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Analyse cinétique
Analyse cinétique à l'aide du HAWK
Wildcat Technologies a développé l'instrument HAWK pour la pyrolyse, le COT et les analyses cinétiques. À l'aide du HAWK, l'analyse cinétique commence par la pyrolyse d'échantillons de roche mère en utilisant au moins 3 taux de chauffage.
Les fichiers de données sont ensuite traités conformément à l'équation d'Arrhenius (k = A x exp(Ea/RT), qui exprime la relation quantitative entre la vitesse d'une réaction (k) et la température (T)
Cinétique chimique mondiale des combustibles fossiles :
Comment modéliser la maturation et la pyrolyse
Ce livre couvre l'origine et la structure chimique de la matière organique sédimentaire, comment cette structure est liée aux modèles de réaction chimique appropriés, comment obtenir des données de réaction non contaminées par le transfert de chaleur et de masse, et comment convertir ces données en modèles cinétiques globaux qui extrapolent sur une large plage de température. gammes. Il montre également des applications pour le traitement in situ et en surface du schiste bitumineux, du charbon et d'autres combustibles fossiles lourds. OBTENEZ LE LIVRE
Cela fournit à la fois leur distribution des énergies d'activation et le facteur d'Arrhenius associé, qui sont ensuite utilisés pour calculer les taux de décomposition du kérogène. Dans l'équation d'Arrhenius, A est une constante appelée facteur d'Arrhenius (ou facteur de probabilité ou facteur de fréquence), Ea est l'énergie d'activation et R est la constante universelle des gaz (8,314 × 10-3KJ mol-1 K-1). Un exemple d'analyses cinétiques sont celles effectuées sur les échantillons de la formation de Monterey de Lions Head (Fig. 3) qui montrent une distribution très étroite des énergies d'activation similaires au kérogène de type II classique, dans laquelle l'ensemble de la réaction de décomposition est décrit par 2 à 4 énergies d'activation principales. (Jarvie et Lundell, 2000). Il a été démontré qu'un groupe d'échantillons de la formation de Monterey se convertit en hydrocarbures à une exposition thermique beaucoup plus faible que les autres kérogènes (Fig. 4).
Méthodologie
Après pyrolyse (S1 (mg hydrocarbures/g roche), S2 (mg hydrocarbures/g roche), S3 (mg CO2/g roche), S4 (mg carbone/g roche), et Tmax (°C)) et COT (wt . %) les mesures sont terminées, des échantillons de roche sélectionnés sont évalués par pyrolyse en système ouvert à l'aide du HAWK pour déterminer les paramètres cinétiques ; ceux-ci incluent une distribution des énergies d'activation (Ea) et un seul facteur d'Arrhenius (A), qui sont utilisés pour calculer les taux de décomposition du kérogène à l'aide d'équations de vitesse et d'une réaction supposée du premier ordre (Jarvie et Lundell, 2001).
Les échantillons sélectionnés sont d'abord extraits pendant 24 heures dans un extracteur soxhlet utilisant un mélange azéotropique binaire de chloroforme et de méthanol (89:11, vol: vol) pour éliminer autant de matière organique extractible (MOE) que possible. Chaque échantillon extrait est ensuite séché et réanalysé pour les données de COT et de pyrolyse afin d'évaluer toute modification du potentiel restant (valeur S2) due à la perte de MOE lourde comme les résines et les asphaltènes.
Les échantillons de roche extraits sont utilisés pour la détermination des paramètres cinétiques. Les données du HAWK (Wildcat Technologies) à six taux de chauffage (analysés en double) de 250 °C à 900 °C sont utilisées dans le mode d'acquisition automatique du HAWK pour construire des fichiers de données cinétiques comprenant le temps, les températures de pyrolyse réelles et le taux de décomposition du kérogène . Ces fichiers sont traités à l'aide de logiciels tels que le logiciel Kinetics2015 (développé par Lawrence Livermore National Laboratory). Logiciel Kinetics2015 est disponible à l'achat auprès de Technologies Wildcat ou GéoIsoChem .
Rapport disponible à l'achat
Wildcat Technologies a le rapport Green River Formation Kinetics disponible à l'achat. Ce rapport comprend :
Fichier de données cinétiques en vrac de la Formation de Green River à trois taux de chauffage de 1 °C par minute, 5 °C par minute et 30 °C par minute.
Les données cinétiques traitées de la Formation de Green River sous forme de graphique montrant la relation quantitative entre la vitesse d'une réaction (k) et la température (T).
Le rapport de cinétique interprété de la formation de Green River discute de la gamme d'énergies d'activation de cette formation, de leurs taux de décomposition du kérogène associés, de l'exposition thermique, des produits d'hydrocarbures et de la comparaison avec ceux des kérogènes de formations de schiste sélectionnées.
Les références
Burnham, AK, 2011, Principes d'analyse cinétique pour la décomposition thermique en phase condensée .
Jarvie, DM et LL Lundell, 2000, Type de kérogène et transformation thermique de la matière organique dans la formation Miocène de Monterey .