Evaluation of saturated and aromatic hydrocarbons oil-oil maturity correlation parameters (SE Pannonian Basin, Serbia)

Abstract

Twenty three crude oils from the Serbian part of the Pannonian Basin (14 from the Vojvodina Province and 9 from the Drmno Depression) were investigated, aimed at an evaluation of oil-oil maturity correlation parameters based on the distribution and abundance of saturated biomarkers and alkylarene constituents. Factor and cluster analyses were used for this purpose. Factor analyses using varimax rotation were first run separately, i.e., of maturity parameters based on the abundance of (a) n-alkanes and isoprenoids, (b) steranes and triterpanes, (c) alkylnaphthalenes, and (d) alkylphenanthrenes. These analyses yielded 9 important "maturity factors". Eight of them, showing higher than 30 % of variance, were further involved in another factor analysis, as well as in cluster analysis using the Ward method. In this way, all maturity parameters based on saturated biomarkers and alkylarenes were evaluated and ranged, considering the fact that the observed factors represented their linear combinations. The results showed that in the correlation of crude oils from the Serbian part of the Pannonian Basin, the most important were maturity parameters based on isomerization reactions involving one methyl group in thermodynamically less stable α-methylnaphthalenes, ethylnaphthalenes, dimethylnaphthalenes and methylphenanthrenes, and their change into more stable isomers with the methyl group in the β-position in the aromatic ring. Processes constituting high loadings factor 2 and factor 3 parameters were also defined. Hierarchy between the "factors" and parameters were controlled, and approved, by cluster analysis using the Ward method. Finally, the investigated crude oils were correlated by factor and cluster analyses, using all the important "maturity factors". Differences in maturity were observed between the Vojvodina and Drmno Depression crude oils, as well as between oils originating from South Banat, North Banat and the Velebit oil field (Vojvodina locality).

У овом раду је, применом новог приступа у факторској и кластерској анализи, евалуиран значај матурационих параметара заснованих на расподели и обилности засићених биомаркера и алкиларена у корелацији нафта–нафта на примеру 23 узорка сировe нафтe из дела Панонског басена у Србији (14 са локалитета у Војводини и 9 из депресије Дрмно). Факторске анализе су, уз примену varimax ротације, најпре извођене посебно са матура- ционим параметрима израчунатим из расподеле и обилности (а) n-алкана и изопреноидних алифатичних алкана, (б) стерана и тритерпана, (в) алкилнафталена и (г) алкилфенантрена. Ове анализе резултирале су са 9 значајних “матурационих фактора”. Осам од њих, који су показивали проценат варијације већи од 30 %, укључени су у нову факторску и кластерску анализу, уз примену Ward методе. На тај начин су сви матурациони параметри засновани на расподели и обилности засићених биомаркера и алкиларена били процењени и рангирани, имајући у виду чињеницу да фактори предстваљају њихове линеарне комбинације. Резултати су показали да су за корелацију нафти из дела Панонског басена у Србији најзначајанији матурациони параметри засновани на изомеризацији једне алкил-групе из α- у термодина- мички стабилније β-положаје на ароматичном прстену метилнафталена, етилнафталена, ди- метилнафталена, триметилнафталена и метилфенантрена. Такође, одређени су параметри/ти- пови матурационих реакција који су у великој мери дефинисали факторе 2 и 3. Редослед и сагласност између фактора, односно параметара, проверена је и потврђена кластерском ана- лизом уз примену Ward методе. Коначно, испитивани узорци сирове нафте су корелисани помоћу факторске и кластерске анализе, користећи све значајне “матурационе факторе”. Раз- лике у степену термичке зрелости уочене су како између узорака из Војводине и депресије Дрмно, тако и између узорака из Војводине који потичу из лежишта јужног Баната, северног Баната и нафтног поља Велебит.