Исследование доманиковых горных пород методом пиролитической газовой хроматомасс-спектрометрии - Frontier Lab
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Георесурсы / Georesources 2019. Т. 21. № 1. С. 71-76
краткое сообщение
DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2019.1.71-76 УДК 553.983:550.849
Исследование доманиковых горных пород методом
пиролитической газовой хроматомасс-спектрометрии
А.Е. Чемоданов1*, Б.И. Гареев1, Г.А. Баталин1, Р.С. Герасимов2
1
Казанский федеральный университет, Казань, Россия
2
Frontier Laboratories Ltd., Корияма, Япония
В настоящей статье приводится описание новой пиролитической системы EGA/PY-3030D, разработанной
специалистами компании Frontier Lab (Япония). Экспериментальная часть содержит подробное описание схемы
пиролиза, применяемый температурный режим и результаты пиролиза стандартного образца, в качестве которого
был принят IFP 160000. Для применяемой методики пиролиза показаны метрологические параметры (точность,
повторяемость, воспроизводимость). В работе приведены результаты сравнительных пиролитических исследо-
ваний образцов нефтематеринской породы (доманика) и керогена, извлеченного из нее. Приведены пирограммы
и масс-спектры исследованных образцов, а также основные пиролитические параметры, характеризующие
долю свободных углеводородов в породе (S1), долю связанных углеводородов (S2) и максимальную температуру
пиролиза (Tmax) керогена. На основании полученных данных сформулированы выводы об оценке нефтегенераци-
онного потенциала и термической зрелости объектов исследования. Показано, что для керогена, по сравнению с
нефтематеринской породой, происходит резкое уменьшение параметров S1 и S2, а также увеличение параметра
Tmax. Кроме того, на представленной пиролитической системе можно снимать масс-спектры выделяющихся
газов (продуктов пиролиза) с возможностью идентификации групп компонентов или отдельных соединений. В
качестве примера рассмотрен состав серосодержащих соединений, которые образуются в результате пиролиза
керогена, выделенного из пиритсодержащей нефтематеринской породы. Получены данные, показывающие, что
проведение пиролиза горных пород на рассматриваемой пиролитической системе EGA/ PY‑3030D не уступает
классическому пиролизу по определению параметров S1, S2, Tmax, а возможность снятия масс-спектров продуктов
пиролиза позволяет значительно расширить круг возможностей данного оборудования.
Ключевые слова: пиролиз, нефтематеринские породы, пиро-ГХМС, термическая зрелость
Для цитирования: Чемоданов А.Е., Гареев Б.И., Баталин Г.А., Герасимов Р.С. (2019). Исследование домани-
ковых горных пород методом пиролитической газовой хроматомасс-спектрометрии. Георесурсы, 21(1), c. 71-76.
DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2019.1.71-76
Введение газом-носителем является более дешевый азот. На се-
Пиролиз в геохимии является важнейшим методом годняшний день компания VINCI предлагает несколько
исследования горных пород. С момента его открытия, комплектаций пиролизатора Rock Eval 6. Например,
пиролитические исследования всегда применялись для Rock-Eval 6 classic, оборудованный одним пламенно-ио-
оценки генерационного потенциала нефтематеринских по- низационным детектором, способен определять только
род и установления степени категенетического созревания параметры S1, S2 и Tmax (Behar, Beaumont, Penteado, 2001).
органического вещества (Zhao et al., 2018). Кроме инструментальных различий существует
Простейшим пиролизатором является система, со- несколько вариантов самих пиролитических методов,
стоящая из камеры сгорания и одного или нескольких де- применение которых зависит, в первую очередь, от харак-
текторов исходящих газов. Во второй половине прошлого тера исследуемого объекта. Главным образом, меняется
века во Французском Институте нефти под руководством температурная программа камеры пиролиза, а именно:
Дж. Эспиталье, был разработан первый прибор типа температура, скорость и продолжительность нагрева. В
Rock Eval. Самые первые приборы уже могли работать в работе (Romero-Sarmiento et al., 2015) показано, что для
двух циклах (пиролиз и окисление) и получили широкое различных объектов целесообразно применять разные
применение в геохимии. В то же время в России уже температурные режимы. Поэтому производители пироли-
применялся аналог французского прибора – пиролизатор заторов обычно оставляют возможность создания поль-
«ГЕОХИ-2», созданный на базе хроматографа «Цвет-100» зовательской температурной программы, в то же время
(Лопатин, Емец 1987). основные пиролитические методы (BulkRock, Reservoir
В конце 90-х годов, применяемый долгое время пи- и т.д.) уже заложены в прибор.
ролизатор Rock Eval 2, который работал в атмосфере Помимо Франции, в других странах также разрабаты-
гелия, был заменен на Rock Eval 6 VINCI (Франция), вались и производились различные пиролитические си-
использующийся и по настоящее время. В Rock Eval 6 стемы. В качестве аналогов Rock Eval 6 в настоящее время
можно назвать HAWK (Wildcat Technologies, США) и SRA
*
Ответственный автор: Артем Евгеньевич Чемоданов (Weatherford Laboratories, США). Данные пиролизаторы
E-mail: chemodanov41659@mail.ru имеют практически тот же принцип проведения анализа,
© 2019 Коллектив авторов как и Rock Eval 6, но также имеют свои преимущества и
www.geors.ru 71
Исследование доманиковых горных пород… А.Е. Чемоданов, Б.И. Гареев, Г.А. Баталин, Р.С. Герасимов
недостатки. Например, в пиролизаторах HAWK по умолча- среде, а специальная модификация этого устройства пре-
нию нагрев образца начинается с комнатной температуры, в вращает его в полноценный реактор.
связи с чем к пиролитическим показателям добавляется пик Помимо геологических исследований данная техноло-
S0, характеризующий количество сорбированных лёгких гия применяется во многих других областях, например,
углеводородов C1-С7 (Козлова и др., 2017). изучение структуры полимеров, анализ пигментов и
В Японии компанией Frontier Lab также разрабаты- модификаторов, мониторинг вредных примесей в пласт-
ваются пиролизаторы различных моделей, которые явля- массах и др. (подробная информация о приборе и методе
ются вполне применимыми для изучения геологических Пиро-ГХМС на сайте производителя https://frontier-lab.ru).
материалов, в том числе нефтематеринских пород. Целью Главные достоинства прибора – оптимальная кон-
настоящей работы является оценка возможностей пироли- струкция (отсутствуют переходные линии, интерфейсы и
тического прибора, основанного на базе пиролитической т.д.), экспрессность (отсутствие пробоподготовки) в боль-
ячейки EGA/PY-3030D (Frontier Lab, Япония) и обзор его шинстве видов анализа, универсальность (можно прора-
применения при исследовании различных геологических батывать различные режимы и варианты анализов), до-
объектов. вольно понятный интерфейс программного обеспечения.
Общая схема пиролиза, применяемого в данной работе,
Экспериментальная часть представлена на рис. 2. Температурная программа пиро-
Объектами исследования являются: литической ячейки представлена на рис. 3:
- образцы нефтематеринской породы образцов до- I этап – изотерма при 300°С в течение 3,43 мин;
маниковых отложений Бондюжской площади Камско- II этап – линейный подъем температуры от 300 до
Кинельской системы прогибов Республики Татарстан; 650°С со скоростью 30°С/мин в течение 15,09 мин.
- образцы керогена, извлеченного из нефтематеринской Представленная температурная программа применя-
породы в соответствии с методикой, приведенной в ряде ется при выполнении измерений на приборе Rock-Eval 6
работ (Вахин и др., 2016; Vakhin et al., 2019). в режиме Bulk Rock. Однако при необходимости пироли-
Пробоподготовка объектов пиролиза включает из- тическая ячейка позволяет устанавливать любой темпера-
мельчение образцов до размеров 0,2-0,25 мм и усреднение турный режим, с неограниченным количеством шагов и с
измельченных образцов, путем перемешивания. максимальным пределом температуры – 1050°C. Это оз-
Применяемое оборудование и программное обе- начает, что в зависимости от характера исследуемого объ-
спечение. Для пиролиза используется система для екта, прибор не только позволяет проводить все класси-
пиролитических исследований геологических объектов ческие методы пиролиза, например, Bulk Rock, Reservoir,
(Пиро-ГХ/ МС), включающая (Рис. 1): Shale Play, Pure Organic Matter и др. (Romero-Sarmiento et
- пиролитическую ячейку Frontier Lab EGA/PY-3030D; al., 2015), но и создавать собственные режимы.
- хроматограф Agilent 7890B; На первом этапе происходит выделение из образ-
- масс-спектрометрический детектор Agilent 5977B. ца свободных углеводородов в поровом пространстве
Технология Пиро-ГХ/МС основана на пиролизе на-
вески исследуемого образца в атмосфере инертного газа
с последующим хроматографическим разделением (при
необходимости) продуктов пиролиза и их идентифика-
цией с помощью масс-селективного детектора. Главным
элементом данной технологии является пиролитическая
ячейка PY-3030D. Это многофункциональный инструмент
для реализации нескольких аналитических методов с воз-
можностью их комбинирования в одном эксперименте.
PY-3030D позволяет имитировать работу системы для
термоанализа, проводить исследование образца в режиме
термодесорбции, одностадийного и много-стадийного
Рис. 2. Схема пиро-хроматографического комплекса в режиме
пиролиза. С этой системой можно осуществлять пиролиз
анализа отходящих газов (EGA-MS)
при повышенном давлении, проводить его в реакционной
Рис. 3. Температурная программа пиролитической ячейки. Ука-
Рис.1. Система для пиролитических исследований геологиче- заны временные интервалы регистрации пиков S1 и S2. TpS2 –
ских объектов температура максимума пика S2, tRi – время максимума пика S2.
72 GEORESOURCES www.geors.ru
Георесурсы / Georesources 2019. Т. 21. № 1. С. 71-76
породы. Их количество определяется с помощью масс-
спектрометрического детектора Agilent 5977B и обозна-
чается S1 (мг УВ/г породы).
На втором этапе определяется количество углеводо-
родов, которые могут образоваться при полной реали-
зации нефтематеринского потенциала горной породы.
Это количество обозначается S2 и отражает остаточный
генерационный потенциал породы, то есть ту ее часть,
которая еще не успела превратиться в нефть и газ в ходе Рис. 4. Пирограмма стандартного образца IFP 160000
ее естественной эволюции. Кроме того, на втором этапе
определяется параметр Tmax – температура максимального S1 и S2 представлены в виде диапазонов значений, а не
выхода углеводородов при крекинге керогена. Tmax являет- конкретных чисел ввиду очень широких диапазонов из-
ся функцией температуры максимума пика S2. мерений, которым они соответствуют. Стоит отметить, что
Пиролитическая система не оборудована хромато- относительно высокая погрешность определения пика S1 в
графической колонкой, вместо которой в термостате на- методике обуславливается широким диапазоном допусти-
ходится металлический капилляр. Капилляр исключает мого отклонения аттестованного значения S1 в стандарте
деление как свободных, так и связанных углеводородов IFP 160000 – 0,14+/-0,07, мг/г (Табл. 1).
на отдельные соединения, что позволяет получить от- По показателям S1, S2 определяется генерационный
четливые и симметричные пики S1 и S2. потенциал нефтематеринской породы, а по величине
Результаты пиролитических исследований анализи- Tmax – степень категенетического созревания органиче-
руются с помощью программного обеспечения Agilent ского вещества.
MassHunter.
В качестве эталона для калибровки прибора и контроля Результаты и обсуждение
точности измерений применяется стандартный образец Результатом проведения одного пиролитического
нефтематеринской породы IFP 160000. Основные пиро- анализа является пирограмма – зависимость интенсив-
литические показатели IFP 160000 приведены в табл. 1. ности выходного сигнала от времени анализа. В данном
Типичная пирограмма стандартного образца IFP 160000 случае неуместно использовать термин «время выхода
приведена на рис. 4. компонента», т.к. разделения на отдельные компоненты не
Методика проведения пиролиза на описанном оборудо- происходит. Как известно, площадь хроматографического
вании аттестована в соответствии с требованиями ГОСТ Р пика какого либо соединения (или группы соединений)
8.563-2009 «Государственная система обеспечения един- прямо пропорциональна его массовому содержанию. Зная
ства измерений (ГСИ). Методики (методы) измерений». численные значения показателей S1 и S2 для стандартного
Свидетельство об аттестации выдано Всероссийским образца IFP 160000, данные показатели определяются
научно-исследовательским институтом метрологической и в неизвестных образцах горных пород, при условии,
службы (г. Москва). Основные метрологические харак- что анализ проводится в одинаковых условиях. Немного
теристики методики приведены в табл. 2. В качестве сложнее обстоит дело с показателем Tmax.
показателя точности приведены границы относительной Как уже было сказано, Tmax – это температура мак-
погрешности, а показатели повторяемости и воспроиз- симального выхода углеводородов при крекинге. По
водимости представляют собой относительные средне- пирограмме определяется только время анализа, которое
квадратичные отклонения. Метрологические показатели приходится на вершину пика S2. Однако зная температур-
ную программу пиролитической ячейки, которая является
Параметр Значение, мг Допустимое отклонение,
УВ/г породы мг УВ/г породы линейной в диапазоне 300-650, определяется температура
S1 0,14 +/- 0,07
максимума пика S2 из которой, в свою очередь, вычисля-
ется Tmax. На рисунке 5 приведены примеры пирограмм
S2 12,43 +/- 0,50
образцов доманиковых отложений Бондюжской площа-
Tmax 416 +/- 2 ди Камско-Кинельской системы прогибов Республики
Табл. 1 Пиролитические характеристики стандартного об- Татарстан (Vakhin et al., 2018). Данные образцы были
разца IFP 160000 отобраны с одной скважины, но с различных глубин.
Измеряемая величина Диапазон Показатель Показатель повто- Показатель воспроизво-
измерений, точности (границы ряемости (относительное димости (относительное
ед. изм. относительной среднеквадратичное среднеквадратичное
погрешности), отклонение отклонение воспроизво-
±δ, % при Р=0,95 повторяемости), σr, % димости), σR,%
Массовая доля суммы свободных
углеводородов (S1), мг/г 0,05 – 20 30-60 5-13 10-25
Массовая доля суммы
нерастворимых органических 1,0 -200 15-20 2-3 7-9
веществ (S2) , мг/г
Температура крекинга ОВ (Tmax), 0С 400 – 500 4 1 2
Табл. 2. Метрологические характеристики аттестованной методики пиролиза
www.geors.ru 73
Исследование доманиковых горных пород… А.Е. Чемоданов, Б.И. Гареев, Г.А. Баталин, Р.С. Герасимов Рис. 5. Масс-спектры пиков S1 и S2 исследуемых образцов Как видно из рисунка 5, вершина пика S2 смещается в правую сторону при увеличении степени катагенети- ческой преобразованности породы. Указанное смещение обуславливается тем, что более зрелое органическое вещество породы требует более жестких условий терми- ческого разложения. Площадь пика S2, в свою очередь, заметно уменьшается, что указывает на снижение неф- тегенерационного потенциала органического вещества с увеличением его термической зрелости. Описываемый метод пиролиза, помимо пирограмм, также позволяет определять масс-спектры образующихся Рис. 6. Появление серосодержащих соединений на хромато- соединений, регистрируемых масс-спектрометрическим грамме образцов детектором. Регистрация масс-спектров производится в диапазоне от 45 до 300 а.е.м. Начало диапазона определя- создании метода хроматографирования можно вообще ется необходимостью исключения влияния CO2 на общий исключить запись этих ионов, что позволит получить сигнал углеводородов. более точную картину пиролиза. Отсюда следует, что со- Состав продуктов пиролиза может отличаться в зави- держание в горных породах серосодержащих минералов симости от температуры нагрева. В нижней части рис. 5 может существенно влиять на результаты пиролитических приведены масс-спектры в вершинах пиков S1 и S2. Как исследований. можно видеть, в продуктах низкотемпературного пиро- На рис. 7 приведены пирограммы образца доманика лиза образцов преобладают насыщенные углеводороды и выделенного из него образца керогена. На пирограмме (алканы и изоалканы), для которых характерны массовые заметно практически полное исчезновение пика S1, а числа 57,71,85 и т.д. Для пика S2 заметно увеличение со- также значительное уменьшение пика S2. При этом поло- единений с массовыми числами 55, 69, 83 и т.д., которые жение вершины пика S2 незначительно смещается влево. соответствуют нафтеновым углеводородам. Пиролитические характеристики исследуемых образцов Ниже приведены данные пиролиза керогена, выде- приведены в табл. 3. ленного из образца доманиковых отложений Бондюжской Уменьшение параметров S1 и S2 в керогене обуслов- площади Республики Татарстан. Кероген выделялся по лены тем, что часть углеводородов нефтематеринской методике, приведенной в работе (Vakhin et al., 2019), без породы удаляются в результате экстракции, которая яв- стадии выделения пирита, входящего в состав его мине- ляется одним из этапов процесса извлечения керогена из ральной составляющей. В данном случае, содержащийся породы. Небольшое увеличение показателя Tmax, вероятно, в образце пирит (его присутствие подтверждается рентге- обусловлено увеличением доли нерастворимой части ор- нофазовым анализом) влияет на состав продуктов как низ- ганического вещества в связанных углеводородах. котемпературного, так и высокотемпературного пиролиза. Как уже было сказано, S1, S2 определяют генерацион- На хроматограмме (Рис. 6) появляются дополнитель- ный потенциал нефтематеринской породы, а Tmax – степень ные пики на времени анализа на первой и двенадцатой категенетического созревания органического вещества. минутах с максимумами при температурах 230 и 560°С, В таблицах 4 и 5 (Тиссо, Вельте, 1981) показано, каким соответственно. Масс-детектор регистрирует несколько образом показатели данных параметров связаны с гене- интенсивных ионов с m/z 48, 60, 64, 76. Эти ионы пока- рационным потенциалом. зывают присутствие в продуктах низкотемпературного и На основании данных таблиц 3, 4, 5 можно сделать вы- высокотемпературного пиролиза соединений SO2 (m/z 48 вод, что генерационный образец исследуемого образца до- и 60), COS (m/z 60) и CS2 (m/z 76) m/z. При этом оксид- маника является отличным как по показателю S1, так и по S2. сульфид углерода и сероуглерод появляются только при Для более точных корреляций необходимо использо- высокотемпературном пиролизе, в то время как оксид вать также содержание общего органического углерода серы – в обоих случаях. Их относительное содержание в (Сорг) в исследуемых образцах. На описываемом в статье выделяющихся газах можно легко установить, применяя приборе вполне возможно измерять этот показатель, метод внешнего стандарта в режиме SIM. Кроме того, при однако при этом необходимо изменять газовую схему 74 GEORESOURCES www.geors.ru
Георесурсы / Georesources 2019. Т. 21. № 1. С. 71-76
Рис. 7. Пирограммы образцов нефтематеринской породы и керогена
идентификацией соединений. В третьих, определяя со-
Образец S1, мг УВ/г S2, мг УВ/г Tmax, °С
породы породы став продуктов пиролиза в зависимости от температуры
Нефтематеринская 15,39 173,04 416 и времени можно изучать кинетику химических реакций
порода преобразования органического вещества. Такая совокуп-
Кероген 0,36 17,31 435 ность преимуществ позволяет применять данный прибор
Табл. 3. Результаты пиролитических исследований образцов для решения широкого спектра научных задач, характер-
ных для геохимических лабораторий.
Генерационный потенциал Пиролитические показатели,
нефтематеринской породы мг УВ/г породы Благодарности
S1 S2 Работа выполнена за счет средств субсидии, выде-
Бедные 20 мировых научно-образовательных центров.
Авторы выражают признательность профессору,
Табл. 4. Зависимость генерационного потенциала породы от д. хим. н. Каюковой Галине Петровне за помощь в под-
показателей S1 и S2
готовке и написании статьи.
Степень созревания Tmax, °С Характер
органического вещества продуктов Литература
генерации Вахин А.В., Онищенко Я.В., Чемоданов А.Е., Ситдикова Л.М.,
Незрелое 470 газы Лопатин Н.В., Емец Т.П. (1987). Пиролиз в нефтегазовой геохимии.
Москва: Наука, 144 с.
Табл. 5. Зависимость зрелости органического вещества пород Тиссо Б. Вельте Д. (1981). Образование и распространение нефти.
от величины Tmax Москва: Мир, 501 с.
Behar F., Beaumont V., Penteado H.L. De B. (2001). Rock-Eval 6
пиролизатора перед каждой серией образцов. В связи с Technology: Performances and Developments. Oil & Gas Science and
этим, более целесообразным решением будет проводить Technology, 56(2), pp. 111-134. DOI: http://doi.org/10.2516/ogst:2001013
Romero-Sarmiento M.-F., Pillot D., Letort G., Lamoureux‑Var V.,
измерение Сорг на элементном CHN-анализаторе после Beaumont V., Huc A.Y., Garcia B. (2015). New Rock‑Eval Method for
предварительного удаления карбонатов из исследуемого Characterization of Unconventional Shale Resource Systems. Oil and Gas
образца. В любом случае, показатель Сорг обычно напря- Science and Technology, 71(37), pp. 1-9. http://doi.org/10.2516/ogst/2015007
мую связан с показателями S1 и S2. Vakhin A.V., Mukhamatdinov I.I., Aliev F.A., Kudryashov S.I.,
Afanasiev I.S., Petrashov O.V., Sitnov S.A., Chemodanov A.E., Varfolomeev
Таким образом, можно сформулировать основные M.A., Nurgaliev D.K. (2018). Aquathermolysis of Heavy Oil in Reservoir
преимущества использования представленной пиролити- Conditions with the Use of Oil-Soluble Catalysts: Part II – Changes in
ческой системы. Во-первых, в настоящей работе показано Composition of Aromatic Hydrocarbons. Petroleum Science and Technology,
определение пиролитических параметров S1, S2 и Tmax с 36(22), pp. 1850-1856. DOI: http://doi.org/10.1080/10916466.2018.1514412
Vakhin A.V., Onishchenko Y.V., Chemodanov A.E., Sitnov S.A.,
одновременным снятием масс-спектров выделяющихся Mukhamatdinov I.I., Nazimov N.A., Sharifullin A.V. (2019). The
газов (продуктов пиролиза) с возможностью идентифи- Composition of Aromatic Destruction Products of Domanic Shale Kerogen af-
кации групп компонентов или отдельных соединений. ter Aquathermolysis. Petroleum Science and Technology, 37(4), pp. 390‑395.
Во-вторых, конструкция данного прибора позволяет DOI: http://doi.org/10.1080/10916466.2018.1547760
Zhao X., Zhou L., Pu X., Jiang W., Jin F., Xiao D., Han W., Zhang W.,
заменить металлический капилляр на хроматографи- Shi Z., Li Y. (2018). Hydrocarbon-Generating Potential of the Upper Paleozoic
ческую колонку, что дает возможность разложить пики Section of the Huanghua Depression, Bohai Bay Basin, China. Energy & Fuels
S1 и S2 на составляющие компоненты с дальнейшей 32(12), pp. 12351-12364. DOI: http://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.8b03159
www.geors.ru 75Исследование доманиковых горных пород… А.Е. Чемоданов, Б.И. Гареев, Г.А. Баталин, Р.С. Герасимов
Сведения об авторах
Артем Евгеньевич Чемоданов – главный инженер про- Георгий Александрович Баталин – инженер-проектиров-
екта НИЦ «ГеоЛаб», Казанский федеральный университет щик, НИЦ «ГеоЛаб», Казанский федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5 Россия, 420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5
Булат Ирекович Гареев – главный инженер проекта Роман Сергеевич Герасимов – специалист по продук-
НИЦ «ГеоЛаб», Казанский федеральный университет ции, Frontier Laboratories Ltd.
Россия, 420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5 4-16-20 Сайкон, Корияма, Фукусима, 963-8862, Япония
Статья поступила в редакцию 17.02.2018;
Принята к публикации 07.03.2019; Опубликована 30.03.2019
In English
Research of domanic source rock by pyrolytic gas chromatography-mass
spectrometry method
A.E. Chemodanov1*, B.I. Gareev1, G.A. Batalin1, R.S. Gerasimov2
1
Kazan Federal University, Kazan, Russia
2
Frontier Laboratories Ltd., Koriyama, Japan
*
Corresponding author: Artem E. Chemodanov, e-mail: chemodanov41659@mail.ru
Abstract. We applied new novel approach based on pyrolytic Compounds in Pyrolyzed Organic Matter of the Bazhenov Formation.
gas chromatography-mass spectrometry technology (Py-GCMS) Neftyanoe Khozyaystvo = Oil Industry, 3, pp. 18-21. DOI: http://doi.
developed by Frontier Lab company (Japan) in order to get the org/10.24887/0028-2448-2017-3-18-21 (In Russ.)
Lopatin, N.V., Emets T.P. (1987). Piroliz v neftegazovoy geokhimii
same data as it can be acquired by using conventional core analyzer.
[Pyrolysis in oil and gas geochemistry]. Moscow: Nauka, 144 p. (In Russ.)
Experimental part describes the detailed measurement procedure, Romero-Sarmiento M.-F., Pillot D., Letort G., Lamoureux‑Var V.,
temperature program and outcomes acquired by using IFP 160000 Beaumont V., Huc A.Y., Garcia B. (2015). New Rock‑Eval Method for
as a standard sample. We have managed to demonstrate accuracy and Characterization of Unconventional Shale Resource Systems. Oil and Gas
reproducibility of tests for the domanic source rock samples and its Science and Technology, 71(37), pp. 1-9. http://doi.org/10.2516/ogst/2015007
kerogen extracted respectively. In results of this analytical challenge Tisso, B. Velte D. (1981). Obrazovanie i rasprostranenie nefti [The
we were able to get pyrograms providing the S1 (free hydrocarbons), formation and distribution of oil]. Moscow: Mir, 501 p. (In Russ.)
S2 (potential hydrocarbons), Tmax (temperature at which the maximum Vakhin A.V., Mukhamatdinov I.I., Aliev F.A., Kudryashov S.I.,
Afanasiev I.S., Petrashov O.V., Sitnov S.A., Chemodanov A.E., Varfolomeev
rate of hydrocarbon generation is reached) information with level of
M.A., Nurgaliev D.K. (2018). Aquathermolysis of Heavy Oil in Reservoir
confidence we usually could see doing conventional core analyzer Conditions with the Use of Oil-Soluble Catalysts: Part II – Changes in
tests. Some important conclusions regarding petroleum generation Composition of Aromatic Hydrocarbons. Petroleum Science and Technology,
and thermal maturity have been made. S1 and S2 significantly decrease 36(22), pp. 1850-1856. DOI: http://doi.org/10.1080/10916466.2018.1514412
for kerogen samples with Tmax growth at the same time. Moreover Vakhin, A.V., Onishchenko Y.V., Chemodanov A.E., Sitdikova L.M.,
mass spectra data of core samples pyrolizates can be collected Nurgaliev D. K. (2016). Thermal Transformation of Bitumoid of Domanic
easily to detect certain groups of compounds. Sulfur-containing Formations of Tatarstan. Neftyanoe Khozyaystvo = Oil Industry, 10, pp. 32‑34.
compounds temperature extracted by Py-GCMS can be measured (In Russ.)
Vakhin A.V., Onishchenko Y.V., Chemodanov A.E., Sitnov S.A.,
for example. Py-GCMS technology fully comply with mainstream
Mukhamatdinov I.I., Nazimov N.A., Sharifullin A.V. (2019). The
analytical protocol for whole-rock or kerogen analysis and even more, Composition of Aromatic Destruction Products of Domanic Shale Kerogen af-
Py-GCMS has a lot of advantages against conventional approach ter Aquathermolysis. Petroleum Science and Technology, 37(4), pp. 390‑395.
providing us additional valuable information about a sample. DOI: http://doi.org/10.1080/10916466.2018.1547760
Keywords: pirolysis, source rock, Py-GCMS, Bulk Rock, Zhao X., Zhou L., Pu X., Jiang W., Jin F., Xiao D., Han W., Zhang W.,
thermal maturity Shi Z., Li Y. (2018). Hydrocarbon-Generating Potential of the Upper Paleozoic
Section of the Huanghua Depression, Bohai Bay Basin, China. Energy & Fuels,
Acknowledgements 32(12), pp. 12351-12364. DOI: http://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.8b03159
The authors are grateful to the Doctor of Chemical Sciences,
Professor Galina P. Kayukova for help in preparing and writing About the Authors
an article. Artem E. Chemodanov – Chief Project Engineer, R&D Center
The studies were carried out using the funds of subsidies “GeoLab”, Kazan Federal University
allocated to Kazan Federal University as part of the State Program to 4/5, Kremlevskaya st., Kazan, 420008, Russian Federation
improve the competitiveness of the Kazan Federal University among Bulat I. Gareev – Chief Project Engineer, R&D Center “GeoLab”,
the world’s leading research and education centers. Kazan Federal University
Recommended citation: Chemodanov A.E., Gareev B.I., 4/5, Kremlevskaya st., Kazan, 420008, Russian Federation
Batalin G.A., Gerasimov R.S. (2019). Research of domanic source Georgy A. Batalin – Design Engineer, R&D Center “GeoLab”,
rock by pyrolytic gas chromatography-mass spectrometry method. Kazan Federal University
Georesursy = Georesources, 21(1), pp. 71-76. DOI: https://doi. 4/5, Kremlevskaya st., Kazan, 420008, Russian Federation
org/10.18599/grs.2019.1.71-76
Roman S. Gerasimov – Product Manager
References Frontier Laboratories Ltd.
Behar F., Beaumont V., Penteado H.L. De B. (2001). Rock-Eval 6 4-16-20, Saikon, Koriyama, Fukushima, 963-8862, Japan
Technology: Performances and Developments. Oil & Gas Science and
Technology, 56(2), pp. 111-134. DOI: http://doi.org/10.2516/ogst:2001013 Manuscript received 17 February 2018;
Kozlova, E.V., Spasennykh M.Yu., Kalmykov G.A., Gutman I.S., Accepted 07 March 2019;
Potemkin G.N., Alekseev A.D. (2017). Balance of the Petroleum Hydrocarbon Published 30 March 2019
76 GEORESOURCES www.geors.ruВы также можете почитать
