宋換新

（長江大學(xué)期刊社，湖北 荊州434023油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 （長江大學(xué)），湖北 武漢430100）

文志剛，曾艷濤

（油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 （長江大學(xué)），湖北 武漢430100）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

邦戈爾盆地位于非洲乍得西南部，是受中西非裂谷系影響發(fā)育起來的中新生代裂谷盆地，盆地近東西向展布，面積約1.8×104k m2。盆地主體為南斷北超的的斷陷盆地，自南向北可劃分為陡坡帶、凹陷帶和緩坡帶，但受到后期反轉(zhuǎn)構(gòu)造運動影響，局部構(gòu)造復(fù)雜［1］。在前寒武結(jié)晶基底之上，邦戈爾盆地發(fā)育下白堊統(tǒng)、古近系、新近系和第四系地層，缺失上白堊統(tǒng)地層，古近系及以上地層不發(fā)育，厚度一般小于300 m。邦戈爾盆地主要的生儲蓋組合發(fā)育在下白堊統(tǒng)，自下而上發(fā)育P組、M組、K組、R組和B組。

中部凹陷發(fā)育于盆地中央凹陷帶中部，前期勘探認(rèn)為是邦戈爾盆地主要的供烴凹陷。中部凹陷K組及以下層位優(yōu)質(zhì)烴源巖被認(rèn)為是盆地主要的供烴源巖［1］。筆者在對中部凹陷烴源巖生烴特征研究的基礎(chǔ)上，利用鉆、錄井資料，對中部凹陷K組烴源巖飽和烴生物標(biāo)志物地球化學(xué)特征進行研究，揭示其中包含的石油地質(zhì)信息，為該區(qū)的油源研究打下堅實的基礎(chǔ)，并為后續(xù)的油氣勘探思路提供有益的參考。

2 樣品及試驗分析

由于盆地勘探程度較低，中部凹陷區(qū)現(xiàn)階段探井較少 （截止2011年底僅4口井），其中V1井和B1井為其中的2口重點探井，完鉆井深分別為2760 m和2307 m，揭露層位都達到K組底部地層。選取V1井與B1井K組中3個高有機質(zhì)豐度層段烴源巖巖屑樣品，進行了總有機碳 （TOC）、熱解、鏡質(zhì)體反射率（Ro）、干酪根同位素及飽和烴色譜－質(zhì)譜等分析。選取的3個樣品生烴參數(shù)見表1，由表1可知，3個烴源巖樣品有機質(zhì)豐度高，都達到好烴源巖評價標(biāo)準(zhǔn)，為好烴源巖；有機質(zhì)熱演化程度達到成熟階段，開始大量生烴；有機質(zhì)類型研究表明，研究區(qū)有機質(zhì)類型主要為Ⅱ型有機質(zhì)，部分為 Ⅱ1型有機質(zhì)，有機質(zhì)類型較好［2］。由此可見，選取樣品對于研究區(qū)K組烴源巖生烴而言具有代表性。

巖屑樣品經(jīng)仔細(xì)的挑選、清洗后，粉碎至60目；三氯甲烷抽提，并用層析柱對抽提物進行族組分分離，對飽和烴進行色譜－質(zhì)譜分析測試。飽和烴色譜－質(zhì)譜分析條件：Agilent 6890 N－5975I MSD色譜／質(zhì)譜儀，色譜柱為HP－5 MS，30 m×0.25 mm×0.25μm；汽化室溫度為300℃，脈沖不分流進樣；載氣為N2，流速為1.0 ml／min；升溫程序為50℃恒溫1 min，以20℃／min升至100℃，再以3℃／min至315℃，恒溫18 min；質(zhì)譜采用EI電離方式，電子能量為70e V。

表1 中部凹陷K組烴源巖樣品生烴參數(shù)表

3 烴源巖飽和烴生物標(biāo)志物特征

對烴源巖抽提物和原油生物標(biāo)志物進行研究，分析其中包含的地質(zhì)、地球化學(xué)信息，是現(xiàn)階段古環(huán)境研究的重要手段之一。飽和烴中包含豐富的生物標(biāo)志物，其地學(xué)意義也相對明確，現(xiàn)階段應(yīng)用比較廣泛［3，4］。以下將就研究區(qū)K組烴源巖抽提物飽和烴生物標(biāo)志物特征進行分析。

3.1 鏈烷烴系列

飽和烴中鏈烷烴系列主要包括正構(gòu)烷烴系列和植烷系列。3個樣品的飽和烴總離子流圖均為前鋒型（見圖1），碳數(shù)分布范圍為C12（或C13）～C35，主峰碳分別為C14、C17和C19（見表2），未見明顯的奇偶優(yōu)勢，以上特征均表明為成熟源巖特征。同時考慮到源巖熱演化剛進入成熟階段，不是很高 （見表1），正構(gòu)烷烴這種前鋒型分布特征也表明其沉積有機質(zhì)組成中低等水生生物占有相當(dāng)?shù)谋戎兀?］。

姥植比 （Pr／Ph）是一個常用來反映沉積環(huán)境的重要指標(biāo)，在強還原鹽湖相沉積物中常具有強烈的植烷 （Ph）優(yōu)勢 （Pr／Ph值＜0.5），而在偏氧化的沼澤環(huán)境中則往往具有強烈的姥鮫烷 （Pr）優(yōu)勢（Pr／Ph值＞3.0）［4］。3個烴源巖樣品的Pr／Ph值分布范圍為1.20～1.30 （見表2），非常的接近，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，認(rèn)為源巖主要沉積環(huán)境為弱氧化－弱還原環(huán)境半咸水－淡水湖相環(huán)境。

表2 中部凹陷K組烴源巖飽和烴生標(biāo)參數(shù)

3.2 萜烷系列

分析的3個烴源巖樣品三環(huán)萜烷和藿烷系列在m／z 191質(zhì)量色譜圖上明顯分為2種不同的分布模式（見圖1）：1＃、2＃兩個樣品 （為V1井）的m／z 191質(zhì)量色譜圖上，萜烷系列為以α，β－C30藿烷為主峰的常規(guī)分布模式，三環(huán)萜／藿烷值分別為0.40和0.59；3＃樣品 （為B1井）的m／z 192質(zhì)量色譜圖上，以C23三環(huán)萜烷為主峰，三環(huán)萜烷系列豐度明顯超過藿烷系列，三環(huán)萜／藿烷值為1.92?？紤]到3塊烴源巖樣品的成熟度（Ro值）差別不大，表明2口井烴源巖樣品沉積環(huán)境還是存在一定的差異。

不同沉積環(huán)境源巖其三環(huán)萜烷系列分布模式不同，與煤系地層有關(guān)的源巖和原油其三環(huán)萜烷系列一般呈梯減分布，而湖相與海相源巖和原油一般呈正態(tài)分布［5］。研究區(qū)3個烴源巖樣品三環(huán)萜烷系列都是以C21或C23三環(huán)萜烷為主峰的正態(tài)分布模式，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，認(rèn)為與其湖相沉積環(huán)境相符。伽馬蠟烷指數(shù) （伽馬蠟烷／α，β－C30藿烷）常用來區(qū)分來源于不同鹽度水體的原油或源巖，以及判斷因鹽度差異而產(chǎn)生的水體分層現(xiàn)象，鹽湖相原油或源巖中常含有高豐度的伽馬蠟烷從而導(dǎo)致高的伽馬蠟烷指數(shù)。研究區(qū)3個烴源巖樣品的伽馬蠟烷指數(shù)值與典型鹽湖相原油和烴源巖分布都有一定差異［5－7］，表明研究區(qū)為半咸水－淡水湖盆的水體環(huán)境。同時1＃、2＃兩個樣品的伽馬蠟烷指數(shù)分別為0.23和0.44，而3＃樣品伽馬蠟烷豐度極低 （見表2），也表明它們的沉積環(huán)境存在一定的差異。

圖1 中部凹陷K組烴源巖飽和烴生物標(biāo)志物譜圖

Ts／T m指標(biāo)常用來反映源巖或原油的成熟度，其中1＃、2＃兩個樣品的Ts／Tm值分別為1.64、1.78，而3＃樣品的Ts／Tm值達到6.30，考慮到3個烴源巖樣品相近的成熟度 （見表1），表明研究區(qū)烴源巖的Ts／Tm指標(biāo)不僅僅受到成熟度的影響，可能還受到烴源巖有機相的控制，沉積環(huán)境的Eh值和p H值都會影響源巖中Ts／Tm值［6］。而3個烴源巖樣品的22S／（22S＋22R）－C31藿烷值差別不大，同樣表明其成熟度差別不大。

3.3 甾烷系列

地質(zhì)體中的甾烷是由生物合成的甾醇演化而來［4］。中部凹陷K組烴源巖以甾烷系列含量低為特征，3個樣品的甾烷／藿烷值分布范圍僅為0.08～0.13。ααα－20 R－C27～29甾烷的相對含量，可反映有機質(zhì)來源的相對組成。研究區(qū)3個烴源巖樣品的ααα－20R－C27～29甾烷組成有一定的差異 （見表2），分布樣式也不相同 （見圖1），同樣表明有機質(zhì)來源有一定的差異，但是整體為湖相混合型有機質(zhì)的特征明顯［3～6］。其中3＃樣品中ααα－20R－C28甾烷相對含量較高，可能與烴源巖有機質(zhì)中高含量的浮游植物群有關(guān)［3］。

3個烴源巖樣品的ββ／ （ββ＋αα）－C29甾烷指標(biāo)值分布范圍為0.32～0.44，均沒有達到平衡終點［6］，表明源巖成熟度不是很高，這也與烴源巖Ro值結(jié)果相符，表明烴源巖剛進入生烴高峰階段。

4 地質(zhì)分析

邦戈爾盆地構(gòu)造演化史分析表明，盆地早白堊世經(jīng)歷了早期強烈斷陷期和晚期繼承性斷陷期。邦戈爾盆地主要儲蓋組合發(fā)育在早白堊世晚期繼承性斷陷期，主要含油氣構(gòu)造則在白堊紀(jì)末形成并定型。目的層段K組地層屬于晚期繼承性斷陷期沉積，K組沉積時期，整個盆地沉積相對穩(wěn)定，地層厚度變化不像早期劇烈，但是控盆斷層及一些二級斷層持續(xù)活動，局部地區(qū)的構(gòu)造調(diào)整還是很頻繁。在這種構(gòu)造背景，對于中部凹陷K組烴源巖而言，一方面平面上不同位置可能出現(xiàn)沉積微相的變化，導(dǎo)致沉積環(huán)境及沉積物源的變化；另一方面，K組內(nèi)部不同沉積小層沉積時期，也可能出現(xiàn)沉積環(huán)境小的變化。這2方面的因素都可能導(dǎo)致K組3個樣品雖然在整體上屬于半深湖－深湖相沉積環(huán)境，但是由于樣品處于不同探井及不同小層，由于其可能出現(xiàn)的沉積環(huán)境或物源的變化，從而導(dǎo)致其飽和烴地球化學(xué)特征產(chǎn)生一些局部差異。

5 結(jié) 論

1）整體而言，中部凹陷K組烴源巖形成于半咸水－淡水、弱氧化－弱還原的湖相沉積環(huán)境，沉積有機質(zhì)為湖相混合型有機質(zhì)，源巖成熟度不是很高，剛進入成熟門限。

2）研究區(qū)K組3個烴源巖樣品飽和烴生物標(biāo)志物中，鏈烷烴系列組成比較相似，但是三環(huán)萜烷和藿烷系列以及甾烷系列生物標(biāo)志物分布都有一定的差異。

3）由于研究區(qū)構(gòu)造運動復(fù)雜，導(dǎo)致沉積物源和沉積水體性質(zhì)變化頻繁，3個烴源巖樣品層段的沉積環(huán)境還是有一定的差別，這些差異在伽馬蠟烷指數(shù)、規(guī)則甾烷相對組成等方面都有明顯的體現(xiàn)。該認(rèn)識將對于后續(xù)油源對比研究提供參考。

［1］竇立榮，肖坤葉，胡勇，等 .乍得Bongor盆地石油地質(zhì)特征及成藏模式 ［J］.石油學(xué)報，2011，32（3）：379－385.

［2］胡見義，黃第潘 .中國陸相石油地質(zhì)理論基礎(chǔ) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1991.

［3］候讀杰，馮子輝 .油氣地球化學(xué) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2011.

［4］盧雙舫，張敏 .油氣地球化學(xué) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008.

［5］Tissot B H W，Welte D H.Petroleu m for mation and occurrence［M］.Berlin：Springer verlog，1978.

［6］Peters K E，Moldowan J M.The biomarker guide：interpreting molecular f ossils in petroleum and ancient sedi ments［M］.New Jersey：Prentice Hall，1993.

［7］包建平，馬安來，黃光輝，等 .三塘湖盆地原油地球化學(xué)特征及其成因類型 ［J］.石油勘探與開發(fā)，1999，36（4）：25－29.