Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油地球化學(xué)特征及成因分析

潘靜，文志剛，王登 長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院

謝云欣，紀(jì)紅，安瓏雨 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（長江大學(xué)），湖北 武漢 430100

Bongor盆地位于乍得西南部，是受中西非裂谷系影響發(fā)育起來的中新生代裂谷盆地。北部斜坡帶屬古構(gòu)造斜坡部位，斷層發(fā)育，構(gòu)造樣式復(fù)雜，因而也是圈閉發(fā)育的主要構(gòu)造部位。研究區(qū)輕質(zhì)油分布廣泛，在Ronier、Mimosa等構(gòu)造均有發(fā)現(xiàn)，主要分布在中深層，埋藏深度在1200m以上。下面，筆者通過分析輕質(zhì)油的飽和烴色譜、色質(zhì)等地化資料，綜合推斷其成因，以期能為Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油的勘探開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 地球化學(xué)特征

1.1 常規(guī)物性與組分特征

根據(jù)文獻(xiàn) ［1］的原油分類標(biāo)準(zhǔn)，API值（比重指數(shù)，15.6℃）大于或等于34，黏度小于5mPa·s（50℃）的原油為輕質(zhì)油。Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油呈黃色－無色，其API值分布范圍為34～69.9；飽和烴相對含量為55.43%～88.68%，均值為69.83%；芳香烴相對含量為5.19%～22.67%，均值為15.09%；非烴＋瀝青質(zhì)相對含量為2.36%～21.31%，均值為9.86%；飽和烴/芳香烴值為3.07%～17.09%，均值為5.67%。輕質(zhì)油族組成中飽和烴含量比正常原油普遍要高，而芳香烴、非烴＋瀝青質(zhì)的含量比正常原油低，因而飽和烴/芳香烴值較正常原油高。

1.2 飽和烴色譜特征

Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油樣品色譜參數(shù)表如表1所示。從表1可以看出，Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油樣品色譜圖峰型分為前峰型和后峰型。前峰型原油主峰碳數(shù)為C14、C15和C17，后峰型原油主峰碳數(shù)為C23和C25。輕質(zhì)油的∑n/∑n、（nC21＋nC22）/（nC28＋nC29）、Pr/nC17、Ph/nC18均值分別為1.50、2.07、0.69、0.33，其Pr/Ph（姥鮫烷/植烷）值分布范圍1.70～2.43，均為姥鮫烷優(yōu)勢［2］；CPI（碳優(yōu)勢指數(shù)）、OEP值（奇偶優(yōu)勢指數(shù)）分布范圍分別為1.08～1.17、0.86～1.16，表明原油正構(gòu)烷烴無明顯奇偶優(yōu)勢［2］。

表1 Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油樣品色譜參數(shù)表

1.3 飽和烴生物標(biāo)志物特征

1）三環(huán)萜烷與藿烷系列 研究區(qū)輕質(zhì)油的萜烷系列可分為2種分布模式：一種為三環(huán)萜烷和藿烷系列正常分布模式，即藿烷系列分布明顯占優(yōu)勢，以C30藿烷為主峰（見圖1（a））。樣品中三環(huán)萜烷/藿烷值均小于或者接近于1；C23三環(huán)萜烷/C30藿烷值分布范圍為0.19～0.78。另一種為三環(huán)萜烷和藿烷系列異常分布模式，即三環(huán)萜烷異常豐富，其含量超過藿烷系列，主峰碳為C20、C21或C23（見圖1（b））。樣品中三環(huán)萜烷/藿烷值分布范圍3.0～36.7，遠(yuǎn)大于1；C23三環(huán)萜烷/C30藿烷值分布范圍1.98～2.11，表明該類分布模式的輕質(zhì)油成熟度相對較高［3］。此外，三環(huán)萜烷分布模式整體相似，主要是以C20、C21或C23為主峰的正態(tài)分布型。

圖1 Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油樣品m/z 191質(zhì)量色譜圖

2）甾烷系列 Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油甾烷系列豐度較低，甾烷/藿烷的比值均小于或等于0.05，個別樣品該值大于0.05，為0.18；ααα-20R-C27/C29甾烷值分布范圍為0.21～1.05，均值為0.53，表明原油母質(zhì)主要為陸源有機(jī)質(zhì)［3］。在 m/z 217質(zhì)量色譜圖（見圖2）上，ααα-20RC27、ααα-20R-C28、ααα-20R-C29規(guī)則甾烷呈反“L”型，且 ααα-20R-C29甾烷豐度高于 ααα-20RC27甾烷和ααα-20R-C28甾烷，也表明陸源有機(jī)質(zhì)對成烴的主要貢獻(xiàn)［3］。

圖2 Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油樣品m/z 217質(zhì)量色譜圖

2 成熟度分析

輕烴作為石油和天然氣的重要組成部分，廣泛分布于原油、生油巖及近代沉積物中，蘊(yùn)藏著豐富的地質(zhì)－地球化學(xué)信息，因而輕烴分析廣泛應(yīng)用在油氣成熟度評價方面［5］。Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油樣品庚烷值分布范圍為28.7%～35.8%，石蠟指數(shù)值分布范圍為0.65～1.72，表明Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油為烴源巖成熟－高成熟階段排烴的產(chǎn)物［6］。

輕質(zhì)油芳香烴色譜質(zhì)譜分析資料表明，樣品萘系列參數(shù)MNR（MNR＝2-甲基萘/1-甲基萘）值分布范圍為0.77～1.93，換算成鏡質(zhì)體反射率Ro（Ro＝0.82%＋0.17%×MNR）值為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）值分布范圍為3.41～11.07，換算成鏡質(zhì)體反射率Ro（Ro＝0.49%＋0.09%×DNR1）值為0.80%～1.49%［8］。菲系列中甲基菲指數(shù)MPI1（MPI1＝［1.5×（2-甲基菲＋3－甲基菲）］/（菲＋1－甲基菲＋9－甲基菲））分布范圍為0.53～0.87，換算成鏡質(zhì)體反射率Ro（Ro＝0.64%＋0.6%×MPI1）值為0.83%～1.16%［9］。通過上述芳香烴成熟度參數(shù)分析，也表明Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油屬于烴源巖在成熟階段排烴的產(chǎn)物［6］。

3 成因分析

不同類型有機(jī)質(zhì)由于其沉積環(huán)境、有機(jī)質(zhì)組成等方面存在差異，導(dǎo)致所生成的輕質(zhì)油地化特征也有不同。類異戊二烯烷烴系列、“三芴”系列（分別為芴（F）、硫芴（SF）、氧芴（OF））相關(guān)參數(shù)指標(biāo)是反映沉積環(huán)境的常用地球化學(xué)指標(biāo)。從（Pr/nC17－Ph）/（nC18－Pr/Ph）三角圖（見圖3）可以看出，Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油樣品點(diǎn)大多數(shù)落在Ⅱ區(qū)且偏向Ⅰ區(qū)，個別樣品點(diǎn)落在Ⅰ區(qū)，表明原油為湖相原油［4］。從SF/OF與Pr/Ph關(guān)系圖（見圖4）也可以看出，Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油來源于弱氧化－還原沉積環(huán)境。

圖3（Pr/nC17－Ph）/（nC18－Pr/Ph）三角圖

圖4 SF/OF與Pr/Ph關(guān)系圖

4 結(jié)論

1）Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油族組成中飽和烴相對含量較高，芳香烴相對含量較低，因而飽和烴/芳香烴值較正常油高；色譜圖峰型分為前峰型和后峰型；萜烷系列存在2種分布模式（一種為藿烷系列分布明顯占優(yōu)勢，以C30藿烷為主峰，另一種為三環(huán)萜烷異常豐富，其含量超過藿烷系列）；甾烷系列豐度較低。

2）輕烴成熟度以及芳香烴成熟度研究表明，Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油為成熟－高成熟的輕質(zhì)原油。

3）類異戊二烯烷烴系列、“三芴”系列特征研究表明，Bongor盆地北部斜坡帶輕質(zhì)油為湖相輕質(zhì)油，其來源于弱氧化－弱還原的沉積環(huán)境、以陸源高等植物有機(jī)質(zhì)為主要生烴母質(zhì)的湖相泥頁巖。

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［編輯］ 李啟棟