Zmiany składu chemicznego i izotopowego (inwersja) metanu, etanu i propanu na przykładzie gazów z formacji łupkowych Barnett (basen Fort Worth) oraz Fayetteville (basen Arkoma)

W złożach gazu z formacji łupkowych w USA o najwyższej produktywności zazwyczaj występuje inwersja składu izotopowego węgla w metanie, etanie i propanie. Efekt roll-over polega na zmianie normalnego trendu izotopowego (δ13C–C1 < δ13C–C2 < δ13C–C3) na odwrócony (δ13C–C1 > δ13C–C2 > δ13C–C3). Przyczyny takiej inwersji nie zostały dokładnie określone; najczęstszym wytłumaczeniem jest występowanie wtórnego krakingu ropy naftowej w skale macierzystej typu łupkowego. Zumberge wraz ze współpracownikami oznaczyli skład molekularny oraz izotopowy ponad 200 próbek gazów z formacji Barnett (basen Fort Worth) oraz Fayetteville (basen Arkoma). Dojrzałość termiczna tych basenów została określona na – odpowiednio – od około 1% do 2% oraz od około 2% do 3% w skali refleksyjności witrynitu. Wyniki analiz składu gazu z formacji Barnett i Fayetteville zostały wykorzystane w tej pracy do określenia różnic w interpretacji, jakie napotyka się, stosując wzory i wykresy opracowane dla gazów konwencjonalnych do scharakteryzowania gazów niekonwencjonalnych.

---

Inversion of the isotopic composition of carbon in methane, ethane and propane is common in the highest productivity shale formations in the United States. Roll-over effect is the reversion of normal isotopic trend fromδ13C–C1 < δ13C–C2 < δ13C–C3 to δ13C–C1 > δ13C–C2 > δ13C–C3. The reasons for this inversion have not been clarified, but the most common explanation is the presence of secondary cracking of crude oil in shale source rock. Zumberge and colleagues determined the molecular and isotopic composition of more than 200 samples of gas from the Barnett formation (Fort Worth basin) and Fayetteville formation (Arkoma basin). Thermal maturity of these basins was determined, respectively, from about 1 to 2%, and from about 2 to 3% vitrinite reflectance equivalent [9, 10]. The results of these analyzes were used to determine the differences in gas interpretation with formulas and diagrams developed for the conventional gases when used for unconventional gases.