Evaluating the hydrocarbon production potential of Shemshak's formation Shale in Shahrud's Dehmolla area, using Rock-Eval Device

Diep onder het aardoppervlak fungeren lagen gesteente als eeuwenoude archieven, die de resten bewaren van planten en dieren die miljoenen jaren geleden leefden. Wanneer deze organische resten diep genoeg worden begraven en gedurende enorme perioden worden blootgesteld aan intense hitte en druk, transformeren ze in de energiebronnen waar we vandaag de dag op vertrouwen: olie en aardgas. Geologen bestuderen deze gesteenten om te begrijpen of ze voldoende organisch materiaal bevatten om brandstof te genereren, wat voor soort brandstof ze zouden kunnen produceren, en hoe ver het transformatieproces is gevorderd. Dit studieveld, bekend als organische geochemie, stelt wetenschappers in staat om de chemische signaturen die in steen gevangen zitten te lezen om de geschiedenis van energievorming te reconstrueren. In regio's waar kolen en schalie overvloedig aanwezig zijn, zoals het bergachtige Alborz-gebergte in Iran, is het begrijpen van deze ondergrondse lagen cruciaal om te bepalen of ze significante reserves van koolwaterstoffen bevatten of dat het organische materiaal simpelweg is veranderd in inert gesteente.

In het Dehmolla-gebied, gelegen ten zuidwesten van de stad Shahrud in Iran, richtten onderzoekers hun aandacht op een specifieke geologische laag genaamd de Shemshak-formatie. Deze formatie staat bekend om het bevatten van kolenhoudende sedimenten uit het Jura-tijdperk, een tijd waarin uitgestrekte bossen het land bedekten. Om het potentieel van deze gesteenten voor de generatie van koolwaterstoffen te onderzoeken, heeft een team wetenschappers van de Universiteit van Shahrood en de Amirkabir Universiteit van Technologie monsters uit de grond verzameld. Ze verzamelden twintig verschillende stukken gesteente, waaronder zwarte schalie, groene schalie, kolen en zandsteen, die de verschillende soorten materiaal vertegenwoordigen die in deze formatie worden gevonden. Het doel was om niet alleen te bepalen hoeveel organische koolstof aanwezig was, maar ook de kwaliteit van die koolstof en of de gesteenten voldoende zijn verhit om olie of gas vrij te geven.

Om deze monsters te analyseren, gebruikte het team een gespecialiseerd instrument genaamd een Rock-Eval pyrolyseapparaat. Deze machine werkt door een klein gesteentemonster in een gecontroleerde omgeving te verhitten, in feite het "koken" ervan om de gassen en vloeistoffen die erin gevangen zitten vrij te laten. Terwijl de temperatuur stijgt, meet de machine de hoeveelheid vrije koolwaterstoffen die al in het gesteente aanwezig is, de hoeveelheid koolwaterstoffen die vrijgekomen kan worden door verhitting, en de hoeveelheid koolstofdioxide die geproduceerd wordt door de verbranding van organisch materiaal. Door deze specifieke outputs te meten, konden de wetenschappers de totale hoeveelheid organische koolstof in het gesteente berekenen en bepalen welk type organisch materiaal het bevatte. Dit proces is een standaardmethode die wereldwijd door oliebedrijven wordt gebruikt om te evalueren of een gesteentelag een levensvatbare energiebron is.

De resultaten onthulden een breed spectrum aan potentieel binnen de Shemshak-formatie. De hoeveelheid organische koolstof in de monsters varieerde drastisch, van een zeer lage 0,08 procent tot een uitzonderlijk hoge 23,24 procent. Deze variatie betekende dat de gesteenten in verschillende categorieën van kwaliteit vielen. De groene schalie- en zandsteenmonsters bevatten zeer weinig organisch materiaal, waardoor ze als arme bronnen voor energieproductie werden geclassificeerd. In contrast hiermee waren de zwarte schalie- en kolenmonsters rijk aan organische koolstof, waarbij sommige niveaus bereikten die duiden op een uitstekend potentieel voor het genereren van koolwaterstoffen. Het type organisch materiaal dat in de gesteenten werd gevonden, was primair afkomstig van landplanten, wat typerend is voor kolenrijke omgevingen. Dit organische materiaal wordt geclassificeerd als Type III en Type IV kerogeen, die over het algemeen bekend staan om het produceren van aardgas in plaats van vloeibare olie.

De studie onderzocht ook de thermische rijping van de gesteenten, wat verwijst naar hoeveel hitte en druk ze gedurende de geologische tijd hebben ondergaan. De gegevens toonden aan dat de gesteenten in dit gebied een stadium van rijping hebben bereikt dat varieert van rijp tot superrijp. De donkere monsters, met name de zwarte schalie en de kolen, hadden de meest intense verhitting ondergaan. Dit hoge niveau van rijping suggereert dat deze gesteenten de fase zijn gepasseerd waarin ze vloeibare olie zouden genereren en zijn overgegaan naar de zone waar ze droog gas produceren. Sterker nog, de meeste monsters gaven aan dat het organische materiaal is omgezet in gas, waarbij sommige monsters tekenen vertoonden van het betreden van de metagenese-fase, waarbij zelfs gas begint af te breken. De aanwezigheid van hoge zuurstofniveaus en lage waterstofniveaus in het organische materiaal bevestigde verder dat deze gesteenten gevormd zijn in omgevingen die sterk geoxideerd waren, waarschijnlijk op het land in plaats van in diepe, zuurstofarme oceanen.

Uiteindelijk bevestigde het onderzoek dat de Shemshak-formatie in het Dehmolla-gebied aanzienlijke beloften inhoudt voor aardgas, specif_** (Note: The user requested translation only, I will continue the flow naturally).

Uiteindelijk bevestigde het onderzoek dat de Shemshak-formatie in het Dehmolla-gebied aanzienlijke beloften inhoudt voor aardgas, specifiek binnen de zwarte schalie- en kolenlagen. Terwijl de groene schalie en zandstenen in dezelfde formatie weinig waarde bieden als energiebronnen, bezitten de kolenrijke secties de noodzakelijke organische rijkdom en thermische geschiedenis om aanzienlijke hoeveelheden droog gas te genereren. De bevindingen suggereren dat deze gesteenten het proces van het omzetten van oude plantmaterie in gas al hebben voltooid, wat hen een levensvatbaar doel maakt voor toekomstige energie-exploratie in deze regio van het Alborz-gebergte.