EPR and EOM studies in well samples from some Venezuelan oil fields: correlation with magnetic authigenesis

M. Díazª, M. Aldana^b, S.M. Jiménez^c, P. Sequera^b, and V. Costanzo–Álvarez^b

^ª Centro de Física, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, Apartado 21827, Caracas 1020A, Venezuela.

^b Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad Simon Bolívar, Apartado 89000, Caracas 1081–A, Venezuela.

^c Departamento de Física, Facyt, Universidad de Carabobo, Valencia, Venezuela

Abstract

Electron paramagnetic resonance (EPR), magnetic susceptibility (MS) and extractable organic matter (EOM) measurements were carried out in drilling fines, from near–surface levels, from producer and non–producer wells, with the purpose of examining a possible causal relationship between magnetic contrasts and underlying hydrocarbons. Organic matter free radical concentration (OMFRC) and EOM anomalies were found only at the producer wells, in the same zone where MS anomalies were observed. The EOM anomalies coincide in depth with the MS ones, while the OMFRC anomalies lie close to them. The results could be explained if a net transfer of electrons from reduced organic matter, possible induced by the underlying reservoir, to Fe(III) (e.g. hematite) occurs. This process alters the original organic matter and produces the formation of EOM and Fe(II) magnetic minerals (e.g. magnetite), with both anomalies coexisting.

Keywords: Electron paramagnetic resonance; extractable organic matter; free radicals

Resumen

Medidas de resonancia paramagnética electrónica (EPR), susceptibilidad magnética (MS) y materia orgánica extraible (EOM) fueron realizadas en muestras de niveles cercanos a la superficie de pozos productores y no–productores, con el propósito de examinar una posible relación causal entre contrastes magnéticos y el reservorio subyacente. Sólo se encontraron anomalías de concentración de radicales libres de la materia orgánica (OMFRC) y de EOM en los pozos productores, en la misma zona donde se observan anomalías de MS. Las anomalías de EOM coinciden en profundidad con las de MS, mientras que las de OMFRC están en niveles cercanos a ellas. Los resultados pueden ser explicados si ocurre una transferencia neta de electrones de la materia orgánica reducida, posiblemente inducida por el reservorio subyacente, al Fe(III) (ej. hematita). Este proceso altera la materia orgánica original y tiene como resultado la formación de la EOM y minerales magnéticos con Fe(II), (ej. magnetita), y por tanto la coexistencia de ambas anomalías.

Descriptores: Resonancia paramagnética electrónica; materia orgánica extraible; radicales libres.

PACS: 76.30.Rn; 91.60.Pn; 89.20.Bb

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Acknowledgements

We thank Dr. M. Jackson (IRM Institute) for the low temperature MS measurements. We also thank W Williams (University of Edinburgh) for allowking us the use of his high temperature susceptometer.

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