Vanadium, nickel and porphyrins as tracers of secondary migration route of petroleum: Maracaibo Lake Basin, Venezuela

Marcos Escobar^1,2, Angel Da Silva¹, Vicmar Azuaje¹ e Iván Esteves³

¹ Postgrado de Geología Petrolera, Facultad de Ingeniería, Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela.

² INZIT-CICASI, Km. 15 vía La Cañada, sector Palmarejo Viejo. Maracaibo, Venezuela, escomar@cantv.net.

³ Gerencia de Investigación y Desarrollo, INZIT-CICASI. Maracaibo, Venezuela.

Abstract

A model of secondary migration for the Marcelina (Paleocene) reservoir of the Alturitas oil field located in the Maracaibo Basin is proposed. For this purpose, diverse trace metals and biomarker-derived parameters were used, for a suite of 30 crude oil samples analyzed by SARA, GC-MS, ICP-OES and UV-Visible techniques. Considering a unique geochemical type of crude oil in the reservoir [1-2], distributional changes along the reservoir area for selected parameters was studied. Ten trace metals were analyzed and splitted into two groups using multivariate statistic. The first group (Cd, Cu, Mo, Fe, P, Zn, Ca, Mg) does not display behaviors that can be associated to the secondary migration process but which rather they indicate a chalcophic association (Cd, Cu, Mo y Zn) or colloidal complexes with naphtenic acids (Ca, Mg, Fe). The behavior of the second groups, including total crude oil vanadium, nickel, porphyrins and resins plus asphaltenes concentrations, indicates that a natural chromatographic process has been affecting the crude oil composition, leading the proposition of a secondary migration route with a south-north oriented preferential migration axis. The analysis of different biomarkers did not throw clear results as far as the characterization of the process of migration and accumulation in the reservoir.

Key words: Maracaibo Basin; Alturitas; secondary migration; trace metals; porphyrins.

Vanadio, níquel y porfirinas como trazadores de rutas de migración secundaria del petróleo: Cuenca del lago de Maracaibo, Venezuela

Resumen

Se propone un modelo de migración secundaria para el yacimiento Marcelina (Paleoceno) del campo Alturitas, Cuenca del Lago de Maracaibo, Venezuela. Para ello, se utilizaron diversos parámetros relacionados con metales trazas y biomarcadores, extraídos en 30 muestras que fueron sometidas a diferentes análisis (SARA, CG-EM, ICP-OES y UV-Vis.). Partiendo de la premisa que estas muestras de crudo pertenecen a un mismo tipo genético [1-2], se analizaron los cambios en las concentraciones y distribuciones areales de los diferentes parámetros bajo estudio. Se registraron 10 metales traza, subdivididos en dos grupos; el primero no presenta comportamientos que puedan ser asociados al proceso de migración sino que más bien indica una asociación calcófila (Cd, Cu, Mo y Zn) o posible presencia de ácidos nafténicos formando partículas coloidales (Ca, Mg, Fe). El segundo, que incluye vanadio, níquel, porfirinas y las concentraciones de resinas más asfaltenos en crudo total, responde al proceso de cromatografía natural, por lo cual permite la proposición de una ruta de migración secundaria de los crudos del posible yacimiento Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 30, Edición Especial, 2007 con un eje preferencial orientado sur-norte. El análisis de diferentes biomarcadores no arrojó resultados claros en cuanto a la caracterización del proceso de migración y acumulación en el yacimiento.

Palabras clave: Cuenca del Lago de Maracaibo; Alturitas; migración secundaria; metales traza; porfirinas.