Ion Exchange Capacity of the Bazhenov Formation Shales from the Central and Southern Parts of the Nizhnevartovsk Arch of Western Siberia
https://doi.org/10.33623/0579-9406-2022-2-101-112
Abstract
The paper provides experimental characterization of the ion-exchange capacity of low-permeable shale rocks of the Bazhenov Formation of the central and southern parts of the Nizhnevartovsk arch, Western Siberia. We found that the cation exchange capacity (3.30–17.01 meq/100g) and the specific surface area (10.05–12.66 m2/g) depend on the clay minerals content, but not on the kerogen. The paper describes type of the exchange complex of the studied Bazhenov Formation rock samples and discusses the possible reasons for the distribution of exchangeable cations. The cation exchange complex of most part of studied Bazhenov Formation samples has a marine type (rCa/(rNa+rK)<1).
About the Authors
E. S. Kazak
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Ekaterina S. Kazak
Moscow
A. V. Kazak
Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech)
Russian Federation
Russian Federation
Andrey V. Kazak
Moscow
I. A. Rodkina
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Irina A. Rodkina
Moscow
N. A. Kharitonova
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Natalia A. Kharitonova
Moscow
References
1. Афанасьев И.С., Гаврилова Е.В., Бирун Е.М. и др. Баженовская свита. Общий обзор, нерешенные проблемы // Науч.-техн. вестн. ОАО «НК «Роснефть». 2010. № 4. С. 20–25.
2. Брадучан Ю.В., Гольберт А.В., Гурари Ф.Г. Баженовский горизонт Западной Сибири (стратиграфия, палеогеография, экосистема, нефтеносность). Новосибирск: Наука, 1986. 217 с.
3. Гаврилов А.Е., Жуковская Е.А., Тугарова М.А. и др. Целевая классификация пород баженовской свиты (на примере месторождений центральной части Западной Сибири) // Нефтяное хозяйство. 2015. № 12. С. 38–40.
4. Гаррелс Р.М., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968. 368 с.
5. Глейзер К.С., Джонсон Г.М., Кляйнберг Р.Л. и др. Поиск высокопродуктивных зон: качество коллектора и качество закачивания в органогенных сланцах // Нефтегазовое обозрение. Лето 2013 — зима 2013/2014. Т. 25, № 2. С. 66–85.
6. Езерский, Д.М., Филимонов А.Ю., Борисенко С.А. и др. Оценка водосодержания пород баженовской свиты // Нефтяное хозяйство. 2015. № 10. С. 38–43.
7. Занин Ю.Н., Замирайлова А.Г., Эдер В.Г. Опыт изучения черносланцевой формации (баженовская свита Западно-Сибирского бассейна): Мат-лы VII Всеросс. литологического совещ., 28–31.10.2013. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2013. С. 324–327.
8. Зубков М.Ю., Репетов С.Н., Галенко Е.О. Оценка нефтегенерационных свойств пород баженовской свиты (Западная Сибирь) методом материального баланса на основе данных пиролиза // Горные ведомости. 2018. № 4. С. 20–44.
9. Казак Е.С., Богданович Н.Н., Казак А.В. и др. Оценка содержания остаточной поровой воды и анализ состава водных вытяжек пород баженовской свиты Западной Сибири // Нефтяное хозяйство. 2017. Т. 4. С. 48–52.
10. Казак Е.С., Казак А.В., Сорокоумова Я.В. и др. Оптимальный метод определения водосодержания нефтегазоматеринских пород баженовской свиты Западной Сибири // Нефтяное хозяйство. 2019. Т. 7. С. 73–78.
11. Калмыков А.Г., Балушкина Н.С. Модель нефтенасыщенности порового пространства пород баженовской свиты Западной Сибири и ее использование для оценки ресурсного потенциала. М.: ГЕОС, 2017.
12. Козлова Е.В., Калмыков Г.А., Ганичев Д.И. и др. Формы нахождения углеводородов в породах баженовской свиты // Геофизика. 2015. № 3. С. 15–22.
13. Конторович А.Э., Занин Ю.Н., Меленевский В.Н. и др. Твердые битумы баженовской свиты Западно-Сибирской плиты и главные особенности их геохимии // Геохимия. 1999. № 8. С. 888–896.
14. Оксенойд Е.Е. Характеристика минерально-вещественного состава пород баженовского горизонта в центральной части Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна // Нефть и газ. 2018. № 3. С. 20–28.
15. Осипов В.И., Соколов В.Н. Глины и их свойства. Состав, строение и формирование свойств. М.: ГЕОС, 2013. 576 с.
16. Попов В.Г., Абдрахманов Р.Ф. Ионнообменная концепция в генетической гидрогеохимии. Уфа: Гилем, Башкирская энциклопедия, 2013. 356 с.
17. Родькина И.А., Казак Е.С. Количественное определение связанной воды в породах баженовской свиты // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2019. №. 4. С. 34–45.
18. Славкин В.С., Алексеев А.Д., Колосков В.Н. Некоторые аспекты геологического строения и перспектив нефтеносности баженовской свиты на западе Широтного Приобья // Нефтяное хозяйство. 2007. № 8. С. 100–105.
19. Ушатинский И.Н., Харин B.C. Типы и состав пород баженовской свиты // Строение и нефтеносность баженовской свиты. Тюмень: ЗапСибНИГНИ, 1985. С. 54–64.
20. Хитаров Н.И., Пугина А.В. Монтмориллонит в условиях повышенных температур и давлений // Геохимия. 1966. № 3. С. 790–795.
21. Шеин Е.В. Курс физики почв: Учебник. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. 432 с.
22. Appelo C.A.J., Postma D. Geochemistry, Groundwater and Pollution. L.: A.A. Balkema Publishers, 2005. 649 p.
23. Derkowski A., Bristow T.F. On the problems of total specific surface area and cation exchange capacity measurements in organic-rich sedimentary rocks // Clays and Clay Minerals. 2012. Т. 60, N 4. P. 348–362.
24. Durand B. Kerogen, Insoluble organic matter from sedimentary rocks. P.: Ed. Technip, 1980. 519 p.
25. Ellis D.V., Singer J.M. Well logging for earth scientists. Dordrecht, The Netherlands: Springer, 2008. 692 p.
26. Gamero-Diaz H., Miller, C., Lewis R. sCore: a classification scheme for organic mudstones based on bulk mineralogy // AAPG. 2012. Southwest Section Meeting. Year. P. 1–2.
27. Gamero-Diaz H., Miller C.K., Lewis R. sCore: a mineralogy based classification scheme for organic mudstones // SPE Ann. Techn. Conf. and Exhibition. New Orleans, 2013. SPE-166284-MS.
28. Gavshin V.M., Zakharov V.A. Geochemistry of the upper jurassic lower cretaceous Bazhenov Formation, West Siberia // Econ. Geol. Bull. of the Soc. Econom. Geol. 1996. Vol. 91, N 1. P. 122–133.
29. Glaser K.S., Miller C.K. Seeking the sweet spot: reservoir and completion quality in organic shales // Oilfield Rev. Winter 2013/2014. Vol. 25, N 4. P. 16–29.
30. Kazak E.S., Kazak A.V. Experimental features of cation exchange capacity determination in organic-rich mudstones // J. Natural Gas Sci. and Engineering. 2020. Vol. 83. N 103456.
31. Kazak E.S., Kazak A.V. An integrated experimental workflow for formation water characterization in shale reservoirs: a case study of the Bazhenov Formation // SPE J. 2021. Vol. 1, N SPE-205017-PA. P. 1–16.
32. Kazak E.S., Kazak A.V. A novel laboratory method for reliable water content determination of shale reservoir rocks // J. Petrol. Sci. and Engineering. 2019. Vol. 183. N 106301.
33. Kazak E., Kazak, A., Spasennykh M. et al. Quantity and composition of residual pore water extracted from samples of the Bazhenov source rock of West Siberia, Russian Federation // 17th Intern. Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017. N 14. P. 829–842.
34. Saidian M., Godinez L.J., Prasad M. Effect of clay and organic matter on nitrogen adsorption specific surface area and cation exchange capacity in shales (mudrocks) // J. Natural Gas Sci. and Engineering. 2016. Vol. 33. P. 1095–1106.
Review
For citations:
Kazak E.S., Kazak A.V., Rodkina I.A., Kharitonova N.A. Ion Exchange Capacity of the Bazhenov Formation Shales from the Central and Southern Parts of the Nizhnevartovsk Arch of Western Siberia. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2022;(2):101-112. (In Russ.) https://doi.org/10.33623/0579-9406-2022-2-101-112
Views:
184
Email this article 
