Role of the mineral matrix during kerogen pyrolysis

Espitalié, J.; Makadi, K. Senga; Trichet, Jean

doi:10.1016/0146-6380(84)90059-7

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“…This contradiction can be due to intense degradation, which has been shown to reduce the hydrogen richness of sedimentary organic matter and ultimately lower HI values (Espitalié et al, 1977). An alternative explanation is that a large fraction of hydrocarbons may be adsorbed by clay minerals in TOC-poor sediments, which also can result in artificially low HI values (Espitalié et al, 1984).…”

Section: Rock-eval Pyrolysismentioning

confidence: 98%

Site C0011

2012

Proceedings of the IODP

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Section: Rock-eval Pyrolysismentioning

confidence: 98%

Site C0011

2012

Proceedings of the IODP

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“…Because of their high surface area (Sing 1985), clay minerals (especially smectite) have the ability to strongly adsorb pyrolysate (Espitalie et al 1980(Espitalie et al , 1984, especially the heavy compounds (Katz 1983). Clay minerals tend to catalyse the kerogen to generate more CO 2 , light hydrocarbons and aromatic compounds (Espitalié et al 1984;Larter 1984;Tannenbaum et al 1986;Lu et al 1989). A disproportionation of hydrogen occurs in the pyrolyser, enhancing C 1 -C 5 yield while simultaneously depositing dead carbon, bringing about diminished HIs and lower yields of heavy compounds in Py-GC data, and being more refractory from a kinetic perspective.…”

Section: Comparison and Discussionmentioning

confidence: 99%

On the primary and secondary petroleum generating characteristics of the Bowland Shale, northern England

Yang

Horsfield

Mahlstedt

et al. 2015

JGS

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The Carboniferous Bowland Shale of northern England has drawn considerable attention because it has been estimated to have 1329 trillion cubic feet hydrocarbons in-place (gas and liquids) resource potential (Andrews 2013). Here we report on the oil and gas generation characteristics of three selected Bowland Shale whole-rock samples taken from cores and their respective kerogen concentrates. Compositional kinetics and phase properties of the primary and secondary fluids were calculated through the PhaseKinetics and GOR-Fit approaches and PVT modelling software. The three Bowland Shale samples contain immature, marine type II kerogen. Pyrolysate compositions imply primary generation of paraffinic–naphthenic–aromatic (PNA) oil with low contents of wax and sulphur. Bulk kinetic parameters have many similarities to those of productive American Palaeozoic marine shale plays. The secondary gas generation potential of Bowland Shale is greater than the primary gas potential although it requires a 10 kcal mol −1 higher activation energy to achieve peak production. Primary oil, primary gas and secondary gas reach their maximum generation at 137, 150 and 200°C respectively for a 3°C Ma −1 heating rate. Different driving forces of expulsion including the generation of hydrocarbon and overpressure caused by phase separation during sequential periods of subsidence and uplift could be inferred.

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“…The operating conditions of such systems are however very far from geological conditions as no pressure can be applied to the kerogen, and pyrolysis occurs simultaneously with thermal extraction, usually with a programmed temperature ramp from 300 to 650°C. The high final temperature precludes operating on a whole rock, because of catalytic artefacts by dehydrated minerals (Espitalié et al, 1984). Qualitative analytical pyrolysis can be performed by coupling the pyrolysis chamber to a GC column, maintained at low temperature during the pyrolysis step to trap effluents on the column head, then transporting them selectively by the usual temperature program.…”

Section: Basic Principles Of Pyrolysis Applied To Kerogen Characterizmentioning

confidence: 99%

Kerogen: from Types to Models of Chemical Structure

Vandenbroucke

2003

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

153

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Résumé -Les kérogènes : de la notion de types aux modèles de structure chimique -Le but de cet article est de présenter, à travers une revue des développements conceptuels et analytiques en géochimie dans la période , les principales étapes qui ont conduit, à travers la préparation et l'analyse des kérogènes d'une part, et l'étude de systèmes pétroliers de référence d'autre part, aux notions de types, chemins d'évolution et modèles statistiques de structure chimique des kérogènes. Le kérogène est défini comme la matière organique des sédiments qui produit le pétrole, opposant ainsi le pétrole, soluble dans les solvants organiques courants, à son complément insoluble. Ce kérogène étant une matière organique complexe intimement mélangée aux minéraux des sédiments, la première tâche a été de mettre au point un protocole fiable pour son isolement, permettant ensuite son étude par des méthodes physicochimiques variées. En parallèle, le développement des permis d'exploration pétrolière, donnant accès aux échantillons de forage, permettait la comparaison géochimique de divers systèmes pétroliers. Les comparaisons furent faites non seulement entre les compositions chimiques des huiles, roches mères et kérogènes, mais aussi sur l'époque de production du pétrole. La notion de cinétique de craquage du kérogène en pétrole résultant de ces études de systèmes pétroliers, associée à l'observation d'une compensation des facteurs temps et température, conduisit à utiliser la pyrolyse en laboratoire pour évaluer le potentiel pétrolier restant à produire par le kérogène, et donc, à la construction de l'appareil Rock-Eval. Au milieu des années 1970, les principaux paramètres géochimiques des kérogènes de certaines séries pétrolières de référence étaient disponibles pour la définition des notions de type et de chemin d'évolution des kérogènes au cours de l'enfouissement géologique des sédiments. Un pas important dans la connaissance de la composition chimique du kérogène fut franchi dans les années 1980 avec l'utilisation de nouvelles techniques de pyrolyse analytique et préparative, et leur couplage avec différents détecteurs. Les produits de pyrolyse, considérés comme briques élémentaires issues du craquage thermique du kérogène, pouvaient ainsi être analysés et quantifiés au niveau moléculaire, sans les problèmes de représentativité rencontrés avec l'analyse des extraits naturels et dus aux pertes de composés volatils et de produits ayant migré hors des roches mères. Le développement parallèle de la résonance magnétique nucléaire du 13 C en phase solide permit l'analyse et la quantification des diverses formes du carbone et de son environnement chimique dans le kérogène, ce qui n'était pas possible auparavant sous forme quantitative par la spectroscopie infrarouge ou ultraviolette. L'analyse quantitative des briques moléculaires et des groupes fonctionnels qui les assemblaient dans le kérogène permit ainsi d'élaborer des modèles moléculaires statistiques de kérogènes dans le but de visualiser l'ensemble de leur composition atomiq...

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Role of the mineral matrix during kerogen pyrolysis

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On the primary and secondary petroleum generating characteristics of the Bowland Shale, northern England

Kerogen: from Types to Models of Chemical Structure

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