陳曉娜,文志剛,宋換新 (長江大學(xué)地球化學(xué)系,湖北荊州434023)

Bongor盆地位于非洲乍得南部,在平面上呈紡錘狀,東西長約300km,南北寬約40～70km,總面積約1.8×104km2。Bongor盆地是受中非剪切帶右旋走滑誘導(dǎo)發(fā)育起來的陸相中-新生代裂谷盆地 (箕狀斷陷盆地),斷裂非常發(fā)育,構(gòu)造復(fù)雜[1-3]。該盆地在南斷北超的構(gòu)造上,還存在著北斷南超的局部構(gòu)造變化,使盆地在東西方向上產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)樣式的變化,在南北方向上出現(xiàn)不同的構(gòu)造樣式。Bongor盆地進(jìn)一步可劃分出3個(gè)次級(jí)凹陷、1個(gè)古凸起帶和8個(gè)構(gòu)造,這3個(gè)次級(jí)凹陷是位于盆地深凹帶的東部凹陷和西部凹陷、位于盆地西南的南部凹陷,其中西部凹陷位于Bongor盆地最西端,區(qū)內(nèi)面積約700km2,沉積厚度最大可達(dá)5000m。Annona-1和Tamarind-1井是研究區(qū)內(nèi)2口重點(diǎn)新探井,對(duì)其不同層段烴源巖的生烴潛力進(jìn)行剖析,確定主力生油巖層段,將對(duì)西部凹陷下一步的勘探開發(fā)起著至關(guān)重要的作用。研究區(qū)主要勘探層系——下白堊統(tǒng)為典型的陸相湖盆碎屑巖地層,共發(fā)育5套烴源巖,即Baobab、Ronier、Kubla、Mimosa和Prosopis層位。由于分析樣品的限制,筆者主要研究其中Kubla、Mimosa和Prosopis3個(gè)層位 (主要發(fā)育湖相暗色泥質(zhì)烴源巖,適用于湖相烴源巖的評(píng)價(jià)體系),據(jù)此評(píng)價(jià)Bongor盆地西部凹陷烴源巖,為該研究區(qū)油氣勘探提供一定科學(xué)依據(jù)。

1 烴源巖縱向分布

研究區(qū)探井Annona-1和Tamarind-1井的錄井資料統(tǒng)計(jì) (見表1)表明,Annona-1井下白堊統(tǒng)暗色泥巖總厚度約為1325.8m,Tamarind-1井下白堊統(tǒng)暗色泥巖總厚約為1387m,其Kubla和Mimosa層位烴源巖比較發(fā)育,各層位暗色泥巖厚度都在340m以上。

表1 Annona-1和Tamarind-1井暗色泥巖厚度統(tǒng)計(jì)

2 有機(jī)質(zhì)豐度

2.1 有機(jī)碳

研究區(qū)內(nèi)探井Tamarind-1井59個(gè)泥巖樣品分析結(jié)果顯示,總有機(jī)碳含量(TOC)分布范圍為0.28%～2.47%,平均值為1.21%,有機(jī)碳含量較高,主體為好烴源巖。所分析的59個(gè)泥巖樣品中53.3%的樣品為好烴源,33.3%的樣品為中等烴源巖 (見圖1);Annona-1井128個(gè)泥巖樣品有機(jī)碳分布范圍為0.16%～12.80%,平均值為1.12%,有機(jī)碳含量相對(duì)Tamarind-1井稍低,主體為中等-好烴源巖。全井128個(gè)泥巖樣品中各級(jí)烴源巖分布相對(duì)Tamarind-1井比較均勻,其中21.9%的樣品為非烴源,17.2%的樣品為差烴源巖,27.3%的樣品為中等烴源巖,有機(jī)碳達(dá)到好烴源巖的樣品為26.6%,最好烴源巖的樣品僅為7.0%(見圖1)。

圖1 Annona-1和 Tamarind-1井有機(jī)碳分布直方圖

圖2 Annona-1和Tamarind-1井生烴潛量分布直方圖

2.2 生烴潛量

研究區(qū)內(nèi)探井Tamarind-1井59個(gè)泥巖樣品熱解分析結(jié)果顯示,生烴潛量(S1+S2)為0.38～20.71mg/g,平均值為4.65mg/g,生烴潛量含量不高,主體為中等烴源巖,其中中等烴源巖樣品為66.7%,好烴源巖樣品為18.3%;Annona-1井128個(gè)泥巖樣品分析結(jié)果顯示生烴潛力分布區(qū)間0.14～88.54mg/g,平均值為4.57mg/g,生烴潛量明顯降低,主體為差烴源巖,其中差烴源巖竟高達(dá)58.2%,中等烴源巖樣品為28.2%,生烴潛量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及Tamarind-1井(見圖2)。

綜合評(píng)價(jià)表明,西部凹陷烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高,大部分達(dá)到中等-好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn),少部分達(dá)到最好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)。

3 有機(jī)質(zhì)類型

有機(jī)質(zhì)類型是評(píng)價(jià)烴源巖質(zhì)量的主要指標(biāo),類型的差異將會(huì)影響烴源巖有機(jī)質(zhì)的生烴潛力和烴類產(chǎn)物的差別。筆者主要從干酪根顯微組分、干酪根碳同位素組成和巖石熱解參數(shù)3個(gè)方面對(duì)研究區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)類型進(jìn)行分析。

3.1 干酪根鏡檢分析

研究區(qū)烴源巖樣品有機(jī)質(zhì)類型多樣,但是 Tamarind-1井 Prosopis層位 (2780～2835m)和Annona-1井Mimosa層位 (2685～2760m)2個(gè)樣品都表現(xiàn)出富含腐泥組與鏡質(zhì)組特征,鏡檢結(jié)果類型指數(shù)分別為57.4和47.7,有機(jī)質(zhì)類型表現(xiàn)為Ⅱ1型。

3.2 干酪根碳同位素分析

干酪根碳同位素分析結(jié)果顯示,Bongor盆地西部凹陷Tamarind-1井Prosopis層位烴源巖樣品碳同位素為-26.9‰,為Ⅱ1有機(jī)質(zhì)。Annona-1井 Mimosa層位烴源巖樣品干酪根碳同位素分布為-27.5‰,為Ⅱ1有機(jī)質(zhì),這與干酪根鏡檢分析結(jié)果一致。

3.3 熱解資料分析

研究區(qū)內(nèi)探井Tamarind-1井有機(jī)質(zhì)類型圖如圖3所示。從圖3可以看出,Tamarind-1井有機(jī)質(zhì)類型幾乎全為Ⅱ1-Ⅰ型,其中Kubla層位有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ型,Mimosa層位烴源巖有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1型,少量為Ⅰ型,Prosopis層位有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1-Ⅰ型,總的來說,Tamarind-1井有機(jī)質(zhì)類型較好,有利于油的生成;Annona-1井有機(jī)質(zhì)類型大部分是Ⅱ1-Ⅱ2型,其中Kubla層位有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ2型,Mimosa層位烴源巖有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ-Ⅱ1型,少量為Ⅱ2型,總的來說,Annona-1井Mimosa層位機(jī)質(zhì)類型較好于Kubla層位,有利于油的生成。

圖3 Tamarind-1井和Annona-1井有機(jī)質(zhì)類型圖

綜合上述研究,認(rèn)為西部凹陷烴源巖有機(jī)質(zhì)類型較好,主體為Ⅱ1-Ⅰ型,上覆的Kubla層位烴源巖有機(jī)質(zhì)類型相對(duì)較差,主要為Ⅱ2型。

4 有機(jī)質(zhì)成熟度

評(píng)價(jià)烴源巖成熟度的指標(biāo)有很多,經(jīng)常應(yīng)用的地化指標(biāo)有鏡質(zhì)體反射率、最高熱解溫度和生物標(biāo)志化合物參數(shù)等。

4.1 鏡質(zhì)體反射率

研究區(qū)內(nèi)Tamarind-1井Prosopis層位和Annona-1井Mimosa層位樣品的鏡質(zhì)體反射率(Ro)分別為0.730%和0.734%,表明Prosopis和Mimosa層位烴源巖已經(jīng)進(jìn)入成熟階段。

4.2 最高熱解溫度

研究區(qū)內(nèi)Tamarind-1井和Annona-1井的實(shí)測(cè)最高熱解溫度(Tmax)與深度關(guān)系圖如圖4所示。由圖4可知,Tamarind-1井烴源巖基本都已經(jīng)成熟,尤其Prosopis層位部分烴源巖已經(jīng)進(jìn)入高成熟階段;Annona-1井大部分烴源巖已經(jīng)進(jìn)入成熟階段,但是Kubla層位的部分烴源巖熱演化階段明顯偏低,主體還處于為低成熟-成熟階段。

4.3 生物化合物參數(shù)

甾烷 C29ααα20S/(20S+20R)與 C29ββ/(αα+ββ)是目前最常用的劃分烴源巖成熟度的生物標(biāo)志化合物參數(shù)[4]。王鐵冠等[5]認(rèn)為0.4為這上述參數(shù)劃分烴源巖成熟度的界限值,即小于0.4為未熟-低熟烴源巖,大于0.4則為成熟烴源巖。

研究區(qū)內(nèi)探井Annona-1井Mimosa層位樣品和Tamarind-1井Prosopis層位樣品C2920S/(20S+20R)的值均為0.43,C29ββ/(α α+ββ)的值分別為 0.38和0.43,依據(jù)文獻(xiàn) [5],可認(rèn)為Mimosa層位和Prosopis層位烴源巖都已經(jīng)進(jìn)入成熟階段。

圖4 西部凹陷各井Tmax-深度關(guān)系圖

5 結(jié) 論

1)Bongor盆地西部凹陷有機(jī)碳含量分布在0.16%～12.80%之間,平均值為1.15%;生烴潛量分布范圍為0.14～88.54mg/g,平均值為4.60mg/g。研究認(rèn)為,研究區(qū)大部分烴源巖在機(jī)質(zhì)豐度方面達(dá)到中等-好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn),小部分烴源巖已經(jīng)達(dá)到更好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)。

2)Bongor盆地西部凹陷烴源巖有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1-Ⅰ型,淺部的Kubla層位烴源巖有機(jī)質(zhì)類型相對(duì)較差,主要為Ⅱ2型。

3)該研究區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟度較高,基本都已經(jīng)進(jìn)入成熟演化階段,并且隨著深度的增加成熟度有增大的趨勢(shì),深部的Mimosa和Prosopis層位部分烴源巖已經(jīng)進(jìn)入高成熟階段。

[1]Genik G J.Regional framework,structural and petroleum aspects of rift basins in Niger,Chad and the Central African Republic[J].Tectonophysics,1992,213:169-185.

[2]Genik G J.Petroleum geology of cretaceous-Tertiary rift basins in Niger,Chad,and central African republic[J].A APG Bulletin,1993,77:1405-1434.

[3]陳忠民,劉洛夫,卞德智,等.乍得南部B盆地下白堊統(tǒng)碎屑巖儲(chǔ)集層成巖演化及特征[J].石油勘探與開發(fā),2006,33(2):250-254.

[4]包建平,張功成,朱俊章,等.渤中凹陷原油生物標(biāo)志物特征與成因類型劃分 [J].中國海上油氣 (地質(zhì)),2002,16(1):11-18.

[5]Peters K E,Moldowan J M.The biomarker guide: Interpretin go to-lceular Fossils in Petroleum and Ancient Sediments[M].NewJersey:Prentice Hall,1993.