NO140244B - Fremgangsmaate til hurtig evaluering av evnen til produksjon av hydrokarboner eller olje fra geologiske sedimenter - Google Patents
Fremgangsmaate til hurtig evaluering av evnen til produksjon av hydrokarboner eller olje fra geologiske sedimenter Download PDFInfo
- Publication number
- NO140244B NO140244B NO741516A NO741516A NO140244B NO 140244 B NO140244 B NO 140244B NO 741516 A NO741516 A NO 741516A NO 741516 A NO741516 A NO 741516A NO 140244 B NO140244 B NO 140244B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pyrolysis
- sample
- temperature
- amount
- hydrocarbons
- Prior art date
Links
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 47
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims description 4
- 239000013050 geological sediment Substances 0.000 title claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 40
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 34
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical group O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 24
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 7
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 101150038956 cup-4 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical group OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L ferrous carbonate Chemical class [Fe+2].[O-]C([O-])=O RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 235000013348 organic food Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000005421 sedimentary organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
- G01N33/241—Earth materials for hydrocarbon content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/21—Hydrocarbon
- Y10T436/218—Total hydrocarbon, flammability, combustibility [e.g., air-fuel mixture, etc.]
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til hurtig evaluering av evnen til produksjon av hydrokarboner eller olje fra geologiske sedimenter, ved hvilken en sedimentprøve oppvarmes i en ikke-oksyderende atmosfære og mengdene av hydrokarboner og oksydprodukter måles i de gasser som kommer fra prøven. Prøvene kan tas ved overflaten eller i borehull (ved bruk av f.eksempel kjerner, borerester etc). Oppfinnelsen kan videre frembringe in-dikasjoner med hensyn til sammensetningen av det organiske mate-
riale som lagene inneholder.
De fremgangsmåtene som hittil er anvendt for å oppnå
slike informasjoner, krever fysisk-kjemisk behandling av lagene på forhånd, for, for eksempel, å skille det organiske materiale fra
den mineralske grunnmassen, og medfører forskjellige analyser som totalt kan vare i flere dager. For å praktisere disse tidligere kjente fremgangsmåter, er det dessuten nødvendig å ta betydelige mengder med prøver (omkring 100 gram) av det sedimentære lag som skal analyseres.
U.S.-patent 3.446.597 illustrerer mer konkret det som er omtalt ovenfor og som er påvist å ha ulemper. Patentskriftet går ut på oppvarmning av prøver i temperaturintervallet 100°C - 300°C
ved å arbeide med suksessive isotermiske trinn på 50°C. I hvert av disse trinn oppsamles nitrogen, karbondioksyd og metan ved hjelp av en egnet innretning (klokke), og disse produkter analyseres ved hjelp av klassiske metoder så som gasskromatografi og massespektro-metri.
I virkeligheten vil CC>2 som analyseres ifølge US-patent 3.446.597 opp til en temperatur på maksimalt 300°C bare delvis skrive seg fra de mest labile oksygenkomponenter som er felles for alle typer organiske materialer og som meget raskt forsvinner under den naturlige modning av det organiske materiale. I dette tilfel-
le vil i henhold til US-patentet en liten mengde C02 svare til en
bergart som allerede er utviklet, dvs. som allerede har tapt sine oksygenprodukter i naturen, og ikke en moderbergart som har lite oksygenprodukter i sitt opprinnelige organiske materiale.
I henhold til U.S.-patent 3.508.877 foretas det en pyrolyse av prøven ved en temperatur av størrelsesorden 500°C,
men denne operasjon foregår uten virkelig kontroll av temperaturen fordi prøven ganske enkelt anbringes i et prøverør som oppvarmes. På grunn av at dette rør dessuten er åpent til atmosfæren vil alle lette hydrokarboner unnslippe fra røret under oppvarmningen og tilbake i røret forblir bare de tunge hydrokarboner som kondenserer på rørveggen og som mengdebestemmes ved fluorescens efter tilset-ning av et løsningsmiddel. Målingen tar således ikke hensyn til de lette hydrokarboner frembragt ved pyrolysen og som unnslipper fra røret. Videre blir det under mengdebestemmelsen av tunge hydrokarboner ikke foretatt noen sondring mellom forbindelser dannet ved pyrolyse og de som allerede var tilstede i prøven d5orut for denne pyrolyse.
Det nye og særegne ved fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse består i første rekke i at temperaturen av prøven heves hurtig med en oppvarmningshastighét på opptil 50°C pr. minutt,
at det foretas pyrolyse av det organiske materiale i prøven ved oppvarmning til en temperatur over 150°C, at de gasser som frembringes ved pyrolysen oppdeles i to deler i henhold til et bestemt forhold, at det i en første av disse deler bestemmes en størrelse S-^ tilsvarende den mengde av i det minste ett av de hydrokarboner som dannes mellom 150°C og 600°C og at det i den annen del bestemmes en størrelse S2 tilsvarende mengden av i det minste ett oksygenprodukt dannet ved pyrolysen mellom 150°C og en grensetemperatur som avhenger av det oksygenprodukt som måles og som ligger mellom 4 00°C og 600°C, idet hydrokarboner og oksygenprodukter som eventuelt måtte være tilstede i prøven allerede forut for pyrolysen, enten fjernes ved forutgående behandling eller ikke blir tatt i betraktning under de målinger som foretas.
For utførelse av fremgangsmåten omfatter oppfinnelsen også et apparat som er nærmere angitt i patentkravene.
Foreliggende fremgangsmåte og apparat, som innebærer at analysen av C02 foretas opp til en temperatur på minst 400°C, tillater pyrolyse av så og si samtlige oksygenprodukter i det organiske materiale. I dette tilfelle gir de oppnådde mengder av C02
(dvs. S2) opplysninger ikke bare om utviklingstilstanden i det organiske materiale, men også og spesielt om arten av dette: f.eks. vil organiske materialer som har tallrike oksygenprodukter og som er dårlige moderbergarter, vanligvis bestå av avfall av høyere vegetasjon. Derimot vil gode moderbergarter hovedsakelig bestå av alger og organisk materiale av planktonopprinnelse som har lite av oksygenprodukter.
Når det gjelder hydrokarboner (S^) vil foreliggende oppfinnelse takket være den høye pyrolysetemperatur (600°C) tillate analyse av det eller de hydrokarboner som skriver seg fra den full-stendige pyrolyse av det organiske materiale. Det er i virkeligheten kjent at den termiske dekomponering av organisk materiale ikke kan være fullført før temperaturen har nådd i det minste 550°C.
I apparatet ifølge ovennevnte US-patent 3.446.597 er oppvarmningen ikke sterk nok (maksimalt 300°C) for oppnåelse av fullstendig pyrolyse av det organiske materiale, dvs. at de således oppnådde mengder av metan ikke er representative for det samlede organiske materiale.
Oppfinnelsen vil bli forklart nærmere nedenfor, idet andre fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av en ikke-begrensende utførelsesform, som er illustrert på de medfølgende tegninger hvor: Fig. 1 skjematisk viser et apparat for utførelse av oppfinnelsen.
Fig. IA viser en modifikasjon av dette apparat.
Fig. 2 viser en gruppe med kurver som er oppnådd for forskjellige prøver, hvor produksjonen av det organiske materiale i sedimentlagene med henholdsvis oksygen- og hydrokarbonsammenset-ninger er plottet som abscisser og ordinater. Fig. 3 viser en opptegning av innholdet av hydrokarbonforbindelser i gass som er frigjort ved å varme opp en sediment-prøve som på forhånd har blitt underkastet en ekstraksjon av hydrokarboner ved hjelp av en organisk løsning. Fig. 4 viser de to efter hverandre følgende topper som oppnås under de samme forhold med en sedimentprøve som ikke er blitt underkastet denne løsningsekstraksjon.
Apparatet, i henhold til oppfinnelsen, som er vist på
fig. 1, omfatter et varmerør 1 eller et rør som kan oppvarmes, i forlengelsen av et tett innløpskammer 2, i hvilket en stempeltopp
3 kan motta prøven som skal undersøkes i en kopp 4.
Stempelet 3 rommer et termo-element 5, og det er mulig
å innføre en spylegass i innretningen ved 6, idet denne gassen for eksempel er en inert gass (argon, helium, nitrogen etc.),
eller hydrogen.
For å utføre analysen kan stempelet 3 føres oppover inn
i den oppvarmede del av røret 1 ved en vertikal bevegelse enten manuelt eller ved hjelp av en passende elektrisk, hydraulisk eller pnevmatisk innretning. For at røret 1 efter hver analyse skal kun-ne avkjøles raskt, må røret og de tilhørende oppvarmningsanordninger ha en lav temperaturtreghet. Røret 1 kan oppvarmes ved hjelp av lavspent elektrisk likestrøm (ved bruk av et elektrisk ledende rør 1) eller ved hjelp av et ytre oppvarmningssystem med lav temperaturtreghet .
En oppvarmningsanordning som består av en konvensjonell ovn kan med fordel brukes, men bidrar ikke med rask avkjøling i det foreliggende tilfelle.
Den elektriske strømforsyningen til oppvarmningssystemet oppnås gjennom ledere 7 og 8. Oppvarmningen reguleres ved hjelp av en programmeringsanordning 14 som kan være av en hvilken som helst konvensjonell type, og som er forbundet med en varme-detektoranord-ning (kke vist) som kontinuerlig måler temperaturen i røret 1.
Ved å bruke apparatet i henhold til oppfinnelsen, som
vist på figur 1, kan det ved pyrolyse av det organiske materiale som sedimentene inneholder bestemmes to parametre som er propor-sjonale med mengdene av henholdsvis hydrokarbon og oksygen-forbindelser (slik som karbondioksyd og vann) som disse sedimentene inneholder og som frembringes ved denne pyrolysen.
Som antydet i det ovenstående kan pyrolysen utføres under en strøm av inerte gasser slik som argon, helium, nitrogen, etc, eller under en strøm av hydrogen.
Denne pyrolysen kan utføres på enhver sedimentprøve som ikke er underkastet en forutgående behandling, men også på sedimenter som har vært undergitt visse behandlinger, slik som ekstraksjon av hydrokarboner, harpiks og asfalter ved hjelp av en organisk løsning, slik som kloroform, eller en avkarbonisering av den mineralske grunnmassen ved hjelp av en syre (f.eks. saltsyre).
Oppfinnelsen kan også anvendes til klassifisering av enkelte materialer, slik som jordprøver, nye sedimenter, ikke sedimentære bergarter, kull, og også til undersøkelse av enhver type organisk materiale av enhver opprinnelse.
Analysen kan utføres under programmert oppvarmning, idet
den progressive temperaturstigning er for eksempel fra l°C/minutt til 50°c/minutt, fortrinnsvis fra 5°C/minutt til 2 0°C/minutt.
Analysen kan så omfatte følgende trinn: - bestemmelse av en parameter S, som er i det vesentlige proporsjonal med mengden av minst en hydrokarbonforbindelse (andre enn de hydrokarboner som allerede er tilstede i sedimentene) som frembringes ved oppvarmning til en temperatur på 600°C,
- bestemmelse av en parameter S2 som er i det vesent-
lige proporsjonal med mengden av minst en oksygenholdig forbindelse (vesentlig CO^ og/eller H2/o)som kommer fra det organiske materiale i prøven og som er frembragt innenfor temperaturområdet fra omkring 150°C til omkring 400-450°C (når produktene som frigjøres fra prøven ved 150°C blir tatt i betraktning ved bestemmelsen av S^,
kan målingen bli unøyaktig på grunn av karbondioksyd som ganske enkelt er absorbert av sedimentene, eller som resulterer fra dekomponering av bikarbonater , og kan også i vesentlig grad skyldes forekomst av hydratiseringsvann i noen mineraler slik som gips, mens karbonatene i den mineralske grunnmassen blir dekomponert ved en temperatur over 450°C, spesielt jern-karbonatene, og det opptrer en dehydratisering av leir-mineralene som ville føre til feil-
aktige målinger).
Den øvre del av røret 1 som er avsmalnet for å gi ana-lyseinnretningen en kortere responstid, er ved toppen forsynt med en anordning 9 som deler gass-strømmen i to deler. En av disse delene hvis strømningshastighet er q.^ (forholdet mellom q.^ og den totale strømningshastighet q^ + q2 ved utløpet av røret 1 har en konstant verdi for apparatet) blir ført til en anordning 10 for deteksjon av innholdet av en eller flere hydrokarbonforbindelser i denne delen, idet dette in nholdet blir uttrykt ved apparatets 10 utgangssignal S^.
Denne deteksjonsanordning 10 omfatter for eksempel en
detektor av ioniseringsflammetypen, som konvensjonelt brukes ved gasskromatografiske analyser.
Inngangsdelen til denne anordningen blir for eksempel holdt
ved en temperatur på omkring 550°C for å forhindre kondensering av hydrokarbonforbindelsene i gass-strømmen oppstrøms fra anordningen 10.
Anordningen 10 er tilkoblet en integreringsanordning
11 som leverer et signal S, som representerer mengden av en eller flere hydrokarbonforbindelser som frembringes fra sedimentene opp til en temperatur på omkring 60 0°C.
Den andre delen av den gassformige utstrømningen fra rør
1, hvis strømningshastighet er q2, blir ført til en anordning 12 for utskilling av de oksygenholdige forbindelser. Denne siste anordning kan være dannet av en konvensjonell utskiller med flytende nitrogen eller av en faststaff-utskiller (molekylsikt) . Ved hjelp av en anordning til gjenoppvarmning (ikke vist) av denne utskilleren 12, kan disse oksygenholdige forbindelsene føres til en anordning 13 for måling av mengden av minst en oksygenholdig forbindelse (CC>2, H20) som er frembragt av det organiske materiale.
Anordningen 13 kan for eksempel omfatte et katarometer (catharometer) som også er en konvensjonell deteksjonsanordning ved gasskromatografiske analyser, eller en hvilken som helst annen anordning til bestemmelse av CC^-innholdet, for eksempel basert på katalytisk omdannelse av C02 til metan.
Det er også mulig å ha en anordning for kontinuerlig deteksjon av disse oksygenforbindelsene, uten den ovenfor an-tydede utskillingsanordning.
Anordningen 12 er tilkoblet en integreringsanordning
13 som leverer et signal S2 som representerer mengden av en eller flere oksygenholdige forbindelser som er frembragt fra det organiske materiale i sedimentene ved oppvarmning av røret 1 fra en temperatur på omkring 150°C til omkring 450°C.
Det er funnet at det organiske materiale som inneholdes
i sedimentene, og som for hver prøve kan karakteriseres ved kjenn-skapet til gruppen av de to verdiene og S2, under sin tiltagende dybde, dvs. dets tildekking av andre sedimentære lag, passerer en rekke tilstander som tilsvarer en progressiv minskning i mengdene av hydrokarbonforbindelser og av oksygenholdige forbindelser som det organiske materiale i sedimentene kan produsere når det oppvarmes .
Fig. 2 viser flere evolusjonskurver E^, E2 E^
for sedimentære organiske materialer som har forskjellige ut-gangssammensetninger. Hver evolusjonskurve karakteriserer således en bestemt utgangssammensetning av et sediments organiske materiale.
Denne figuren viser også et visst antall iso-evolusjonskurver, Pg, P^ .... P^, som representerer distinkte sedimentære organiske materialer som har blitt utsatt for de samme termo-
dynamiske tilstander i løpet av det samme tidsrom.
Et slikt nettverk av kurver kan oppnås ved eksperi-
mentelt å bestemme verdiparene S^, S2 for et visst antall referan-seprøver.
Fra de verdipar S^, S2 som er oppnådd for en prøve som
er tatt i jorden eller i et borehull, kan vi i henhold til opp-
finnelsen bestemme sedimentenes evne til å utgjøre en god moder-
bergart for hydrokarboner. Denne evnen er størst når verdiene er størst og verdien S2 minst.
Med diagrammet på fig. 2 er det mulig å bestemme evolu-sjonsbanen som følges av det organiske materiale i de sedimenter som undersøkes, for å anslå evolusjonsgraden til det organiske materiale i dette sedimentlaget og dets evne til å produsere hydrokarboner.
Evolusjonsbanene, slik som E, og E2 i venstre del av
diagrammet, tilsvarer de sedimenter som har den største evne til å produsere hydrokarboner (signalet S-^ korresponderer med en stor produksjonsevne for hydrokarbonforbindelser).
På diagrammet er det som eksempel antydet det punkt
som representerer en sedimentprøve som er kjennetegnet ved sig-
nalene og S2. Dette punktet som representerer prøven, kan med en gang plasseres på en interpolert evolusjonsbane E (prikket linje), og dets evolusjonsgrad kan anslås ut fra avstanden A mel-
lom dets virkelige plassering på denne bane og den linje Pq som tilsvarer ingen evolusjon, og sedimentets gjenværende evne til å produsere hydrokarboner kan karakteriseres ved intensiteten av sig-
nalet S^.
Avstanden h karakteriserer den mengde hydrokarbon-
produkter som er frigjort av det sedimentære organiske materiale under dets tidligere evolusjon.
Det skal først som et eksempel betraktes et tilfelle
med en prøve som er blitt underkastet en forutgående ekstraksjon ved hjelp av en organisk løsning, slik som kloroform, for fra den-
ne prøven å eliminere de hydrokarboner som allerede er dannet i sedimentene.
Fig. 3 viser opptegningen av signal S, som er levert av detektoren 10 for andre hydrokarbonprodukter enn de hydrokarboner som allerede har blitt dannet i sedimentene, som en funksjon av
prøvens temperatur T.
Diagrammet viser en topp som har form som en Gauss-kurve.
Denne opptegningen kan være utført ved hjelp av en skriveanordning 15 av kjent type som har en første inngang forbundet til utgangen fra deteksjonsanordningen 10 og en andre inngang tilkoblet termo-elementet 5.
Skriveanordningen 15 registrerer samtidig som en funksjon av tiden t, signalet S-^ hvis integral S1 er den ønskede parameter og utviklingskurven for prøvetemperaturen T.
I det tilfelle hvor den studerte bergartsprøven (som stammer fra kjerneboringer, borerester eller lignende) ikke er blitt underkastet en forutgående ekstraksjon ved hjelp av en organisk løsning (slik som for eksempel kloroform) for å eliminere de hydrokarboner som allerede er dannet i sedimentene, leverer anordningen 10 som tillater deteksjon av mengdene med hydrokarbonforbindelser, et signal S3 svarende til disse allerede dannede hydrokarboner og som opptrer før signalet S-j^ (fig. 4) hvis integral blir målt.
Signalet S2 kan representere bare en del av de oksygen-forbindelser som frembringes av det organiske materiale i prøven, slik som for eksempel mengden av karbondioksyd, eller vannmengden som genereres av dette organiske materiale, idet signalet S^ frem-deles representerer mengden av en eller flere hydrokarbonforbindelser som frembringes av det organiske materiale i prøven (dvs. andre enn de hydrokarboner som allerede er dannet i sedimentene) .
I et slikt tilfelle vil den oksygenholdige forbindelse som skal separeres bli tilbakeholdt ved hjelp av passende midler (selektiv utskiller som kan være av en konvensjonell type slik som en molekylsikt), fra delen q2 av gass-strømmen ved utløpet av ovnen (fig. 1) .
Når den oksygenholdige forbindelse hvis innhold bestemmes, er karbondioksyd, vil i det tilfelle hvor en prøve ikke på forhånd er dekarbonisert, dens temperatur bli hevet progressivt fra romtemperatur til en temperatur på omkring 4 00°C, siden det karbondioksyd som karbonatene inneholder begynner å bli frigjort ved en temperatur på omkring 4 00°C (det kan bemerkes at den mengde C02 som frigjøres av den mineralske grunnmassen i sedimentet ved 150°C i virkeligheten er forholdsvis liten sammenlignet med den mengde C02 som dannes av det organiske materiale i disse sedimen-
tene mellom 150°C og 400°C).
Bestemmelsen av karbondioksydproduksjonen gjennom sedimentene kan utføres ved oppvarmning av disse sedimentene til en temperatur på omkring 600°C (dvs. innenfor det samme temperatur-område som for bestemmelse av S^), hvis prøven på forhånd har blitt utsatt for en dekarbonisering med en syre (som f.eks. salt-
syre) , og også i tilfeller hvor det er relativt rene organiske materialer (slik som kull), eller organiske materialer som er blitt isolert fra den mineralske grunnmassen i sedimentene ved kjemisk destruksjon av den sistnevnte.
I disse tilfellene med forholdsvis rene organiske ma-
terialer eller dekarboniserte sedimenter, vil det, efter at de allerede dannede hydrokarboner er blitt ekstrahert ved hjelp av en organisk løsning, være mulig å utføre en hovedsakelig isoter-
misk måling av mengden S, av en eller flere hydrokarbonforbindelser (andre enn de hydrokarboner som allerede er dannet i sedimentene),
og av mengden S_ av karbondioksyd som er produsert av det orga-
niske materiale i disse sedimentene, ved meget hurtig oppvarmning av prøven til en temperatur fra 450°C til 600°C, fortrinnsvis om-
kring 550°C.
Disse hydrokarbonforbindelsene og denne karbondioksyden
blir tilveiebragt meget raskt ved innføring av koppen 4 i røret 1
som holdes på denne hovedsakelig konstante temperaturen.
I henhold til en annen utførelsesform av oppfinnelsen
kan S2 representere den mengde vann som dannes ved oppvarmning av det organiske materiale i sedimentene.
Målingen vil da bli utført ved å oppvarme prøven fra
omkring 150°C til omkring 400°C (under en temperatur på omkring 150°C ville målingen føre til feilaktige resultater, noe som skyldes vann som frigjøres fra den mineralske grunnmassen i prø-
ven, og over en temperatur på omkring 400°C ville målingen også
bli feilaktig på grunn av den vanndannelse som skyldes dehydratisering av leirematerialer, som allerede påpekt i det foregående).
Claims (6)
1. Fremgangsmåte til hurtig evaluering av evnen til produksjon av hydrokarboner eller olje fra geologiske sedimenter,
ved hvilken en sedimentprøve oppvarmes i en ikke-oksyderende atmosfære og mengdene av hydrokarboner og oksydprodukter måles i de gasser som kommer fra prøven, karakterisert ved at temperaturen av prøven heves hurtig med en oppvarmningshastig-het på opp til 50°C pr. minutt, at det foretas pyrolyse av det organiske materiale i prøven ved oppvarmning til en temperatur over 150°c, åt de gasser som frembringes ved pyrolysen oppdeles i to deler i henhold til et bestemt forhold, at det i en første av disse deler bestemmes en størrelse S, tilsvarende den mengde av i det minste ett av de hydrokarboner som dannes mellom 150°C og 600°C og at det i den annen del bestemmes en størrelse S2 tilsvarende mengden av i det minste ett oksygenprodukt dannet ved pyrolysen mellom 150°c og en grensetemperatur som avhenger av det oksygenprodukt som måles og som ligger mellom 400°c og 600°C, idet hydrokarboner og oksygenprodukter som eventuelt måtte være tilstede i prøven allerede forut for pyrolysen, enten fjernes ved forutgående behandling eller ikke blir tatt i betraktning under de målinger som foretas.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 ved hvilken den målte oksygen-komponent er karbondioksyd og hvor fremgangsmåten anvendes på sedimentprøver som inneholder karbonater, karakterisert ved at det bestemmes en størrelse S2 som er proporsjonal med den mengde karbondioksyd som dannes ved pyrolyse inntil en temperatur på 400°C i den nevnte annen del.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 ved hvilken den målte oksygen-komponent er karbondioksyd og hvor fremgangsmåten anvendes på en sedimentprøve som ikke inneholder karbonater, karakterisert ved at det bestemmes en størrelse S2 som er proporsjonal med den mengde karbondioksyd som dannes ved pyrolyse ved en temperatur på inntil maksimalt 600°C i den nevnte annen del.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at temperaturen av den sedimentprøve som ikke inneholder karbonater meget hurtig bringes til temperaturområdet 150°C - 600°C og at det bestemmes en størrelse som er proporsjonal med mengden
av i det minste ett hydrokarbon som dannes ved pyrolysen og finnes i den nevnte første del, og størrelse S2 som er proporsjonal med den mengde karbondioksyd som dannes ved pyrolysen og finnes i den nevnte annen del.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det bestemmes en størrelse S2 som er proporsjonal med den mengde vann som dannes ved pyrolysen av det organiske materiale i temperaturområdet 150°C - 400°C og som finnes i den nevnte annen del.
6. Apparat for utøvelse av fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav til hurtig evaluering av evnen til produksjon av hydrokarboner eller olje fra geologiske sedimenter, omfattende en ovn forsynt med et understøttelsesorgan for sedimentprøven og en innførlngsanordning for tilførsel av en ikke-oksyderende gass under trykk for å medføre de komponenter som frigjøres ved oppvarmningen, karakterisert ved en anordning til å oppdele gass-strømmen fra ovnen i to deler med et fast utstrømnings-forhold, hvilken anordning er forbundet på den ene side med en innretning for mengdebestemmelse av hydrokarbonkomponenter og på den annen side med en innretning for mengdebestemmelse av oksygenkomponenter.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7315348A FR2227797A5 (no) | 1973-04-27 | 1973-04-27 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO741516L NO741516L (no) | 1974-10-29 |
| NO140244B true NO140244B (no) | 1979-04-17 |
| NO140244C NO140244C (no) | 1979-07-25 |
Family
ID=9118584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO741516A NO140244C (no) | 1973-04-27 | 1974-04-26 | Fremgangsmaate til hurtig evaluering av evnen til produksjon av hydrokarboner eller olje fra geologiske sedimenter |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3953171A (no) |
| BE (1) | BE814045A (no) |
| CA (1) | CA1052677A (no) |
| DE (1) | DE2420146C2 (no) |
| DK (1) | DK150689C (no) |
| FR (1) | FR2227797A5 (no) |
| GB (1) | GB1461518A (no) |
| IT (1) | IT1037057B (no) |
| NL (1) | NL185308C (no) |
| NO (1) | NO140244C (no) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK154529C (da) * | 1976-01-20 | 1989-04-10 | Inst Francais Du Petrole | Fremgangsmaade til bestemmelse af olieegenskaber hos geologiske sedimenter paa basis af mindre proeveudtagninger |
| LU74758A1 (no) * | 1976-04-14 | 1977-10-26 | ||
| FR2376414A1 (fr) * | 1976-12-30 | 1978-07-28 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif d'analyse de sediments geologiques, permettant notamment de determiner leur teneur en soufre organique |
| US4106908A (en) * | 1977-04-12 | 1978-08-15 | Labofina S.A. | Method for the determination of the organic carbon content in mineral-containing materials |
| US4248599A (en) * | 1979-09-19 | 1981-02-03 | Shell Oil Company | Process for determining the API gravity of oil by FID |
| FR2472754A1 (fr) * | 1979-12-28 | 1981-07-03 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour determiner notamment la quantite de carbone organique contenue dans un echantillon |
| US4306878A (en) * | 1980-08-29 | 1981-12-22 | Brown Charles E | Method of selecting flame retardants for polymers |
| US4629702A (en) * | 1984-10-04 | 1986-12-16 | Mobil Oil Corporation | Method for classifying the sedimentary kerogen for oil source |
| FR2580078B1 (no) * | 1985-04-05 | 1988-05-27 | Geoservices | |
| US5266496A (en) * | 1992-04-10 | 1993-11-30 | Dacruz Amelia L | Headspace analysis |
| FR2722296B1 (fr) * | 1994-07-05 | 1996-08-30 | Inst Francais Du Petrole | Methode amelioree permettant l'evaluation rapide d'au moins une caracteristique petroliere d'un echantillon de roche application a un gisement comportant des huiles lourdes |
| FR2739694B1 (fr) * | 1995-10-05 | 1997-11-14 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour determiner des caracteristiques petrolieres de sediments geologiques |
| FR2753271B1 (fr) * | 1996-09-12 | 1998-11-06 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif d'evaluation d'une caracteristique de pollution d'un echantillon de sol |
| FR2869688B1 (fr) * | 2004-04-28 | 2006-07-14 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour determiner des caracteristiques petrolieres de sediments geologiques |
| US20060133445A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | U.S. Department Of Transportation | Flammability tester |
| FR2937737B1 (fr) * | 2008-10-29 | 2010-11-12 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour la caracterisation et la quantification rapides de soufre dans des roches sedimentaires et dans des produits petroliers |
| EP2878947A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | Geoservices Equipements | Isothermal analysis system and method |
| CN104198677B (zh) * | 2014-09-01 | 2015-11-18 | 中国石油大学(华东) | 一种烃源岩原始裂解潜力恢复的方法 |
| US20160177711A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Geolog Srl | Method and relative system for the measurement of the isotope ratio in hydrocarbons |
| FR3072173B1 (fr) * | 2017-10-09 | 2019-09-27 | IFP Energies Nouvelles | Procede pour estimer la quantite d'hydrocarbures libres dans un echantillon de roche sedimentaire |
| FR3098303B1 (fr) | 2019-07-04 | 2021-06-18 | Ifp Energies Now | Système et procédé pour la détermination de la composition chimique des composés contenus dans un échantillon |
| US20220282605A1 (en) * | 2021-03-04 | 2022-09-08 | Saudi Arabian Oil Company | Accelerated programed source rock pyrolysis |
| FR3121224B1 (fr) | 2021-03-26 | 2023-03-17 | Ifp Energies Now | Procédé pour la quantification et la caractérisation du carbone dans les sols |
| FR3121225B1 (fr) | 2021-03-26 | 2023-03-17 | Ifp Energies Now | Procédé pour la quantification et la caractérisation du carbone dans les sols |
| CN113109886B (zh) * | 2021-04-03 | 2024-05-24 | 山东九商定向钻探有限公司 | 一种矿山施工用地层垂直探测装置及其实施方法 |
| FR3122926B1 (fr) | 2021-05-17 | 2024-04-05 | Ifp Energies Now | Procédé de caractérisation de présence et/ou de quantification de polymères dans un milieu poreux |
| FR3147633A1 (fr) | 2023-04-06 | 2024-10-11 | IFP Energies Nouvelles | Procédé pour quantifier le carbone pyrogénique présent dans un échantillon d’une matrice organo-minérale ou minérale comprenant du charbon et/ou du biochar |
| FR3147632A1 (fr) | 2023-04-06 | 2024-10-11 | IFP Energies Nouvelles | Procédé pour quantifier le carbone pyrogénique présent dans un échantillon d’une matrice organo-minérale ou minérale comprenant du charbon et/ou du biochar |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2287101A (en) * | 1938-01-08 | 1942-06-23 | E E Rosaire | Means and method for analysis |
| US2269569A (en) * | 1939-09-27 | 1942-01-13 | Standard Oil Dev Co | Process for analysis of core samples containing oil and water |
| US2330716A (en) * | 1939-11-24 | 1943-09-28 | Esme E Rosaire | Geochemical prospecting |
| US2334269A (en) * | 1939-12-09 | 1943-11-16 | Standard Oil Dev Co | Geochemical prospecting method |
| US2406611A (en) * | 1940-07-03 | 1946-08-27 | Gulf Research Development Co | Geochemical prospecting method |
| US2336176A (en) * | 1940-12-09 | 1943-12-07 | Esme E Rosaire | Geochemical prospecting |
| US2376145A (en) * | 1941-03-28 | 1945-05-15 | Horvitz Leo | Gas analysis |
| US2600158A (en) * | 1947-09-06 | 1952-06-10 | Standard Oil Dev Co | Process for hydrocarbon gas mixture analysis |
| US3303002A (en) * | 1963-09-24 | 1967-02-07 | Chevron Res | Method of separating hydrocarbons from a sample |
| US3446597A (en) * | 1966-07-18 | 1969-05-27 | Mobil Oil Corp | Geochemical exploration |
| US3518059A (en) * | 1967-05-31 | 1970-06-30 | Hewlett Packard Co | Method and apparatus for determining chemical structure |
| US3539299A (en) * | 1968-10-17 | 1970-11-10 | Pan American Petroleum Corp | Extraction of hydrocarbon gases from earth samples |
-
1973
- 1973-04-27 FR FR7315348A patent/FR2227797A5/fr not_active Expired
-
1974
- 1974-04-22 BE BE1005899A patent/BE814045A/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-04-22 US US05/463,185 patent/US3953171A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-04-23 GB GB1776274A patent/GB1461518A/en not_active Expired
- 1974-04-25 DE DE2420146A patent/DE2420146C2/de not_active Expired
- 1974-04-26 CA CA198,217A patent/CA1052677A/fr not_active Expired
- 1974-04-26 NO NO741516A patent/NO140244C/no unknown
- 1974-04-26 DK DK229974A patent/DK150689C/da active
- 1974-04-29 IT IT22014/74A patent/IT1037057B/it active
- 1974-04-29 NL NLAANVRAGE7405781,A patent/NL185308C/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK150689B (da) | 1987-05-25 |
| NL7405781A (no) | 1974-10-29 |
| FR2227797A5 (no) | 1974-11-22 |
| GB1461518A (en) | 1977-01-13 |
| DK150689C (da) | 1987-12-28 |
| DE2420146A1 (de) | 1974-11-21 |
| CA1052677A (fr) | 1979-04-17 |
| DE2420146C2 (de) | 1987-02-12 |
| NO140244C (no) | 1979-07-25 |
| BE814045A (fr) | 1974-10-22 |
| NL185308C (nl) | 1990-03-01 |
| NO741516L (no) | 1974-10-29 |
| NL185308B (nl) | 1989-10-02 |
| IT1037057B (it) | 1979-11-10 |
| US3953171A (en) | 1976-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO140244B (no) | Fremgangsmaate til hurtig evaluering av evnen til produksjon av hydrokarboner eller olje fra geologiske sedimenter | |
| US4352673A (en) | Method and device for determining the organic carbon content of a sample | |
| CN102721590B (zh) | 连续无损耗全岩天然气生成模拟方法 | |
| NO149863B (no) | Fremgangsmaate for hurtig bestemmelse av i det minste en karakteristikk vedroerende oljeinnhold i geologiske sedimenter | |
| DK150999B (da) | Fremgangsmaade til bestemmelse af organisk bundet svovl i en lille proeveaf geologiske sedimenter | |
| Chiu | Polymer characterization by coupled thermogravimetry-gas chromatography | |
| CN103245735B (zh) | 一种烃源岩热解产物轻烃单体烃碳同位素在线分析方法 | |
| US3240068A (en) | Mud-gas sampling system | |
| Landais et al. | Pyrolysis of organic matter in cold-seal pressure autoclaves. Experimental approach and applications | |
| Potter et al. | A gas-chromatograph, continuous flow-isotope ratio mass-spectrometry method for δ13C and δD measurement of complex fluid inclusion volatiles: Examples from the Khibina alkaline igneous complex, northwest Russia and the south Wales coalfields | |
| CN108027332A (zh) | 烃产生动力学中的nmr | |
| US3418841A (en) | Measurement of the volume of gases contained in a predetermined quantity of any material and especially geological samples such as drilling muds, waters and rocks | |
| CN109073617A (zh) | 检测和量化能氧化的化合物中的氧的方法 | |
| US3861874A (en) | Total recovery thermal analysis system | |
| NO320553B1 (no) | Fremgangsmate for hurtig bestemmelse av minst ±n petroleumkarakteristikk for en prove fra geologiske sedimenter | |
| NO149521B (no) | Fremgangsmaate for aa bestemme det organiske carboninnhold i raa mineralmaterialer. | |
| US2600158A (en) | Process for hydrocarbon gas mixture analysis | |
| Landais et al. | Coalification stages from confined pyrolysis of an immature humic coal | |
| Hanson et al. | Characterization of oil shales by laser pyrolysis-gas chromatography | |
| Gerard et al. | Analysis of confined pyrolysis effluents by thermodesorption-multidimensional gas chromatography | |
| US2379045A (en) | Analyzing earth formations | |
| NO303512B1 (no) | FremgangsmÕte og innretning for analyse av makromolekylµre materialer ved hjelp av pyrolyse | |
| NO138968B (no) | Fremgangsmaate og apparat for bestemmelse av gasser avgitt ved ikke-oxyderende pyrolyse av bergarter eller jord | |
| US2427261A (en) | Method for analyzing gas | |
| CN216594800U (zh) | 一种页岩气储层碳同位素测量装置 |