PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

The organic matter type in the shale rock samples assessed by FTIR-ATR analyses

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Typ substancji organicznej w łupkach, a jej widma spektroskopowe FTIR-ATR
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The aim of the paper was to show possibilities of applying the relatively new, and quick FTIR molecular vibrational spectroscopy with Attenuated Total Reflectance – ATR technique – in order to correlate extracted organic matter samples of different types with its infrared spectra. The technique was employed for 22 shale rock samples of the Carpatian Flysch – mainly from Menilite Beds, Istebna Beds and Verovice Beds. They were selected on the basis of their different maturity levels – from immature ones through all stages of the oil window, up to the early gas window phase of generating hydrocarbons. The Rock-Eval analysis and optical microscope techniques (organic petrography and vitrinite reflectance), were the methods chosen to confirm the samples classification assessment, in terms of kerogen typing and samples maturity. The major kerogen types in these source rocks include Type I, II and III. In consequence the measurement and data analysis (like choosing analytical bands and parameterization) for distinguishing between different kerogen types (I-III) should be possible by the proposed FTIR-ATR technique.
PL
Artykuł przedstawia możliwości zastosowania relatywnie nowej, szybkiej odmiany spektroskopii w podczerwieni FTIR – w wydaniu z wykorzystaniem techniki ATR (Attenuated Total Reflectance) – bazującej na zjawisku tłumionego całkowitego odbicia. Celem jest korelacja próbek kerogenu reprezentujących różne jego typy z ich widmami w podczerwieni. Przebadano 22 próbki skał formacji łupkowych fliszu karpackiego. Były to łupki menilitowe, warstwy istebniańskie oraz wierzowskie, wyselekcjonowane w taki sposób by reprezentować różne stopnie dojrzałości materii organicznej – od niedojrzałych poprzez okno ropne aż do okna gazowego. W celu potwierdzenia ich klasyfikacji przeprowadzono badania pirolizy Rock-Eval, użyto mikroskopowych metod petrograficznych jak analiza refleksyjności witrynitu oraz petrografia składników organicznych. Stwierdzono, iż poszczególne próbki przynależą do kerogenu typu I, ale także II oraz III . Na podstawie przeprowadzonych dotychczas badań oraz doniesień literaturowych stwierdzono, iż rozróżnienie takie było możliwe także z użyciem zaproponowanej w pracy odmiany metod spektroskopii w podczerwieni – FTIR-ATR. Jednak w celu bardziej szczegółowego poznania ograniczeń metody oraz stwierdzenia zakresu jej stosowalności konieczne jest przeprowadzenie badań na większej populacji próbek.
Czasopismo
Rocznik
Strony
361--369
Opis fizyczny
Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr.
Twórcy
  • Geology and Geochemistry Department Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków
autor
  • Geology and Geochemistry Department Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków
autor
  • Geology and Geochemistry Department Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków
autor
  • Geology and Geochemistry Department Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków
autor
  • Polish Geological Institute – National Research Institute Carpathian Branch in Cracow ul. Skrzatów 1, 31-560 Kraków
Bibliografia
  • [1] A boulkas A., Harfi K. E l.: Effects of acid treatments on Moroccan Tarfaya oil shale and pyrolysis of oil shale and their kerogen. Journal Fuel Chemistry and Technology 2009, vol. 37, pp. 659–667.
  • [2] Ballice L., Yüksel M., Saglam M., Schulz H., Hanoglu C.: Application of infrared spectroscopy to the classification of kerogen types and the thermogravimetrically derived pyrolysis kinetics of oil shales. Fuel 1995, vol. 74, pp. 1618–1623.
  • [3] Chen Y., Mastalerz M., Schimmelmann A.: Characterization of chemical functional groups in macerals across different coal ranks via micro-FTIR spectroscopy. International Journal Coal Geology 2012, vol. 104, pp. 22–33.
  • [4] Chen Y., Mastalerz M., Schimmelmann A.: Heterogeneity of shale documented by micro-FTIR and image analysis. Journal of Microscopy 2014, vol. 256, pp. 177–89.
  • [5] Cronauer C., Snyder R. W., Painter P. C.: Characterization of oil shale by FTIR spectroscopy. Abstracts of Papers of the American Chemical Society 1982, pp. 122–130.
  • [6] Derenne S., Largeau C., Berkaloff C.: First example of an algaenan yielding an aromatic-rich pyrolysate. Possible geochemical implications on marine kerogen formation. Organic Geochemistry 1996, vol. 24, no. 6/7, pp. 617–627.
  • [7] Dutta S., Hartkopf-Fröder C., Witte K., Brocke R., Mann U.: Molecular characterization of fossil palynomorphs by transmission micro-FTIR spectroscopy: Implications for hydrocarbon source evaluation. International Journal Coal Geology 2013, vol. 115, pp. 13–23.
  • [8] Felhi M., Tlili A., Montacer M.: Geochemistry, Petrography and Spectroscopy of Organic Matter of Clay-Associated Kerogen of Ypresian Series: Gafsa-Metlaoui Phosphatic Basin, Tunisia. Resource Geology 2008, vol. 58, pp. 428–436.
  • [9] Ganz H., Kalkreuth W.: Application of infrared spectroscopy to the classification of kerogen types and evaluation of source rock and oil shale potentials. Fuel 1987, vol. 66, pp. 708–711.
  • [10] Ganz H., Kalkreuth W.: IR classification of kerogen type, thermal maturation, hydrocarbon potential and lithological characteristics. Journal Southeast Asian Earth Sciences 1991, vol. 5, pp. 19–28.
  • [11] Guo Y., Bustin R. M.: Micro-FTIR spectroscopy of liptinite macerals in coal. International Journal Coal Geology 1998, vol. 36, pp. 259–275.
  • [12] Landais P.: Statistical determination of geochemical parameters of coal and kerogen macerals form transmission micro-infrared spectroscopy data. Organic Geochemistry 1995, vol. 23, pp. 711–720.
  • [13] Lis G. P., Mastalerz M., Schimmelmann A., Lewan M. D., Stankiewicz B. A., Dutta S., et al.: FTIR absorption indices for thermal maturity in comparison with vitrinite reflectance Ro in type-II kerogens from Devonian black shales. Organic Geochemistry 2005, vol. 36, pp. 1533–1552.
  • [14] Machnikowski J.: The characterization of coal macerals by diffuse reflectance infrared spectroscopy. Fuel 2002, vol. 81, pp. 245–252.
  • [15] Mastalerz M., Bustin R. M.: Application of reflectance micro-Fourier Transform infrared analysis to the study of coal macerals: an example from the Late Jurassic to Early Cretaceous coals of the Mist Mountain Formation, British Columbia, Canada. International Journal Coal Geology 1996, vol. 32, pp. 55–67.
  • [16] Mroczkowska-Szerszen M., Kowalska S., Przelaskowska A.: Zastosowanie analizy spektroskopowej w podczerwieni w badaniach skal z pogranicza diagenezy i anchimetamorfizmu. Nafta-Gaz 2012, no. 12, pp. 949–958.
  • [17] Müller C. M., Pejcic B., Esteban L., Piane C. D., Raven M., Mizaikoff B.: Infrared attenuated total reflectance spectroscopy: an innovative strategy for analyzing mineral components in energy relevant systems. Scientific Reports 2014, vol. 4, pp. 1–11.
  • [18] Ramer G., Lendl B.: Encyclopedia of Analytical Chemistry. In: Meyers R. A. (Ed.), Encyclopedia of Analytical Chemistry, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK 2006.
  • [19] S.P.A., Infrared Spectroscopy in clay science. In: CMS Workshop Lectures, in: Vol. 11, Teaching Clay Science, A. Rule and The Clay Mineral Society, Aurora, Colorado 2002, pp. 181–206.
  • [20] Sobkowiak M., Painter P.: A Comparison of Drift and KBr Pellet Methodologies for the Quantitative Analysis of Functional Groups in Coal by Infrared Spectroscopy. Energy & Fuels 1995, vol. 9, pp. 359–363.
  • [21] Solomon P. R., Mikins F. P.: Use of Fourier Transform infrared spectroscopy for determining oil shale properties. Fuel 1980, vol. 59, pp. 893–896.
  • [22] Su W., Zhang M., Chen J., Bromiley G. D., Ye K., Redfern S. A. T., et al.: Amorphization in natural omphacite and its implications. Journal of Asian Earth Sciences 2011, vol. 42, pp. 694–703.
  • [23] Tissot B. P., Welte D. H.: Petroleum Formation and Occurrence. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 1978.
  • [24] Vandenbroucke M., Largeau C.: Kerogen origin, evolution and structure. Organic Geochemistry 2007, vol. 38, pp. 719–833.
  • [25] Whelan J. K., Thompson-Rizer C. L.: Chemical Methods for Assessing Kerogen and Protokerogen Types and Maturity. In: Engel M. H., Macko S. A. (Eds.), Organic Geochemistry 1993, vol.11, pp. 289–353.
  • [26] Ziemianin K., Brzuszek P., Sloczynski T., Jankowski L.: Dispersed organic matter in shales from Menilite Beds within polish Outer Carpathians – introduction to the topic and first comments. Nafta-Gaz 2015 (in press).
Uwagi
EN
The paper was prepared on the basis of statutory study entitled: The organic matter type and its FTIR spectrum, molecular structure – by spectroscopic and petrographic analysis on shale rock samples – kindly financed by Ministry of Science and Higher Education, archive DWR: KD-4100-51 order no.: 51/SG.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-804ebba3-26b1-45a6-a1a6-58efddfe7f06
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.