Bongor盆地北部斜坡带稠油地球化学特征及成因

文志刚，王登，宋换新

徐耀辉，杜银元 （长江大学地球环境与水资源学院，湖北 武汉430100）

王进 （中石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西 西安710018）

1 地质背景

Bongor盆地位于非洲乍得西南部，是受中非剪切带影响发育起来的中新生代陆内被动裂谷盆地，盆地整体构造形态为南断北超的箕状断陷盆地。Bongor盆地平面上呈东西向展布，东西长约为280km，南北宽约为40～80km，面积约为1．8×104km2。

研究区稠油分布广泛，目前在Baobab、Mimosa、Raphia、Ronier、Phoenix等构造都发现有稠油，其中Ronier构造稠油油藏分布最多。垂向上，稠油埋深一般小于1160m，分布层位主要集中在下白垩统B组、R组、K组，其中B组、R组原油降解程度最大，在深层P组也发现了稠油油藏 （Baobab N－8井），深度达1752m。笔者通过分析稠油的碳同位素、饱和烃色谱、色质等地化分析资料，综合推断其成因，以期能为该区稠油的勘探开发提供依据。

图1 Bongor盆地北部斜坡带原油族组成特征

2 稠油地球化学特征

2．1 常规物性和族组成

参照第二届国际稠油会议 （1982年）的稠油划分标准［1］，地面脱气原油API（比重指数）小于20、黏度大于100mPa·s（50℃）的为稠油。研究采集Bongor盆地北部斜坡带下白垩统原油样品共计14个，其中稠油12个，正常原油2个，API分布范围11．7～29．8。

研究区稠油饱和烃质量分数33．6%～59．4%，平均值46．8%；非烃＋沥青质质量分数11．2%～46．8%，平均值25．4%；饱芳比1．35～2．77，平均值2．04。与正常油相比 （图1），稠油油质相对较重，族组成中饱和烃含量显著降低，而非烃和沥青质含量明显增加，饱芳比值低，反映轻质馏分散失，重质馏分残留。

2．2 碳同位素

从表1可以看出，研究区原油全油δ13C值分布范围为－31．10‰～－29．4‰，碳同位素值偏轻，具有一般湖相原油特征。稠油样品的全油、饱和烃、芳烃、非烃和沥青质碳同位素值均值分别较正常原油的同位素值稍微偏重，但总体上差别并不大。

表1 Bongor盆地北部斜坡带部分原油样品全油及组分碳同位素

3 稠油降解程度

原油中不同生物标志化合物具有不同的抗生物降解能力，因此可根据其相对含量来判断降解程度。笔者主要依据饱和烃生物标志化合物分布特征，采用Peters等［2］的判识标准，对研究区所选稠油样品进行降解程度的划分。

1）轻微降解原油 一般正构烷烃轻微损失，饱和烃总离子流图上 “鼓包”较小，不明显；倍半萜、甾烷、萜烷分布未受影响，和正常原油可以很好对比。如Baobab－1井 （图2（b）、3 （b）、4（b））、Mimosa N－1井 （图2 （d）、3 （d）、4 （d））稠油降解级别为2级；Baobab N－8井稠油降解级别为1级（图2 （c）、3 （c）、4 （c））。

图2 Bongor盆地北部斜坡带原油饱和烃气相色谱图

2）中等降解原油 正构烷烃完全损失，类异戊二烯烷烃受损，原油饱和烃总离子流图上见明显的“鼓包”；倍半萜轻微损失或不损失，甾烷、藿烷和三环萜类分布未受影响，与正常油和轻微降解油一样，其C27－C28－C29规则甾烷的分布模式呈现明显的反 “L”形分布；三环萜烷和四环萜烷分布模式主要是以C21、C23为主峰的正态分布型，四环萜烷仅检测到C24四环萜烷，且丰度极低，C24四环萜烷／C26三环萜烷分布范围为0．10～0．15；藿烷系列中以C30藿烷为主峰，C29降藿烷为次主峰，其碳数分布范围为C27～C35（缺少C28藿烷），升藿烷系列呈阶梯状递减分布，三环萜烷／藿烷分布范围为0．21～0．83，平均仅为0．53。如Ronier 5井稠油降解级别为5级 （图2 （e）、3 （e）、4 （e））。

图3 Bongor盆地北部斜坡带原油m／z＝217质量色谱图

3）严重降解原油 正构系列、类异戊二烯烷烃损失殆尽，原油饱和烃色谱图和总离子流图见到明显的 “鼓包”；倍半萜大部分损失，甾烷、藿烷类部分损失，与正常油差别明显，C27－C28－C29规则甾烷的分布模式呈现对称的 “V”形分布，规则甾烷其他构型的含量明显大于其R构型；在藿烷系列中C30藿烷含量很低，出现25－降藿烷系列化合物，且以25－17α （H），21β （H）－降藿烷为主峰 （图4（f）），其三环萜烷／藿烷值明显较前面分析原油高，分布范围1．28～2．56，平均值2．07，显示出严重降解油的特征。如 Ronier C－1井稠油样品降解级别为7级 （图2 （f）、3 （f）、4 （f））。

4 成熟度研究

由萘系列成熟度参数MNR 换算来［3］的等效成熟度Rc1分布范围为0．94%～1．16%，平均值1．05%；DNR1换算来［4］的等效成熟度Rc2分布范围为0．6%～1．40%，平均值0．83%；而根据菲系列参数MPI换算5得到的成熟度Rc值分布范围为0．68%～1．16%，平均值约为0．93%；综合芳烃成熟度参数表明，这些原油为烃源岩处于成熟期排烃的产物。

图4 Bongor盆地北部斜坡带原油m／z＝191质量色谱图

5 稠油成因浅析

北部斜坡带发育不同热演化程度的烃源岩，具有良好的油源条件。研究区原油为典型陆相湖盆原油，且为成熟原油。显然，成熟度等原生成因对该区原油的稠化几乎不起作用，因此，研究区原油为次生稠油，结合前面稠油降解程度分析，认为是原油生成后，在聚集成藏的过程中遭受生物降解作用形成的。

晚白垩世晚期的 “桑顿阶挤压事件”（距85～80Ma）引起区域性的强烈构造反转，研究区地层大量剥蚀，使得前期形成的油气圈闭大量破坏，造成储集层开启，原油遭受不同程度降解，使得在“桑顿阶挤压事件”之前形成的油藏发生稠变，从而形成稠油油藏。反转运动使区域盖层R组泥岩遭受剥蚀，据资料统计，R组泥岩厚度超过70m且埋深超过900m，则可能形成正常油 （图5）；R组泥岩厚度不足70m且埋深不超过900m，通常为稠油油藏；R组泥岩遭受剥蚀，则油藏被破坏。

图5 北部斜坡带原油API与埋深关系图

6 结 论

1）原油地球化学特征分析表明，研究区稠油发生不同程度的生物降解作用，降解级别从轻微到严重降解，与正常油相比，具有低饱芳比、低饱和烃含量的特征。

2）芳烃成熟度研究表明，研究区稠油为成熟原油，成熟度等原生因素与原油稠化无关，其稠油主要是由于原油在聚集成藏过程中遭受生物降解作用形成的。

［1］张厚福，方朝亮 ．石油地质学 ［M］．北京：石油工业出版社，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，王铁冠 ．甲基菲比值与有机质热演化的关系 ［J］．江汉石油学院学报，1992，14（4）：3～18．