ABSTRACT

Field work and drilling on the Nuussuaq peninsula, West Greenland in August 1993 revealed the existence of live oil filling vesicles in Paleocene lavas. It was demonstrated that the oil fills most available porosity in the lavas in two fault-bounded zones that can be traced for more than 1 km along strike and several hundreds of metres across strike. Intense oil impregnation was confirmed in the uppermost 86 m of a 448-m deep cored borehole, with scattered traces also in the deeper part. During the 1994 field season the area with oil shows at the surface was found to extend over least 8 x 5 km.

The depositional environment and thermal history of the inferred source rock and the post-migration history of degradation have been interpreted from organic geochemical data (extraction, class separation, GC, GC/MS, and carbon isotopes) from core and from surface samples collected throughout this area. From gross compositions, the degradation of the oil is interpreted as varying from very limited to moderate. Steranes, terpanes, and acyclic isoprenoids are unaffected by degradation in all samples and show remarkably constant ratios, suggesting leakage from a homogeneous reservoir. The degradation of n-alknanes does not correlate with the degree of degradation interpreted from the gross composition, and active replenishment into the structure is suggested, either from an underlying reservoir or by long distance migration from an actively generating source rock.

The maturity of the oil corresponds to a source rock in the upper part of the oil window, judging from the high contents of NSOs, low Ts/Tm values and high moretane contents, low methylphenanthrene index and various other biomarker ratios. Hopane isomerization (22S/22S+R) has reached equilibrium whereas 20S/20S+R sterane isomerization ratios show values between 0.40 and 0.45.

A number of characteristics (e.g. high Sa/Ar, high wax, high CPI, high Pr/Ph (4-5), dominance of C₂₉ steranes, low contents of tricyclics and extended hopanes, high contents of phenanthrenes and carbon isotope composition) suggest that the oil-prone material in the source rock is terrestrial in origin but was deposited under marine conditions. This is further substantiated by the high contents of bisnorlupane and oleanane which are typical for latest Cretaceous and Tertiary deltaic source rocks.

The implications of this significant discovery are very encouraging for future exploration offshore Labrador, West Greenland and in Melville Bay since it demonstrates for the first time that a source rock capable of generating oil exists in the region, and thereby challenges the 1970s' reputation of the area as being entirely gas-prone.

RESUME

Des travaux de terrain ainsi que des forages sur la peninsule Nuussuaq, Groenland occidental, en aout 1993 revela l'existence de vesicules remplies d'huile brute dans des laves du Paleocene. Il fut demontre que cette huile occupe la plus grande partie de l'espace poreux disponible dans les laves de deux zones limitees par des failles qui peuvent etre suivies sur une distance de plus d'un kilometre dans la direction des couches, et de plusieurs centaines de metres perpendiculairement a cette direction. Une impregnation intense d'huile fut confirmee dans les 86 m superieurs d'un trou de forage carotte profond de 448 m. Des indices dissemines furent aussi trouves dans la partie plus profonde de ce meme forage. Durant la saison de terrain de 1994, l'aire contenant des indices d'huile a la surface fut etendue a une superficie d'au moins 8 x 5 km.

Le milieu de sedimentation et l'histoire thermique de la roche mere inferee, ainsi que l'histoire post-migration de degradation ont ete interpretes a partir de donnees de geochimie organique (extraction, separation des classes, chromatographie en phase gazeuse (CPG), chromatographie en phase gazeuse/spectrometrie de masse (CPG/SM), et les

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isotopes du carbone) provenant de carottes et d'echantillons de surface recueillis a la grandeur de la region. A partir des compositions brutes, la degradation de l'huile est interpretee comme variant entre tres limitee et moderee. Les stearanes, terpanes et isoprenoides acycliques restent non affectees par la degradation dans tous les echantillons et montrent des rapports remarquablement constants, suggerant une fuite d'un gisement homogene. La degradation des n-alcanes n'est pas correlatif avec le degre de degradation interprete a partir de la composition brute, et un remplissage actif de la structure est suggere, soit a partir d'un reservoir sous-jacent ou par migration sur une longue distance a partir d'une roche mere presentement productive.

Le degre de maturite de l'huile correspond a une roche mere situee dans la partie superieure de la fenetre petrolifere, si l'on en juge les hautes teneurs combinees en resine/asphaltenes, les faibles rapports Ts/Tm et les hautes teneurs en moretane, le faible indice de phenanthrene methylique et divers autres rapports de biomarqueurs. L'isomerisation de l'hopane (22S/22S+R) a atteint un equilibre, tandis que les rapports d'isomerisation du stearane 20S/20S+R montrent des valeurs situees entre 0,40 et 0,45.

Un certain nombre de caracteristiques (par exemple: rapport eleve Sa/Ar, haute teneur en paraffine, valeurs elevee de CPI ("carbon preference index"), rapport eleve Pr/Ph (4-5), dominance des stearanes C29, faibles teneurs en tricycliques et hopanes elargies etendues, teneurs elevees en phenanthrenes et la composition des isotopes du carbone) suggerent que la substance a tendance productrice de petrole dans la roche mere est d'origine continentale mais fut deposee dans un milieu marin. D'autres preuves a l'appui sont les teneurs elevees en bisnorlupane et en oleanane qui sont typiques des toutes dernieres roches meres deltaiques du Cretace et du Tertiaire.

La portee de cette importante decouverte est tres encourageante pour l'exploration future au large des cotes du Labrador, du Groenland occidental et dans la baie de Melville puisqu'elle demontre pour la premiere fois qu'une roche mere capable de produire du petrole existe dans la region, et par le fait meme lance un defi la reputation qu'avait la region durant les annees '70 d'etre a tendance productrice exclusive de gaz.

Traduit par Marc Charest