C26 highly branched isoprenoid thiophenes and alkane from the Menilite Formation, Outer Carpathians, SE Poland. Organic Geochemistry 1997, vol. 26, pp. 295–304.
• [22] Saif T., Lin Q., Butcher A.R., Bijeljic B., Blunt M.J.: Multiscale multi-dimensional microstructure imaging of oil shale pyrolysis using X-ray micro-tomography, automated ultra-high resolution SEM, MAPS Mineralogy and FIB-SEM. Applied Energy 2017, vol. 202, pp. 628-647.
• [23] Such P., Leśniak G., Mroczkowska-Szerszeń M., Dudek L., Cicha-Szot R, Spunda K.: Metodyka analizy przestrzeni porowej skał łupkowych. Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego 2017, 214 p., DOI: 10.18668/PN2017.214.
• [24] Tahmasebi P., Javadpour F., Sahimi M.: Stochastic shale permeability matching: Three-dimensional characterization and modeling. International Journal of Coal Geology 2016, vol. 165, pp. 231–242.
• [25] Wang J., Liu H., Wanga L., Zhang H., Luob H., Gao Y.: Apparent permeability for gas transport in nanopores of organic shale reservoirs including multiple effects. International Journal of Coal Geology 2015, pp. 50–62.
• [26] Wang M., Wilkins R., Song G., Zhang L., Xuc X., Li Z., Chen G.: Geochemical and geological characteristics of the Es3L lacustrine shale in the Bonan sag, Bohai Bay Basin, China. International Journal of Coal Geology 2015, vol. 138, pp. 16–29.
• 27] Wendorff M., Rospondek M.J., Kluska B., Marynowski L.: Organic matter maturity and hydrocarbon potential of the Lower Oligocene Menilite facies in the Eastern Flysch Carpathians (Tarcău and Vrancea Nappes), Romania. Applied Geochemistry 2017, vol. 78, pp. 295-310.
• [28] Więcław D.: Geneza oligoceńskiej ropy naftowej polskich Karpat fliszowych – siarka organiczna w kerogenie warstw menilitowych a kinetyka procesu generowania węglowodorów. Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków 2002 (PhD thesis).
• [29] Więcław D., Kotarba M.J., Koltun Y.: Identification of kerogen type in the menilite shales of the Skole and Silesian units of the Polish and Ukrainian Carpathians. 23rd International Meeting on Organic Geochemistry, Torquay (England) 9–1.09.2007, P22-M.
• [30] Yang C., Zhang J., Tang X., Ding J., Zhao Q., Dang W.: Comparative study on micro-pore structure of marine, terrestrial, and transitional shales in key areas, China. International Journal of Coal Geology 2017, vol. 171, pp. 76–92.
• [31] Yang R., He S., Hub Q., Hu D., Y, J.: Geochemical characteristics and origin of natural gas from Wufeng-Longmaxi shales of the Fuling gas field, Sichuan Basin (China). International Journal of Coal Geology2017, vol. 171, pp. 1–11.
• [32] Ziemianin K.,. Petrographic-geochemical characterization of the dispersed organic matter in Menilite Shales from the Silesian Unit in the Carpathian Mountains of SE Poland. Nafta-Gaz 2017, no. 11, pp. 10–17, DOI: 10.18668/NG.2017.11.02.
• [33] Zhang W., Xie L., Yang W., Qin Y, Peng P.: Micro fractures and pores in lacustrine shales of the Upper Triassic Yanchang Chang7 Member, Ordos Basin, China. Journal of Petroleum Science and Engineering 2017, vol. 156, 194–201.
• [34] Zhou S., Yan G., Xue H., Guo W., Li X.: 2D and 3D nanopore characterization of gas shale in Longmaxi formation based on FIB-SEM, marine and Petroleum Geology 2016, vol. 73, pp. 174–180.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).