Опубліковано

ЕНЕРГІЯ ГІББСА УТВОРЕННЯ КОМПОНЕНТІВ ПРИРОДНОГО ГАЗУ В ОСАДОВИХ ТОВЩАХ

Головна > Архів > № 2 (179) 2019 > 37-46


Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 1 (179) 2019, 37-46.

Doi

Юрій ХОХА, Олександр ЛЮБЧАК, Мирослава ЯКОВЕНКО

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, e-mail: igggk@mail.lviv.ua

Анотація

Розглянуто основні способи розрахунку складу геохімічних систем, які знаходяться в стані термодинамічної рівноваги. Показано, що основою для таких розрахунків є визначення енергії Гіббса кожного із компонентів системи за заданих температур і тиску. Проведено аналіз способів визначення енергій Гіббса за стандартного тиску та в умовах, які реалізуються в межах осадової товщі. Відібрано рівняння стану для індивідуальних компонентів природного газу та розраховано їхні енергії Гіббса для теплових потоків у межах 40–100 мВт/м2 та глибин 0–20 км. Показано, що в діапазоні 2–6 км існує ділянка стабільності для вуглеводневих та невуглеводневих компонентів природного газу.

Ключові слова

енергія Гіббса, тепловий потік, природний газ, осадовий шар.

Використані літературні джерела

Глушко, В. П. (1979). Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Т. 1 (1). Москва: Наука.

Любчак, О. В. (2009). Термобаричні умови утворення природного газу в надрах Землі. Геологія геохімія горючих копалин, 1, 18–24.

Соколов, В. А. (1971). Геохимия природных газов. Москва: Недра.

Чекалюк, Э. Б. (1967). Нефть верхней мантии Земли. Киев: Наукова думка.

Bell, I. H., Wronski, J., Quoilin, S., & Lemort, V. (2014). Pure and Pseudo-pure Fluid Thermophysical Property Evaluation and the Open-Source Thermophysical Property Library CoolProp. Industrial & Engineering Chemistry Research, 53 (6), 2498–2508.

Blecic, J., Harrington, J., & Bowman, M. O. (2016). TEA: A code for calculating thermochemical equilibrium abundances. The Astrophysical Journal Supplement Series, 225 (1), Web. doi:10.3847/0067-0049/225/1/4.

Buecker, D., & Wagner, W. (2006). Reference Equations of State for the Thermodynamic Properties of Fluid Phase n-Butane and Isobutane. J. Phys. Chem. Ref. Data, 35 (2), 929–1019.

Dziewonski, A. M., & Anderson, D. L. (1981). Preliminary reference Earth model. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 25 (4), 297–356.

Hasterok, D., & Chapman, D. S. (2011). Heat production and geotherms for the continental lithosphere. Earth and Planetary Science Letters, 307, 59–70.

Koukkari, P. (2014). Introduction to constrained Gibbs energy methods in process and materials research. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Technology, N 160

Lemmon, E. W., & Span, R. (2006). Short Fundamental Equations of State for 20 Industrial Fluids. J. Chem. Eng. Data, 51, 785–850.

Lemmon, E. W., McLinden, & M. O., Wagner, W. (2009) Thermodynamic Properties of Propane. III. A Reference Equation of State for Temperatures from the Melting Line to 650 K and Pressures up to 1000 MPa. J. Chem. Eng. Data, 54, 3141–3180.

Sanford, G., & McBride, B. J. (1994). Computer program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Composition and Application. NASA Reference Publication 1311, 58.

Setzmann, U., & Wagner W. (1991). A New Equation of State and Tables of Thermodynamic Properties for Methane Covering the Range from the Melting Line to 625 K at Pressures up to 1000 MPa. J. Phys. Chem. Ref. Data, 20 (6), 1061–1151.

Span, R., & Wagner, W. (1996). A New Equation of State for Carbon Dioxide Covering the Fluid Region from the Triple Point Temperature to 1100 K at Pressures up to 800 MPa. J. Phys. Chem. Ref. Data, 25, 1509–1596.

Span, R., (2000). Multiparameter Equations of State – An Accurate Source of Thermodynamic Property Data. Berlin: Springer.

Stull, D. R., Westrum Jr., E. F., & Sinke, G. C. (1969). The chemical thermodynamics of organic compounds. New York: John Wiley and Sons, Inc.

Tissot, B. P., & Welte, D. H. (1984). Petroleum Formation and Occurrence. Berlin; Heildelberg; New York; Tokyo: Springer-Verlag.

Wagner, W., & Pruß, A. (2002). The IAPWS Formulation 1995 for the Thermodynamic Properties of Ordinary Water Substance for General and Scientific Use. J. Phys. Chem. Ref. Data, 31, 387–535.

Wagner, W., & Buecker, D. (2006). A Reference Equation of State for the Thermodynamic Properties of Ethane for Temperatures from the Melting Line to 675 K and Pressures up to 900 MPa. J. Phys. Chem. Ref. Data, 35 (1), 205–266.