Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Możliwości występowania naturalnych złóż wodoru w warunkach polskich

Matyasik Irena, Ciechanowska Maria

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 6

327--334

PL

W artykule przedstawiono wodór naturalny jako potencjalne bezemisyjne źródło energii odnawialnej, która w transformacji energetycznej całej gospodarki ma do odegrania niezwykle ważną rolę. Omówiono drogi migracji i akumulacji wodorowych. Podano przykłady występowania wodoru w różnych typach środowiska naturalnego i w różnych strukturach litologiczno-stratygraficznych, także na obszarach oceanicznych i w strefach występowania podwyższonej aktywności wulkanicznej. Przedstawiono źródła pochodzenia wodoru naturalnego, z których za najważniejsze przyjmuje się proces serpentynizacji, typowy dla skał ultrazasadowych bogatych w żelazo. Obecnie uważa się, że proces ten może generować aż 80% wodoru występującego na Ziemi. Innym procesem uczestniczącym w produkcji wodoru jest radioliza, zachodząca w skałach zawierających pierwiastki promieniotwórcze (m.in. U, Th), emitujące promieniowanie jonizujące i powodujące rozszczepianie cząstek wody. W czasie tej reakcji uwalniany jest wodór. Zaprezentowano wybrane prace badawcze prowadzone w Polsce na przestrzeni lat, w których zwrócono uwagę na obecność wodoru w gazach ziemnych związanych ze złożami węglowodorów czy ze złożami rud metali. Przeanalizowano 160 wyników badań składu gazów z otworów wiertniczych zlokalizowanych w rejonie północno-zachodniej Polski. Można zauważyć bardzo zmienne zawartości wodoru w tych próbkach. Jego zdecydowanie wyższe stężenia obserwuje się w utworach czerwonego spągowca, zaś znacznie niższe w utworach karbonu, dewonu i kambru. Obecność wodoru jest związana nie tylko z litostratygrafią, ale także z budową tektoniczną danego obszaru. Przedstawiono kierunki prac badawczo-rozwojowych, które powinny być choć w części prowadzone na etapie wstępnej oceny możliwości występowania pułapek wodorowych i określenia ich potencjału.

EN

The article presents natural hydrogen as a potential emission-free source of renewable energy, which plays an extremely important role in the energy transformation of the entire economy. The pathways of hydrogen migration and accumulation are discussed. Examples of hydrogen occurrence in various types of natural environments and in various lithological-stratigraphic structures are provided, including oceanic areas and zones of elevated volcanic activity. The sources of natural hydrogen origin are presented, with serpentinization process, typical for ultrabasic iron-rich rocks, being considered the most important. Currently, it is believed that this process can generate up to 80% of the hydrogen occurring on Earth. Another process involved in hydrogen production is radiolysis, occurring in rocks containing radioactive elements (including U, Th), emitting ionizing radiation and causing water molecule splitting. Hydrogen is released during this reaction. Selected research works conducted in Poland over the years are presented, focusing on the presence of hydrogen in natural gases associated with hydrocarbon deposits or metal ore deposits. 160 results of gas composition studies from drilling holes located in the north-western region of Poland were analyzed. Highly variable hydrogen contents can be observed in these samples. Its significantly higher concentrations are observed in the Rotliegend formations, while much lower in the Carboniferous, Devonian, and Cambrian formations. The presence of hydrogen is related not only to lithostratigraphy but also to the tectonic structure of the area. Research and development directions are presented, which should be at least partially carried out at the stage of preliminary assessment of the possibilities of hydrogen trap occurrence and determination of their potential.

2

Nowe spojrzenie na występowanie naturalnych wycieków węglowodorowych w Karpatach

Matyasik Irena, Bieleń Wojciech

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 3 (289)

4-9

PL

Naturalne wycieki węglowodorów na powierzchni terenu są najwyraźniejszym przejawem ropogazonośności basenów naftowych. Przyczyną ich występowania jest migracja faz węglowodorowych, a ich charakter zależy przede wszystkim od budowy tektonicznej. Makroprzejawy węglowodorów charakterystyczne są dla basenów naftowych cechujących się skomplikowaną tektoniką formacji ropogazonośnych i/lub zaawansowaną erozją skał uszczelniających. Analiza rozmieszczenia i intensywności naturalnych wycieków węglowodorów ma istotne znaczenie dla walidacji modeli systemów naftowych. Wycieki, które objęto badaniami pochodzą z rejonu złóż ropy naftowej: na fałdzie Łodyna-Wańkowa, Czarna, Dwernik, Zatwarnica oraz w rejonie Sanoka (Tarnawa Wielopole). Do określania charakteru geochemicznego wycieków zastosowano badania biomarkerów GC i GCMS oraz badania składu izotopowego węgla. Stwierdzono, że środowisko sedymentacji badanej materii organicznej, będącej źródłową dla wycieków, jest tlenowe. Wiek geologiczny substancji organicznej został określony na kredowy lub młodszy, a stopień dojrzałości termicznej odpowiada fazie procesów termokatalitycznych. Porównanie charakterystyki geochemicznej wycieków i rop naftowych wskazuje na ich podobieństwo genetyczne. Zbieżność między lokalizacjami wycieków i dużych złóż ropy naftowej nie jest przypadkowa, a prześledzenie wszystkich naturalnych wycieków na tle uaktualnionych przekrojów powierzchniowych będzie przesłanką do analizy dróg migracji w modelu generacyjnym.

EN

Visible petroleum seepages are pronounced symptoms of the subsurface petroleum reserves. Their occurrence is caused by the migration of hydrocarbons, and their nature depends primarily on the tectonics. Hydrocarbon macro seepages are characteristic of oil basins with complicated tectonics of oil-bearing formations and/or advanced erosion of sealing rocks. Analysis of the distribution and intensity of natural hydrocarbon seepages is essential for the validation of oil system models. The hydrocarbon seepages that were tested come from the area of oil fields: on the Łodyna-Wańkowa fold, Czarna, Dwernik, Zatwarnica and in the Sanok area (Tarnawa Wielopole). GC and GCMS biomarker analyses and isotopic composition tests were used to determine the geochemical character of the hydrocarbon seepages. It was found that sedimentation environment of the organic matter (which is the primary source of the oil seepage) was oxic. Geological age of the organic matter was determined as Cretaceous or younger. And the degree of thermal maturity corresponds to the phase of thermocatalytic processes. Comparison of the geochemical characteristics of the seepage oils and crude oils collected from fields shows their genetic similarity. The coincidence between the locations of oil seepages and large oil deposits is certainly not accidental. The tracing of all hydrocarbon seepages in the context of updated surface cross-sections will be a premise for the analysis of migration routes in the generation model.

3

Zastosowanie metody Py-GC do określenia zanieczyszczenia gleb związkami ropopochodnymi w rejonie naturalnych wycieków węglowodorów w Karpatach

Matyasik Irena, Kierat Maria, Kania Małgorzata

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 3

360--366

PL

Dokonano próby zastosowania pirolizy połączonej z chromatografią gazową (Py-GC) do badań skażenia gleb substancjami ropopochodnymi w otoczeniu naturalnych wycieków ropy naftowej i charakterystyki otoczenia tych wycieków. Metoda okazała się użyteczna do badania gleb o zawartości węglowodorów powyżej 750 mg/kg s.m. W zakresie niższych stężeń walidacja metody Py-GC nie dała zadowalających wyników. Badania próbek kontrolnych wykazały również pewną niezgodność wyników uzyskanych metodą Py-GC z wynikami analiz wykonanych wg metodyki referencyjnej, szczególnie dla próbek o mniejszej zawartości węglowodorów. Było to zapewne związane z maskującym wpływem matrycy. Badania kontynuowano dla ekstraktów rozpuszczalnikowych z gleb, co dało możliwość rozszerzenia zakresu stosowania metody. Charakterystyka porównawcza gruntów w otoczeniu naturalnych wycieków ropy w trzech badanych lokalizacjach pokazała wyraźny wzrost zawartości węglowodorów frakcji olejowej na kierunku spływu, co potwierdza możliwość stosowania metody w zakresie wysokich stężeń.

EN

Soil samples were taken from 3 hydrocarbons-contaminated sites (natural oil spills) and tested by pyrolysis combined with gas chromatog. (Py-GC) to det. contents of C10–C40 hydrocarbons. The method could be used only at medium and high concs. of hydrocarbons (above 750 mg/kg). Use of soil exts. gave the opportunity to extend the scope of the method. To extend the applicability of the method, soil exts. were analyzed by Py-GC. The content of hydrocarbons in soil exceeded the permissible values.

4

Studium petrologiczno-mineralogiczno-geochemiczne skał w profilu dolomitu głównego w otworze Mo-1

Jarmołowicz-Szulc Katarzyna, Kozłowska Aleksandra, Kuberska Marta, Matyasik Irena

Przegląd Geologiczny

|

2020

|

Vol. 68, nr 10

780--792

EN

Rocks from the Mo-1 well from the Barnówko-Mostno-Buszewo (BMB) oil and gas field have been studied aiming at constructive results for application in exploration for oil and gas. The study focuses on carbonate deposits from the Main Dolomite horizon, commonly diagenetically altered, where the pore space has been filled by dolomite and anhydrite. Standard petrological analysis was conducted, wide fluid inclusion analyses performed and geochemical character of bitumen determined. Based on microscopic fluorescence studies, three types of fluid inclusions have been distinguished in the vertical column of the well: one-phase non-fluorescent (methane), two-phase non-fluorescent (brine), and two-phase fluorescent inclusions (oil). These three types, further studied microthermometrically, display characteristics of fluid fillings present in the basin and closed as the inclusions in minerals.

5

Parameters and methods for evaluation of lignite processing method into biogas

Szubert Agnieszka, Kapusta Piotr, Matyasik Irena

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2020

|

Vol. 56, iss. 2

396--405

EN

In the article parameters of lignite organic matter conversion into biogas are collated and verified in terms of the process evaluation and control. Possibilities and limitations of usage of the parameters for this type of the process are also indicated. The following parameters were selected: a gas amount and its quality, isotope analysis of the gas produced, measurement of dissolved organic carbon (DOC) in biomass-free liquid media, presence of the VFA (volatile fatty acids) and other possible intermediates of the process in liquid medium, pH, as well as (not discussed in this article) microbiological analyses. On the basis of experiments of Polish lignite biogasification, examples of application of these parameters in laboratory scale for identification of the biodegradation lignite reactions occurrence are presented and discussed. We found that apart from analyses of the biogas produced, the following parameters are also possible to be implemented: DOC, specific surface area of solids measured before and after the process, and the parameters that are normally used for evaluation of rocks’ maturity and origin, i.e. S1, S2 and HI determined from Rock-Eval analysis, as well as GC-MS analysis of EOM (Extractable Organic Matter) separated from lignite. For the analyses of the EOM’s, relatively high amount of solid is required for measurements, limiting its implementation for continuous operations in practice. It was indicated that measurement of elementary coals’ composition, total organic carbon (TOC) in solids or of pH of the liquid are not applicable parameters for verification of the progress of the lignite biogasification process.

6

Ewaluacja sweet spotów w polskich formacjach łupkowych w odniesieniu do wybranych parametrów geochemicznych

Matyasik Irena, Janiga Marek, Spunda Karol

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 2

76--90

PL

W artykule skupiono się na parametrach geochemicznych kluczowych dla oceny potencjału węglowodorowego formacji łupkowych (zawartość substancji organicznej oraz jej termiczna dojrzałość i stopień transformacji). Przeprowadzono analizę porównawczą pomiarów gazu pozyskanego w procesie desorpcji rdzeni z analizą nasyceń uzyskanych z pirolizy Rock-Eval i określono procent zachowania wolnych węglowodorów przy obliczonej generacji w poziomach macierzystych. Zaobserwowano duże rozbieżności pomiędzy pomierzonymi wartościami refleksyjności macerałów witrynitopodobnych lub na zooklastach a obliczonymi wartościami VR z parametru Tmax. Oznacza to ograniczoną stosowalność i uniwersalność wzoru według Jarvie (Wüst, 2013). Opracowano, na podstawie dużej populacji próbek, nowy wzór przeliczeniowy. Dodatkowo w artykule przedstawiono wyniki analiz składu izotopowego. Stwierdzono duże zróżnicowanie wartości δ13C metanu, etanu i propanu pomiędzy odwiertami. Udział wyższych węglowodorów w składzie gazów jest bardzo wysoki, co może oznaczać termogeniczne pochodzenie gazu. Większość próbek to gaz związany z ropą naftową i gaz mieszany, jedna próbka to gaz związany z kondensatem (wykres według Petersa). Generacja gazu z obydwu odwiertów odpowiada zakresowi okna ropnego do początku okna gazowego (VR od około 0,6% do około 1,35%) (Peters et al., 2005). Dodatkowo, wykorzystując dane z eksperymentów degazacyjnych (ilości gazu całkowitego) oraz parametry pirolityczne otrzymywane z analiz Rock-Eval (Tmax i TOC), stwierdzono, że korelacja pomiędzy dojrzałością źródłowej substancji organicznej (określaną na podstawie Tmax) a ilościami gazu jest niewielka (r = 0,37 dla gazu całkowitego). Natomiast korelacja pomiędzy zawartością węgla organicznego (TOC) a ilościami gazu jest wysoka dla gazu całkowitego (r = 0,70).

EN

The article focuses on the geochemical parameters of key importance to the assessment of the hydrocarbon potential of shale formations (the content of organic matter and its thermal maturity and degree of transformation). A comparative analysis of the measurements of gas obtained in the process of core desorption with the analysis of saturations obtained from Rock-Eval pyrolysis was performed. Percentage of retained free hydrocarbons in source levels at the calculated generation was determined. Large discrepancies were observed between the measured reflectance values of vitrinite-like macerals or on zooclasts and the calculated VR values from the Tmax parameter. This means limited applicability and universality of Jarvie formula (Wüst, 2013). A new conversion formula was calculated based on a large sample population. Additionally, the article presents the results of isotopic composition analyzes. Large differences in the δ13C methane, ethane and propane values were stated between the wells. The content of higher hydrocarbons in the gas composition is very high, which may indicate thermogenic origin. Most samples are oil-related gas and mixed gas, one sample is condensate related gas (Peters chart). The gas generation from both wells corresponds to the range of the oil window to the beginning of the gas window (VR from about 0.6 to about 1.35%) (Peters et al., 2005). In addition, using data from degasification experiments (total gas quantities) and pyrolysis parameters obtained from Rock Eval analyzes (Tmax and TOC), it was found that the correlation between the maturity of the source organic matter (determined on the basis of Tmax) and the amounts of gas is small (r = 0.37 for total gas). In contrast, the correlation between the organic carbon content (TOC) and the amounts of gas is high for total gas (r = 0.70).

7

Analiza porównawcza metod badania zawartości siarki w rdzeniach wiertniczych, węglu i ropach naftowych

Matyasik Irena, Zapała Marek, Kierat Maria, Wciślak Agnieszka

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 7

449--456

PL

Celem pracy było dobranie i zwalidowanie optymalnej metody analizy zawartości siarki w rdzeniach wiertniczych, w tym pochodzących z pokładów węgla. Ponadto badania zostały przeprowadzone dla rop naftowych. W ramach pracy porównano wyniki badań zawartości siarki metodą analizy elementarnej w dwóch analizatorach: w analizatorze elementarnym EA 1108, który daje możliwość spalania próbek w temperaturze do 1080°C, co nie zawsze jest wystarczające w przypadku próbek geologicznych, oraz w analizatorze Leco CR12 rozbudowanym o moduł do oznaczania siarki, który daje możliwość wykonania analizy w 1350°C. W toku analizy elementarnej następuje przekształcenie siarki wolnej i związanej w dwutlenek siarki SO2, którego zawartość jest mierzona za pomocą różnych detektorów: detektora cieplno-przewodnościowego (TCD) w analizatorze EA 1108 lub detektora podczerwieni w analizatorze Leco CR12. Przed badaniami porównawczymi zwalidowano metodę analizy siarki w analizatorze Leco CR12. Badania porównawcze wykonano dla próbek skalnych, dla węgli i dla rop naftowych oraz dla kerogenu. W ramach pracy przeprowadzono analizy elementarne zawartości siarki dla 23 próbek węgla, 22 próbek skał, 5 próbek kerogenu wydzielonego z tych skał oraz dla 9 rop naftowych. Badane próbki węgla i materiału skalnego pochodziły z rdzeni wiertniczych z otworów poszukiwawczych. Wykazano zgodność stosowanych metod dla kerogenu i dla węgli o zawartości siarki powyżej 0,75% w/w oraz dla rop powyżej 0,3% zawartości siarki. Dużo gorszą zgodność uzyskano dla materiału skalnego z rdzeni wiertniczych, charakteryzującego się dyspersją materii organicznej. Dla próbek o niskiej zawartości siarki bardziej wiarygodnych wyników dostarczają oznaczenia wykonane w analizatorze EA 1108. W przypadku ośrodków o dużej dyspersji substancji organicznej, takich jak warstwy istebniańskie, bardziej wiarygodne są wyniki oznaczeń w analizatorze Leco CR12, ze względu na wielkość próbki analitycznej.

EN

The purpose of the work was to select and validate the optimal method for analyzing sulfur content in drilling cores, including those from coal seams. In addition, research was done for petroleum. As part of the work, the results of sulfur content testing were compared by means of elemental analysis in 2 analyzers: in the EA 1108 elemental analyzer, which gives the possibility of burning samples at temperatures up to 1080°C, which is not always sufficient for geological samples, and in the Leco CR12 analyzer expanded with a module for determination of sulfur, which gives the opportunity to perform the analysis at 1350°C. In the course of elemental analysis, free and bound sulfur is transformed into sulfur dioxide SO2, the content of which is measured by means of various detectors: the thermal conductivity detector (TCD) in the EA 1108 analyzer, or the infrared detector in the Leco CR 12 analyzer. Before the comparative tests, the method of sulfur analysis in the Leco CR 12 analyzer was validated. Comparative studies were carried out for rock samples, for coals, for petroleum and for kerogen. As part of the work, elemental analyses of sulfur content were carried out for 23 coal samples, 22 rock samples, 5 kerogen samples separated from these rocks and for 9 petroleum samples. Tested coal and rock material samples came from drill cores from exploratory wells. The methods used for kerogen and for coals with sulfur content over 0.75 wt % have been shown to be compatible. For oils, compatibility was observed above 0.3% sulfur content. Much worse compliance was obtained for rock matter from drilling cores, characterized by dispersion of organic matter. For samples with low sulfur content, determinations in the EA 1108 analyzer provide more reliable results. For media with a high dispersion of organic matter, such as Istebna Beds, the results of determinations in the Leco CR12 analyzer are more reliable due to the size of the analytical sample.

8

Wykorzystanie skompilowanych badań termicznych w charakterystyce skał macierzystych na przykładzie warstw menilitowych

Labus Małgorzata, Kierat Maria, Matyasik Irena, Spunda Karol, Kania Małgorzata, Janiga Marek, Bieleń Wojciech

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 2

67--76

PL

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.

EN

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.

9

Ocena możliwości wykorzystania desorpcji termicznej do wyznaczania charakteru nasyceń w profilu odwiertu

Matyasik Irena, Zapała Marek, Kierat Maria, Kania Małgorzata, Bieleń Wojciech, Spunda Karol

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 12

731--742

PL

Celem niniejszej pracy jest przedstawienie szybkiej metody oceny typu wolnych węglowodorów, występujących w profilu otworu, wykorzystującej jako narzędzie pirolizę połączoną z chromatografią gazową (Py-GC). Metoda ta, jako alternatywa dla dotychczas stosowanych – pirolizy Rock-Eval i ekstrakcji rozpuszczalnikowej, mogłaby służyć do typowania poziomów do bardziej szczegółowych badań. W tym celu wykonano badania porównawcze rdzeni pochodzących ze strefy akumulacji ropy naftowej w utworach dolomitu głównego na Niżu Polskim. Wyniki eksperymentów Py-GC prowadzonych w 350°C z detekcją desorbowanych związków na detektorze płomieniowo-jonizacyjnym (Py-GC/FID) dowiodły pozytywnej korelacji z ilością wolnych węglowodorów (S1) uwalnianych w 300°C podczas pirolizy Rock-Eval oraz zawartością ekstrahowalnej substancji organicznej (ESO). Metoda Py-GC/FID ma jednak tę przewagę nad pozostałymi dwiema metodami, że otrzymany chromatogram pokazuje dystrybucję desorbowanych węglowodorów i umożliwia obliczenie niektórych wskaźników geochemicznych, co pozwala na wstępną charakterystykę akumulacji. Ocenę przydatności metody w aspekcie charakterystyki uwalnianych produktów przeprowadzono, wykonując dla kilku badanych rdzeni analizy chromatograficzne GC-FID frakcji nasyconej ekstraktu bitumicznego i obliczając na ich podstawie wskaźniki geochemiczne. Wyniki porównania wykazały generalnie podobieństwo dystrybucji węglowodorów, a dla niektórych próbek również zgodność obliczonych wskaźników. Na tej podstawie należy uznać, że dystrybucja produktów desorpcji Py-GC/FID skał w 350°C pozwala na uzyskanie części informacji dostarczanych przez analizę chromatograficzną GC-FID frakcji nasyconej ekstraktu bitumicznego bez konieczności wstępnej preparatyki chemicznej materiału rdzeniowego, co znacznie skraca czas i obniża koszty analizy. Dystrybucja desorbowanych węglowodorów w korelacji z wynikami pirolizy Rock-Eval może stanowić narzędzie typowania poziomów do szczegółowej charakterystyki geochemicznej. Procedura poszerza zakres badań geochemicznych o kolejną metodę wnoszącą wkład do rozpoznania basenów naftowych.

EN

The purpose of this work was to present a quick method for assessing the type of free hydrocarbons occurring in the borehole profile, using pyrolysis combined with gas chromatography (Py-GC) as a tool. This method, as an alternative for the previously used – Rock Eval pyrolysis and solvent extraction – could be used to select levels for more detailed research. For this purpose, comparative tests were carried out of cores originating from the oil accumulation zone in the Main Dolomite formations in the Polish Lowlands. The results of Py-GC experiments carried out at 350ºC with the detection of desorbed compounds on the flame ionization detector (Py-GC/FID) showed a positive correlation with the amount of free hydrocarbons (S1) released at 300ºC during Rock-Eval pyrolysis and the content of extractable organic substance (ESO). However, the Py-GC/FID method has the advantage over the other two methods in that the resulting chromatogram shows the distribution of desorbed hydrocarbons and makes it possible to calculate some geochemical indicators, allowing the preliminary characterization of accumulation. The assessment of the method’s usefulness in terms of the characteristics of released products was carried out by performing GC-FID chromatographic analyses of the saturated fraction of bituminous extract for several tested cores and calculating the geochemical indices on their basis. The results of the comparison generally demonstrated a similarity of hydrocarbon distribution, and for some samples also compliance with the calculated indices. On this basis, it should be considered that the distribution of Py-GC/FID desorption products of rocks at 350ºC allows obtaining part of the information provided by GC-FID chromatographic analysis of the saturated fraction of the bituminous extract without the need for chemical pre-treatment of the core material, which significantly reduces the time and costs of analysis. The distribution of desorbed hydrocarbons in correlation with the results of Rock Eval pyrolysis can be a tool for selecting levels for detailed geochemical recognition. The procedure extends the scope of geochemical research with another method contributing to the recognition of oil basins.

10

Geochemiczna charakterystyka próbek z warstw istebniańskich jako skał potencjalnie macierzystych

Spunda Karol, Matyasik Irena

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 3

139--149

PL

W obrębie polskiej części Karpat zewnętrznych – w jednostce śląskiej występują warstwy istebniańskie, które mogą stanowić źródło generacji węglowodorów wypełniających pułapki złożowe. Przeprowadzono geochemiczną analizę substancji organicznej rozproszonej w utworach istebniańskich. Badaniom poddano 23 próbki pochodzące z trzech otworów: Draganowa-1, Osobnica-136, Osobnica-138. Badania prowadzone były na próbkach skalnych oraz wyseparowanym kerogenie. Próbki poddane zostały analizie pirolitycznej Rock-Eval, analizie elementarnej kerogenu oraz jego pirolizie sprzężonej z chromatografią gazową (PY-GC), a także badaniom biomarkerów. Na podstawie badań Rock-Eval oraz analizy elementarnej kerogenu stwierdzono, że substancja organiczna występująca w warstwach istebniańskich zawiera kerogen III typu. Dojrzałość termiczna materii organicznej osiągnęła zakres okna ropnego przy wartościach Tmax z zakresu 425–438°C. Zawartość węgla organicznego rozproszonego w badanych skałach waha się w przedziale od 0,20% do 6,62%. Na podstawie wykonanych badań wytypowano poziom charakteryzujący się najlepszymi parametrami w kontekście macierzystości. Są nim dolne warstwy istebniańskie górnej kredy z otworu Draganowa-1, dla których średnia zawartość węgla organicznego TOC wynosi 2,72%. Badania PY-GC wskazały na mieszany charakter generacyjny kerogenu, który może produkować lekkie, jak i ciężkie węglowodory. Badania biomarkerów potwierdzają zmienny charakter substancji organicznej z przewagą materiału lądowego oraz z obecnością substancji morskiej. Wskaźnik CPI wskazuje na niską jej dojrzałość. Duża zmienność w składzie bituminów może dowodzić istnienia procesów migracyjnych, które zachodziły w obrębie warstw istebniańskich. Różnice te w próbce pobranej z facji piaszczystej mogą świadczyć o jej zbiornikowym charakterze, co w połączeniu z bliskim sąsiedztwem skały macierzystej korzystnie wpływa na przetrwanie wygenerowanych węglowodorów.

EN

Within the Silesian unit there are Istebna Beds which can be an additional source of the hydrocarbons filling the reservoir traps. The present work is focused on the geochemical analysis of organic matter dispersed in the Istebna deposits. 23 samples from three wells: Draganowa-1, Osobnica-136 and Osobnica-138 were analyzed. The research was carried out on rock samples and isolated kerogen. Rock-Eval pyrolytic analysis, elemental analysis, pyrolysis coupled with gas chromatography (PY-GC) and biomarker analysis were used to provide data. Based on the Rock-Eval analysis and the elemental analysis, it was found that the organic matter present in the Istebna Beds contains type III kerogen. Thermal maturity of organic matter achieved the oil window and Tmax values range from 425°C to 438°C. The organic carbon content dispersed in the studied rocks varies between 0.20 and 6.62%. Based on the performed research the horizon with the best maturity parameters were selected. These are the Lower Istebna Beds of the Upper Cretaceous from the Draganowa-1 well, for which the average content of total organic carbon is 2.72%. The PY-GC analysis pointed to the mixed character of the kerogen, which can produce light as well as heavy hydrocarbons. Studies of biomarkers confirm the variable nature of organic matter with the predominance of terrestrial material and the presence of marine matter. The CPI indicator indicates low maturity of organic matter. The high variability in the composition of bitumens may indicate the existence of migration processes that occurred within the Istebna Beds. These differences in the sample of the sandy facies may indicate its reservoir character, which in combination with the close vicinity of the source rock favorably affects the preservation of the generated hydrocarbons.