文志剛，王登，宋換新

徐耀輝，杜銀元 （長(zhǎng)江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

王進(jìn) （中石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，陜西 西安710018）

1 地質(zhì)背景

Bongor盆地位于非洲乍得西南部，是受中非剪切帶影響發(fā)育起來(lái)的中新生代陸內(nèi)被動(dòng)裂谷盆地，盆地整體構(gòu)造形態(tài)為南斷北超的箕狀斷陷盆地。Bongor盆地平面上呈東西向展布，東西長(zhǎng)約為280km，南北寬約為40～80km，面積約為1．8×104km2。

研究區(qū)稠油分布廣泛，目前在Baobab、Mimosa、Raphia、Ronier、Phoenix等構(gòu)造都發(fā)現(xiàn)有稠油，其中Ronier構(gòu)造稠油油藏分布最多。垂向上，稠油埋深一般小于1160m，分布層位主要集中在下白堊統(tǒng)B組、R組、K組，其中B組、R組原油降解程度最大，在深層P組也發(fā)現(xiàn)了稠油油藏 （Baobab N－8井），深度達(dá)1752m。筆者通過(guò)分析稠油的碳同位素、飽和烴色譜、色質(zhì)等地化分析資料，綜合推斷其成因，以期能為該區(qū)稠油的勘探開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

圖1 Bongor盆地北部斜坡帶原油族組成特征

2 稠油地球化學(xué)特征

2．1 常規(guī)物性和族組成

參照第二屆國(guó)際稠油會(huì)議 （1982年）的稠油劃分標(biāo)準(zhǔn)［1］，地面脫氣原油API（比重指數(shù)）小于20、黏度大于100mPa·s（50℃）的為稠油。研究采集Bongor盆地北部斜坡帶下白堊統(tǒng)原油樣品共計(jì)14個(gè)，其中稠油12個(gè)，正常原油2個(gè)，API分布范圍11．7～29．8。

研究區(qū)稠油飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)33．6%～59．4%，平均值46．8%；非烴＋瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)11．2%～46．8%，平均值25．4%；飽芳比1．35～2．77，平均值2．04。與正常油相比 （圖1），稠油油質(zhì)相對(duì)較重，族組成中飽和烴含量顯著降低，而非烴和瀝青質(zhì)含量明顯增加，飽芳比值低，反映輕質(zhì)餾分散失，重質(zhì)餾分殘留。

2．2 碳同位素

從表1可以看出，研究區(qū)原油全油δ13C值分布范圍為－31．10‰～－29．4‰，碳同位素值偏輕，具有一般湖相原油特征。稠油樣品的全油、飽和烴、芳烴、非烴和瀝青質(zhì)碳同位素值均值分別較正常原油的同位素值稍微偏重，但總體上差別并不大。

表1 Bongor盆地北部斜坡帶部分原油樣品全油及組分碳同位素

3 稠油降解程度

原油中不同生物標(biāo)志化合物具有不同的抗生物降解能力，因此可根據(jù)其相對(duì)含量來(lái)判斷降解程度。筆者主要依據(jù)飽和烴生物標(biāo)志化合物分布特征，采用Peters等［2］的判識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)研究區(qū)所選稠油樣品進(jìn)行降解程度的劃分。

1）輕微降解原油 一般正構(gòu)烷烴輕微損失，飽和烴總離子流圖上 “鼓包”較小，不明顯；倍半萜、甾烷、萜烷分布未受影響，和正常原油可以很好對(duì)比。如Baobab－1井 （圖2（b）、3 （b）、4（b））、Mimosa N－1井 （圖2 （d）、3 （d）、4 （d））稠油降解級(jí)別為2級(jí)；Baobab N－8井稠油降解級(jí)別為1級(jí)（圖2 （c）、3 （c）、4 （c））。

圖2 Bongor盆地北部斜坡帶原油飽和烴氣相色譜圖

2）中等降解原油 正構(gòu)烷烴完全損失，類異戊二烯烷烴受損，原油飽和烴總離子流圖上見(jiàn)明顯的“鼓包”；倍半萜輕微損失或不損失，甾烷、藿烷和三環(huán)萜類分布未受影響，與正常油和輕微降解油一樣，其C27－C28－C29規(guī)則甾烷的分布模式呈現(xiàn)明顯的反 “L”形分布；三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷分布模式主要是以C21、C23為主峰的正態(tài)分布型，四環(huán)萜烷僅檢測(cè)到C24四環(huán)萜烷，且豐度極低，C24四環(huán)萜烷／C26三環(huán)萜烷分布范圍為0．10～0．15；藿烷系列中以C30藿烷為主峰，C29降藿烷為次主峰，其碳數(shù)分布范圍為C27～C35（缺少C28藿烷），升藿烷系列呈階梯狀遞減分布，三環(huán)萜烷／藿烷分布范圍為0．21～0．83，平均僅為0．53。如Ronier 5井稠油降解級(jí)別為5級(jí) （圖2 （e）、3 （e）、4 （e））。

圖3 Bongor盆地北部斜坡帶原油m／z＝217質(zhì)量色譜圖

3）嚴(yán)重降解原油 正構(gòu)系列、類異戊二烯烷烴損失殆盡，原油飽和烴色譜圖和總離子流圖見(jiàn)到明顯的 “鼓包”；倍半萜大部分損失，甾烷、藿烷類部分損失，與正常油差別明顯，C27－C28－C29規(guī)則甾烷的分布模式呈現(xiàn)對(duì)稱的 “V”形分布，規(guī)則甾烷其他構(gòu)型的含量明顯大于其R構(gòu)型；在藿烷系列中C30藿烷含量很低，出現(xiàn)25－降藿烷系列化合物，且以25－17α （H），21β （H）－降藿烷為主峰 （圖4（f）），其三環(huán)萜烷／藿烷值明顯較前面分析原油高，分布范圍1．28～2．56，平均值2．07，顯示出嚴(yán)重降解油的特征。如 Ronier C－1井稠油樣品降解級(jí)別為7級(jí) （圖2 （f）、3 （f）、4 （f））。

4 成熟度研究

由萘系列成熟度參數(shù)MNR 換算來(lái)［3］的等效成熟度Rc1分布范圍為0．94%～1．16%，平均值1．05%；DNR1換算來(lái)［4］的等效成熟度Rc2分布范圍為0．6%～1．40%，平均值0．83%；而根據(jù)菲系列參數(shù)MPI換算5得到的成熟度Rc值分布范圍為0．68%～1．16%，平均值約為0．93%；綜合芳烴成熟度參數(shù)表明，這些原油為烴源巖處于成熟期排烴的產(chǎn)物。

圖4 Bongor盆地北部斜坡帶原油m／z＝191質(zhì)量色譜圖

5 稠油成因淺析

北部斜坡帶發(fā)育不同熱演化程度的烴源巖，具有良好的油源條件。研究區(qū)原油為典型陸相湖盆原油，且為成熟原油。顯然，成熟度等原生成因?qū)υ搮^(qū)原油的稠化幾乎不起作用，因此，研究區(qū)原油為次生稠油，結(jié)合前面稠油降解程度分析，認(rèn)為是原油生成后，在聚集成藏的過(guò)程中遭受生物降解作用形成的。

晚白堊世晚期的 “桑頓階擠壓事件”（距85～80Ma）引起區(qū)域性的強(qiáng)烈構(gòu)造反轉(zhuǎn)，研究區(qū)地層大量剝蝕，使得前期形成的油氣圈閉大量破壞，造成儲(chǔ)集層開(kāi)啟，原油遭受不同程度降解，使得在“桑頓階擠壓事件”之前形成的油藏發(fā)生稠變，從而形成稠油油藏。反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使區(qū)域蓋層R組泥巖遭受剝蝕，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，R組泥巖厚度超過(guò)70m且埋深超過(guò)900m，則可能形成正常油 （圖5）；R組泥巖厚度不足70m且埋深不超過(guò)900m，通常為稠油油藏；R組泥巖遭受剝蝕，則油藏被破壞。

圖5 北部斜坡帶原油API與埋深關(guān)系圖

6 結(jié) 論

1）原油地球化學(xué)特征分析表明，研究區(qū)稠油發(fā)生不同程度的生物降解作用，降解級(jí)別從輕微到嚴(yán)重降解，與正常油相比，具有低飽芳比、低飽和烴含量的特征。

2）芳烴成熟度研究表明，研究區(qū)稠油為成熟原油，成熟度等原生因素與原油稠化無(wú)關(guān)，其稠油主要是由于原油在聚集成藏過(guò)程中遭受生物降解作用形成的。

［1］張厚福，方朝亮 ．石油地質(zhì)學(xué) ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1999．30～34．

［2］Peters K E，Moldowan J M．The biomarkers guide：interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments ［M］ ．New Jersey：Prentice Hall，Englewood Cliffs，1993．

［3］Radke M，Welte D H，Willsch H．Geochemical study on a well in the Western Canada Basin：retation of the aromatic distribution pattern to maturity of organic matter ［J］ ．Geochemical et Cosmochimica Acta，1982，46 （1）：1～10．

［4］Radke M，Rullkotter J，Vriend S P．Distribution of naphthalene in crude oils from the Java Sea：source and maturation effects ［J］．Geochemical et Cosmochimica Acta，1994，58 （17）：3675～3689．

［5］包建平，王鐵冠 ．甲基菲比值與有機(jī)質(zhì)熱演化的關(guān)系 ［J］．江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1992，14（4）：3～18．