THERMODYNAMICS OF THE EVOLUTION OF ORGANIC MATTER IN THE CONTEXT OF POLYGENESIS OF FOSSIL HYDROCARBONS
The dominant concepts of organic matter evolution, which are based on various theories – the synthesis of inorganic compounds in the Earth’s asthenosphere, the destruction of organic compounds in the sedimentary layer, and other hybrid and alternative models, are comprehensively considered. A possib...
Збережено в:
| Видавець: | Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine |
|---|---|
| Дата: | 2020 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/214800 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Репозиторії
Geological journal| id |
mcm-mathkpnueduua-article-214800 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Geological journal |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
органічна речовина полігенез еволюція Карпатська нафтогазоносна провінція рівноважна термодинаміка 84 552.58 органическое вещество полигенеза эволюция Карпатская нефтегазоносная провинция равновесная термодинамика organic matter polygenesis of oil and gas evolution Carpathian oil and gas province equilibrium thermodynamics |
| spellingShingle |
органічна речовина полігенез еволюція Карпатська нафтогазоносна провінція рівноважна термодинаміка 84 552.58 органическое вещество полигенеза эволюция Карпатская нефтегазоносная провинция равновесная термодинамика organic matter polygenesis of oil and gas evolution Carpathian oil and gas province equilibrium thermodynamics Khokha, YU.V. Pavlyuk, M.I. Naumko, I.M. THERMODYNAMICS OF THE EVOLUTION OF ORGANIC MATTER IN THE CONTEXT OF POLYGENESIS OF FOSSIL HYDROCARBONS |
| topic_facet |
органічна речовина полігенез еволюція Карпатська нафтогазоносна провінція рівноважна термодинаміка 84 552.58 органическое вещество полигенеза эволюция Карпатская нефтегазоносная провинция равновесная термодинамика organic matter polygenesis of oil and gas evolution Carpathian oil and gas province equilibrium thermodynamics |
| format |
Article |
| author |
Khokha, YU.V. Pavlyuk, M.I. Naumko, I.M. |
| author_facet |
Khokha, YU.V. Pavlyuk, M.I. Naumko, I.M. |
| author_sort |
Khokha, YU.V. |
| title |
THERMODYNAMICS OF THE EVOLUTION OF ORGANIC MATTER IN THE CONTEXT OF POLYGENESIS OF FOSSIL HYDROCARBONS |
| title_short |
THERMODYNAMICS OF THE EVOLUTION OF ORGANIC MATTER IN THE CONTEXT OF POLYGENESIS OF FOSSIL HYDROCARBONS |
| title_full |
THERMODYNAMICS OF THE EVOLUTION OF ORGANIC MATTER IN THE CONTEXT OF POLYGENESIS OF FOSSIL HYDROCARBONS |
| title_fullStr |
THERMODYNAMICS OF THE EVOLUTION OF ORGANIC MATTER IN THE CONTEXT OF POLYGENESIS OF FOSSIL HYDROCARBONS |
| title_full_unstemmed |
THERMODYNAMICS OF THE EVOLUTION OF ORGANIC MATTER IN THE CONTEXT OF POLYGENESIS OF FOSSIL HYDROCARBONS |
| title_sort |
thermodynamics of the evolution of organic matter in the context of polygenesis of fossil hydrocarbons |
| title_alt |
ТЕРМОДИНАМИКА ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В КОНТЕКСТЕ ПОЛИГЕНЕЗА ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ТЕРМОДИНАМІКА ЕВОЛЮЦІЇ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ В КОНТЕКСТІ ПОЛІГЕНЕЗУ ВИКОПНИХ ВУГЛЕВОДНІВ |
| description |
The dominant concepts of organic matter evolution, which are based on various theories – the synthesis of inorganic compounds in the Earth’s asthenosphere, the destruction of organic compounds in the sedimentary layer, and other hybrid and alternative models, are comprehensively considered. A possibility is accessed of using the equilibrium thermodynamics methodology to calculate the change in the composition of the geochemical system under changing geodynamic regimes in a wide range of lithosphere conditions. The main factors that control the kerogen/gas system composition are temperature, pressure, and the initial composition expressed in molar fractions of elements. Some ways to calculate by thermodynamic methods the composition of geochemical systems consisting of organic and inorganic compounds are shown. All methods were divided into two main groups: “stoichiometric”, based on independent chemical reactions in equilibrium, and “non-stoichiometric”, when the calculation is based on the chemical potentials of the components. It is shown that the entropy maximization method is most suitable for estimating the evolution of organic matter in sedimentary rock strata, and the method of independent chemical reaction constants – for calculation within the Earth’s asthenosphere. Both methods are applied to hydrocarbon deposits in the Carpathian oil and gas province. The temperatures and depths of the formation of gases mixture identical in composition to those found in modern deposits are determined. Schematic maps of formation depths on both models are composed and regularities of spatial distribution of depths and temperatures of the formation of deposits in region are established. According to the thermodynamic analysis, the gases component composition of oil and gas fields of the Western oil and gas region of Ukraine indicates both the possibility of biogenic and the probability of abiogenic origin, i.e. the “oil polygenesis”. The consistency of the “oil window” concept with thermodynamic calculations by the method of entropy maximization according to Jaynes’ formalism is shown. It was found that among thermodynamic models for calculating the kerogen/gas geochemical systems composition, the most suitable method is entropy maximization by Jaynes’ formalism, and for determining the composition by abiogenic model of deep genesis – the method of independent chemical reactions constants. It is assumed that the concept of polygenesis of oil and gas equates the views on the genesis of natural hydrocarbons in the bowels of the Earth: abiogenic, abiogenic-biogenic, and biogenic. |
| publisher |
Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/214800 |
| work_keys_str_mv |
AT khokhayuv thermodynamicsoftheevolutionoforganicmatterinthecontextofpolygenesisoffossilhydrocarbons AT pavlyukmi thermodynamicsoftheevolutionoforganicmatterinthecontextofpolygenesisoffossilhydrocarbons AT naumkoim thermodynamicsoftheevolutionoforganicmatterinthecontextofpolygenesisoffossilhydrocarbons AT khokhayuv termodinamikaévolûciiorganičeskogoveŝestvavkontekstepoligenezaiskopaemyhuglevodorodov AT pavlyukmi termodinamikaévolûciiorganičeskogoveŝestvavkontekstepoligenezaiskopaemyhuglevodorodov AT naumkoim termodinamikaévolûciiorganičeskogoveŝestvavkontekstepoligenezaiskopaemyhuglevodorodov AT khokhayuv termodinamíkaevolûcííorganíčnoírečovinivkontekstípolígenezuvikopnihvuglevodnív AT pavlyukmi termodinamíkaevolûcííorganíčnoírečovinivkontekstípolígenezuvikopnihvuglevodnív AT naumkoim termodinamíkaevolûcííorganíčnoírečovinivkontekstípolígenezuvikopnihvuglevodnív |
| first_indexed |
2024-04-21T19:29:25Z |
| last_indexed |
2024-04-21T19:29:25Z |
| _version_ |
1804726333784195072 |
| spelling |
mcm-mathkpnueduua-article-2148002021-01-19T09:44:41Z THERMODYNAMICS OF THE EVOLUTION OF ORGANIC MATTER IN THE CONTEXT OF POLYGENESIS OF FOSSIL HYDROCARBONS ТЕРМОДИНАМИКА ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В КОНТЕКСТЕ ПОЛИГЕНЕЗА ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ТЕРМОДИНАМІКА ЕВОЛЮЦІЇ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ В КОНТЕКСТІ ПОЛІГЕНЕЗУ ВИКОПНИХ ВУГЛЕВОДНІВ Khokha, YU.V. Pavlyuk, M.I. Naumko, I.M. органічна речовина полігенез еволюція Карпатська нафтогазоносна провінція рівноважна термодинаміка 84 552.58 органическое вещество полигенеза эволюция Карпатская нефтегазоносная провинция равновесная термодинамика organic matter polygenesis of oil and gas evolution Carpathian oil and gas province equilibrium thermodynamics The dominant concepts of organic matter evolution, which are based on various theories – the synthesis of inorganic compounds in the Earth’s asthenosphere, the destruction of organic compounds in the sedimentary layer, and other hybrid and alternative models, are comprehensively considered. A possibility is accessed of using the equilibrium thermodynamics methodology to calculate the change in the composition of the geochemical system under changing geodynamic regimes in a wide range of lithosphere conditions. The main factors that control the kerogen/gas system composition are temperature, pressure, and the initial composition expressed in molar fractions of elements. Some ways to calculate by thermodynamic methods the composition of geochemical systems consisting of organic and inorganic compounds are shown. All methods were divided into two main groups: “stoichiometric”, based on independent chemical reactions in equilibrium, and “non-stoichiometric”, when the calculation is based on the chemical potentials of the components. It is shown that the entropy maximization method is most suitable for estimating the evolution of organic matter in sedimentary rock strata, and the method of independent chemical reaction constants – for calculation within the Earth’s asthenosphere. Both methods are applied to hydrocarbon deposits in the Carpathian oil and gas province. The temperatures and depths of the formation of gases mixture identical in composition to those found in modern deposits are determined. Schematic maps of formation depths on both models are composed and regularities of spatial distribution of depths and temperatures of the formation of deposits in region are established. According to the thermodynamic analysis, the gases component composition of oil and gas fields of the Western oil and gas region of Ukraine indicates both the possibility of biogenic and the probability of abiogenic origin, i.e. the “oil polygenesis”. The consistency of the “oil window” concept with thermodynamic calculations by the method of entropy maximization according to Jaynes’ formalism is shown. It was found that among thermodynamic models for calculating the kerogen/gas geochemical systems composition, the most suitable method is entropy maximization by Jaynes’ formalism, and for determining the composition by abiogenic model of deep genesis – the method of independent chemical reactions constants. It is assumed that the concept of polygenesis of oil and gas equates the views on the genesis of natural hydrocarbons in the bowels of the Earth: abiogenic, abiogenic-biogenic, and biogenic. Комплексно рассмотрены господствующие концепции эволюции органического вещества, основанные на теориях ее синтеза, деструкции или гибридных моделях. Проведена оценка возможности применения аппарата равновесной термодинамики для расчета изменения состава геохимических систем при изменении геодинамических режимов. Выделенные основные факторы, которые влияют на состав системы «кероген / газ», - это температура, давление и начальный состав, выраженный в мольных долях элементов.Показаны некоторые пути для расчета термодинамическими методами систем, включающих в себя органические соединения, и установлено, что метод максимизации энтропии наиболее подходящий для оценки эволюции органической вещества в толщах осадочных пород, а метод констант независимых химических реакций - для расчета в пределах астеносферы Земли. Оба методы применены к месторождений углеводородов Карпатской нефтегазоносной провинции; по результатам расчетов определены глубины образования смеси газов, соответствующие по составу найденным в современных залежах.Построено картосхемы глубин образования за обеими моделями и установлены закономерности просто рового распределения глубин и температур образования месторождений. Установлено, что компонентный состав газов нефтегазовых месторождений Западного нефтегазоносного региона Украины при термодинамическом анализе указывает как на возможность биогенного, так и на вероятность абиогенного происхождения, то есть на «полигенеза нефти». Показано непротиворечивость концепции «нефтяного окна» термодинамическим расчетам методом максимизации энтропии за формализмом Джейнса. Выдвинуто предположение, что концепция полигенеза нефти и газа фактически уравнивает точки зрения на генезис природных углеводородов в недрах Земли: абиогенный, абиогенный-биогенную и биогенную. Комплексно розглянуті панівні концепції еволюції органічної речовини, які базуються на теоріях її синтезу, деструкції або гібридних моделях. Проведено оцінку можливості застосування апарату рівноважної термодинаміки для розрахунку зміни складу геохімічних систем при зміні геодинамічних режимів. Виокремлені основні фактори, які впливають на склад системи «кероген/газ», — це температура, тиск та початковий склад, виражений у мольних частках елементів.Показано деякі шляхи для розрахунку термодинамічними методами систем, що включають в себе органічні сполуки, та встановлено, що метод максимізації ентропії найбільш придатний для оцінки еволюції органічної речовини в товщах осадових порід, а метод констант незалежних хімічних реакцій — для розрахунку в межах астеносфери Землі. Обидва методи застосовано до родовищ вуглеводнів Карпатської нафтогазоносної провінції; за результатом розрахунків визначено глибини утворення суміші газів, що відповідають за складом знайденим у сучасних покладах.Побудовано картосхеми глибин утворення за обидвома моделями та встановлено закономірності просто рового розподілу глибин і температур утворення родовищ. Встановлено, що компонентний склад газів нафтогазових родовищ Західного нафтогазоносного регіону України при термодинамічному аналізі вказує як на можливість біогенного, так і на ймовірність абіогенного походження, тобто на «полігенез нафти». Показано несуперечливість концепції «нафтового вікна» термодинамічним розрахункам методом максимізації ентропії за формалізмом Джейнса. Висунуто припущення, що концепція полігенезу нафти і газу фактично урівнює точки зору на генезис природних вуглеводнів у надрах Землі: абіогенну, абіогенно-біогенну та біогенну. Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine 2020-12-14 Article Article application/pdf http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/214800 10.30836/igs.1025-6814.2020.4.214800 Geologìčnij žurnal (Geological Journal); No. 4 (2020); 3-16 Геологический журнал; № 4 (2020); 3-16 Геологічний журнал; № 4 (2020); 3-16 2522-4107 1025-6814 uk http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/214800/pdf_213 Авторське право (c) 2021 YU.V. Khokha, M.I. Pavlyuk, I.M. Naumko |