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DEPOSITIONAL AND GEOCHEMICAL CYCLICITY IN THE CRETACEOUS FINE-GRAINED STRATA OF COLOMBIA. A MODEL FOR ORGANIC MATTER CONTENT

Spectral analyses of depositional and geochemical time series were conducted on three stratigraphic sections of the Cretaceous Vil I eta Group, Colombia. Results show statistically-valid cyclicity in distal parasequence stacking patterns and in geochemical variations. Cycles are in the low to high frequency spectra (500 ky - 20 ky). Timing of cyclicity suggests climatic controls on deposition, probably caused by Milankovitch orbital oscillations. Stratigraphic intervals enriched in total organic matter or organic matter indicators such as barium coincide with condensed intervals that are generally associated with observable high-frequency cyclicity. Very thin stratigraphic cycles (< 0,4 m) contain moderate amounts of organic matter because condensation allows organisms to recycle organic carbon. Condensation also allows time for gradual oxidation of organic matter. Thin to moderately thick (0,6-5,0 m) cycles show the highest quantity of organic matter. Sedimentation rates are high enough to inhibit biological destruction and low enough not to dilute organic carbon within the sediments. Thick cycles are characterized by low organic matter because sedimentation rate dilutes organic material, organic matter content not only depends on sedimentation rate but also on paleoproductivity and on grain size and shape. The model presented shows how cycle thickness trends may be used as a very simple approach to predict the amount of total organic carbon.

Análisis espectrales de tiempo-frecuencia fueron aplicados a series deposicionales y geoquímicas en tres secciones del Grupo Villeta del Cretácico de Colombia. Los análisis muestran ciclicidad estadísticamente valida en patrones de apilamiento de parasecuencias en regiones distales de la cuenca y en variabilidad geoquímicas. Esta ciclicidad varía de baja a alta frecuencia (500 ka-20 ka); los resultados sugieren un control orbital tipo Miankovitch. Intervalos estratigráficos enriquecidos en carbón orgánico coinciden con secciones condensadas en las que se observa una ciclicidad estratigráfica de alta frecuencia. Ciclos estrati gráficos finos (menores de 0,40 m) contienen cantidades moderadas de materia orgánica, a consecuencia de condensación que permite que organismos reciclen el carbón orgánico y al mismo tiempo permite la oxidación gradual de la materia orgánica. Ciclos estrati gráficos finos a medios (0,6 m-5,0 m) muestran la mayor calidad y cantidad de materia orgánica. En estos casos la tasa de sedimentación es suficientemente alta para inhibir la descomposición de la materia orgánica por organismos y suficientemente baja como para no diluir la materia orgánica en la masa de sedimento. Ciclos estratigráficos gruesos (> 5 m) generalmente contienen bajas cantidades de materia orgánica porque altas tasas de sedimentación la diluyen en su masa. El contenido de materia orgánica depende de la sedimentación, de la paleoproductividad oceánica y del tamaño y forma del grano sedimentario. Se muestra cómo el espesor de los ciclos estratigráficos de alta frecuencia puede ser utilizado como una herramienta muy simple para predecir la cantidad de materia orgánica.

OIL GEOCHEMISTRY OF THE PUTUMAYO BASIM

Biomarker fingerprinting of 20 crude oils from Putumayo Basin, Colombia, shows a vertical segregation of oil families. The Lower Cretaceous reservoirs (Caballos and "U" Villeta sands) contain oils that come from a mixture of marine and terrestrial organic matter, deposited in a marginal, "oxic" marine setting. The Upper Cretaceous ("T" and "N" sands) and Tertiary reservoirs contain oils with marine algal input deposited in a reducing, carbonate-rich environment. Lithology, environmental conditions and organic matter type of source rocks as predicted from oil biomarker differences correspond to organic composition of two Cretaceous source rocks. Vertical heterogeneity in the oils, even those from single wells, suggests the presence of two isolated petroleum systems. Hydrocarbons from Lower Cretaceous source rocks charged Lower Cretaceous reservoirs whereas oils from Upper Cretaceous source rocks charged Upper Cretaceous and Tertiary reservoirs. Oil migration from mature source rocks into multiple reservoirs has been stratigraphically updip along the "regional" sandstone units and vertical migration through faults has been limited. Biomarker maturity parameters indicate that all oils were generated from early thermal maturity oil window.

La caracterización detallada de la composición de crudos en la cuenca del Putumayo, Colombia, evidencia una fuerte segregación vertical en las familias de aceites. Los crudos en yacimientos del Cretáceo Inferior (Fm. Caballos y arena "U" de la Fm. Villeta) provienen de una materia orgánica mixta (terrestre y marina) depositada en el ambiente "óxico" de plataforma somera. Los hidrocarburos en yacimientos del Cretáceo Superior (arenas "T" y "N" de la Fm. Villeta) y del Terciario Inferior provienen de materia orgánica algal depositada en un ambiente marino reductor, rico en carbonatos. La litología, condiciones ambientales y tipo de materia orgánica interpretada a partir de biomarcadores en los crudos, está asociada a cambios en las facies orgánicas de las rocas fuente del Cretáceo. Las marcadas diferencias en composición entre crudos en diversos yacimientos, aún en un mismo pozo, evidencian la presencia de al menos dos sistemas petrolíferos independientes. Las rocas fuertes basales cargaron los yacimientos aledaños mientras que las rocas fuertes en los niveles superiores del Cretáceo cargaron los yacimientos del Cretáceo Superior y del Terciario Inferior. La migración de crudos desde las áreas con roca fuerte maduras ha sido esencialmente a lo largo de las unidades arenosas adyacentes y la migración vertical ha sido muy limitada. Los parámetros indicadores de madurez de los crudos indican que éstos fueron generados en la zona de madurez temprana de la ventana de generación.

REMOCIÓN BIOLÓGICA DE BARIO DE AGUAS DE PRODUCCIÓN UTILIZANDO ASOCIACIONES MICROBIANAS ESTRATIFICADAS (AME)

Se presenta el desarrollo de una técnica para la remoción biológica de bario de aguas de producción. Esta tecnología, denominada Asociaciones Microbianas Estratificadas, AME, se evaluó a nivel de laboratorio y a escala banco. En los ensayos realizados en microcosmos, las AME fueron capaces de inmovilizar el metal, y esta capacidad se incrementó al adicionarse bacterias oxidadoras de azufre. El empleo de biorreactores permitió valorar el efecto de: la concentración de azufre reducido disponible, la longitud del biorreactor, el patrón de flujo y el efecto del tiempo de residencia en la captura del metal. La composición elemental de los constituyentes sólidos, la localización y naturaleza de los depósitos de metal en el biorreactor fueron determinados por microscopía electrónica. Este proceso tiene una eficiencia de remoción del bario entre el 95-98% en concentraciones que van de los 8 a 50 gm-3 . La captura del metal está dada por fenómenos de biosorción y por la formación de complejos de baja solubilidad como es el sulfato de bario.

This work shows the development of a technique for biological removal of barium from production waters. This technology, called stratified microbial associations (SMA), was evaluated at laboratory and bench scale levels. Removal capacity of this metal was demostrated by microcosmos and bioreactor assay. The role of reduced sulfur availability, residence time, flow pattern and bioreactor size were also evaluated. Elemental composition of the solid constituents, localization and nature of the metal deposits in the bioreactor were determined by electron microscopy. This process has an efficiency of 95%-98% of barium removal with concentrations between 8 and 50 gm-3. Metal capture is mainly due to biosorption and the formation of low solubility complexes such as barium sulphate.

ISOLATION OF MICROORGANISMS WITH CAPABILITY TO DEGRADE POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS (PAH'S)

This paper summarizes a work conducted on the isolation of microorganisms from PAH's contaminated sediments. The methodology involved two selection systems called fast route and slow route in which exposure periods and contaminant concentrations are the key determinants. The microorganisms isolated through the slow route system are more likely to be successful in degrading high molecular weight PAH's. The six strains obtained through the fast route system were able to grow on low molecular weight PAH's showing preference towards the first four EPA (Environmental Protection Agency) priority PAH's.

Este estudio presenta el aislamiento microbiológico en muestras de sedimento contaminado con un alto porcentaje de hidrocarburos aromáticos polinucleares (Polynuclear Aromatic Hydorcarbons, PAHs). La metodología utilizada comprende dos sistemas de selección denominados vía rápida y vía lenta. Estas vías tienen como condiciones determinantes el tiempo de exposición y la concentración del contaminante de interés. Los microorganismos aislados mediante la vía lenta garantizan mayor probabilidad de éxito en el proceso de biodegradación de PAHs con compuestos de alto peso molecular. Seis cepas con capacidad de crecer en PAHs de bajo peso molecular obtenidos por la vía rápida, mostraron preferencia por los primeros cuatro compuestos, de los dieciséis exigidos por la EPA (Environmental Protection Agency).

EVALUACIÓN PRELIMINAR DE LA PARTICIPACIÓN DE ESPECIES DE MANGLE EN EL CONTROL DE METALES PESADOS EN AGUAS DE PRODUCCIÓN

Se sembraron tres especies de mangle en un bajo inundado con aguas de producción, con el propósito de determinar la eficiencia de los manglares como filtros biológicos de control de sales y metales pesados. Los resultados mostraron que al mismo tiempo que se adaptaron fácilmente a condiciones continentales, son excelentes filtros biológicos que controlan salinidad en las aguas y acumulan bario a nivel de estructuras vegetales. Este hecho permitió un repoblamiento y enriquecimiento de diversidad biológica en la zona, que favoreció la reaparición de especies vegetales y animales que habían desaparecido del ecosistema del bajo inundado. Con base en los análisis realizados para determinar la cantidad de cloruros y metales pesados retenidos por el vegetal en cada una de sus partes, se encontró que según la especie, la acumulación se presenta en diferentes partes de la planta y depende de las condiciones climáticas y fisicoquímicas del agua. Por otra parte, se determinó una acumulación de más de 200 gm-3 de bario en raíz y tallo. La especie Rizophora mangle demostró ser la que mayor cantidad de bario retiene y Avicennia germinans la que presenta el porcentaje más alto de supervivencia.

Tree species of Mangrove were planted in an oil production flooded water area in order to study their efficiency as biological filters for controlling heavy metals in the water. The results indicate that the plants not only successfully adapted to the continental environment but also serve as excellent biological filters accumulating barium and chromium in their structure. This process allowed for a richer and renewed biological diversity in the area which favored the reappearance of vegetal and animal species that had disappeared from the ecosystem. Based on the quantification of the metals accumulated by plants, it was found that these metals accumulate in different parts of the plant depending on the plant species regardless of the physicochemical characteristic of the water and the weather conditions. The plants accumulated up to 200 gm-3 of barium in their root and stem. The Rizophora mangle species accumulated the greatest amounts of barium and Avicennia germinans showed the largest survival rates.

SOLVENTES DE DESASFALTADO

Se estudió el comportamiento del propano, propileno, n-butano e i-butano en calidad de solventes dedesasfaltado para tres fondos de vacío, los cuales se diferencian por el contenido de asfaltenos y, en el caso del fondo de vacío contaminado, con fondos de viscorreducción hay presencia de olefinas. Para algunos casos se analizaron las relaciones solvente carga y la influencia de la temperatura. Al aceite desasfaltado se le monitoreó el rendimiento, carbón Conradson, níquel, vanadio y asfaltenos.

This paper describes how the deasphalted oil (DAO) or demetalized oil (DMO) quality (CCR, Ni, V and asphaltenes contents) changes with: DAO or DMO yield, solvent/feed ratio, type of vacuum resid ( from paraffinic to blends with visbreaking bottoms), extraction temperature and extraction solvent ( propane, propilene, n-butane and i-butane)

SISTEMA DE HOMOGENIZACIÓN Y CONTROL DE VISCOSIDAD DEL COMBUSTÓLEO

El combustóleo, debido a las especificaciones exigidas, de bajo azufre y baja viscosidad, es un subproducto de la refinación, de gran influencia económica por su alto volumen de producción, su alto consumo de diluyente y las restricciones de mercadeo. Si las especificaciones finales no son alcanzadas en el proceso, o son variables con el tiempo, se generan costos adicionales para alcanzar la calidad final requerida. La instalación del sistema de control automático de la viscosidad en línea del combustóleo, previamente evaluado a escala piloto, ha facilitado y optimizado su preparación, minimizando la variación de la viscosidad, dosificando un volumen adecuado de diluyente, que es monitoreado desde un sistema de control distribuido. Anteriormente, se dificultaba mantener la estabilidad del producto, por la gran gama de factores que afectan la relación óptima de corrientes constituyentes del producto. Algunos de los efectos alcanzados con este sistema de control son: disminución promedio día de volumen de diluyente, disminución de los tiempos de preparación de productos finales, menor número de muestras de control al laboratorio, más estabilidad en la operación de la planta, menor sedimentación en zonas de almacenamiento, y mayor eficiencia en procesos de transferencia de masa y calor.

Fuel oil is a refinery by-product with a big economical effect due to its high production volumen, diluent use and market specifications based on low viscosity and low sulfur content. When these specifications are not achieved or they are not steady during the process, additional costs are generated by reprocessing, recirculation, storage, laboratory analysis, pumping, etc.. An in-line viscosity automatic control, previously evaluated in a pilot plant, was installed in order to optimize the fuel oil preparation system. This type of control minimizes viscosity variation, maintains the product specifications and allows a proper dosage of diluent. The viscosity automatic control system has added several benefits as follows: decreases the diluent volumen per day, decreases length of final products preparation, fewer number of samples to analyze, a more steady operation of plant, less sedimentation in storage tanks and mass and heat transfer processes more efficient.