Reconstruction of the primary organic productivity of Campano-Maastrichtian shales of Nkporo and Aptian-Albian Awi Formations, Calabar Flank using pigment yield index

Abstract

Purpose. To derive the paleo organic productivity exemplified by the pigment yield index in order to resolve the controversy on the petroleum potentials of Nkporo and Awi Formations in Calabar Flank, Southeastern Nigeria. Methods. Twenty outcrop samples each from Nkporo and Awi Formations in Calabar Flank, Southeastern Nigeria were analysed for total organic carbon, soluble organic matter and pigment richness by Walkley Black method, soxhlet extraction and column chromatography in order to derive the pigment yield index associated with paleo organic productivity which is needed to assess the petroleum potential. Findings. The geochemical analysis results of the total organic carbon, soluble organic matter, pigment richness showed that the outcrop samples had organic matter and hydrocarbon above the threshold required for petroleum generation and that the samples were deposited in predominantly anoxic setting. Originality. The results of the organic carbon (TOC) for Nkporo Formation – 1.51 to 4.30%; Awi Formation – 0.75 – 6.40%; soluble organic matter (SOM) Nkporo Formation – 110.5 to 4550.0 ppm and Awi Formation – 288.50 – 2664.25 ppm attest to the above threshold petroleum potential. Ni/Ni + VoP ratios for both Nkporo and Awi Formations < 0.5 to > 0.6 showed anoxic, paralic and oxic settings, though predominantly anoxic, excellent for organic matter preservation. Pigment yield indices of 5.88 and 5.58 equally depicts high petroleum potentials for the two Formations. Practical implications. These results can be used to assess the paleo bioproductivity which is primary in petroleum generation, and in the resolution of controversies in the comparative assessment of two or more basins or formations.

Мета. Оцінка палеоорганічної продуктивності кампан-маастрихтських сланців на основі коефіцієнта виділення пігменту для порівняння нафтового потенціалу формацій Нкпоро і Аві в Калабар Фланк (Південно-Східна Нігерія). Методика. Двадцять зразків, відібраних з місця виходу породи на поверхню в районі формацій Нкпоро і Аві в Калабар Фланк, південно-східна Нігерія, були проаналізовані з точки зору вмісту загального вуглецю, розчинної органічної матерії, насиченості пігментом за допомогою методики Уолклі Блека, екстракції в апараті Сокслета, колоночної хромотографії з метою отримання коефіцієнта виділення пігменту. Даний показник пов'язаний з палеоорганічною продуктивністю та дозволяє оцінити нафтовий потенціал. Результати. Геохімічними дослідженнями встановлено, що за процентним складом, зразки з формації Нкпоро містять органічного вуглецю (ОВ) від 1.51 до 4.30%; формації Аві 0.75 – 6.4%; розчинної органічної матерії (РОМ) в зразках з формації Нкпоро 110.5 – 4550 год/млн і формації Аві – 288.50 - 2664.25 год/млн, що свідчить про раніше згаданий потенціал утворення нафти. Визначено співвідношення Ni/Ni + VoP в зразках з формацій Нкпоро і Аві, яке склало < 0.5…> 0.6, що свідчить про безкисневих, паралічних та в меншій мірі, кисневих умовах, що дуже сприятливо для збереження органічної матерії. Величини коефіцієнта виділення пігменту 5.88 і 5.58 вказують на рівно високий потенціал утворення нафти в обох формаціях. Наукова новизна. Вперше виявлено умови формування нафтового потенціалу формацій Нкпоро і Аві (Південно-Східна Нігерія) за вмістом загального вуглецю, розчинної органічної матерії, насиченості пігментом. Доведено, що зразки, взяті з місця виходу породи на поверхню, містять більше органічної матерії і вуглеводнів, ніж мінімальна кількість, яка необхідна для утворення нафти, і що вони залягали переважно в безкисневому середовищі. Практична значимість. Результати даного дослідження можуть бути використані для оцінки палео біопродуктивності, головного показника утворення нафти, і при порівняльній оцінці двох або більше геологічних басейнів або формацій.

Цель. Оценка палеоорганической продуктивности кампан-маастрихтских сланцев на основе коэффициента выделения пигмента для сравнения нефтяного потенциала формаций Нкпоро и Ави в Калабар Фланк (Юго-Восточная Нигерия). Методика. Двадцать образцов, взятых из места выхода породы на поверхность в районе формаций Нкпоро и Ави в Калабар Фланк, юго-восточная Нигерия, были проанализированы с точки зрения содержания общего углерода, растворимой органической материи, насыщенности пигментом при помощи методики Уолкли Блэка, экстракции в аппарате Сокслета, колоночной хромотографии с целью получения коэффициента выделения пигмента. Данный показатель связан с палеоорганической продуктивностью, и позволяет оценить нефтяной потенциал. Результаты. Геохимическими исследованиями установлено, что по процентному составу, образцы из формации Нкпоро содержат органического углерода (ОУ) от 1.51 до 4.30%; формации Ави 0.75 – 6.4%; растворимой органической материи (РОМ) в образцах из формации Нкпоро 110.5 – 4550 ч/млн и формации Ави – 288.50 – 2664.25 ч/млн, что свидетельствует о ранее упомянутом потенциале образования нефти. Определено соотношение Ni/Ni + VoP в образцах из формаций Нкпоро и Ави, которое составило < 0.5…> 0.6, что свидетельствует о бескислородных, паралических и, в меньшей степени, кислородных условиях, что очень благоприятно для сохранения органической материи. Величины коэффициента выделения пигмента 5.88 и 5.58 указывают на равно высокий потенциал образования нефти в обеих формациях. Научная новизна. Впервые выявлены условия формирования нефтяного потенциала формаций Нкпоро и Ави (Юго-Восточная Нигерия) по содержанию общего углерода, растворимой органической материи, насыщенности пигментом. Доказано, что образцы, взятые из места выхода породы на поверхность, содержат больше органической материи и углеводородов, чем минимальное количество, которое необходимо для образования нефти, и что они залегали преимущественно в бескислородной среде. Практическая значимость. Результаты данного исследования могут быть использованы для оценки палео биопродуктивности, главного показателя образования нефти, и при сравнительной оценке двух или более геологических бассейнов или формаций.