Potencjał węglowodorowy węgli Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

• Autorzy: Semyrka G.

Warianty tytułu

EN

The hydrocarbon potential of coals from the Upper Silesian Coal Basin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Górnośląskie Zagłębie Węglowe tworzy nieckę o trójkątnym zarysie, wypełnioną węglonośnymi utworami karbonu górnego. Jest to zagłębie typu orogenicznego, uformowane w zapadlisku przedgórskim. W Zagłębiu występują dwa typy genetyczne węgla, odzwierciedlające pierwotny materiał roślinny oraz wpływ redukcyjnych lub utleniających warunków środowiska sedymentacji: węgle humusowe i węgle sapropelowe. Ilościowy stosunek mas cząsteczek nieparzystych do parzystych w łańcuchu molekularnym n-alkanów (wskaźnik CPI) oraz stosunek izoprenoidów pristanu do fitanu (Pr/Ph) są parametrami stosowanymi do różnicowania środowisk utleniających i beztlenowych. Na podstawie uzyskanych wskaźników analitycznych dokonano kompleksowej oceny jakości węgli w zakresie ich typu genetycznego, chemizmu środowiska sedymentacji oraz stopnia przeobrażenia termicznego. W ocenie stopnia dojrzałości badanych typów węgla najbardziej wiarygodne wydają się być pomiary refleksyjności witrynitu R(o). Wartości refleksyjności R(o) określone dla węgli sapropelowych wskazują, że znalazły się one w stadium katagenezy w stopniu przeobrażenia odpowiadającym fazie okna ropnego, natomiast węgle humusowe osiągnęły stopień dojrzałości odpowiadający zaawansowanym przemianom katagenetycznym. Analizę generowania węglowodorów oparto na założeniach modelu wolumetrycznego, podstawą którego są parametry geochemiczne uzyskane z pirolizy metodą Rock-Eval w zakresie zawartości węgla organicznego TOC (% wag.) i wskaźnika wodorowego HI (mg HC/g TOC) w odniesieniu do gęstości skały p (g . cm-3) dla dowolnych typów kerogenu.

EN

The Upper Silesian Coal Basin represents a triangular trough filled with Upper Carboniferous coal-bearing strata. This is an orogenic basin developed in a foredeep. As regards origin, two coal types occur in the Upper Silesian Coal Basin: humic coals and sapropelic coals. The types reflect primary plant material and the influence of reducing or oxidating conditions in the depositional environment. The CPI indicator, representing the mass ratio of odd to even molecules in the molecular chain of the n-alkanes, and the pristane/phytane ratio are the parameters used to differentiate oxidizing and oxygen-free environments. A complex evaluation of the coal quality was carried out on the basis of the obtained analytical indicators: their genetic types, thermal transformation degree and depositional environment chemistry were determined. For evaluation of the maturation degree of these coals, vitrinite reflectance (Ro) measurements seem to be most reliable. Ro values determined for the sapropelic coals indicate that they reached the stage of catagensis and their transformation degree corresponds with the oil window. On the other hand, the maturation degree of the humic coals corresponds with advanced catagenetic alteration. The hydrocarbon generation analysis has been based on the assumptions of a volumetric model, using geochemical data derived from the Rock-Eval pyrolysis, including organic carbon content TOC (wt.%) and hydrogen index HI (mg HC/g TOC) as related to the rock formation density p (g . cm-3 ) for any kerogen types.

Słowa kluczowe

PL

węgle humusowe i sapropelowe; skała macierzysta; CPI; pristan; fitan; stopień dojrzałości termicznej; refleksyjność witrynitu; typy kerogenu

EN

humic and sapropelic coals; source rock; CPI; pristane; phytane; thermal maturation degree; vitrinite reflectance; kerogen types

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 429
• Strony: 173--182
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Semyrka G.

• Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• BARKER C.E., 1989 - Temperature and time in the termal maturation of sedimentary organic matter. W: Thermal history of sedimentary basins - methods and case histories: 75-98. New York, Springer-Verlag.
• BURZEWSKI W., KOTARBA M, 1994 - Modelowanie procesów generowania i ekspulsji węglowodorów od TTI do MATOIL-GENEX. Mat. Symp. Badania geochemiczne i petrofizyczne w poszukiwaniach ropy naftowej i gazu ziemnego: 15-26. Balice k/Krakowa, IGNiG Kraków.
• CLAYTON J.L., KOTARBA M., 1995 - Depositional environments of Polish coals and carbonaceous shales: a biological marker and stable isotope approach. W: Raport: origin and habitat of coal gases in Polish basins: isotopics and geological approach: 48-61. Kraków.
• DIESSEL C.F.K., 1992 - Coal-bearing depositional systems. Springer-Verlag.
• ESPITALIE J., DEROO G., MARGUIS F., 1985 - Rock-Eval pyrolysis and its applications. Report Francais Institut du Petrol, 40: 755-784.
• GABZDYL W., 1994 - Geologia złóż węgla. Złoża świata. Wyd. Polska Agencja Ekologiczna, Warszawa.
• HUNT J., 1991 - Generation of gas and oil from coal and other terrestrial organic matter. Org. Geochem., 17, 6: 673-680.
• JONES R.W., 1987 - Organic facies. W: Advances in petroleum geochemistry (red. J. Brooks, D. Welte): 1-90. Academic Press, New York.
• KOTAS A., 1982 - Zarys budowy geologicznej GZW. Przew. 54. Zjazdu Pol. Tow. Geol.: 45-72. Inst. Geol. Warszawa..
• KOTAS A., 1985 - Uwagi o ewolucji strukturalnej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W: Tektonika Górnośląskiego Zagłębia Węglowego: 17—46. UŚl. Sosnowiec.
• KOTAS A. (red.), 1994 - Coal-bed methane potential of the Upper Silesian Basin, Poland. Pr. Państw. Inst. Geol, 142.
• KREVELEN D.W., van, 1961 - Coal, typology-physics-chemistry-constitution. Elsevier, Amsterdam.
• MUKHOPADHYAY P.K., 1989 - Organic petrography and organic geochemistry of Texas Tertiary coals in relation to depositional environment and hydrocarbon generation. Report of Investigations No.188. Texas Bureau of Economic Geology, The University of Texas at Austin Press.
• MUKHOPADHYAY P.K., HATCHER P.G., CALDER J.H., 1991 - Hydrocarbon generation from deltaic and intermontane fluviodeltaic coal and coaly shale from the Tertiary of Texas and Carboniferous of Nova Scotia. Org. Geochem., 17,6: 765-783.
• POWELL T.G., 1978 - An assessment of the hydrocarbon source rock potential of the Canadian Arctic Islands. Geological Survey of Canada, Paper: 78-12.
• POWELL T.G., 1988a- Developments in concepts of hydrogen generation from terrestrial organic matter: petroleum resources of China and related subjects. Texas, Circum Pacific Council of Energy and Mineral Resources Earth Science Series, v. 10.
• POWELL T.G., 1988b - Pristane/phytane ratio as environmental indicator. Nature, 333.
• POWELL T.G., BOREHAM C.J., 1991 - Petroleum generation and source rock assessment in terrigenous sequences: an update. APEA J., 31.
• ROBERT P., 1985 - Organic metamorphism and geothermal history. D. Reidel Publ. Comp. AA Dordrecht, Holland.
• SCHMOKER J.W., 1994 - Volumetric calculation of hydrocarbons generated. W: The petroleum system from source to trap (red. L.B. Magoon, W.G. Dow). Memoir, 60.
• SEMYRKA G., 1994 - Badanie refleksyjności witrynitu jako wskaźnik dojrzałości substancji organicznej. Mat. Symp. Badania geochemiczne i petrofizyczne w poszukiwaniach ropy naftowej i gazu ziemnego: 172-179. Balice k/Krakowa, IGNiG Kraków.
• SEMYRKA G., 1997 - Próba oceny potencjału naftowego węgli sapropelowych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego na podstawie badań mikroskopowych i pirolitycznych. W: Rozwój polskiej myśli w poszukiwaniach naftowych: 216-224. AGH. Kraków.
• SEMYRKA G., 2001 - Ocena stopnia dojrzałości węgli Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Pol. J. Mineral Res., 3:55-60.
• SEMYRKA G., 2004 - Analiza warunków generowania węglowodorów w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Pol. J. Mineral Res.,8: 193-201.
• SEMYRKA G., 2006 - Wskaźniki geochemiczne w ocenie skały macierzystej na przykładzie węgli kamiennych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Tech. Poszuk. Geol., 238: 23-29.
• SEMYRKA G., KOWALSKI A., KOSAKOWSKI P., WIĘCŁAW D., 1995 - Charakterystyka petrograficzna, chemiczna i geochemiczna węgli kamiennych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W: Opracowanie modeli oraz bilansu generowania i akumulacji gazów w serii węglonośnej w GZW (red. R. Ney, M. Kotarba): 75-98. Wyd. Centrum PPGSMiE, PAN, Kraków.
• STACH E., MACKOWSKY M. T., TEICHMULLER M., TAYLOR G.H., CHANDRA D., TEICHMULLER R., 1982 - Textbook of coal petrology. Gebruder Borntraeger, Berlin.
• TISSOT B.P., WELTE D.H., 1984 - Petroleum formation and occurrence. Springer, Berlin.
• WILCZEK T., MERTA H., 1992 - Wstępne wyniki badań pirolitycznych metodą Rock-Eval. Nafta-Gaz, 48, 5-6: 109-116.