Ocena parametrów przestrzeni porowej łupków menilitowych z odsłonięcia w Birczy

Abstract

Celem pracy było scharakteryzowanie przestrzeni porowej łupków menilitowych występujących w odsłonięciach powierzchniowych z rejonu Birczy w jednostce skolskiej. Wszystkie próbki zostały pobrane z całego profilu stratygraficznego w jednym odsłonięciu w Birczy o długości 1 m. Struktura porowa próbek łupków wygrzanych w 105°C była mierzona metodą porozymetrii rtęciowej (ang. mercury injection capillary pressure, MICP) w temperaturze otoczenia oraz metodą adsorpcji azotu w temperaturze wrzenia ciekłego azotu. Ze względu na deformację przestrzeni porowej pod wpływem wysokich ciśnień roboczych rtęci, z krokami ciśnienia od 0 do 4136,84 bara, mikropory i mezopory można błędnie interpretować. Jako metodę uzupełniającą zastosowano więc pomiar adsorpcji azotu w celu prawidłowego obliczenia całkowitej połączonej objętości porowej. Na wykresach dV/dD (pochodnych objętości względem średnicy) połączono wyniki z obu technik pomiarowych, uzyskując pełniejszy obraz rozkładu objętości porów. W pracy przedstawiono możliwość dokładniejszego obliczenia objętości porów na podstawie nowego podejścia do analizy wykresów pochodnych. Obie metody zapewniają również kompleksową ocenę parametrów struktury porów, w tym powierzchni właściwej (ang. specific surface area, SSA), objętości mikro- i mezoporów oraz rozszerzonego zakresu rozkładu wielkości porów (ang. pore size distribution, PSD). Porównując wyniki metody adsorpcyjnej z użyciem azotu z wynikami porozymetrii rtęciowej, należy pamiętać o różnicach w zakresach obu technik badawczych oraz o tym, że azot i rtęć rejestrują struktury porowe w znacząco odmienny sposób. Zatłaczanie rtęci do struktury porowej jest regulowane przez przewężenia porów, podczas gdy zjawisko adsorpcji jest kontrolowane przez powierzchnię porów. Zastosowanie porozymetrii rtęciowej i adsorpcji azotu do łupków menilitowych pokazuje, jak użycie tych dwóch metod może wpłynąć na uzyskanie wzajemnie uzupełniających się informacji, które weryfikują obliczenia objętości porowej głównej skały macierzystej dla karpackich rop naftowych.