原油地球化学特征

如题所述

推荐答案 2020-01-15

一、原油物理化学特征

Bongor盆地油气主要发现于下白垩统，迄今发现了Mimosa、Kubla、Baobab、Ronier、Prosopis等多个含油气构造。下白垩统共发现三套主力含油层系，其中上油组主要为稠油油藏，中、下油组为高凝固点、高含蜡、低硫、低酸值和低气油比的正常原油(表3－1)。

从表3－1中可以看出，Mimosa－1上油组原油20℃时密度最大，为0.965g/cm³，重度API为15.2，Ronier－1原油20℃时密度平均为0.926g/cm³，重度API平均为20.70。根据原油商品分类法，Mimosa油藏上油组原油属重质原油(API为10～20)，Ronier－1原油属于中质原油(API为20～34)，但很接近重质原油。

原油硫含量低，其值在0.04%～0.33%之间，根据硫含量一般分类，属于低硫原油(＜0.5%)。氮含量在0.18%～0.26%之间，相比国内原油氮含量不高。

原油倾点变化大，含蜡量较高，介于16.5%～28.6%，属于高含蜡原油，原油密度与原油黏度、残炭值、灰分、金属含量呈正相关。原油沥青质含量很低，普通低于0.2%，胶质含量较高，为11.7%～12.4%。

原油含水量变化较大，脱水前的含水量为1.78%～36.1%，Mimosa－3井原油含水量最大，脱水后都没有达到炼油蒸馏需要＜0.5%的含量;在上油组存在高酸值油藏，特别是Mimosa－3井上油组原油TAN达到5.91mgKOH/g。

原油镍含量高于钒含量，镍含量在10.2～17.2μg/g之间，铁、铜、铅含量都不高，而由于Ronier－1原油含水少，故其钠、钙含量都不高，而Mimosa－3原油钙、钠含量很高。

二、原油地球化学特征

1.原油轻烃组成及其成熟度

Mimosa－1、Mimosa－2和Kubla－1井未降解原油具有中等成熟度，尽管它们具有较高的庚烷值(石蜡指数Ⅱ)(表3－2)。原油含异常丰富的正构烷烃(高含蜡)是由其母质决定的，而不受其成熟度的影响。芳烃色质得到的甲基菲指数换算的镜质体反射率(表3－3)也表明，Kubla－1和Mimosa－2井原油成熟度略低于Mimosa－1井下油组原油。这与轻烃计算的生油层最大埋深温度123℃，换算成镜质体反射率R_c约为0.85%相当。

2.原油碳同位素组成

对Bongor盆地15个不同酸值原油的全油碳同位素统计，其δ¹³C值分布范围为－29.2‰～－31.7‰，原油碳同位素组成非常接近(表3－4;图3－4)，相差不超过2.5‰，说明原油均源自典型湖相源岩。降解作用和热成熟作用都会使原油稳定碳同位素变重，因此，RonierC－1井浅层的严重生物降解油和Ronier－4井深层的凝析油稳定碳同位素就明显偏重(重于－30‰，见图3－4)。

表3-1 Boneor盆地在油物理化学特征

表3－2 原油轻烃参数

表3－3 原油芳烃成熟度参数

表3－4 原油及族组分碳同位素

3.原油族组成

Bongor盆地不同层位18个原油族组成数据见表3－5。显然，受生物降解作用的影响，该盆地原油族组成数据变化较大，轻质油和正常油具有较高的饱和烃含量及高的饱/芳比。这些原油埋深较大(＞1200m)，产出层位主要为P组和部分M组、K组，饱和烃含量接近或大于70%，饱/芳比接近或大于4。生物降解原油饱和烃接近或低于60%，饱/芳比低于2.5，这是由于生物降解作用优先降解饱和烃的缘故，其产出层位主要为R组和埋深浅于1200m的K组和M组。图3－5明显将原油分为两类:Ⅰ类为降解原油，Ⅱ类为正常原油。除此，还有Ronier－4井1778～1780.8m段的原油为凝析油。垂向上，B组和R组油藏遭受严重生物降解，K组油藏次之，而M组和P组油藏主要为正常原油(图3－6)。

图3－4 全油稳定碳同位素对比

表3－5 Bongor盆地原油族组成数据

续表

图3－5 Bongor盆地原油族组成分类

图3－6 Bongor盆地不同层位原油族组成对比

4.原油饱和烃生物标志物组成

饱和烃馏分是大多数原油中的优势组分，饱和烃中各类化合物的分布、组成特征反映了有机质的来源、成熟度及成藏中的次生变化。饱和烃馏分中的化合物组成按其特征可分为正构烷烃、支链烷烃、类异戊二烯烷烃以及各类甾萜化合物。

(1)正构烷烃

正构烷烃是非生物降解原油饱和烃馏分中的优势组分，这一特征随着原油成熟度的增加表现得尤为明显。Bongor盆地的湖相原油均为成熟原油，原油中均以C₂₅以前的低分子量正构烷烃占绝对优势，未降解原油主峰碳数主要为C₂₃;除Mimosa－3(954.2m)原油外，无奇偶优势，CPI、OEP接近于1;原油C_21－/C₂₂₊比值分布范围0.62～4.66，平均为1.38;(C₂₁+C₂₂)/(C₂₈+C₂₉)比值为1.03～4.21，平均为1.92;反映原油中轻质组分占绝对优势(表3－6;图3－7)。Bongor盆地原油正构烷烃分布主要有两种类型(图3－7):一种是以正常原油为代表;另一种是以稠油为代表的色谱分布面貌，稠油中正构烷烃已基本消失，基线有不同程度的抬升形成鼓包。由于饱和烃中正构烷烃对生物降解作用最为敏感，随着生物降解作用增强，其含量逐渐降低直至消失。Ronier－4(1778～1781m)原油为凝析油，只有轻烃组分存在。

表3－6 原油饱和烃色谱参数

(2)类异戊二烯烷烃

Bongor盆地原油类异戊二烯烷烃相对组成分析表明，不同酸值原油类异戊二烯烷烃组成具有一致性，也就是说，该盆地沉积有机相变化不明显，具有相似的生物面貌和弱氧化沉积环境(图3－8)。通常Ph/nC₁₈和Pr/nC₁₇值的相关变化可以反映原油的成熟度与生物降解程度，该盆地原油Ph/nC₁₈与Pr/nC₁₇值的变化在整体上展示了明显的正相关性(图3－9)，表明这些未降解或极轻微降解的原油成熟度有些许差异:Baobab－1原油成熟度最低，次为Mimosa－3、Mimosa－4和Ronier－4原油，RonierC－1和RonierCN－1原油具有相对较高的成熟度。

图3－7 原油色谱图

图3－8 原油类异戊二烯烷烃组成

图3－9 原油Pr/nC₁₇与Ph/nC₁₈相关图

(3)藿烷系列与伽马蜡烷

Bongor盆地原油以C₃₀藿烷为主，C₂₉藿烷次之，伽马蜡烷含量普遍较低(图3－10)，伽马蜡烷/C₃₀藿烷介于0.26～0.44之间(表3－7)。但伽马蜡烷的普遍存在表明，源岩沉积时水循环不畅，存在分层水体。

25－降藿烷系列是藿烷被生物降解后产生的新化合物，包括C₂₆和C₂₈－C₃₄17α(H)，21β(H)和17β(H)，21α(H)－25降藿烷系列。Bongor盆地严重降解原油中含有以C₂₉25－降藿烷为主的25－降藿烷系列(图3－11)。按照Peters和Moldowan(1993)生物降解级别的划分，该区浅层(浅于1000m)原油曾经遭受了严重的生物降解。

图3－10 Bongor盆地原油m/z191质量色谱图

图3－11 Bongor盆地原油25－降藿烷分布图

表3－7 Bongor盆地原油甾、萜烷参数表

续表

(4)C₂₇－C₂₉规则甾烷

C₂₇－C₂₈－C₂₉甾烷分布三角图通常用来反映沉积有机质的生源构成(Huang和Meinschein，1978)。Bongor盆地原油甾烷组成极为相似，呈现C₂₉＞C₂₇＞C₂₈不对称“V”字形分布模式，在C₂₇－C₂₈－C₂₉三角图中分布相对集中(图3－12)，表明不同酸值原油的生源组成基本一致。