邦戈?duì)柵璧乇辈啃逼掠蜌獬刹仄诖窝芯?/h1>

2016-05-12 06:28:52曾艷濤文志剛宋換新長(zhǎng)江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院湖北武漢油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)江大學(xué)湖北武漢

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關(guān)鍵詞：戈?duì)?/a>源巖白堊

曾艷濤，文志剛，宋換新長(zhǎng)江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北 武漢油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 武漢

邦戈?duì)柵璧乇辈啃逼掠蜌獬刹仄诖窝芯?/p>

曾艷濤1,2，文志剛1,2，宋換新2
1長(zhǎng)江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北 武漢2油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 武漢

利用原油物性、色譜-質(zhì)譜及包裹體等資料，通過(guò)地球化學(xué)、流體包裹體等方法，結(jié)合主生烴期和圈閉形成，對(duì)乍得邦戈?duì)柵璧乇辈啃逼掠筒爻刹仄诖渭皶r(shí)間進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，原油樣品中具有正構(gòu)烷烴系列與25-降藿烷系列同時(shí)并存及正常原油與降解原油的倒置分布等特征，表明研究區(qū)油氣經(jīng)歷多期次的成藏。包裹體鏡下鑒定可見(jiàn)烴類包裹體和鹽水溶液包裹體特征整體相似，表明原油組分及成熟度相近。成藏綜合分析表明，邦戈?duì)柵璧乇辈啃逼麓嬖谝粋€(gè)主要的成藏期為晚白堊世早期，而晚白堊世晚期和古近紀(jì)晚期的2次構(gòu)造反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期為研究區(qū)2個(gè)重要的油氣成藏調(diào)整期。

邦戈?duì)柵璧?，北部斜坡，成藏期，地球化學(xué)，包裹體

Received: Jul. 17th, 2015; accepted: Dec. 7th, 2015; published: Mar. 15th, 2016

Copyright ? 2016 by authors, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 區(qū)域地質(zhì)概況

邦戈?duì)柵璧匚挥诜侵拚У梦髂喜?，是受中非剪切帶右旋走滑誘導(dǎo)發(fā)育起來(lái)的中-新生代裂谷盆地，整體構(gòu)造形態(tài)為南斷北超的箕狀斷陷[1] [2]。平面上呈東西向展布的紡錘形，面積約1.8 × 104km2。自北向南劃分為北部斜坡帶、中央坳陷、南部隆起和南部坳陷，現(xiàn)階段的油氣發(fā)現(xiàn)主要集中在北部斜坡上，已發(fā)現(xiàn)多個(gè)油氣田和含油氣構(gòu)造(圖1)。

邦戈?duì)柵璧氐臉?gòu)造演化大致可劃分為6個(gè)階段：① 白堊紀(jì)早期強(qiáng)烈斷陷發(fā)育期；② 白堊紀(jì)中晚期繼承性斷陷發(fā)育期；③ 白堊紀(jì)末期強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)期；④ 古近紀(jì)拗陷期；⑤ 古近紀(jì)末期弱反轉(zhuǎn)期；⑥ 新近紀(jì)開(kāi)始為盆地衰亡期。在前寒武變質(zhì)巖基底之上，沉積了以下白堊統(tǒng)為主的近萬(wàn)米厚的中-新生代地層，上白堊統(tǒng)普遍缺失，新生代地層厚度不足 500 m，盆地主要的生儲(chǔ)蓋組合集中在下白堊統(tǒng)。下白堊統(tǒng)自下而上劃分為P組、M組、K組、R組和B組共5個(gè)組，為河流-三角洲-湖泊沉積體系(圖2)。

2. 烴源巖特征

邦戈?duì)柵璧叵掳讏捉y(tǒng)暗色泥巖發(fā)育。根據(jù)鉆井資料統(tǒng)計(jì)表明：邦戈?duì)柵璧叵掳讏捉y(tǒng)各組烴源巖都較發(fā)育，平均泥巖厚度占地層總厚度的50%左右，中央坳陷暗色泥巖厚度普遍超千米；各地層組泥質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度均較高，且差別不大，B組～P組烴源巖總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w(TOC))均值范圍為1.63%～1.98% (表1)，整體達(dá)到好烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3] [4]；烴源巖有機(jī)質(zhì)類型整體較好，以I～I(xiàn)I1型為主；在坳陷區(qū)，一般B組、R組及K組烴源巖為低成熟(K組底部在部分深凹中達(dá)到成熟)，M組和P組烴源巖達(dá)到成熟-高熟，為研究區(qū)主力烴源巖。由此可見(jiàn)，研究區(qū)有效烴源巖的主控因數(shù)為烴源巖的成熟度，現(xiàn)今油氣主要來(lái)自深部的M組和P組烴源巖[5]-[7]。

邦戈?duì)柵璧刿晗輩^(qū)烴源巖生烴史研究表明[6] [7]，M組和P組烴源巖在晚白堊世早期進(jìn)入生烴高峰。由于區(qū)域性的“桑頓階擠壓事件”(85～80 Ma)導(dǎo)致盆地構(gòu)造抬升，地層大套剝蝕，生烴中斷。而后期的沉積總厚度小于此次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的剝蝕厚度，所以研究區(qū)M組和P組烴源巖二次生烴能力有限[1]。

Figure 1. Division of structural zones in Bongor Basin圖1. 邦戈?duì)柵璧貥?gòu)造帶劃分

Figure 2. The comprehensive column of Bongor Basin圖2. 邦戈?duì)柵璧氐貙泳C合柱狀圖

Table 1. The organic matter abundance of lower cretaceous in Bongor Basin表1. 邦戈?duì)柵璧叵掳讏捉y(tǒng)各組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度統(tǒng)計(jì)表

3. 油藏地球化學(xué)法

在油藏流體地球化學(xué)特征研究的基礎(chǔ)上，利用生物標(biāo)志化合物等地球化學(xué)指標(biāo)的特殊分布樣式，可以定性地揭示油氣成藏的某些特征。對(duì)于邦戈?duì)柵璧囟裕芯堪l(fā)現(xiàn)與油氣成藏有關(guān)的地化特征主要表現(xiàn)在以下2個(gè)方面。

3.1. 原油的二次充注

多旋回構(gòu)造復(fù)雜盆地的油氣成藏過(guò)程往往比較復(fù)雜。早期由于構(gòu)造抬升被生物降解的油藏，后期由于沉降以及成藏條件的改變，再次充注新的油氣，形成二次充注油氣藏。該類油氣藏一個(gè)顯著的特征就是出現(xiàn)25-降藿烷系列與一定豐度的飽和烴系列同時(shí)并存[3] [4]。原油降解序列表明，飽和烴系列在降解早期就被微生物優(yōu)先消耗殆盡，形成明顯的“鼓包”；而25-降藿烷系列一般認(rèn)為是原油發(fā)生深度降解的標(biāo)志性生物標(biāo)志物，若兩者共存，表明油藏發(fā)生了二次充注。

原油的二次充注現(xiàn)象在邦戈?duì)柵璧乇辈啃逼缕毡榇嬖?，在北部斜坡幾個(gè)主要的油田都有發(fā)現(xiàn)。如圖3所示，M-4井475.69～479.96 m處原油飽和烴總離子流圖“鼓包”明顯，同時(shí)“鼓包”上存在明顯的飽和烴系列分布(圖3(a))；m/z = 85質(zhì)量色譜圖表明(圖3(b))，飽和烴系列分布完整，其分布模式與正常原油相似；m/z = 177質(zhì)量色譜圖上25-降藿烷分布完整(圖3(c))，表明該原油發(fā)生過(guò)強(qiáng)烈的生物降解作用[8]。飽和烴系列與25-降藿烷系列同時(shí)并存的現(xiàn)象，表明油藏原油為二次充注的結(jié)果。

3.2. 稠油油藏與正常原油油藏的異常分布

邦戈?duì)柵璧貍€(gè)別油藏存在生物降解稠油油藏與正常原油油藏倒置分布的現(xiàn)象。同一口井，深部的為生物降解的稠油油藏，而淺部的卻為正常原油油藏，典型的如BN-8井油藏。在BN-8井深部(1751.8～1765 m處)原油樣品為輕微生物降解的稠油，其原油重度(API)為19.8，試油為稠油層；而淺部(1388～1407.7 m處)原油樣品為正常原油，其API為29.8，試油為正常油層。若兩者為同期充注成藏，在圈閉抬升破壞的過(guò)程中，一般情況下，淺部的原油應(yīng)該優(yōu)先被生物降解，形成稠油油藏，而事實(shí)卻并非如此。由此推斷，BN-8井深部和淺部油藏很可能是不同期次充注成藏，上部正常原油為深部生物降解稠油形成后，在后期的沉降過(guò)程中，快速充注成藏的。

上述推斷同樣被原油成熟度參數(shù)所證實(shí)。研究區(qū)烴源巖和油源研究表明，深部的M組、P組烴源巖為邦戈?duì)柵璧乇辈啃逼聨е饕墓N源巖，且原油同位素和生物標(biāo)志物特征均非常相似，可認(rèn)為是同源原油(表2)。BN-8井淺部(1388～1407.7 m處)原油樣品成熟度較深部(1751.8～1765 m處)原油樣品成熟度高，同樣表明兩者可能是不同期次充注成藏的。該成熟度倒置的現(xiàn)象，在CN-1井原油樣品中同樣存在。

Figure 3. The biomarker composition of crude oil in M-4, 475.69 - 479.96 m圖3. M-4井475.69～479.96 m處原油生物標(biāo)志物特征

Table 2. The maturity parameters of crude oil in BN-8, CN-1表2. BN-8 井、CN-1井不同深度原油成熟度參數(shù)

4. 流體包裹體分析法

4.1. 包裹體鏡下特征

邦戈?duì)柵璧夭煌瑢游粌?chǔ)集層薄片中包裹體鏡下觀察整體特征都比較相似，均由烴類包裹體和鹽水溶液包裹體組成，其中烴類包裹體體積分?jǐn)?shù)一般超過(guò)50%，最高達(dá)到90%。在石英礦物顆粒中包裹體主要沿次生加大邊、縫合線、微裂隙或愈合顯微裂隙呈線狀、群狀分布。包裹體形狀一般為米粒狀、橢圓形、多邊形或不規(guī)則狀(圖4)，粒徑2～15 μm。

在烴類包裹體中，以液態(tài)烴包裹體和氣液態(tài)烴包裹體為主，一般占烴類包裹體的90%以上，氣態(tài)烴包裹體較少。氣液態(tài)烴包裹體中氣相體積分?jǐn)?shù)一般占15%～20%。液態(tài)烴包裹體透射光下呈棕色、淺棕色、粉紅色，熒光下呈淺黃色、淺黃橙色或淺黃白色；氣態(tài)烴類包裹體一般透射光下呈黑棕色，熒光下呈棕灰色、灰黃色(圖4)。表明為成熟原油形成包裹體特征[9]。

研究區(qū)4口井K組和P組儲(chǔ)集層樣品中，與烴類包裹體伴生的鹽水溶液包裹體特征也整體相似(表3)。鹽水溶液的水型都為NaCl型，其初熔溫度、冰點(diǎn)溫度、鹽度等差別不大。

4.2. 成藏期判識(shí)

以冷凍-回溫法測(cè)定與烴類包裹體共生的均相捕獲的鹽水包裹體均一溫度，結(jié)合沉積埋藏-溫度史判斷油氣成藏時(shí)間，在構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)使用具有一定的局限性，特別是經(jīng)歷多次的構(gòu)造抬升的地區(qū)[9]-[11]。該方法確定的油氣成藏期往往具有多解性，需結(jié)合其他的方法，綜合分析其成藏期次。

邦戈?duì)柵璧厥且粋€(gè)典型的多期次構(gòu)造復(fù)雜盆地，分別在白堊紀(jì)末期和古近紀(jì)末期發(fā)生2次構(gòu)造反轉(zhuǎn)，分別造成斜坡帶近1500 m和1000 m左右的地層剝蝕，盆地地層埋藏史圖(圖5)呈“W”形，以致同一均一溫度可能對(duì)應(yīng)多個(gè)地史時(shí)期。以BS-1井1987 m處P組儲(chǔ)集層包裹體測(cè)溫資料為例，與烴類包裹體伴生的鹽水溶液包裹體均一溫度分布范圍為105℃～130℃，主峰在116℃～120℃之間。根據(jù)埋藏史-地溫史與均一溫度結(jié)合(圖5)，標(biāo)定的成藏時(shí)間存在2個(gè)區(qū)間，分別為距今98～75 Ma和60～40 Ma，僅用該方法無(wú)法準(zhǔn)確判定成藏時(shí)期，需要結(jié)合其他方法綜合分析。

Figure 4. The photo of fluid inclusion in Bongor Basin圖4. 邦戈?duì)柵璧匕w樣品鏡下照片

Figure 5. Hydrocarbon accumulation period of drill BSE-1 in 1987 m圖5. 北部斜坡帶BSE-1井1987 m處油藏成藏期次

5. 成藏期與成藏時(shí)間綜合分析

邦戈?duì)柵璧卦诎讏准o(jì)早中期的強(qiáng)烈斷陷期和繼承性斷陷期，滾動(dòng)背斜和斷塊圈閉發(fā)育；盆地坳陷區(qū)M組和P組烴源巖在晚白堊世早期已進(jìn)入生烴高峰期，油源充足；河流-三角洲-湖泊沉積體系，整體為砂泥巖互層，排烴及封蓋條件好；B組～P組均有好儲(chǔ)集層發(fā)育，整體屬于中孔-中滲、高孔-高滲儲(chǔ)層[1]，儲(chǔ)層物性好；該時(shí)期，整體張性應(yīng)力環(huán)境，盆地正斷層發(fā)育，運(yùn)聚條件優(yōu)越。因此認(rèn)為，晚白堊世早期(約距今100 × 106～85 × 106a)是邦戈?duì)柵璧匾粋€(gè)主要的成藏期。

晚白堊世的“桑頓階擠壓事件”(距今85 × 106～80 × 106a)引起區(qū)域性的強(qiáng)烈構(gòu)造反轉(zhuǎn)，使得前期形成的油氣圈閉大量破壞，油氣逸散或被生物降解。但該時(shí)期形成大量的斷背斜、斷鼻和斷塊圈閉，可為油氣的二次成藏提供有利聚集場(chǎng)所。古近紀(jì)晚期開(kāi)始的(55 × 106～23 × 106a)第2次構(gòu)造反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)強(qiáng)度較弱，部分油氣藏可能再次被破壞和重新分布?？傮w而言，2期構(gòu)造反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)研究區(qū)早期形成的油氣成藏起到很大的破壞作用，從盆地斜坡中淺層(B組和R組)廣泛分布的生物降解稠油油藏可以得到證實(shí)。但現(xiàn)階段勘探發(fā)現(xiàn)的油氣藏往往與上述2期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的圈閉有關(guān)，構(gòu)造反轉(zhuǎn)期形成的圈閉是油氣重新調(diào)整成藏的重要場(chǎng)所，說(shuō)明2期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是油氣成藏的重要調(diào)整期，其對(duì)現(xiàn)階段油氣勘探有重要意義。

由此可見(jiàn)，邦戈?duì)柵璧赜蜌獬刹剡^(guò)程復(fù)雜，成藏期次較多。大量油氣藏在晚白堊世早期形成后，由于2次構(gòu)造反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的影響，導(dǎo)致前期形成的油氣藏大量破壞，部分油氣重新調(diào)整到新形成的圈閉中成藏，因此2期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期為油氣成藏重要的調(diào)整期。

6. 結(jié)論

1) 油藏地球化學(xué)法研究表明，部分油藏原油樣品存在正構(gòu)烷烴系列與 25-降藿烷系列并存的現(xiàn)象，表明油藏存在二次充注現(xiàn)象；在BN-8井油藏樣品中發(fā)現(xiàn)原油存在降解原油與正常原油的倒置分布現(xiàn)象，同時(shí)原油成熟度的倒置分布進(jìn)一步說(shuō)明了該井油藏可能為多期次成藏。

2) 儲(chǔ)層包裹體樣品鏡下觀察表明，不同油藏儲(chǔ)層包裹體特征相似，表明包裹體中烴類成熟及組成的相似性。包裹體均一化溫度與埋藏史圖結(jié)合判斷成藏期，存在多解性。

3) 生烴史法及圈閉形成法綜合分析表明，由于主要烴源巖不存在二次生烴可能，晚白堊世早期是研究區(qū)一個(gè)主要的成藏期。晚白堊世晚期和古近紀(jì)晚期的2次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，對(duì)前期形成的油氣藏產(chǎn)生破壞，重新調(diào)整油氣的分布，是研究區(qū)油氣成藏的重要調(diào)整期。

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Oil and Gas Accumulation Period on the Northern Slope of Bongor Basin

Yantao Zeng1,2, Zhigang Wen1,2, Huanxin Song2
1The School of Earth Environment and Water Resources, Yangtze University, Wuhan Hubei2The Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources (Yangtze University), Ministry of Education, Wuhan Hubei

Based on the analysis data of physical properties of crude oil, GC-MS, fluid inclusion and so on, by using the organic geochemistry method, fluid inclusion analysis method, combined with the main hydrocarbon generation period method and trap forming method, the period of the oil and gas accumulation on the northern slope of Bongor Basin was researched. The results show that there are probably more periods of oil and gas accumulation in the study area according to the characteristics of the coexistence of n-alkanes series and 25-norhopance series, the inversion distribution of normal oils and degraded oils, and so on. The result of microscopic identification of the fluid inclusion indicates that the characteristics of hydrocarbon inclusions and saline inclusions are similar. Comprehensive analysis of the oil and gas accumulation shows that the early period of late Cretaceous is the main period of oil and gas accumulation on the northern slope of Bongor Basin, while the late period of late Cretaceous and late Paleogene are the 2 important adjustment periods of hydrocarbon accumulation in the 2 times of tectonic inversion movement.

Bongor Basin, Northern Slope, Oil and Gas Accumulation Period, Organic Geochemistry, Inclusion

曾艷濤(1976-)，女，博士，講師，主要從事油氣成藏及沉積儲(chǔ)層方面的研究工作；通信作者：宋換新。

2015年7月17日；錄用日期：2015年12月7日；發(fā)布日期：2016年3月15日

文章引用： 曾艷濤, 文志剛, 宋換新. 邦戈?duì)柵璧乇辈啃逼掠蜌獬刹仄诖窝芯縖J]. 石油天然氣學(xué)報(bào), 2016, 38(1): 1-8. http://dx.doi.org/10.12677/jogt.2016.381001

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