袁志華，張 敏

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室，湖北 荊州 434023;2.長江大學地球科學學院，湖北荊州434023)

鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)微生物異常與含油氣性關系

袁志華1，2，張 敏1，2

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室，湖北 荊州 434023;2.長江大學地球科學學院，湖北荊州434023)

油氣微生物勘探(MPOG)是地表油氣藏評價的一個分支，主要研究近地表土壤層中微生物異常與地下深部油氣藏的相關關系，它以成本低廉，簡便快速，多解性小的特點，在鎮(zhèn)涇油田得到充分的驗證。在鎮(zhèn)涇油田內，以微生物異常為基礎，結合已有的區(qū)域油氣地質、鉆井和測井等資料，對微生物異常區(qū)域進行分析研究，重點解釋說明了鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)長821小層與油氣異常的關系，并圈定出2個異常區(qū)，其異常連片分布，異常區(qū)的異常平均值較高，反映本工區(qū)內油藏控制面積較大。本工區(qū)天然氣微生物異常整體水平較低，且基本上與油藏微生物異常區(qū)吻合，異常區(qū)零星分布，表明本工區(qū)的天然氣多系原油溶解氣。最后對工區(qū)油藏分級評價，并根據(jù)微生物勘探結果和地質特征等綜合因素，在工區(qū)部署3口建議井。

油氣微生物勘探技術;烴氧化菌;微生物異常;油氣富集區(qū);鎮(zhèn)涇油田;紅河105—1057井區(qū);鄂爾多斯盆地

0 引言

石油的生成、演化、運移、成藏，乃至采油、儲運、加工、使用，一直伴隨著生物地球化學作用，油氣藏的分布與其相關的微生物生態(tài)緊密關聯(lián)。20世紀后期，現(xiàn)代生物技術飛速發(fā)展，越來越廣泛地滲透到科學和經(jīng)濟的各個領域，也極大地推動著油氣微生物勘探技術的發(fā)展。資源匱乏、能源緊缺，傳統(tǒng)勘探風險增大、成本劇增，為廉價有效的微生物勘探技術推廣應用提供了良好的機遇(劉君獻，2003;吳傳芝，2005;向廷生等，2005)。

經(jīng)過50多年的勘探，我國大多數(shù)含油氣盆地的勘探程度已相當高，找到了大批易于發(fā)現(xiàn)的油氣田。但是，隨著勘探的深入發(fā)展，剩余油氣資源分布分散，油氣藏規(guī)模小，而且非構造油氣藏居多，常規(guī)勘探難度增大，勘探成本增高。因此，應用MPOG技術對預測非常規(guī)油氣藏和深部油氣藏、確定地質構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(Matthew，1996;Schumacher，1996;Krooss et al，1998;Saunders et al，1999)。

1 研究工區(qū)地質概況

鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)于鄂爾多斯盆地天環(huán)向斜南部、鎮(zhèn)涇油氣勘查區(qū)塊中部，北東方向與西峰等油田相鄰(圖1)。

鉆井揭示：本區(qū)中生界自下而上主要發(fā)育有三疊系、侏羅系中下統(tǒng)、白堊系下統(tǒng)。上三疊統(tǒng)延長組上部受晚印支運動的影響而剝蝕缺失，且在西南部與上覆地層成角度不整合接觸，這明顯有別于盆地內部。鎮(zhèn)涇油田鎮(zhèn)涇5—鎮(zhèn)涇18、鎮(zhèn)涇25—紅河26井區(qū)鉆井揭露地層平均厚度2 200 m左右，自上而下有第四系，白堊系志丹群，侏羅系安定組、直羅組、延安組，上三疊統(tǒng)延長組(未穿)。其中，三疊系延長組為主要目的層系。

2 微生物勘探方法及樣品采集

油氣微生物評價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。統(tǒng)一深度取樣是為了保證可對比性。

圖1 鎮(zhèn)涇油田位置圖

本研究工區(qū)地表潛水面較淺，但根據(jù)現(xiàn)場采集情況來看，0.6 m的采集深度比較適合該地區(qū)。

采集時間應盡量避免種植季節(jié)，減少施肥、灌溉、農藥等因素的影響。進行野外樣品采集，一般選擇冬季或早春(除凍土外)效果最佳。

本工區(qū)進行樣品采集時，基本無農事活動，有利于樣品的采集與保存。野外每組2人，通過衛(wèi)星定位，采用專用取樣器在深度為0.6 m處采集樣品，每個樣品500 g。工區(qū)按3 000 m×3 000 m的網(wǎng)格進行采樣，采樣數(shù)量為612個。微生物勘探技術原理及勘探流程相關文獻(梅文博等，2004;袁志華等，2001，2008)均有詳細介紹。

3 微生物油氣異常值特征及其分布規(guī)律

為了評價微生物異常，采用了一套對土壤中烴氧化菌(包括甲烷氧化菌)的評價指標測量單元值(MU值，用于綜合評價微生物的細胞數(shù)量及其影響因素)。MU值由近10組原始數(shù)據(jù)組成。這些原始數(shù)據(jù)分別來源于微生物顯微測定數(shù)據(jù)、生化反應測定數(shù)據(jù)、生長活性測定數(shù)據(jù)、CO2生成速率數(shù)據(jù)、敏感度分析結果以及輕烴氣體耗損分析等。采用此方法計算出每個測定點的MU值，分別記錄在油分布平面圖和氣分布平面圖上，可以得出“MU等值線”。MU值越高的區(qū)域，越有可能發(fā)現(xiàn)油田。

3.1 鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)長821小層與油氣異常的關系

圖2 長沉積微相與微生物異常的關系

微生物異常區(qū)域基本位于水下分流河道內，且

多期水下分流側向加積作用，西部的水下分流河道明顯較東部的寬闊，表現(xiàn)在微生物異常方面，形成兩個主要的微生物異常帶，即西北部異常帶和東南部異常帶，且西北部異常帶明顯較東南部異常帶大。

水下分流河道是陸上分流河道的水下延伸，當其向湖泊推進時逐漸變寬以致消失。水下分流河道具河流沉積特征，垂直河道的橫剖面具明顯的頂平底凸沉積特征，反映河道下切充填作用明顯，河道中心砂體沉積厚度大，粒度粗，物性好;而在順物源方向河道砂體穩(wěn)定分布，呈長條狀。河道間灣位于三角洲前緣水下分流河道砂體之間，以細粒沉積為主(圖3)。

圖3 長小層有效砂體厚度與微生物異常的關系

因此，僅從微生物異常的角度來看，鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)工區(qū)內孔隙度大于10%的分布區(qū)域是比較理想的油氣富集區(qū)(圖4)。

圖4 長小層孔隙度與微生物異常的關系

西北部異常帶基本分布于滲透率0.2 mD的范圍內，在東南部異常帶，除紅河26井區(qū)分布于滲透率大于0.14 mD以外，其余區(qū)域基本上分布于滲透率大于0.2 mD的區(qū)域內。

因此，僅從微生物異常的角度來看，鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)工區(qū)內滲透率大于0.2 mD的分布區(qū)域是比較理想的油氣富集區(qū)(圖5)。

圖5 長小層滲透率與微生物異常的關系

3.2 微生物油異常特征

鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)微生物油異常值的變化范圍為13.77(測點87)～59.09(測點381)，總平均值為27.70。

油氣微生物勘探成果所反映的是油氣藏平面分布規(guī)律，對于多套儲層則反映的是疊加效果。僅從油氣微生物異常值分布規(guī)律，得出以下初步認識。

3.2.1 油藏微生物異常特征之一 鎮(zhèn)涇區(qū)塊鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)構造背景上處于鄂爾多斯盆地西緣天環(huán)向斜的南段，地層平緩西傾，構造比較簡單，局部發(fā)育小型微幅度鼻狀隆起;三疊紀延長期長6—長8時，該區(qū)處于盆地西南緣沖積扇—扇三角洲沉積體系發(fā)育的三角洲前緣主體上，儲集砂體比較發(fā)育，同時與北東方向的半深湖—深湖區(qū)緊密毗鄰，轉折過渡，生油條件有利，油源比較充足，封蓋條件良好，形成自生自儲式成油組合。在上述有利條件下，鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)的油藏微生物異常表現(xiàn)為連片分布，結合前面油藏微生物異常與長小層構造、沉積相等分析，鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)長油藏油氣分布主要受沉積相帶、巖性及物性作用的控制，形成典型的巖性油藏(圖2)。

由于鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)長8處于自南西向北東方向展布的辮狀河三角洲沉積體系的三角洲前緣亞相，與西峰油田主產層處于同一有利沉積相帶。因此，本工區(qū)油藏微生物異常的連片特征，應與西峰油田的油藏微生物異常連片特征一樣，能夠有效表征地下眾多不同深度不同層系狹長狀河道砂體的含油氣情況。3.2.2 油藏微生物異常特征之二 本工區(qū)油藏微生物異常盡管連片分布，但明顯分為兩個微生物異常帶，即西北部異常帶和東南部異常帶(圖7)。

圖6 長含油飽和度與微生物異常的關系

(1)西北部微生物異常帶。西北部油藏微生物異常帶面積為10.30 km2(油藏微生物異常值≥30)，異常帶面積較西北部大。該異常帶特別是較強烈的異常區(qū)，基本上與長小層的有效砂體、孔隙度和滲透率，以及含油飽和度相吻合。

此外，在紅河1052井以北，油藏微生物異常比較強烈，但該異常區(qū)與長小層的有效砂體及物性分布規(guī)律不太一致，表明該處微生物異?？赡芘c其他含油層層位綜合疊加的效果。

圖7 鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)微生物油異常分布

(2)東南部微生物異常帶。東南部油藏微生物異常帶面積為1.63 km2。該異常帶與長小層的有效砂體和特性等的吻合程度亦較西北部異常帶差。

3.2.3 油藏微生物異常特征之三 當一個油田經(jīng)過一段時間開采后，微生物異常的水平值將會下降，而由于開發(fā)效率等諸多原因，那些仍未開采的石油天然氣將會表現(xiàn)較強烈的微生物異常，且分布于已開發(fā)各井區(qū)之間。在實際生產過程中，可以充分利用油氣微生物異常的這一特征來表征開發(fā)區(qū)地下剩余油的分布情況，從而提高開發(fā)效率，達到增儲增產的目的。

在鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)工區(qū)內東南部微生物異常帶內的紅河26井區(qū)，盡管鉆井密度較大，開采時間較長，但仍然存在較強的微生物異常，說明地下的剩余油仍然較多。因此，在對該井區(qū)進行開發(fā)時，可加強對剩余油的開采，以達到提高開發(fā)效率的目的。當然，這些強烈異常并不排除來自于其他含油層位的油氣表征。

在東南部微生物異常帶內的其他區(qū)域，完鉆井較少，為此需側重尋找更有利的含油氣區(qū)。

在西北部異常帶，盡管鉆井且獲得工業(yè)性油流的井位較多，且在各個井之間，如紅河105井—紅河1054井之間、紅河1057井—紅河267井之間，油藏微生物異常均很強烈，且均與長小層的理想的有效砂體、物性及含油飽和度區(qū)高度一致，但這些獲得工業(yè)性油流的井均處于開發(fā)初期，系微生物對地下含油氣性的正常表征。

3.3 天然氣微生物異常特征

本工區(qū)天然氣微生物異常整體水平較低(圖8)。從圖7中可以看出，天然氣微生物異常區(qū)與油藏微生物異常分布區(qū)域基本吻合，且異常值較低，可能多系原油溶解氣所致。

圖8 鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)微生物氣異常分布

從圖8可以看出，天然氣微生物異常區(qū)也主要是分布于西北部和東南部，總體呈南西—北東向，但并未連片，呈零星分布。如果按照油藏微生物異常30等值線所圈定的區(qū)域進行統(tǒng)計的話，其微生物異常特征值(最大值和平均值)相差較小，這可能與本工區(qū)內典型的巖性油藏和原油溶解氣有關。

天然氣微生物異常區(qū)面積總和為1.05 km2(天然氣異常值≥30)，僅占總面積(49.68 km2)的2.11%。因此，僅從微生物異常來看，本工區(qū)天然氣難以獨立成藏。

4 鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)油藏分布及評價

油氣微生物勘探的最終目的，是通過對研究工區(qū)內的微生物異常區(qū)進行分級排隊，進而指明最有利的含油氣前景區(qū)，為勘探家提供決策依據(jù)。

根據(jù)鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)油氣微生物勘探成果，不難看出，工區(qū)油氣主要分布在西北部和東南部兩條水下分流河道區(qū)域內。因此，在本研究工區(qū)，主要是根據(jù)工區(qū)內特點，結合以往的實踐經(jīng)驗，相應地建立了一套油氣微生物異常區(qū)分級評價體系(表1)。

表1 鎮(zhèn)涇油田紅河105—1057井區(qū)油藏異常區(qū)分級評價

5 結論

5.1 主要結論

(1)本工區(qū)微生物油異常連片分布，異常區(qū)的異常平均值較高，反映本工區(qū)內油藏控制面積較大。

(4)本工區(qū)明顯可分為兩個微生物異常帶，即西北部微生物異常帶和東南部微生物異常帶。西北部微生物異常帶微生物異常最大值和平均值，均相應地高于東南部異常帶，表明西北部微生物異常帶含油氣性較東南部微生物異常帶好。

(5)在本工區(qū)，可分為西北部和東南部異常帶，其中西北部異常帶為重點攻關區(qū)塊，東南部異常帶為評價有利區(qū)塊。

(6)本工區(qū)天然氣微生物異常整體水平較低，且基本上與油藏微生物異常區(qū)吻合，異常區(qū)零星分布，表明本工區(qū)的天然氣多系原油溶解氣，其天然氣難以獨立成藏。

5.2 勘探建議

本工區(qū)西北部異常帶為有利的含油氣前景區(qū)，建議在該異常區(qū)塊部署2口建議井(圖7)。2口建議井長小層的有效厚度大于12.0 m，孔隙度12.0%，滲透率大于 0.30 mD，含油飽和度大于60.0%。一旦這兩口建議井獲得突破，將大幅度地擴大該異常帶工業(yè)油流的含油區(qū)域。

本工區(qū)東南部異常帶為較有利含油氣前景區(qū)，建議在該異常帶內部署1口建議井(圖7)。該建議井附近長小層有效砂體厚度大于10.0 m，孔隙度約10.0%，滲透率約0.30 mD，含油飽和度大于55.0%。

劉君獻.2003.油氣微生物勘探的特點及發(fā)展趨向［J］.國外油田工程，19(6)：18-19.

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On relationship of microbiological anomaly and petroliferous property in Red River 105—1057 well area of Zhenjing Oilfield

YUAN Zhi-hua1，2，ZHANG Min1，2

(1.Key Laboratory of Exploration Technology for Oil and Gas Resources of the Ministry of Education，Jiangzhou 434023，Hubei;2.College of Geosciences，Yangtze University，Jingzhou 434023，Hubei)

Microbiological prospecting technology for oil and gas(MPOG)is a branch of surface reservoir evaluation，it mainly studies the correlation relationship between the microbiological anomaly in the sub surface soil layer and the reservoirs in deep underground.It was successfully used in Zhenjing Oil Field for its low cost，simplicity，convenience and low ambiguity.In Zhenjing Oil Field，based on the anomaly of micro-organisms，combined with regional geological data，drilling and logging，etc，the authors carried out an analysis in abnormity of micro-organism，mainly explained the relationship between longsmall layer in Zhenjing Oil Field，Red River 105—1057 well area and the oil or gas abnormal.Two anomaly display areas of oil and gas were determined.Its abnormality was distributed in sectors.The abnormal average of the abnormal area was higher，reflecting large area of reservoir control in the working area.The overall level of abnormality of gas microbe in the working area is lower，and is basically consistent with the reservoir microbial abnormal area.The scattering of gas in the abnormal area indicated that gas in the working area was mostly oil dissolved gas.Finally，the authors gave a grading evaluation for reservoir in the working area，and according to the results of microbial prospecting and geological characteristics and other comprehensive factors，three suggesting wells were deployed in the working area.

Microbial prospecting technology for oil gas;Hydrocarbon-oxidized bacteria;Microbial anomaly;Oil and gas rich region;Zhenjing Oil Field;Red River 105—1057 well area;Erdos Basin

TE122

A

1674-3636(2012)01-0092-07

2011-10-10;

2011-11-14;編輯：侯鵬飛

袁志華(1967— )，男，副教授，主要從事微生物勘探與開發(fā)研究工作，E-mail：yzh_mpog@163.com

10.3969/j.issn.1674-3636.2012.01.92

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