Revealing hydrocarbon migration pathways |
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Authors: | Ulrich Mann |
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Institution: | (1) Present address: Institute of Petroleum and Organic Geochemistry at the Nuclear Research Centre (KFA) Jülich, P. O. Box 1913, D-5170 Jü lich, FRG |
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Abstract: | In this paper a general concept for revealing hydrocarbon migration pathways in rock sequences is introduced. The concept uses a multidisciplinary approach based on a geochemical and a petrophysical (or mineralogical) index. These two indices provide together the migration plot which shows the direction of hydrocarbon movement.With the help of this technique, serrerai hydrocarbon migration effects were established for a sequence of continous cores from the Upper Carboniferous. The results were verified by comparing gradients of hydrocarbon concentrations relative to pore volume. In this way the relative importance of individual migration pathways were recognized, as well as presently or formerly active migration pathways.The strong influence of permeability changes on hydrocarbon movement in source beds requires the use of the »atypical pore network« model to supplement the kerogen network model. Both models help in understanding the mechanisms of primary migration, but in certain stiuations, one might be more effective than the other.
Zusammenfassung In diesem Aufsatz wird ein Konzept vorgestellt zur Erkennung von Erdölmigrationsbahnen in Gesteinsabfolgen. Das Konzept ist multidisziplinär ausgerichtet und beruht auf der Anwendung eines geochemischen und eines petrophysikalischen (oder mineralogischen) Parameters. Beide zusammen genommen erlauben die Erstellung eines Migrationsdiagramms, das angibt in welche Richtung sich die Kohlenwasserstoffe bewegen.Mittels dieser Methode wurden in einer fortlaufenden Abfolge von Bohrkernen aus dem Oberkarbon mehrere Trends für die Migrationsrichtung von Erdöl erkannt. Diese Trends wurden durch Vergleich mit Kohlenwasserstoffkonzentrationsgradienten, bezogen auf das Porenvolumen des Gesteins, verifiziert. Auf diese Art und Weise ließ sich sowohl die Bedeutung der einzelnen Migrationsbahnen relativieren als auch zwischen jetzigen und früheren Migrationswegen unterscheiden.Der starke Einfluß von Permeabilitätsänderungen auf die Bewegung von Kohlenwasserstoffen auch in Erdölmuttergesteinen fordert die Anwendung des »Atypischen Porennetzwerk-Modells« als Ergänzung zum Kerogennetzwerk-Modell. Beide Modelle tragen wesentlich zum Verständnis der Mechanismen der primären Migration von Erdöl bei, jedoch kann im Einzelfall die Verwendung des einen Modells effektiver sein als die des anderen.
Résumé L'auteur présente une méthode générale permettant de déterminer le chemin suivi par les hydrocarbures lors de leur migration à travers les roches. Cette méthode utilise une approche multidisciplinaire basée sur un indice géochimique et un indice pétrophysique (ou minéralogique). Ces deux indices combinés fournissent l'indice de migration, qui indique la direction du déplacement des hydrocarbures.Cette méthode a permis d'établir les effets de plusieurs migrations d'hydrocarbure dans une série continue de carottes du Carbonifère supérieur. Les résultats obtenus ont été vérifiés en comparant les gradients du rapport concentration d'hydrocarbure/volume des pores. On peut reconnaître, de cette manière, l'importance relative des voies individuelles de migration, ainsi que celle des voies de migration actives aujourd'hui ou dans le passé.Etant donné le rôle important joué par les différences de perméabilité dans le déplacement des hydrocarbures au sein des roches, on se réfère au modèle Atypical Pore Network, qui complète le modèle Kerogene Network. Les deux modèles sont utilisés de manière complémentaire pour comprendre les mécanismes de la migration primaire; dans des cas extrêmes, l'un d'eux peut être plus effectif que l'autre.Cette approche constitue un nouveau pas vers une meilleure identification et une meilleure quantification des effets de la migration; elle offre des avantages considérables en raison de la diversité des paramètres qui peuvent être utilisés. Comme n'importe quel autre outil d'exploration, elle ne peut être utilisée seule dans les travaux d'évaluation et d'interprétation. Pour porter tous ses fruits, elle doit être intégrée aux données géologiques, géophysiques et surtout hydrodynamiques.
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