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Bongor盆地北部斜坡带轻质油地球化学特征及成因分析

2014-04-23潘静文志刚王登长江大学地球环境与水资源学院

长江大学学报(自科版) 2014年8期
关键词:轻质油藿烷甾烷

潘静,文志刚,王登 长江大学地球环境与水资源学院

谢云欣,纪红,安珑雨 油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北 武汉 430100

Bongor盆地位于乍得西南部,是受中西非裂谷系影响发育起来的中新生代裂谷盆地。北部斜坡带属古构造斜坡部位,断层发育,构造样式复杂,因而也是圈闭发育的主要构造部位。研究区轻质油分布广泛,在Ronier、Mimosa等构造均有发现,主要分布在中深层,埋藏深度在1200m以上。下面,笔者通过分析轻质油的饱和烃色谱、色质等地化资料,综合推断其成因,以期能为Bongor盆地北部斜坡带轻质油的勘探开发提供参考依据。

1 地球化学特征

1.1 常规物性与组分特征

根据文献 [1]的原油分类标准,API值(比重指数,15.6℃)大于或等于34,黏度小于5mPa·s(50℃)的原油为轻质油。Bongor盆地北部斜坡带轻质油呈黄色-无色,其API值分布范围为34~69.9;饱和烃相对含量为55.43%~88.68%,均值为69.83%;芳香烃相对含量为5.19%~22.67%,均值为15.09%;非烃+沥青质相对含量为2.36%~21.31%,均值为9.86%;饱和烃/芳香烃值为3.07%~17.09%,均值为5.67%。轻质油族组成中饱和烃含量比正常原油普遍要高,而芳香烃、非烃+沥青质的含量比正常原油低,因而饱和烃/芳香烃值较正常原油高。

1.2 饱和烃色谱特征

Bongor盆地北部斜坡带轻质油样品色谱参数表如表1所示。从表1可以看出,Bongor盆地北部斜坡带轻质油样品色谱图峰型分为前峰型和后峰型。前峰型原油主峰碳数为C14、C15和C17,后峰型原油主峰碳数为C23和C25。轻质油的∑n/∑n、(nC21+nC22)/(nC28+nC29)、Pr/nC17、Ph/nC18均值分别为1.50、2.07、0.69、0.33,其Pr/Ph(姥鲛烷/植烷)值分布范围1.70~2.43,均为姥鲛烷优势[2];CPI(碳优势指数)、OEP值(奇偶优势指数)分布范围分别为1.08~1.17、0.86~1.16,表明原油正构烷烃无明显奇偶优势[2]。

表1 Bongor盆地北部斜坡带轻质油样品色谱参数表

1.3 饱和烃生物标志物特征

1)三环萜烷与藿烷系列 研究区轻质油的萜烷系列可分为2种分布模式:一种为三环萜烷和藿烷系列正常分布模式,即藿烷系列分布明显占优势,以C30藿烷为主峰(见图1(a))。样品中三环萜烷/藿烷值均小于或者接近于1;C23三环萜烷/C30藿烷值分布范围为0.19~0.78。另一种为三环萜烷和藿烷系列异常分布模式,即三环萜烷异常丰富,其含量超过藿烷系列,主峰碳为C20、C21或C23(见图1(b))。样品中三环萜烷/藿烷值分布范围3.0~36.7,远大于1;C23三环萜烷/C30藿烷值分布范围1.98~2.11,表明该类分布模式的轻质油成熟度相对较高[3]。此外,三环萜烷分布模式整体相似,主要是以C20、C21或C23为主峰的正态分布型。

图1 Bongor盆地北部斜坡带轻质油样品m/z 191质量色谱图

2)甾烷系列 Bongor盆地北部斜坡带轻质油甾烷系列丰度较低,甾烷/藿烷的比值均小于或等于0.05,个别样品该值大于0.05,为0.18;ααα-20R-C27/C29甾烷值分布范围为0.21~1.05,均值为0.53,表明原油母质主要为陆源有机质[3]。在 m/z 217质量色谱图(见图2)上,ααα-20RC27、ααα-20R-C28、ααα-20R-C29规则甾烷呈反“L”型,且 ααα-20R-C29甾烷丰度高于 ααα-20RC27甾烷和ααα-20R-C28甾烷,也表明陆源有机质对成烃的主要贡献[3]。

图2 Bongor盆地北部斜坡带轻质油样品m/z 217质量色谱图

2 成熟度分析

轻烃作为石油和天然气的重要组成部分,广泛分布于原油、生油岩及近代沉积物中,蕴藏着丰富的地质-地球化学信息,因而轻烃分析广泛应用在油气成熟度评价方面[5]。Bongor盆地北部斜坡带轻质油样品庚烷值分布范围为28.7%~35.8%,石蜡指数值分布范围为0.65~1.72,表明Bongor盆地北部斜坡带轻质油为烃源岩成熟-高成熟阶段排烃的产物[6]。

轻质油芳香烃色谱质谱分析资料表明,样品萘系列参数MNR(MNR=2-甲基萘/1-甲基萘)值分布范围为0.77~1.93,换算成镜质体反射率Ro(Ro=0.82%+0.17%×MNR)值为0.95%~1.15%[7];DNR1(DNR1=(2,6-二甲基萘+2,7-二甲基萘)/1,5-二甲基萘)值分布范围为3.41~11.07,换算成镜质体反射率Ro(Ro=0.49%+0.09%×DNR1)值为0.80%~1.49%[8]。菲系列中甲基菲指数MPI1(MPI1=[1.5×(2-甲基菲+3-甲基菲)]/(菲+1-甲基菲+9-甲基菲))分布范围为0.53~0.87,换算成镜质体反射率Ro(Ro=0.64%+0.6%×MPI1)值为0.83%~1.16%[9]。通过上述芳香烃成熟度参数分析,也表明Bongor盆地北部斜坡带轻质油属于烃源岩在成熟阶段排烃的产物[6]。

3 成因分析

不同类型有机质由于其沉积环境、有机质组成等方面存在差异,导致所生成的轻质油地化特征也有不同。类异戊二烯烷烃系列、“三芴”系列(分别为芴(F)、硫芴(SF)、氧芴(OF))相关参数指标是反映沉积环境的常用地球化学指标。从(Pr/nC17-Ph)/(nC18-Pr/Ph)三角图(见图3)可以看出,Bongor盆地北部斜坡带轻质油样品点大多数落在Ⅱ区且偏向Ⅰ区,个别样品点落在Ⅰ区,表明原油为湖相原油[4]。从SF/OF与Pr/Ph关系图(见图4)也可以看出,Bongor盆地北部斜坡带轻质油来源于弱氧化-还原沉积环境。

图3(Pr/nC17-Ph)/(nC18-Pr/Ph)三角图

图4 SF/OF与Pr/Ph关系图

4 结论

1)Bongor盆地北部斜坡带轻质油族组成中饱和烃相对含量较高,芳香烃相对含量较低,因而饱和烃/芳香烃值较正常油高;色谱图峰型分为前峰型和后峰型;萜烷系列存在2种分布模式(一种为藿烷系列分布明显占优势,以C30藿烷为主峰,另一种为三环萜烷异常丰富,其含量超过藿烷系列);甾烷系列丰度较低。

2)轻烃成熟度以及芳香烃成熟度研究表明,Bongor盆地北部斜坡带轻质油为成熟-高成熟的轻质原油。

3)类异戊二烯烷烃系列、“三芴”系列特征研究表明,Bongor盆地北部斜坡带轻质油为湖相轻质油,其来源于弱氧化-弱还原的沉积环境、以陆源高等植物有机质为主要生烃母质的湖相泥页岩。

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[编辑] 李启栋

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