Блог

Mar 10, 2024

Раннее образование пористости в органических

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 9904 (2023) Цитировать эту статью 652 Доступы Показатели Подробности Хорошо известно, что высокое содержание общей органической серы (TOS) (т. е. кероген типа IIS) значительно

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 9904 (2023) Цитировать эту статью

652 доступа

Подробности о метриках

Хорошо известно, что высокое содержание общей органической серы (TOS) (т.е. кероген типа IIS) существенно влияет на трансформацию керогена, однако влияние содержания TOS на эволюцию органической пористости исследовалось лишь изредка и косвенно. Это исследование показывает, что органическая пористость образуется при более низкой термической зрелости в аргиллитах, содержащих кероген типа IIS, по сравнению с аргиллитами с керогеном типа II. Насколько нам известно, это явление ранее не было продемонстрировано. Эти последствия актуальны для характеристики аргиллитов, богатых органическими веществами, как покрышек, резервуаров углеводородов и резервуаров для захоронения CO2 или ядерных отходов, поскольку поровые системы контролируют объемы хранения и поток матричной жидкости. Пять термически незрелых образцов керна были отобраны из трех богатых органическими веществами пачек аргиллитов с низким и высоким содержанием TOS: формации Дюверне позднего девона (Канада), формации Оннагава среднего позднего миоцена (Япония) и раннеюрской пачки Гордондейл формации Ферни (Канада). ). Водный пиролиз использовался для искусственного созревания разделенных незрелых образцов до четырех стадий зрелости, после чего измерялись петрофизические и органо-геохимические свойства и сравнивались с исходными незрелыми образцами. Наибольший рост пористости в образцах типа IIS происходил ниже 0,70% VRoeqv, но в образцах типа II был более широким и устойчивым до 1,1% VRoeqv.

Пористость, обусловленная органическими веществами (ОВ) («органическая пористость») в нетрадиционных сланцевых месторождениях нефти и газа, как правило, доминирует над неорганической пористостью и, как таковая, может критически влиять на объем хранения углеводородов, адсорбционную способность, проницаемость и смачиваемость1,2 . Органическая пористость становится доминирующей, поскольку погребальный диагенез устраняет большую часть первичной неорганической пористости за счет уплотнения, переориентации зерен, пластической деформации3,4,5 и цементации6,7,8,9,10, в то время как вторичная органическая пористость создается за счет трансформации конвертируемых кероген и битум в жидкие и газообразные углеводороды11,12,13,14,15,16,17,18. Кроме того, неорганические поры могут быть сильно закупорены, когда вязкий битум и нефть мигрируют в эти поры, а затем подвергаются вторичному термическому крекингу с образованием более легких жидких углеводородов и остаточного твердого битума и пиробитума14,16,19,20,21,22,23,24. Однако значительные различия в объеме органических пор, распределении пор по размерам и морфологии были задокументированы во всех наблюдаемых масштабах.

Первым контролем органической пористости является термическая зрелость. Первичная пористость керогена имеет тенденцию уплотняться и/или закупориваться, но трансформация керогена и битума в жидкие и газообразные углеводороды приводит к обширной вторичной пористости в остаточном твердом OM11,12,13,14,15,16,25,26. Вторичным контролем органической пористости является эффективное напряжение. При отсутствии достаточно жесткой минеральной матрицы вскрышные породы или тектонические напряжения будут сжимать ОВ, вытеснять жидкие углеводороды и уменьшать пористость, находящуюся в ОВ7,25,26,27,28,29. Наконец, на развитие органической пористости также влияет тип и состав ОВ, что легче всего наблюдать по отсутствию вторичной пористости в некоторых зоокластах, таких как хитинозои и граптолит30,31 и земное ОВ (т.е. витринит и инертинит)32. Существует множество литературных данных, показывающих, что высокое содержание общей органической серы (TOS) (т.е. кероген типа IIS) существенно влияет на кинетику превращения керогена33,34,35,36,37,38,39, однако влияние содержания TOS на органическую пористость эволюция исследовалась лишь изредка и косвенно40.

В этом исследовании изучалось влияние содержания TOS на эволюцию органической пористости и закупоривающего поры твердого битума с помощью гидропиролиза (HP) для искусственного созревания набора незрелых аргиллитов, богатых органическими веществами, с различным содержанием TOS, а затем выяснения изменений. в их соответствующих геохимических и петрофизических свойствах. Мотивом для этого исследования было дальнейшее определение влияния состава ОВ на эволюцию поровой системы и предоставление информации для оценки сланцев с керогеном типа IIS в качестве покрывающих пород, нетрадиционных резервуаров углеводородов и резервуаров для хранения CO2 или ядерных отходов. Пять термически незрелых образцов керна были отобраны из трех богатых органическими веществами пачек аргиллитов, которые в порядке возрастания содержания TOS представляли собой формацию Дюверне позднего девона (Канада), формацию Оннагава среднего позднего миоцена (Япония) и раннеюрскую формацию Гордондейл (ранее Нордегг). член формации Ферни (Канада).