Application of the cation exchange capacity parameter (CEC) to the characterisation of the swelling capacity of lower Paleozoic, Carpathian Flysch and Miocene Carpathian Foredeep clay rocks

• Autorzy: Przelaskowska A. , Łykowska G. , Klaja J. , Kowalska S. , Gąsior I.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie parametru pojemności wymiany kationowej CEC do charakterystyki zdolności pęcznienia skał ilastych dolnego paleozoiku, fliszu karpackiego i miocenu zapadliska przedkarpackiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Cation exchange capacity (CEC) is closely related to the amount and type of clay minerals, which, due to their large specific surface area, are characterised by high ion exchange capacity. The CEC value is particularly strongly influenced by swelling minerals, such as: smectite, mixed-layered illite-smectite. The parameter of cation exchange capacity in conjunction with the analysis of clay minerals can be applied to the swelling capacity estimation of both highly diagenetic rocks such as shales from gas-bearing formations and less altered Miocene sediments of the Carpathian Foredeep and Flysch. The CEC parameter of an investigated sample is influenced by two factors: the total content of clay minerals and their swelling capacity determined by the content of smectite layers in the mixedlayered mineral illite-smectite (%S), the swelling capacity being the deciding factor.

PL

Zdolność wymiany kationowej jest ściśle związana z ilością i rodzajem minerałów ilastych, charakteryzujących się ze względu na wielkość powierzchni właściwej, dużymi zdolnościami jonowymiennymi. Szczególnie duży wpływ na wartość CEC mają minerały pęczniejące, takie jak: smektyt, mieszanopakietowy illit-smektyt. Parametr pojemności wymiany kationowej CEC w połączeniu z analizą minerałów ilastych może być wykorzystywany do określania zdolności pęcznienia skał ilastych zarówno mocno zdiagenezowanych, takich jak skały formacji łupków gazonośnych, jak i słabiej zmienionych osadów miocenu zapadliska przedkarpackiego i fliszu. Na wartość parametru CEC w badanej próbce wpływają dwa czynniki: sumaryczna zawartość minerałów ilastych i ich zdolności pęcznienia zdeterminowane przez zawartość pakietów smektytowych w minerale mieszanopakietowym illit-smektyt (%S), jak i sumaryczna zawartość minerałów ilastych, przy czym zdolności do pęcznienia są tutaj czynnikiem dominującym.

Słowa kluczowe

EN

cation exchange capacity; mixed-layered mineral illite-smectite; swelling of clays

PL

pojemność wymiany kationowej; minerał mieszanopakietowy illit-smektyt; pęcznienie iłów

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 71, nr 6
• Strony: 384--389
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., wykr., wz.

Twórcy

autor

Przelaskowska A.

• Department of Well Logging Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

autor

Łykowska G.

• Laboratory of Well Logging. Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

autor

Klaja J.

• Department of Well Logging Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

autor

Kowalska S.

• Department of Well Logging Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

autor

Gąsior I.

• Department of Well Logging Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Bardon Ch.: Recommendations pour la déterrmination experimentale de la capacité d’échange de cations des milieu argileux. Revue de l’Institut Français du Pétrole 1983, vol. 38, no. 5, pp. 621–626.
• [2] Derkowski A., Bristow T. F.: On the problems of total specific surface area and cation exchange capacity measurements in organic-rich sedimentary rocks. Clays and Clay minerals 2012, vol. 60, no. 4, pp. 348–362.
• [3] Dohrmann R.: Cation exchange capacity methodology I: An efficient model for the detection of incorrect cation exchange capacity and exchangeable cation results. Applied Clay Science 2006, vol. 34, pp. 31–37.
• [4] Kowalska S.: Okreslenie ilosciowego skladu mineralnego skal zawierajacych mineraly ilaste metoda Rietvelda. Nafta-Gaz 2013, no. 12, pp. 894–902.
• [5] Przelaskowska A., Klaja J. Pomiary pojemnosci wymiany kationowej skal CEC w badaniach skal osadowych. Nafta-Gaz 2014, no. 7, pp. 432–438.
• [6] Srodon J.: Precise identification of illite/smectite interstratification by X-ray powder diffraction. Clays and Clay Minerals 1980, vol. 28, pp. 401–411.
• [7] Srodon J.: Quantification of illite and smectite and their layer charges in sandstones and shales from shallow burial depth. Clay Minerals 2009, vol. 44, pp. 421–434.
• [8] Srodon J.: X-ray identifi cation of randomly interstratifi ed illite/smectite in mixtures with discrete illite. Clay Minerals 1981, vol. 16, pp. 297–304.
• [9] Srodon J.: X-ray powder diffraction identifi cation of illitic materials. Clays and Clay Minerals 1984, vol. 32, pp. 337–349.
• [10] Stephens M., Gomez-Nava S., Churan M.: Laboratory methods to assess shale reactivity with drilling fl uids. American Association of Drilling Engineers. National Technical Conference
• & Exhibition, New Orleans, Louisiana, 2009. Legal and normative acts
• [11] Norma AFNOR NFX31-130 Détermination de la capacité d’échange cationique (CEC) et des cations extractibles, 1999.

Uwagi

EN

The article was written on the basis of the following statutory work: The analysis of the unconventional reservoir rocks properties in the profiles of chosen boreholes, on the basis of laboratory data – Oil and Gas Institute – National Research Institute work, funded by the Ministry of Science and Higher Education, order no.: 34/SW/14, archival no.: SW-4101-34/14.