Rock-Eval-Pyrolyse

Die Rock-Eval-Pyrolyse ist ein Verfahren zur Charakterisierung von Kerogen, also potentiellem Erdöl-Muttergestein. Das Ergebnis gibt Anhaltspunkte zur Frage, ob eine Erdölbohrung wirtschaftlich interessant ist.

Durchführung

Eine Probe von ca. 100 mg wird in einem Pyrolyse-Ofen unter Inertgas, z. B. Helium erhitzt. Die Menge der dabei aus der Probe austretenden Substanzen wird mit einem Gaschromatographen gemessen.

Ablauf Schrittweise

• Der Ofen wird 3 Minuten lang konstant bei 300 °C gehalten. In dieser Phase verdampfen die meisten Kohlenwasserstoffe, deren Moleküle weniger als 40 Kohlenstoffatome haben. Die Menge an ausgetretenen Stoffen in dieser Phase ist der S1-Wert.
• Die Temperatur wird mit einer Heizrate von 25 K/min auf 550 °C erhöht. Im durchfahrenen Temperaturbereich finden Crack-Reaktionen statt. Die Crackprodukte verdampfen. Die Menge an ausgetretenen Stoffen in dieser Phase ist der S2-Wert. Die Temperatur, bei der die Menge an verdampften Stoffen am höchsten ist, wird Tmax genannt.
• Der Ofen wird wieder abgekühlt. Beim Durchfahren des Temperaturbereichs 390 °C – 300 °C wird Kohlendioxid frei. Die Menge an Kohlendioxid ist der S3-Wert.

Die S-Werte werden in Milligramm ausgetretenes Gas pro Gramm Probe angegeben.

Auswertung

Aus den Messergebnissen einer Probe werden weitere Kennzahlen abgeleitet. Für deren Berechnung wird der TOC-Wert mit herangezogen.

• Wasserstoff-Index HI (engl. Hydrogen Index) – Anhaltspunkt für die Herkunft des organischen Materials. Wasserpflanzen bestehen aus fett- und eiweißreichem Material mit einem höheren Wasserstoff/Sauerstoff-Verhältnis als bei eher kohlenhydrathaltigen Landpflanzen.
• Sauerstoff-Index OI (engl. Oxygen Index)
• Produktions-Index PI

Literatur

• J. Espitalie, M. Madec, B. Tissot, J. Menning, P. Leplat: Source rock characterization methods for petroleum exploration. Proceedings of the Offshore Technology Conference 1977, Volume III. S. 439–44.