利用微生物勘探技術(shù)預(yù)測(cè)港西旺32井區(qū)有利油氣富集區(qū)

袁志華 (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 荊州 434023)

汪曉萌 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

利用微生物勘探技術(shù)預(yù)測(cè)港西旺32井區(qū)有利油氣富集區(qū)

袁志華 (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 荊州 434023)

汪曉萌 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

油氣微生物勘探法(MPOG)是地表勘探法的一個(gè)分支，根據(jù)所檢測(cè)出的微生物異常區(qū)，研究近地表土壤層中微生物異常與下伏油氣藏的相關(guān)關(guān)系。將油氣微生物勘探技術(shù)應(yīng)用于港西地區(qū)并結(jié)合該區(qū)的地質(zhì)資料、鉆井和測(cè)井等資料，使油氣微生物勘探結(jié)果的符合率達(dá)到75%，取得了良好效果，對(duì)復(fù)雜地下地質(zhì)條件的油氣勘探具有指導(dǎo)意義。

油氣微生物勘探技術(shù)；烴氧化菌；含油顯示；油氣富集區(qū)；港西地區(qū)

油氣微生物勘探(MPOG)作為一種新的地表油氣識(shí)別技術(shù)，以其直接、有效、多解性小等優(yōu)勢(shì)日益受到油氣勘探界的重視[1-3]。該技術(shù)的原理是在油氣藏壓力的驅(qū)動(dòng)下,油氣藏的輕烴氣體持續(xù)地向地表作垂直擴(kuò)散和運(yùn)移,土壤中的專性微生物以輕烴氣作為其唯一能量來(lái)源,在油藏正上方的地表土壤中非常發(fā)育并形成微生物異常[4-5]。下面，筆者利用微生物勘探技術(shù)對(duì)港西旺32井區(qū)有利油氣富集區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1工區(qū)地理與構(gòu)造位置

港西旺32井區(qū)位于黃驊坳陷中北區(qū)的港西構(gòu)造西端，西北與大中旺-齊家務(wù)地區(qū)相鄰，東南與歧口坳陷相接，是北大港潛山構(gòu)造帶的西南傾沒(méi)端。研究區(qū)面積13.5km2，構(gòu)造位置位于齊家務(wù)構(gòu)造的北東方向，鄰近港西斷層，具體位置位于傾向南西方向的港西斷層的上升盤和旺31井北側(cè)傾向向南的斷層下降盤形成的斷層夾持區(qū)。

1.2成藏地質(zhì)特征

旺32井是區(qū)內(nèi)獲得油流的一口新井，其產(chǎn)油層位為沙一下亞段的1516.99～1522.19m，儲(chǔ)集層是灰?guī)r。從旺32井的油藏地質(zhì)剖面來(lái)看，早第三紀(jì)發(fā)育的沙一段地層下伏于晚第三紀(jì)發(fā)育的東營(yíng)組地層之下，兩者呈角度不整合接觸，而且儲(chǔ)集層上傾方向也受到斷層控制，因而是一個(gè)由不整合面和斷層聯(lián)合封閉所組成的構(gòu)造-地層復(fù)合油藏，具體來(lái)說(shuō)，該油藏類型是一個(gè)地層不整合-斷層油藏。旺32井位于一個(gè)局部的構(gòu)造高點(diǎn)上，即黃驊坳陷內(nèi)最大的中央隆起帶-港西凸起的北西側(cè)，處于旺31井北側(cè)斷層的下降盤上。因此，油氣來(lái)源方向來(lái)自大中旺-齊家務(wù)地區(qū)，并且是由沙一下亞段油源和沙三段油源混合而成的。

2 野外樣品采集

在野外測(cè)量中, 利用美國(guó)GARMIN eTrex Venture衛(wèi)星定位儀定點(diǎn), 并采用專用取樣器進(jìn)行取樣，由于甲烷氧化菌和輕烴氧化菌屬喜氧微生物，過(guò)淺易受地表生物干擾，過(guò)深易受地下水影響，因此取樣深度定為0.6m。樣品重量500g。工區(qū)內(nèi)測(cè)點(diǎn)256個(gè), 測(cè)點(diǎn)距離為250m×250m。在所有251個(gè)測(cè)點(diǎn)中，由于河流和村莊等原因，對(duì)2個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了偏移，即測(cè)點(diǎn)88(因河流向北西偏移58.0m)和測(cè)點(diǎn)225(因村莊向南西偏移80.0m)。

通過(guò)對(duì)該研究區(qū)的油氣微生物勘探，應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo)：①圈定與深部油氣藏有關(guān)的烴氧化菌異常區(qū)，預(yù)測(cè)油氣藏的聚集類型和平面展布規(guī)律，為勘探區(qū)塊評(píng)價(jià)和井位設(shè)計(jì)提供依據(jù)；②進(jìn)行油氣微生物勘探異常分類；③預(yù)測(cè)油氣富集區(qū)，并提出合理的勘探建議。

3 微生物異常分析

3.1油氣微生物異常等值線圖的繪制

為了評(píng)價(jià)微生物異常, 采用針對(duì)土壤中的烴氧化菌以及甲烷氧化菌的評(píng)價(jià)指標(biāo)——MU值(Measurement Unit)。在不同自然條件下, 微生物的發(fā)育程度是不同的, 如粘土中的微生物較沙土中的微生物發(fā)育(即巖性的影響)、土壤潮濕的情況下較干旱時(shí)發(fā)育(即濕度的影響)、植被區(qū)較非植被區(qū)發(fā)育等。因此，為了準(zhǔn)確真實(shí)地表征下伏地層的含油氣情況, 必須對(duì)上述各因素進(jìn)行一系列歸一化處理, 從而最終得出MU值。MU值由多組原始數(shù)據(jù)組成，即微生物顯微測(cè)定數(shù)據(jù)、生長(zhǎng)活性測(cè)定數(shù)據(jù)、生化反應(yīng)測(cè)定數(shù)據(jù)、敏感度分析結(jié)果、CO2生成速率數(shù)據(jù)以及輕烴氣體耗損分析等。采用該方法計(jì)算出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的MU值并分別記錄在油分布平面圖和氣分布平面圖上，可以得到“MU等值線”。單元MU值測(cè)量越高的區(qū)域，越有可能發(fā)現(xiàn)油氣藏。為了更有效地發(fā)現(xiàn)該工區(qū)內(nèi)油氣微生物異常區(qū)，采用自然鄰點(diǎn)法和克里金法對(duì)試驗(yàn)所得的微生物油異常分析結(jié)果進(jìn)行繪制，得到油氣異常等值線圖[6]。

1-油異常值≥45；2-油異常值=40；3-油異常值=35；4-油異常值=30；5-油異常值=25；6-油異常值=20；7-氣異常；8-斷層及等深線；9-油井；10-出水井。

3.2油氣微生物異常值分析

根據(jù)該研究區(qū)勘探實(shí)踐，井的性質(zhì)與微生物異常值的關(guān)系分析對(duì)比表明，微生物油異常背景值是可以明確肯定的，即以油異常值20.00為界，凡油異常值小于20.00者，無(wú)油顯示，屬背景值區(qū)。微生物異常值為25.00 以上時(shí)，說(shuō)明微生物異常顯著，基本上反映了下伏油氣藏的含油氣性，故在根據(jù)微生物異常值繪制成圖件時(shí)將異常值大于25.00的區(qū)域充填為不同層次的顏色加以區(qū)分，不同顏色顯示相應(yīng)地不同的含油潛力。同時(shí)繪制一條微生物異常值為20.00輔助線，使得油異常區(qū)一目了然(見(jiàn)圖1)。

該研究區(qū)以南的區(qū)域?yàn)槌墒扉_(kāi)發(fā)區(qū)，因此，在討論微生物異常與各井關(guān)系時(shí)多以該區(qū)域的井位為主，同時(shí)參照其他井位。為此，在該研究區(qū)選擇了3口井作為油氣異常標(biāo)定的參考井位(見(jiàn)表1)。

表1 港西旺32井區(qū)內(nèi)部分井鉆遇油氣情況

表2 港西旺32井區(qū)內(nèi)3口井微生物油異常值界定

在研究區(qū)內(nèi)共采集了256個(gè)樣品，并對(duì)樣品進(jìn)行了油氣微生物異常值分析。同時(shí)，在該工區(qū)內(nèi)，有一口井鉆遇含油水層(旺32井)和2口出水井(旺36井和旺31井)。旺32 井為產(chǎn)油井并且位于測(cè)點(diǎn)475 處，該處的微生物油異常值為31.15。顯然，該井位于異常值為30.00 所圈定的異常區(qū)內(nèi)。旺36井為出水井并且位于測(cè)點(diǎn)374 處，該處的微生物油異常值為19.21。旺31為出水井，位于測(cè)點(diǎn)829 附近，該處的微生物油異常值為15.31。而根據(jù)旺31井的含油性來(lái)看，幾乎全是水層，初試結(jié)果只有極少量的原油。因此，對(duì)于0.00～20.00 所在的異常區(qū)，基本上屬于背景值區(qū)。與旺36相比，油異常值更低，且在該井周圍均表現(xiàn)為明顯的較低的油異常(見(jiàn)表2)。因此，將未見(jiàn)油顯示的下限界定于油異常值20.00是比較合理的。也就是說(shuō)，當(dāng)油異常值小于20.00 時(shí)，其對(duì)應(yīng)的下伏地層沒(méi)有油氣富集。根據(jù)港西工區(qū)的微生物油異常值與含油氣性分析對(duì)比可知，當(dāng)異常值大于30.00時(shí)，屬?gòu)?qiáng)烈異常區(qū)，為最有利的勘探區(qū)塊。

4 利用微生物異常值識(shí)別含油氣區(qū)

油氣微生物勘探作為一種輔助技術(shù)，可以指示出這些構(gòu)造的含油氣特性，特別是對(duì)于巖性油氣藏，該技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在地震勘探不易達(dá)到的區(qū)域也是可以進(jìn)行的。

4.1油異常值大小特征

研究工區(qū)微生物油異常值的變化范圍為10.84(測(cè)點(diǎn)66)至58.71(測(cè)點(diǎn)132)，總平均值為22.73。

4.2油異常值頻率分布特征

為更好地了解該區(qū)塊油氣微生物油異常值的整體特征，對(duì)研究工區(qū)的微生物油異常值和樣品數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。異常值大于30.00的樣品數(shù)共50個(gè)，占總樣品數(shù)約20%；異常值在25.00～30.00之間的樣品數(shù)為28個(gè)，占總樣品數(shù)約11%；屬于背景值區(qū)的樣品數(shù)(小于25.00)為178個(gè)，占樣品總數(shù)的70%。

4.3工區(qū)油異常區(qū)的分布規(guī)律

油氣微生物勘探技術(shù)成果反映的是油氣藏平面上的分布規(guī)律，而多套儲(chǔ)層則反映的是油氣藏的疊加效果。因此，從油氣微生物異常值平面分布規(guī)律圖， 得出以下初步認(rèn)識(shí)：①油異常條帶在北部高值區(qū)斷開(kāi)，反映南北部分油藏可能不連通，其儲(chǔ)層可能不在同一層系。較好富集區(qū)位于旺31、旺32 井以北所圈定的異常區(qū)內(nèi)。且異常區(qū)呈條帶狀分布，并且沿區(qū)內(nèi)斷層分布，可能主要是斷層遮擋油氣藏；②在工區(qū)內(nèi)以南，形成2處較好的油氣富集區(qū)，異常區(qū)未突破南翼斷層，可能主要是斷層遮擋的油氣藏。該異常區(qū)形態(tài)亦比較完整，面積為3.018km2。

5 綜合分析

區(qū)域資料研究表明，在該異常區(qū)，東營(yíng)組(Ed)地層僅在旺31井、旺32井附近局部沉積，其他區(qū)域館陶組(Ng)地層直接覆蓋在沙一段(Es1)地層之上(見(jiàn)圖2)。從圖2可以看出，研究區(qū)內(nèi)油氣異常區(qū)不僅與沙一段下部油層頂構(gòu)造的斷層相符合，而且與該層段的構(gòu)造圈閉的區(qū)域，特別是與圈定的儲(chǔ)量范圍相符合。同時(shí)，從主測(cè)線及聯(lián)絡(luò)測(cè)線與微生物異常剖面中可以發(fā)現(xiàn)，微生物異常所反映的異常區(qū)域及其異常強(qiáng)度均與地下深部的油藏分布呈現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。因此，從構(gòu)造的角度看，該研究區(qū)內(nèi)油氣異常區(qū)可能在沙一段地層形成儲(chǔ)層。

此外，從圖2還可以看出，該研究區(qū)內(nèi)較小的異常區(qū)與沙一段下部油層頂構(gòu)造圖十分符合，明顯受斷層控制，在東營(yíng)組和館陶組均無(wú)有利的油氣遮擋。因此，該區(qū)的微生物異常很可能在沙一段地層形成油氣藏，系旺25北凹陷向旺32井運(yùn)聚過(guò)程中受斷層遮擋局部聚集所致。但因該異常區(qū)位于工區(qū)邊界，且明顯有向外延伸的趨勢(shì)。

根據(jù)前人的研究，將大中旺地區(qū)沙一段底館陶組沉積前以及沙一段底現(xiàn)今流體勢(shì)均劃分為4個(gè)運(yùn)聚單元。齊家務(wù)運(yùn)聚單元區(qū)是目前油氣的主要分布區(qū)，是油氣運(yùn)移和聚集的優(yōu)勢(shì)區(qū)，其油氣的有利運(yùn)移方向是從中旺鎮(zhèn)西北的高勢(shì)區(qū)向齊家務(wù)和旺32井方向運(yùn)移。

圖2 工區(qū)沙一段下部油層頂構(gòu)造與微生物異常分布關(guān)系圖

該研究區(qū)內(nèi)的異常區(qū)有可能處在優(yōu)勢(shì)運(yùn)移方向的通道上，加之沙一段下部由生物碎屑灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成的特殊巖性段，儲(chǔ)層孔隙以溶孔和裂隙為主，油氣在運(yùn)移的過(guò)程中，因孔隙變化而導(dǎo)致油氣在局部滯留的可能性大大增加，如果再受到斷層的影響，其微生物異常值將會(huì)呈現(xiàn)明顯的高值。

6 結(jié)論和建議

6.1結(jié)論

1)該研究區(qū)油氣微生物異常區(qū)呈條帶狀分布，且沿?cái)鄬臃植?，可能主要是斷層遮擋油氣藏?/p>

2)該研究區(qū)構(gòu)造南翼形成2處較好的油氣富集區(qū)，異常區(qū)未突破南翼斷層。

3)結(jié)合地震、油氣井及生物灰?guī)r等資料研究表明，該研究區(qū)的主要產(chǎn)層可能重點(diǎn)在沙一段，其次為館陶組。

6.2建議

1)該研究區(qū)的勘探重點(diǎn)應(yīng)以斷層帶為主，尋找有利的斷層遮擋油氣藏。

2)勘探目標(biāo)的重點(diǎn)應(yīng)在沙一段尋找油氣儲(chǔ)層，此外，要關(guān)注館陶組油氣儲(chǔ)層。

[1]袁志華，梅博文，佘躍惠，等. 天然氣微生物勘探研究——以蠡縣斜坡西柳構(gòu)造為例[J].天然氣工業(yè)，2003 ，23 (2)：27-30.

[2]袁志華.湖北松滋油氣田天然氣微生物勘探[J].天然氣工業(yè)，2008，28(8)：28-31.

[3]梅博文，袁志華.地質(zhì)微生物技術(shù)在油氣勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].天然氣地球科學(xué)，2004， 15(2)：156-161.

[3]袁志華,梅博文,佘躍惠,等.石油微生物勘探技術(shù)在西柳地區(qū)的應(yīng)用[J].石油學(xué)報(bào)，2002，23 (6)：29-31.

[4]袁志華，梅博文，佘躍惠，等. 二連盆地馬尼特坳陷天然氣微生物勘探[J].天然氣地球科學(xué)，2004，15(2)：162-165.

[5]趙邦六，何展翔，文百紅.非地震直接油氣檢測(cè)技術(shù)及其勘探實(shí)踐[J].中國(guó)石油勘探，2005，10 (6)：29-37.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.02.002

P618.13

A

1673-1409(2012)02-N005-04

2011-11-02

中國(guó)石油科技中青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2008Z0506)。

袁志華(1967-)，男，1987年大學(xué)畢業(yè)，博士，副教授，現(xiàn)主要從事地質(zhì)微生物勘探和本源微生物采油方面的教學(xué)與研究工作。