Evaluation of Source Rock using EGA and Pyrolysis GC/MS

Význam tématu

Analýza organické hmoty ve zdrojových horninách je klíčová pro vyhodnocení palivového potenciálu ložisek. Metody termické analýzy a pyrolytická GC/MS umožňují určit množství a chemické složení migračních i rozštěpených hydrokarbonů a pevných plynů získaných při zahřívání horniny.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo pomocí elektronické gravimetrické analýzy (EGA) a pyrolytického GC/MS charakterizovat volné migratorní hydrokarbony uvolněné při 300 °C a produkty termického rozkladu při 600 °C. Dále se stanovovalo Tmax, tedy teplota s největším uvolněním látek.

Použitá metodika a instrumentace

Výzkum využil Pyroprobe CDS Model 5200 spojený s GC/MS a analýzu kompozitních vrcholů pomocí zkrácené silikátové kolony. Detekce fixních plynů probíhala na CDS Model 5500 Fixed Gas Analyzer.

• Pyroprobe CDS Model 5200 s pyrolyzními cykly: 300 °C/6 min (migrace) a 600 °C/1 min (cracking)
• GC/MS: kolona 5 % fenyl (30 m × 0,25 mm), program 40 °C (2 min), nárůst 10 °C/min do 300 °C, detektor MS (m/z 35–550)
• Composite peaks GC: kolona fused silica 1 m × 0,1 mm, hold 300 °C (20 min), pyroprobe ramp 60 °C/min do 700 °C, stanovení Tmax ≈ 508 °C
• Fixed gases: detekce CO2, CO, CH4, H2

Hlavní výsledky a diskuse

V prvním kroku (300 °C) byly identifikovány migratorní hydrokarbony, které reprezentují volné zásoby v hornině. Druhý krok (600 °C) odhalil produkty termického rozkladu vázaných frakcí. Composite peak analýza odhalila Tmax 508 °C jako vrchol uvolňování při štěpných procesech. Fixní plyny potvrzují rozsah rozkladu minerálů a organických látek.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a komplexní hodnocení zdrojových hornin z hlediska petrolejářského potenciálu, rozlišení volných proti vázaným frakcím a stanovení klíčových termodynamických parametrů. Ideální je pro geochemický průzkum ložisek, QC v průmyslových laboratořích a vývoj těžebních strategií.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace a vysokoprůtokové pyrolyzéry pro zvýšení throughput
• Integrace dalších detektorů (FT-IR, NMR) pro širší spektrální pokrytí
• Modelování produktů rozkladu pro predikci chování hornin při geotermálním vlivu
• Vývoj přenosných modulů pro in-situ geochemické měření v terénu

Závěr

Komplexní přístup kombinující EGA a pyrolytickou GC/MS přináší detailní vhled do složení a termických vlastností organických frakcí zdrojových hornin. Stanovení migračních hydrokarbonů, cracking produktů a Tmax poskytuje cenné parametry pro hodnocení palivového potenciálu.

Reference

• CDS Analytical, Inc.: Applications Information – Evaluation of Source Rock using EGA and Pyrolysis GC/MS.