Application of sterane and triterpane biomarkers in petroleum exploration

Abstract

ABSTRACT Sterane and triterpane biomarkers are becoming increasingly important in the application of geochemistry in exploration programs. These compounds are often used to help describe organic facies, determine maturity of oils and extracts, and correlate oils with each other or with rock extracts. Steranes are derived from precursor steroid molecules present in both higher plants and algae. Regular steranes can be useful in evaluating the types of photosynthetic material in the sediments. Diasterane concentrations are governed mainly by maturity and lithology, and thus provide additional facies information. Unusual compounds such as 4-methylsteranes may occasionally be useful as facies indicators. Triterpanes, derived primarily from bacteria, can indicate diagenetic conditions, and thus complement the information derived from sterane distribution. Hopanes are the dominant triterpanes. The presence of unusual compounds like 28,30-bisnorhopane, or unusual concentrations of common compounds such as the homohopanes, gammacerane, and oleanane can indicate certain depositional environments. Changes in certain sterane and triterpane ratios have been used as maturity indicators for extracts and crude oils. However, many biomarker ratios depend on facies as well as on maturity. Modern correlations, which rely heavily on biomarkers, are usually highly reliable. Failures in correlations are usually due to low biomarker concentrations, lack of distinguishing characteristics in the biomarker distributions, or extreme biodegradation. The relative stability of steranes and triterpanes during biodegradation makes them useful in correlating somewhat biodegraded samples, but where biodegradation is extreme even these biomarkers will experience some transformation. Geologists who understand the fundamentals of biomarker interpretation can greatly increase their understanding of a basin: its geological history, migration patterns, and future potential. This increased knowledge will translate into greater exploration efficiency. However, biomarker data should always be fully integrated with all other available geochemical and geological information to make the most reasonable interpretation possible. RESUME Les biomarqueurs de sterane et de triterpane deviennent de plus en plus importants dans l'application de la geochimie dans les programmes d'exploration. Ces composes sont souvent utilises pour decrire les facies organiques, determiner le niveau de maturite des huiles et des extraits, et correler les huiles entre elles ou avec les extraits de la roche. Les steranes sont derivees de molecules de steroides precursives presentes tant dans les especes vegetales plus avancees que dans les algues. Les steranes ordinaires peuvent etre utiles pour determiner les types de materiaux photosynthetiques dans les sediments. Les teneurs en diasteranes sont gouvernees surtout par le niveau de maturite et la lithologie, et donc fournissent des informations supplementaires sur les facies. Des composes inhabituels tels que les 4-methylsteranes peuvent a l'occasion etre utilises comme indicateurs de facies. Les triterpanes, derivees surtout a partir de bacteries, peuvent indiquer les conditions diagenetiques, et donc ajouter a l'information obtenue de la distribution des steranes. Les hopanes sont les triterpanes dominantes. La presence de composes inhabituels tels que 28,30-bisnorhopane, ou des concentrations inhabituelles de composes communs tels que les homohopanes, les gammaceranes, et les oleananes peuvent indiquer certains milieux sedimentaires. Des changements dans certains rapport de steranes et de triterpanes ont ete utilises comme indicateurs de niveau de maturite des extraits et des petroles bruts. Par contres, plusieurs rapports de biomarqueurs dependent du facies ainsi que du niveau de maturite. End_Page 357------------------------ Les correlations modernes, qui dependent grandement des biomarqueurs, sont d'habitude tres sures. L'echec des correlations est d'habitude du a de trop faibles concentrations des biomarqueurs, au manque de caracteristiques distinctives des repartitions des marqueurs, ou a un degre extreme de biodegradation. La stabilite relative des steranes et des triterpanes durant la biodegradation les rendent utiles dans la correlation des echantillons quelque peu biodegrades, mais par contre lorsque la biodegradation est extreme meme ces biomarqueurs subiront des transformations. Les geologues qui comprennent les principes fondamentaux de l'interpretation des biomarqueurs peuvent elargir grandement leur niveau de comprehension d'un bassin: son histoire geologique, ses reseaux de migration, et son potentiel futur. Ce niveau de connaissances plus eleve se traduira par une plus grande efficacite des efforts d'exploration. Par contre, les donnees de biomarqueurs doivent toujours etre pleinement integrees avec toutes les autres donnees geochimiques et geologiques disponibles, afin d'obtenir une interpretation qui soit la plus raisonnable possible. Traduit par Marc Charest.