تعیین پارامترهای سینتیکی معادله آرنیوس برای واکنش های تولید نفت و گاز با روش پیرولیز آبی در نمونه های شیل نفتی حاوی کروژن نوع ii در سازند سرگلوی لرستان

در پژوهش حاضر به انجام آزمایش پیرولیز‌ آبی و همچنین بررسی و تحلیل ابعاد سینتیک زایش نفت و گاز روی نمونه‌های شیل نفتی حاوی کروژن نوع  ii از سازند سرگلو در منطقه قالی کوه لرستان در ایران پرداخته می‌شود. قبل از انجام آزمایش، دستگاهی متناسب با شرایط دمایی و فشاری آزمایش طراحی و ساخته شد. نتایج پیرولیز راک– اول (rockeval) قبل از انجام آزمایش پیرولیز آبی روی نمونه نابالغ که هنوز به مرحله زایش هیدروکربن (مرحله کاتاژنز) نرسیده است، نشان داد نمونه‌ مورد پژوهش در حالت نابالغ است و همچنین غنای مناسب ماده آلی برای انجام آزمایش یاد شده دارد. آزمایش پیرولیز ‌آبی برای 50 گرم نمونه سنگ در 6 نقطه دمایی به مدت 72 ساعت انجام شد. پس از انجام آزمایش، بیشترین میزان زایش نفت در دمای 330 درجه سانتی‌گراد مقدار 739 میلی‌گرم و برای گاز در دمای 350 درجه سانتی‌گراد، مقدار 348 میلی‌گرم به ازای 50 گرم نمونه زایش شد. مقادیر پارامترهای سینتیکی نیز از رسم نمودار آهنگ ثابت واکنش زایش نفت و گاز در برابر معکوس دما حاصل شدند که مقدار انرژی فعال‌سازی برای واکنش زایش نفت و گاز به ترتیب برابر با 40.75 (kcal/mol) و 40.77 (kcal/mol) و مقدار فاکتور فراوانی برای واکنش زایش نفت و گاز به ترتیب 1014×1.03 بر واحد زمان و 1014×9.54 بر واحد زمان است. روند افزایش مقادیر نسبت تبدیل با افزایش دما برای دو حالت زایش نفت و گاز در پژوهش حاضر به صورت منحنی است که با نتایج معادله آرنیوس در خصوص نمودار نسبت تبدیل مطابقت دارد.

Determination of Kinetic Parameters of Arrhenius Equation for Oil and Gas Generation Reactions by Hydrous Pyrolysis Method in Oil Shale Samples Containing Type II Kerogen in Lorestan Sargelu Formation

In this research, typeII kerogenbearing oil shale samples from the Sargelu Formation in the GhaliKuhArea (Lorestan, Iran) weresubjected to hydrous pyrolysis to determine the kinetic parameters of the Arrhenius equation by studying the kineticsof the hydrocarbon generation reaction in the region. In order to perform the hydrous pyrolysis tests on the samples, atemperature and pressureadjustable apparatus was designed and manufactured. Given the requirement of particular geochemical properties prior to the hydrous pyrolysis, the undisturbed samples were initially subjected to RockEval analysis to identify immature samples with appropriate organic matter (OM) content for the hydrous pyrolysis experiments.The hydrous pyrolysis experiments were performed on 50g rock samples at six temperatures (250, 270, 290, 310, 330 and 350°C) for 72 h. Upon the analysis, the generated amounts of oil and gas at each temperature were obtained in milligrams, with the highest amount of oil production being 739 mg at 330°C. The conversion yields were calculated based on the oil and gas generation stats and the reaction rate constant for both oil and gas generation reactions. For this purpose, the reaction rate constant was plotted against the inverse of temperature to evaluate the values of the kinetic indices of the Arrhenius equation for the oil and gas generation reactions; these were 40.75 kcal/mol and 1.03×1014 time units, for the oil generation reaction, and 40.77 kcal/mol and9.54×1013time units, for the gas generation reaction. The graph of the gasoil ratio versus the total conversion yield indicated a decrease in the ratio as the reaction proceeded with increasing the temperature.In general, the kinetic indices can be used to study the kinetic model of the Sargelu Formation in terms of maturity, history of hydrocarbon generation, etc. In this respect, the topic is highlypractical and important in the field of hydrocarbon generation kinetics.