微生物勘探技術(shù)在呼和地區(qū)生物氣勘探中的應用

袁志華 （教育部油氣資源與勘探技術(shù)重點實驗室（長江大學），湖北荊州434023）

賴曉明 （長江大學地球科學學院，湖北荊州434023）

微生物勘探技術(shù)在呼和地區(qū)生物氣勘探中的應用

袁志華 （教育部油氣資源與勘探技術(shù)重點實驗室（長江大學），湖北荊州434023）

賴曉明 （長江大學地球科學學院，湖北荊州434023）

采用油氣微生物勘探技術(shù)（MPOG），對呼和地區(qū)進行了油氣微生物勘探研究。通過對工區(qū)油氣微生物勘探的研究，完成了工區(qū)內(nèi)油和氣的微生物異常區(qū)的圈定，結(jié)果顯示微生物異常與工區(qū)內(nèi)已完鉆井的含氣情況基本符合；同時結(jié)合區(qū)內(nèi)的油氣藏壓力、地表條件、樣品特性等各種因素進行了討論；分析表明，MPOG比較適合在該盆地內(nèi)運用。最后再以微生物異常為主要前提，結(jié)合區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的資料（如鉆井、測井和錄井等資料），對呼和地區(qū)的油氣遠景進行了評價，并給出了如下結(jié)論：呼和地區(qū)的油氣遠景較差，異常顯示較好的區(qū)域位于工區(qū)中心，建議加強對該地區(qū)所取得的各種資料進行詳細綜合研究，特別是和3井與和4井之間所在的異常區(qū)進行重點研究。

呼和地區(qū)；油氣微生物勘探技術(shù)；異常值；油氣遠景評價

油氣微生物勘探技術(shù)（MPOG）的應用已日趨廣泛，它以其直接、有效、多解性小而經(jīng)濟等優(yōu)勢日益受到全球油氣專家的高度重視［1～5］。應用MPOG技術(shù)對預測非常規(guī)油氣藏和深部油氣藏，確定地質(zhì)構(gòu)造的含油級別和油氣分布，指明油氣藏位置，提高我國油氣勘探和開發(fā)的效益均具有重要意義。筆者將MPOG應用在呼和地區(qū)，主要研究該區(qū)塊的油氣藏特征，以及部署相對有利的建議井，最后實現(xiàn)好的勘探效果。

1 工區(qū)概況

呼和地區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部土默特右旗（簡稱土右旗），地處呼和浩特市、包頭市和準格爾煤田3地交界處。整個地勢由西北向東南傾斜，境內(nèi)北部為大青山山區(qū)，南部是土默川平原，東西長74.1km，南北寬67.5km。

工區(qū)屬于呼和地區(qū)，已完成地震勘探，在進行油氣微生物勘探野外工作時，工區(qū)內(nèi)只有和3井正在鉆進。整個工區(qū)呈現(xiàn)南高北低，東北－西北側(cè)凹陷的構(gòu)造格局，且南北較平緩，兩側(cè)較陡，南部發(fā)育了一系列正斷層，形成許多小型地塹，區(qū)內(nèi)芒硝發(fā)育。

2 樣品采集

油氣微生物勘探的樣品采集深度一般為地表植被根系之下、地表水潛水面之上。甲烷氧化菌和輕烴氧化菌屬喜氧微生物，過淺易受地表生物干擾，過深易受地下水影響。在統(tǒng)一深度取樣，是為了保證可對比性。

工區(qū)位于土右旗以南、黃河以北，屬黃河沖積平原，地勢平坦；麥黍作物區(qū)，耕作深度0.30m左右；灌渠密布，地表水潛水面0.80m左右；4月中上旬氣溫較低，0.45m以下為凍土。由此看來，在呼和地區(qū)內(nèi)，其采集深度在0.60m處是比較理想的。

根據(jù)地質(zhì)任務要求，工區(qū)東西長20.5km，南北寬9km，按500m×500m的網(wǎng)格進行采樣，其采樣數(shù)量為798個。

3 微生物勘探成果及異常分析

為了評價微生物異常，筆者采用了一套對土壤中烴氧化菌（包括甲烷氧化菌）的評價指標——MU（Measurement Unit）值［6］。通過對工區(qū)內(nèi)所取得的土樣進行分析，得出微生物異常分析結(jié)果。根據(jù)油氣微生物勘探數(shù)據(jù)，并結(jié)合地表類型、地面高度、地形地貌、樣品pH值、濕度、巖性等資料，得出圖1與圖2中所顯示的油氣異常等值線圖（等菌線）。

圖1 呼和地區(qū)氣異常分布圖

圖2 呼和地區(qū)油異常分布圖

3.1 氣顯示

氣顯示的測量單元值（MU）變化范圍為1.9至63.1。從整個氣異常顯示分布情況，可以得出以下幾點結(jié)論：

1）工區(qū)內(nèi)氣異常顯示普遍較低，并且分布零散，這說明工區(qū)含氣前景較差。

2）工區(qū)內(nèi)異常顯示較好的區(qū)域位于工區(qū)中心（和3井與和4井之間），面積約7.0km2，但異常顯示強度不是很高，尤其是MU＞30區(qū)域僅分布于采樣點444處。

3）工區(qū)內(nèi)與斷層對應的區(qū)域異常較發(fā)育，其相關性較好，特別是在采樣點157附近，其異常值略高。表明斷層可能多為開啟型，對氣藏遮擋不是十分理想。

此外，在工區(qū)西北部，MU＞30的區(qū)域較大，而其南部均為斷層，在該處可能有一斷層。

3.2 油顯示

該次研究主要是對呼和地區(qū)進行天然氣勘探，為了驗證工區(qū)天然氣的成因，對工區(qū)的油顯示異常亦進行了分析。

研究結(jié)果表明，工區(qū)內(nèi)油顯示異常非常低（MU最高也只有6.7），幾乎沒有，表明工區(qū)無熱裂解油氣成因。此外，即使有微弱顯示，也與斷層分布有關。

3.3 結(jié)果解釋

為了更直觀地反映呼和地區(qū)內(nèi)含天然氣情況，對該工區(qū)內(nèi)氣顯示進行了統(tǒng)計，得出氣異常值為25.0～30.0、30.0～38.0、＞38.0這3個區(qū)段中，樣品數(shù)分別為59、39和28，分別占總樣品數(shù)的7.39%、4.89%和3.51%，遠遠低于0.0～25.0區(qū)段的樣品數(shù)672個和百分比84.21%，充分說明了工區(qū)含氣前景較差。微生物異常只是在局部地區(qū)有強烈異常，而大部分地區(qū)顯示微弱。

4 綜合研究與勘探評價

下面主要從水樣分析、構(gòu)造條件、錄井異常、現(xiàn)有的鉆井情況等這幾個方面對呼和地區(qū)的含氣遠景和最有利的勘探區(qū)域以及布井位置加以討論。

4.1 水樣分析

據(jù)資料反映，工區(qū)打水井時曾遇到過水中冒氣的現(xiàn)象。為此，在野外采集過程中，采集了幾個水樣，以便在進行油氣微生物結(jié)果解釋時提供更為有效的依據(jù)。分析表明，只有一個水樣有微量的甲烷顯示，相應地其微生物異常也略微高一點，但仍然是非常低的。除此之外，其他水樣中無甲烷氣，而且其微生物異常亦非常低。

在剛開始打水井時，有氣泡冒出，過后并沒有持續(xù)的現(xiàn)象，這對于因地下產(chǎn)甲烷菌的作用導致甲烷局部富集是比較正常的。因此，在曾經(jīng)有氣泡冒出，而通過氣相色譜分析無任何異常，是完全可以理解的。同時，因氣泡逸出，局部地下天然氣富集區(qū)壓力釋放，導致地表對應的區(qū)域微生物異常值很微弱也就不難理解了。如果地下有大量的天然氣聚集，水樣中應該有大量的與此對應的微生物，異常值將會呈現(xiàn)高值。

4.2 構(gòu)造條件

工區(qū)斷層比較發(fā)育，而且微生物的異常與斷層密切相關，總是位于斷層的正上方或在其附近，這說明工區(qū)的斷層大多為開啟型的斷層。因此，該區(qū)斷層往往是提供天然氣泄漏通道而不是起著遮擋封堵的作用。

此外，由于工區(qū)范圍限制，僅在工區(qū)南部涉及該區(qū)芒硝覆蓋區(qū)邊界。微生物異常不僅僅沿斷層分布，而且也沿著芒硝分布有規(guī)律的排列，這表明該區(qū)的芒硝覆蓋區(qū)可能不是理想的蓋層。

因此，從斷層和芒硝覆蓋層來看，對天然氣的聚集也不是十分有利。至于工區(qū)蓋層條件如何，有待于結(jié)合區(qū)域資料、鉆井資料等綜合分析。

4.3 錄井異常

工區(qū)的油氣微生物勘探結(jié)果是按照一套規(guī)范的試驗流程，在綜合考慮各種影響因素的情況下完成的。因此，工區(qū)微生物勘探的結(jié)果是客觀的、純試驗性的。

至于地表、樣品的各種物性等影響因素在數(shù)據(jù)處理過程中均作了相應的處理，使之消除或?qū)⒂绊懙某潭茸钚』?，以便使結(jié)果更加可靠。工區(qū)內(nèi)和3井、和4井以及工區(qū)外的和1井與和5井的錄井過程中的全烴值與微生物異常值統(tǒng)計見表1。

表1 呼和地區(qū)微生物勘探結(jié)果與錄井異常對比表

從表1可以看出，雖然微生物異常值與全烴異常值不是一一對應的關系，但基本上是符合的，而且總體上均表現(xiàn)為低值，二者相互驗證了工區(qū)的含氣性也不是十分理想。

4.4 微生物異常與探井含氣性比較

對于上述所討論的4口探井而言，如果不考慮任何因素，從MPOG的異常來看，基本上不具備工業(yè)性氣流，這與現(xiàn)有的鉆井結(jié)果是基本相符的。特別是和4井與和5井，這2口井是在MPOG初步成果完成后完鉆的探井。微生物勘探結(jié)果表明，這2口井的微生物異常均比較微弱，鉆井表明，這2口井均未獲得工業(yè)性油氣流。

4.5 布井位置

在工區(qū)內(nèi)中部，即和3井與和4井之間，共有測點24個，盡管面積較大，約7.0km2，但微生物異常最小值3.9，最大值42.1，平均值23.1。顯然，該區(qū)域微生物異常顯示強度較低，其含氣性也較差。至于其他地區(qū)，則微生物異常值更低，其含氣性更差。

因此，根據(jù)微生物異常分析結(jié)果，建議加強對該地區(qū)所取得的各種資料進行詳細綜合研究，特別是和3井與和4井之間所在的異常區(qū)進行重點研究，在此基礎上，再考慮探井部署的問題。

5 結(jié) 論

1）工區(qū)內(nèi)氣顯示異常普遍微弱，異常略微強烈區(qū)域分布零散，這說明工區(qū)含氣前景較差。

2）工區(qū)內(nèi)異常顯示較好的區(qū)域位于工區(qū)中心（和3井與和4井之間），但異常強度不是很高。

3）工區(qū)內(nèi)與斷層對應的區(qū)域異常較發(fā)育，且相關性較好，表明斷層可能多為開啟型，對氣藏遮擋不是十分理想。

4）微生物異常值與工區(qū)內(nèi)所取的水樣分析結(jié)果、錄井異常分析結(jié)果相互印證，結(jié)論一致。

5）微生物異常值與工區(qū)內(nèi)所鉆探的和3井與和4井的含氣情況基本符合，實踐表明，油氣微生物勘探技術(shù)比較適合在該盆地內(nèi)運用。

［1］中國科學院微生物研究所微生物研究室.微生物勘探石油和天然氣操作法［J］.微生物，1963，2（3）：97～103.

［2］趙邦六，何展翔，文百紅.非地震直接油氣檢測技術(shù)及其勘探實踐［J］.中國石油勘探，2005，（6）：29～37.

［3］吳傳芝.微生物油氣勘探技術(shù)及其應用［J］.天然氣地球科學，2005，16（2）：82～87.

［4］趙政璋，吳國干，胡素云，等.全球油氣勘探新進展［J］.石油學報，2005，26（6）：119～126.

［5］袁志華，張楊，張玉清.江漢復興Ⅰ號斷塊近地表石油微生物勘探研究［J］.地質(zhì)論評，2008，54（5）：161～165.

［6］李勇梅，袁志華.陽信洼陷石油微生物勘探研究［J］.特種油氣藏，2009，16（5）：44～47.

［編輯］ 宋換新

35 Application of Microbial Technology for Oil and Gas Exploration in Hohhot Area

YUAN Zhi－h(huán)ua，LAI Xiao－ming

（First Authors Address：Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources（Yangtze University），Ministry of Education，Jingzhou434023，Hubei，China）

Microbial prospecting technology for oil and gas（MPOG）exploration was studied in Hohhot Area.By studying the MPOG technique，the area of microbial anomalies of oil and gas was completed.The result showed that the microbial anomalies and the gas－bearing conditions in the operation area were consistent，and discussion was carried out in combination with reservoir pressure，surface conditions，sample characteristics，etc.The analysis indicated that the microbial prospecting technology was more suitable for the basin exploration.Based on the main premise of microbial abnormalities，and in combination with drilling and logging data and well log，the oil and gas－bearing prospects of Hohhot Area are evaluated The results show that in Hohhot Area the exploration prospects of oil and gas are poor，and the region with better anomaly display is located in the center of the operation area.It is proposed that a comprehensive study should be carried out on various data and information of the area in a detailed and comprehensive way，especially the study of the anomalous region between the Well 3and 4.

Hohhot；MPOG；anomaly；oil and gas－bearing prospects

book=18,ebook=18

TE132

A

1000－9752（2012）05－0035－04

2011－11－11

全國油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查與評價專項（2009GYXQ15）。

袁志華（1967－），男，1987年大學畢業(yè)，博士，副教授，現(xiàn)主要從事油氣微生物勘探和微生物提高石油采收率方面的研究工作。