Сomposition and sources of oils in the terrigenous and volcanogenic reservoirsfrom White Tiger deposit (Vietnam).pdf Месторождение Белый Тигр (Bach Ho) расположенона южном шельфе Вьетнама в 120 км к юго-востоку отгорода-порта Вунгтау в пределах Меконгской впадины.Залежи нефти присутствуют в нижнемиоценовых иолигоценовых песчано-алевролитовых отложениях, атакже в трещиноватых гранитоидных коллекторахфундамента. Отнюдь не часто встречающийся случайобнаружения промышленных скоплений нефти в кри-сталлических породах привлекает к нефтям месторож-дения Белый Тигр особое внимание.Существуют две основные гипотезы формированиязалежей нефти в фундаменте месторождения Белый Тигр.Считают, что залежи образовались за счет миграциинефти из нижнеолигоценовых осадочных пород, приле-гающих к выступам гранитного фундамента [1, 2]. Аль-тернативная точка зрения на нефтегазоносность фунда-мента основана на геодинамическом подходе к проблемепроисхождения гранитов и геологической эволюции ли-тосферы в целом [3]. Она заключается в том, что в периодформирования «гранитного» слоя за счет гранитизациипервично-осадочных толщ (вероятно, юрского и меловоговозраста) в условиях жесткого термобарического режимапроисходил процесс трансформации рассеянного органи-ческого вещества (ОВ) в углеводороды (УВ) нефтяногоряда, которые и составили основу нефтяной залежи вфундаменте месторождения Белый Тигр. При этом важ-ным источником УВ-флюидов в зоне субдукции моглислужить также органические остатки, содержащиеся восадках поддвигаемой литосферной плиты, которые врезультате термолиза трансформировались в нефтяныеУВ. УВ-флюиды, возгонявшиеся вверх из зон поддвигавместе с водоминеральными потоками, при изменениитермобарических условий «оседали» в магматических иосадочных породах, а по трещинам и другим каналамжидкие УВ фундамента могли проникать в нижнеолиго-ценовые отложения, где смешивались с «родной» нефтьюэтого комплекса [3].Особенности состава УВ нефти позволяют распо-знавать основные особенности источника и условийотложения исходного нефтематеринского вещества[4]. Поэтому нами проведено исследование составанасыщенных и ароматических УВ нефтей из гранито-идных коллекторов фундамента, олигоценовых и мио-ценовых песчано-алевролитовых отложений место-рождения Белый Тигр, позволяющих судить о проис-хождении этих нефтей.Объекты и методы исследования. Объектами ис-следования послужили пять образцов нефти из фунда-мента и две нефти из нижнего миоцена и олигоцена.Фундамент на месторождении Белый Тигр имеет не-однородное строение, сложен магматическими кристал-лическими породами с дайками диабазовых и андезитоба-зальтовых порфиритов и обладает повышенной кавер-нозностью и трещиноватостью. Массивная залежь нефтинаходится в пределах горстообразного гранитного высту-па, разбитого разломами на несколько блоков. Нефтена-сыщенный резервуар в основном связан с внутреннейчастью кристаллического массива. Покрышкой залежислужат аргиллиты олигоцена, трансгрессивно перекры-вающие погребенный гранитный выступ (рис. 1).Рис. 1. Продольный разрез гранитоидного массива Белый Тигр с перекрывающим осадочным чехлом [5]:1 - поверхность фундамента; 2 - зоны наибольшего гидротермального изменения и повышенной трещиноватостиПромышленные залежи нефти, наряду с фундамен-том, приурочены к песчаникам нижнего и верхнегоолигоцена и нижнего миоцена [6]. Фациальные условиянакопления осадков продуктивного разреза менялисьот речных, озерных и лагунных в нижнем олигоцене доречных, озерных, дельтовых и мелководных морских вверхнем олигоцене и мелководных морских, лагунныхи болотных в нижнем миоцене [7].Компонентный состав нефтяных УВ определяли мето-дом хромато-масс-спектрометрии с использованием хро-матомасс-спектрометра DFS фирмы «Thermo Scientific»(Германия) с кварцевой капиллярной хроматографическойколонкой фирмы «Thermo Scientific» внутренним диамет-ром 0,25 мм, длиной 30 м, неподвижной фазой TR-5MSтолщиной 0,25 мкм. Режим работы хроматографа: газ-носитель - гелий, температуры испарителя и интерфейса250С; программа нагрева термостата: tнач = 80С, изотермав течение 2 мин, нагрев со скоростью 4 град / мин доtмакс = 300С. Режим работы масс-спектрометра: методионизации - электронный удар; энергия ионизирующихэлектронов 70 эВ; температура ионизационной камеры250С; диапазон регистрируемых масс - 50-500 а.е.м.; дли-тельность развертки спектра 1 с.Индивидуальные соединения идентифицировали пополным масс-спектрам, для этого использовали дан-ные, имеющиеся в литературе, спектро-структурныекорреляции программы X-Calibur, а также компьютер-ную библиотеку масс-спектров NIST, насчитывающуюболее 163 тыс. наименований.Результаты исследований и обсуждение. В соста-ве УВ всех нефтей преобладают насыщенные структу-ры, среди которых идентифицированы структурныегруппы алканов, алкилциклогексанов, стеранов, секо-гопанов, сесквитерпанов, три-, тетра- и пентацикличе-ских терпанов. Суммарное содержание ароматическихУВ, представленных моно-, би-, три, тетра- и пента-циклическими структурами, в смеси УВ невелико, непревышает 4,6% отн.Состав насыщенных углеводородов. Основнойгруппой УВ всех нефтей являются алканы (таблица).Их относительное содержание несколько снижается внефтях из фундамента. В смеси УВ возрастает концен-трация циклогексанов (сумма метилалкил- и алкилцик-логексанов в нефтях из фундамента варьирует от 6 до21%). Во всех нефтях содержание терпанов существен-но превышает концентрацию суммы стеранов.Относительное содержание групп УВв нефтях месторождения Белый ТигрГруппауглеводородовВозраст коллектораМиоцен Олигоцен Фундамент*Алканы 86,18 87,55 84,70Циклогексаны 3,85 3,96 5,91Метилциклогексаны 2,68 3,01 4,07Терпаны 2,47 1,98 1,11Стераны 0,10 0,07 0,01Моноарены 0,85 0,67 0,45Биарены 2,35 1,21 1,80Триарены 1,45 1,44 1,85Тетраарены 0,07 0,11 0,11Пентаарены 0,001 0,002 0,003* Среднее значение по пяти нефтям.Все нефти характеризуются сходным молекулярно-массовым распределением н-алканов С11-С39 с макси-мумами, приходящимися на С17 и С23 (рис. 2, А) и ал-килциклогексанов С11-С37, максимумы распределениякоторых приходятся на С15 и С17 (рис. 2, Б). Только внефти из олигоцена содержание циклогексана С15 не-высоко.Рис. 2. Молекулярно-массовое распределение н-алканов (А), алкилциклогексанов (Б) и метилалкилциклогексанов (В)Метилалкилциклогексаны представлены наборомгомологов С13-С36 (рис. 2, В), каждый из которых со-стоит из трех орто-, мета- и параизомеров с преоблада-нием ортометилзамещенных форм.Относительное содержание отдельных гомологовн-алканов показывает, что в состав исходного ОВ, про-дуцировавшего нефти олигоцена и миоцена месторож-дения Белый Тигр, основной вклад могли вносить при-брежные водоросли, а нефтей фундамента - фито-планктон (в части из них в смеси с прибрежными водо-рослями). Однако следует учитывать, что более высо-кие температуры в залежи фундамента могли привести(за счет деструкции высокомолекулярных алканов) кобразованию в смеси дополнительной порции алкановС15-С17. Значения соотношения изопреноидных алка-нов пристана и фитана (П/Ф > 2) указывают на окисли-тельную обстановку накопления исходного ОВ всехисследованных нефтей.Рис. 3. Распределение в нефтях н-алканов (А) и изо-стеранов (Б)Стераны присутствуют во всех нефтях в очень низ-ких концентрациях. Среди них резко преобладают ре-гулярные С27-С29. Содержание диастеранов невелико (внефтях из миоцена несколько выше, чем в остальных).Соотношение содержания изостеранов С27, С28 и С29,характеризующее вклад в исходное органическое ве-щество отдельных видов биопродуцентов [4], позволя-ет проводить палеогеографические реконструкцииусловий накопления исходного ОВ [8]. На рис. 3, Бприведено распределение исследованных нефтей вплоскости соотношения С27-С29 стеранов. Видно, чтонакопление исходного ОВ всех исследованных нефтеймогло происходить в прибрежном мелком море.Суммарное содержание терпанов, представленныхби- (сесквитерпаны), три-, тетра- и пентациклическимиструктурами, во всех нефтях существенно выше, чемстеранов.Сесквитерпаны являются наиболее представительнымклассом терпанов и включают изомеры нордримана, дри-мана и гомодримана с преобладанием дриманов (рис. 4).Рис. 4. Масс-хроматограммы (m/z 123) сесквитерпанов нефтей месторождения Белый Тигр:1, 2 - нордриманы (С14); 3-6 - дриманы (С15); 7-10 - гомодриманы (С16)От миоцена к фундаменту снижается относительноесодержание гомодриманов, а среди дриманов - изоме-ра 6, растет содержание изомера 3, что может бытьследствием большей термической преобразованностинефти из фундамента.Трициклические терпаны (Т20-Т36) доминируют надгопанами в нефти из фундамента (рис. 5). Вверх постратиграфическому разрезу их относительное содер-жание снижается, фиксируются только следы Т31-Т36гомологов, и в нефти из миоцена резко преобладаютпентациклические структуры (Ts, Tm, 29-35). Тетра-циклический терпан С24 присутствует во всех нефтях вмалой концентрации. Обнаружено наличие во всехнефтях тетрациклического терпана С30, идентифициро-ванного по наличию в масс-спектре интенсивного сиг-нала иона m/z 259 и молекулярного иона 414 а.е.м. [9].Рис. 5. Масс-фрагментограммы терпанов (m/z 191) нефтей месторождения Белый ТигрВсе нефти содержат небольшое количество гамма-церана (G), свидетельствующее о невысокой соленостивод в бассейне седиментации исходного ОВ. Величиныотношения Т26/Т25, составляющие 1,2-1,4 и наличиететрациклического терпана С30 характерны для нефтей,исходный органический материал которых отлагался возерных обстановках [9, 10]. Неморским обстановкамнакопления исходного ОВ отвечает также существен-ное преобладание терпанов над стеранами [11]. Во всехнефтях присутствует олеанан (О), указывающий на то,что в состав исходного ОВ нефтей месторождения Бе-лый Тигр входили остатки покрытосеменных растений,отлагавшиеся в бассейне (часто дельтовом [12]), нестарше мелового [13]. Величина Ts/Tm (1,9-2,2) пока-зывает высокую термическую зрелость всех исследо-ванных нефтей.Во всех нефтях присутствуют 8,14-секогопаны со-става С27, С29-С33. В нефти миоцена зафиксировано,кроме того, наличие С34 и С35 секогопанов. Среди 8,14-секогопанов в нефтях из фундамента и олигоцена до-минируют С29, в нефти из миоцена - С27. Содержаниеотдельных гомологов в ряду С29-С35 снижается с ро-стом молекулярной массы. Суммарное содержание8,14-секогопанов в нефти из миоцена высоко, в 2 разапревышает общее содержание гопанов, в нефтях ихфундамента и олигоцена секогопаны и гопаны присут-ствуют в близких концентрациях. В то же время вели-чина отношения содержания секогопанов (по m/z 123)к С30 гопану (по m/z 191) составляет в нефти миоценалишь 1,6, возрастает в нефти из олигоцена (2,4) и фун-дамента (4,8). Такое распределение секогопанов, а так-же тетрациклических терпанов (величина отношенияТ23/30 растет от 0,2 до 3,3) в разрезе может быть след-ствием большей термической преобразованностинефтей из олигоцена и фундамента и увеличения отно-сительного содержания секогопанов и трициклическихтерпанов за счет меньшей термической устойчивостигопановых структур [4, 14].Таким образом, состав насыщенных УВ свидетель-ствует о большей термической преобразованностинефтей, залегающих в кристаллическом фундаменте, атакже о нестабильности фациальных условий накопле-ния материнских толщ, продуцировавших впослед-ствии нефтяные флюиды. Эти толщи должны включатьосадки мелководо-морского, озерного и дельтовогогенезиса, что отвечает условиям отложения олигоценаи, возможно, нижнего миоцена исследованной терри-тории.Состав ароматических углеводородов. Содержаниеароматических УВ в нефтях составляет 3,4-4,7% отсуммы всех УВ. Во всех нефтях доминируют би- итриарены (табл. 1). Биарены на 90-96% представленынафталинами, а среди триаренов преобладаютфенантрены (93-97%). Относительное содержание всмеси биаренов бифенилов, представленныхбифенилом и его метил- и диметилзамещеннымигомологами, растет от миоцена к фундаменту от 4 до11%. Во всех нефтях среди метилбифениловпреобладает 3-МБФ, а в минимальной концентрацииприсутствует 2-МБФ. Содержание флуоренов спреобладанием метилзамещенных максимально внефтях олигоцена (в среднем 7% от суммы триаренов).Концентрация индивидуальных флуоренов визученных нефтях снижаются в последовательностях1-МФл> 3-+2-МФл > Фл > 4-МФл > 9-МФл.Молекулярный состав нафталинов и соотношениесодержания отдельных соединений для всех исследо-ванных нефтей практически идентичны. На рис. 6 при-ведено типичное распределение нафталинов в нефтяхместорождения Белый Тигр.Мало отличаются нефти и по составу фенантренов.Концентрация отдельных групп фенантренов во всехнефтях снижается в ряду ДМФ > МФ > ТМФ > Ф.Молекулярный состав фенантренов, представлен-ный на рис. 7, аналогичен для всех исследованныхнефтей за исключением более низкого относительногосодержания 1,7-диметилфенантрена в одной из нефтейфундамента.Рис. 6. Масс-фрагментограмма (m/z128, 142, 156, 170, 184) нафталинов нефти из фундамента:1 - Н; 2 - 2-МН; 3 - 1-МН; 4 - 2,6-+2,7-ДМН; 5 - 1,7-+1,3-ДМН; 6 - 1,6-ДМН; 7 - 1,4-+2,3-+1,5-ДМН; 8 - 1,2-ДМН;9 - 1,3,7-ТМН; 10 - 1,3,6-ТМН; 11 - 1,4,6-+1,3,5-ТМН; 12 - 2,3,6-ТМН; 13 - 1,2,7-+1,6,7-+1,2,6-ТМН; 14 - 1,2,4-ТМН;15 - 1,2,5-ТМН; 16 - 1,3,5,7-ТеМН; 17 - 1,3,6,7-ТеМН; 18 - 1,2,4,6-+1,2,4,7-+1,4,6,7-ТеМН;19 - 1,2,5,7-+2,3,6,7-ТеМН; 20 - 1,2,6,7-+1,2,3,7-ТеМН; 21 - 1,2,3,6-ТеМН; 22 - 1,2,5,6-+1,2,3,5-ТеМНРис. 7. Масс-фрагментограмма (m/z 178, 192, 206, 220) фенантренов нефти из фундамента:1 - Ф; 2 - 3-МФ; 3 - 2-МФ; 4 - 9-МФ; 5 - 1-МФ; 6 - ЭФ+3,6-ДМФ; 7 - 2,6-+3,5-ДМФ;8 - 2,7-ДМФ; 9 - 1,3-+3,9-+2,10-+3,10-ДМФ; 10 - 2,5-+2,9-+1,6-ДМФ; 11 - 1,7-ДМФ; 12 - 2,3-+1,9-ДМФ;13 - 1,8-ДМФ; 14 - 1,2-ДМФ; 15 - 1,3,6-ТМФ; 16 - 1,3,7-ТМФ; 17 - 1,3,9-+1,6,9-ТМФ;18 - 1,3,8-+2,3,10-ТМФ; 19 - 1,6,7-ТМФ; 20 - 1,2,7-ТМФ; 21 - 1,2,6-ТМФ; 22 - 1,2,8-ТМФСодержание моноаренов в смеси УВ снижается отмиоцена к фундаменту (0,9-0,5% отн.) обратно изме-нению содержания циклогексанов. Среди моноареновидентифицированы гомологические ряды алкилбензо-лов С11-С30, имеющих одну неразветвленную алифати-ческую цепь, их изомеров, содержащих дополнитель-ную метильную группу, и преобладающих в составемоноаренов диметилалкилбензолов, а также следовыхколичеств триметилалкилбензолов. В составе изомеровметилалкилбензолов (МАБ), как и среди мети-лалкилциклогексанов, во всех исследованных нефтяхпреобладают ортоизомеры. В минимальном количествеприсутствуют 1,4-МАБ. Для нефтей из отложений раз-личного возраста месторождения Белый Тигр величинаотношения 1,3-МАБ к 1,2-МАБ, возрастающая с ро-стом термической преобразованности нефти, меняетсянезначительно (0,75-0,84), а максимальные значениязафиксированы в нефтях из терригенных толщ.Содержание тетрааренов в нефтях месторожденияБелый Тигр невелико (0,06-0,11% от суммы УВ) и ми-нимально в нефти из миоцена. В составе тетраареновидентифицированы пирен, флуорантен, хризен,бензантрацен, их метил- и диметилзамещенныепроизводные. Среди тетрааренов во всех нефтяхпреобладают пирены, среди метилпиренов - 4-метилзамещенный. Пентациклические арены, содержаниекоторых в нефтях изменяется от 0,001% от суммы УВв нефти из миоцена до 0,003% в нефти из фундамента,во всех нефтях представлены бензфлуорантенами, бен-запиренами и их метилзамещенными гомологами.Полученные данные показывают близость харак-тера распределения и состава ароматических УВ висследованных нефтях из миоцена, олигоцена и фун-дамента.Совокупность результатов исследования УВнефтей месторождения Белый Тигр, залегающих вмиоцене, олигоцене и фундаменте, показывает сход-ство состава моно-, би-, три-, тетра- и пентааренов,алканов, алкил- и метилалкилциклогексанов всехнефтей. Некоторые особенности состава нефтей(соотношение содержания гопанов, секогопанов итрициклических терпанов, а также относительноесодержание С15-С17 н-алканов) могут быть обуслов-лены различием в термической истории залежей.Состав изопреноидных алканов указывает на бли-зость условий накопления исходного ОВ всех ис-следованных нефтей, а данные о составе стеранов,тетра- и пентациклических терпанов - на условияформирования состава нефтематеринского веществавсех нефтей, характерные для отложения олигоце-на - нижнего миоцена на территории месторожде-ния Белый Тигр.

Скачать электронную версию публикации