Acyclic regular isoprenoid hydrocarbons: their formation, stability and application as organic facial and maturity parameter

Help

Back »

Details of project

Identifier

84086

Type

Principal investigator

Sajgó, Csanád

Title in Hungarian

Nyílt láncú reguláris izoprenoid alkánok képződése, stabilitása és alkalmazása fácies- és érettségjelzőként

Title in English

Acyclic regular isoprenoid hydrocarbons: their formation, stability and application as organic facial and maturity parameter

Keywords in Hungarian

prisztán, fitán, prisztán/fitán, izoprenoid eloszlás, redox viszonyok, szerves fácies, érettség

Keywords in English

pristane, phytane, pristane/phytane, distributions of isoprenoids, redox conditions, organic facies, maturity

Discipline

Mineralogy, Petrology (Council of Complex Environmental Sciences)	90 %
Ortelius classification: Mineralogy
Analytical Chemistry (Council of Physical Sciences)	10 %
Ortelius classification: Instrumental analysis

Panel

Earth sciences 1

Department or equivalent

Institute for Geological and Geochemical Research (Research Centre for Astronomy and Earth Sciences)

Participants

Badics, Balázs
Bozi, János
Brukner, Sándorné
Fekete, József
Kárpáti, Zoltán

Starting date

2011-02-01

Closing date

2016-12-31

Funding (in million HUF)

21.007

FTE (full time equivalent)

9.24

state

closed project

Summary in Hungarian

A szerves geokémiában fontos molekuláris mutató a prisztán/fitán hányados (Pr/Ph), a felhalmozódási viszonyok szerves redox mutatója. Értéke a hőmérséklettel növekszik, de ez a függőség, és annak okai csak részben ismeretesek. A Pr/Ph-t egyaránt alkalmazzák kőolajok és kőzetextraktumok esetében. A hányadost és a rövidebb láncú (C13-C18) reguláris aciklusos izoprenoid alkánok képződését kőzetekben (főleg kerogén koncentrátumokban), ill. termikus stabilitását kőolajokban és bitumenekben kívánjuk tanulmányozni természetes mintákban és modellkísérletekben. Célunk a hányados érettség függőségének jobb megértése és alkalmazási lehetőségeinek biztosabbá tétele, fenntartások megfogalmazásával. A hazai kőolajok esetében csak potenciális anyakőzetekről beszélhetünk, mert érettségük kicsi vagy tömegük kevés az ismert készletek fedezéséhez. Ezért szerves kőzettanilag igazolt fácieseken kívánunk kísérleteket folytatni és a kapott izoprenoid mutatókat és eloszlásokat hasonlítjuk a vizsgálatok során kapott kőolaj és extraktum csoportokhoz. Kőolajokat is hőkezelünk, hogy az érettség hatását figyelembe vehessük és az egyes vegyületek termikus stabilitását becsüljük. A kőolaj csoportok mennyiségi és minőségi vizsgálatával kapott olajképződési modellt geofizikai adatokra épülő 3D medencemodell (süllyedés/hőtörténet) segítségével ellenőrizzük: a keletkezett szénhidrogének becsült mennyiségét összevetjük a lehetséges anyakőzetek tömegével, figyelembe véve geotektonikai kapcsolatukat is. Nemzetközi együttműködések segítségével a szakma 3 vezető kutatóhelyének tapasztalatait és mérési eredményeit használhatjuk; a Pannon medence szerb részéről is mintákhoz és mérési eredményekhez jutunk.

Summary

In organic geochemistry a frequently used molecular organic facies parameter is the pristane/phytane ratio (pr/ph), to elucidate depositional environment for oils and also rock extracts. The ratio increases with growing temperature/maturation. Its temperature dependence and reasons of its variation are partly known. We want to study the formation of regular acyclic isoprenoidal alkanes in rocks/kerogen concentrates and their thermal stability in oils and bitumens in natural samples of different catagenetic level and in model experiments. The aim is to elucidate the maturity dependence of this important ratio, to make its use more reliable and to conclude restrictions. The effective source rocks of Hungarian crude oils are not proved yet. Potential ones are proposed but their maturity stage or their volume is not enough for covering the accumulation known. For this reason we plan simulation experiments on organic petrographically proved facies, to compare the isoprenoid parameters and distributions in the products with those in extracts and oil groups established during the study. Thermal treatments will be carried out on the oils taking maturation effects into consideration during data evaluation. Our oil formation model based on the qualitative and quantitative analyses of oil groups will be checked by a 3D geophysical basin model (subsidence/thermal history): the estimated amount of hydrocarbons formed will be compared to the volume of potential source rocks, considering their geotectonical connections as well. The project obtained considerable international interest. Our co-operators will do measurements, supply samples and use newly developed techniques to help us to achieve our aims and to open new exploration frontiers.

Final report

Results in Hungarian

A reguláris aciklikus izoprenoid alkánok (izoprenoidok) eloszlását és átalakulási reakcióit vizsgáltuk kőolajokban és kőzetextraktumokban. Megállapítottuk, hogy az izoprenoid eloszlások használható genetikai, érettségbeli és migrációtörténeti bélyegeket hordoznak. A kőolajok érettségét, keletkezésük redox viszonyait, gázfázisú migráció lehetőségét több eltérő módszerrel (biomarker eloszlások, δ13C és δD izotóp típusgörbék, nyomelem koncentrációk) párhuzamosan vizsgáltuk és újszerű kapcsolatokat találtunk. Eredményeink fontos alapját képezik az izoprenoid kutatásaink. Izoprenoid és n-alkán eloszlások alapján is jellemezni, korrelálni tudtuk hazai kőolajaink jelentős hányadát. Algyői tárolórendszer jobb megismerése terén újabb nagy lépést tettünk előre a gázfázisú migráció hatásainak tisztázásával. Különféle szimulációs kísérletekben (vizes fázisú pirolízis, MSSV) vizsgáltuk az izoprenoidok termikus átalakulását (bomlás és keletkezés). Kinetikai számitásokkal meghatároztuk a prisztán és fitán hőbomlásának aktivációs energiáit és preexponenciális faktorait 1, majd 15 olajban. A Pannóniai-medence neogén olajainak tisztázatlan eredetének megoldásához a peremi helyzetű bácskai-bánáti olajok (Szerbia) vizsgálataival sokat haladtunk, valószínűleg a hazai kutatási problémákat jelentősen segíti a közeljövőben.

Results in English

Distribution and transformation reactions of regular acylic isoprenoid alkanes (isoprenoids) have been studied in crude oils and in rock extracts. The iC13-iC20 (measured generally) and the iC9-iC20 (measured rarely) isoprenoids were studied to evaluate the possibilities of their application separately. We found the distribution of isoprenoids to be applicable for genetic, maturation and migration effects. Different methods (biomarker indices, C and H isotope type-curves, trace metal concentrations) were used parallel to characterize the maturity of crude oils, oxicity of source rocks and phase fractionation, which resulted in novel interpretation. Results significantly contribute to isoprenoid research. Most Hungarian oils were characterised and correlated on the basis of their isoprenoid and n-alkane distributions. Elucidation of the effects of gas phase migration in Algyő oil and gas field provided important knowledge to understand the reservoir system in a complex tectonised setting. Simulation experiments (hydrous pyrolysis and MSSV) were carried out to study thermal alteration (cracking and generation) of isoprenoids. We applied reaction kinetic modelling software to calculate activation energies and frequency factor of pristane and phytane cracking in 16 crude oils. Study of oil samples from the SE part of the Pannonian Basin (Serbia) was a significant step to define the origin of Neogene oils of the Basin, which may contribute to Hungarian hydrocarbon exploration.

Full text

https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=84086

Decision

Yes

List of publications

Fekete, J., Cs. Sajgó, A. Demény: Hydrogen isotope type-curves of very hot crude oils, Rapid Communications in Mass Spectrometry, 25, pp. 191–198, 2011

Fekete J, Sajgó Cs.: H and C isotope trends and anomalies in hot and mature oils from the Pannonian Basin, Central European Geology 54. 1-2 5-13., 2011

Sajgó Cs, Fekete J, Badics B.: Distribution of regular acyclic isoprenoidal alkanes in crude oils of SE Hungary, 25th International Meeting on Organic Geochemistry, 18-23. September 2011, Interlaken, Switzerland. Book of Abstracts (IMOG 2011, Rapiergroup, Middlesex, UK), P. 404., 2011

Fekete J, Sajgó Cs: H and C isotopic composition and isotope type-curves of hot and mature oils from the SE-Pannonian Basin, 11th Stable Isotope Network Meeting, 4th-5th November, 2011, University of Vienna, Austria, Programme & Abstracts, p. 20, 2011

Fekete J, Sajgó C, Kramarics Á, Eke Z, Kovács K, Kárpáti Z: Aquathermolysis of humic and fulvic acids: Simulation of organic matter maturation in hot thermal waters, ORGANIC GEOCHEMISTRY 53: pp. 109-118., 2012

Sajgó Cs, Fekete J, Nyilas T, Hetényi M: Geochemical characterisation of some different soil types of Hungary, Book of abstracts of the communications presented to the 26th International Meeting on Organic Geochemistry. 529-530, 2013

Sajgó Cs, Fekete J, Brukner-Wein A, Kárpáti Z: Distribution of regular acyclic isoprenoid alkanes in crude oils from SE-Hungary II., Book of abstracts of the communications presented to the 26th International Meeting on Organic Geochemistry. 548-549, 2013

Fekete J, Sajgó Cs, Kramarics Á, Kárpáti Z: Comparison of aromatic compounds originating from thermal waters and from model experiments, Book of abstracts of the communications presented to the 26th International Meeting on Organic Geochemistry. 356-357., 2013

Fekete J., Sajgó Cs., Kárpáti Z.: Aquatermolízis alkalmazása a szerves geokémiában., A Szerves geokémia aktuális kérdései (szerk:. M. Tóth T., Pál-Molnár E., Schubert F. GeoLitera, SZTE TTIK Földrajzi és Földtani Tanszékcsoport), Szeged, 35-46., 2014

Sajgó Cs., Fekete J., Badics B., Brukner-Wein A., Kárpáti Z.: Reguláris izoprenoidok eloszlási típusai a hazai kőolajokban, A szerves geokémia aktuális kérdései (szerk:. M. Tóth T., Pál-Molnár E., Schubert F. GeoLitera, SZTE TTIK Földrajzi és Földtani Tanszékcsoport), Szeged, 87-98., 2014

Fekete J., Hetényi M., Sajgó Cs.: Aromás vegyületek vizsgálata hévizekben és keletkezésük kísérleti modellezése, Geoszférák 2013. 9-31. (szerk:. Unger János, Pál-Molnár Elemér), GeoLitera, SZTE TTIK Földrajzi és Földtani Tanszékcsoport) Szeged, 123-143., 2014

Sajgó Cs., Fekete J.: Generation of Regular Acyclic Isoprenoid Hydrocarbons in Simulation Experiments, Goldschmidt2014 Abstracts, 2163, 2014

Vető I., Czizmeg J., Sajgó Cs.: Mantle-related CO2, metasedimentary HC–N2 gas and oil traces in the Repcelak and Mihalyi accumulations, W-Hungary – mixing of three fluids of very different origin, Central European Geology, 57/1, 53-69., 2014

Sajgó Cs, Fekete J: Cracking kinetics of pristane and phytane in a crude oil, 27th International Meeting on Organic Geochemistry (Francu J szerk.), Prága, Csehország, 2015.09.13-2015.09.18. 929 p., 2015

Sajgó Cs, Fekete J: Maturity Ranking of Crude Oils and Condensates by different methods, Biomarkers and Molecular Isotopes: International Workshop of Organic Geochemistry, Osaka, Japan, 2016. 07.04-05., 2016

Sajgó Cs, Fekete J: Organic Geochemistry of Algyő, the largest oil and gas field in the Pannonian Basin, Goldschmidt Conference 2016, 26 June-1 July, Yokohama, Japan, no. 2698, 2016

Sajgó Cs, Fekete J, Šolević Knudsen T, Stojadinović S, Stojanović K.: Capability of δ13C and δD isotope analyses of oil fractions for oil-oil correlation (SE-Pannonian Basin, Serbia), accepted, 28th International Meeting on Organic Geochemistry, 2017. 09. 17-22., Florence, Italy, 2017

Sajgó Cs, Fekete J: Effect of CO2 on δ13C and δD isotope type-curves of oils and and condensates during migration (NW Pannonian Basin, Hungary), accepted, 28th International Meeting on Organic Geochemistry, 2017. 09. 17-22., Florence, Italy, 2017, 2017

Fekete J, Sajgó Cs: Cracking kinetics of pristane and phytane in a set of crude oils from the Pannonian Basin (Hungary), accepted, 28th International Meeting on Organic Geochemistry, 2017. 09. 17-22., Florence, Italy, 2017, 2017

Events of the project

2016-03-07 14:23:01

Résztvevők változása

Back »