Methods for thermal maturity estimation in shale gas source/reservoir rocks : A case study of a Devonian shale in Western Canadian Sedimentary Basin

초록

셰일층의 열적 성숙도는 다양한 기법으로 평가 가능하나 셰일층에 잔류하는 유기물 특성에 따라 평가 정확도가 달라지기 때문에 열적 성숙도 평가 시 주의가 요구된다. Horn River 분지의 과성숙한 데본기 셰일층은 케로젠의 함량이 매우 낮고 비트리나이트가 부재하여 일반적으로 사용되는 비트리나이트 반사도와 Rock-Eval 열분석 기법을 통해 열적 성숙도를 평가하기 어렵다. 셰일층에 다량 포함된 고형 비투멘(solid bitumen)의 반사도는 열적 성숙도 평가의 대안으로 사용되어 왔으나 열적 성숙도 이외의 요인에 의해 영향을 받는 단점이 있다. Horn River 분지의 고형 비투멘 반사도에서 변환한 비트리나이트 반사도는 유기화합물 지시자(MPI-1)로부터변환된 비트리나이트 반사도와 유사하다. 따라서 이 연구에서는 고형 비투멘 반사도를 Horn River 분지 데본기셰일층의 열적 성숙도 평가 지시자로 활용하였다. Horn River 분지 데본기 셰일층의 변환된 비트리나이트 반사도는 평균 1.9%로 가스 생성단계에 도달하였음을 지시한다. 총유기탄소(total organic carbon, TOC)의 함량은 1.5-6.8(평균: 3.8) wt%로 높은 값을 보이며 TOC에 포함된 잔류 유기탄소(residual carbon, RC)의 비율이90% 이상이다. 이는 대부분의 열분해 유기탄소(pyrolysable carbon, PC)가 탄화수소로 변환되었고 유기공극이발달하였음을 지시한다. 따라서 Horn River 분지의 데본기 셰일층은 가스 생성 및 저장 잠재성이 높은 셰일가스 근원암/저류암으로 판단된다.

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