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

汪曉萌 (長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

利用微生物勘探技術(shù)預測港西旺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)教育部重點實驗室(長江大學)，湖北 荊州 434023)

汪曉萌 (長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

油氣微生物勘探法(MPOG)是地表勘探法的一個分支，根據(jù)所檢測出的微生物異常區(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)應用于港西地區(qū)并結(jié)合該區(qū)的地質(zhì)資料、鉆井和測井等資料，使油氣微生物勘探結(jié)果的符合率達到75%，取得了良好效果，對復雜地下地質(zhì)條件的油氣勘探具有指導意義。

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別技術(shù)，以其直接、有效、多解性小等優(yōu)勢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)動下,油氣藏的輕烴氣體持續(xù)地向地表作垂直擴散和運移,土壤中的專性微生物以輕烴氣作為其唯一能量來源,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)對港西旺32井區(qū)有利油氣富集區(qū)進行預測。

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)造帶的西南傾沒端。研究區(qū)面積13.5km2，構(gòu)造位置位于齊家務構(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，儲集層是灰?guī)r。從旺32井的油藏地質(zhì)剖面來看，早第三紀發(fā)育的沙一段地層下伏于晚第三紀發(fā)育的東營組地層之下，兩者呈角度不整合接觸，而且儲集層上傾方向也受到斷層控制，因而是一個由不整合面和斷層聯(lián)合封閉所組成的構(gòu)造-地層復合油藏，具體來說，該油藏類型是一個地層不整合-斷層油藏。旺32井位于一個局部的構(gòu)造高點上，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，油氣來源方向來自大中旺-齊家務地區(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

在野外測量中, 利用美國GARMIN eTrex Venture衛(wèi)星定位儀定點, 并采用專用取樣器進行取樣，由于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，因此取樣深度定為0.6m。樣品重量500g。工區(qū)內(nèi)測點256個, 測點距離為250m×250m。在所有251個測點中，由于河流和村莊等原因，對2個測點進行了偏移，即測點88(因河流向北西偏移58.0m)和測點225(因村莊向南西偏移80.0m)。

通過對該研究區(qū)的油氣微生物勘探，應達到以下目標：①圈定與深部油氣藏有關(guān)的烴氧化菌異常區(qū)，預測油氣藏的聚集類型和平面展布規(guī)律，為勘探區(qū)塊評價和井位設(shè)計提供依據(jù)；②進行油氣微生物勘探異常分類；③預測油氣富集區(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

為了評價微生物異常, 采用針對土壤中的烴氧化菌以及甲烷氧化菌的評價指標——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，為了準確真實地表征下伏地層的含油氣情況, 必須對上述各因素進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，即微生物顯微測定數(shù)據(jù)、生長活性測定數(shù)據(jù)、生化反應測定數(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。采用該方法計算出每個測點的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)，采用自然鄰點法和克里金法對試驗所得的微生物油異常分析結(jié)果進行繪制，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)勘探實踐，井的性質(zhì)與微生物異常值的關(guān)系分析對比表明，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，無油顯示，屬背景值區(qū)。微生物異常值為25.00 以上時，說明微生物異常顯著，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，不同顏色顯示相應地不同的含油潛力。同時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(見圖1)。

該研究區(qū)以南的區(qū)域為成熟開發(fā)區(qū)，因此，在討論微生物異常與各井關(guān)系時多以該區(qū)域的井位為主，同時參照其他井位。為此，在該研究區(qū)選擇了3口井作為油氣異常標定的參考井位(見表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個樣品，并對樣品進行了油氣微生物異常值分析。同時，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)油井并且位于測點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點374 處，該處的微生物油異常值為19.21。旺31為出水井，位于測點829 附近，該處的微生物油異常值為15.31。而根據(jù)旺31井的含油性來看，幾乎全是水層，初試結(jié)果只有極少量的原油。因此，對于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(見表2)。因此，將未見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，當油異常值小于20.00 時，其對應的下伏地層沒有油氣富集。根據(jù)港西工區(qū)的微生物油異常值與含油氣性分析對比可知，當異常值大于30.00時，屬強烈異常區(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，特別是對于巖性油氣藏，該技術(shù)具有獨特優(yōu)勢，在地震勘探不易達到的區(qū)域也是可以進行的。

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(測點66)至58.71(測點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，對研究工區(qū)的微生物油異常值和樣品數(shù)進行了統(tǒng)計。異常值大于30.00的樣品數(shù)共50個，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，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，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， 得出以下初步認識：①油異常條帶在北部高值區(qū)斷開，反映南北部分油藏可能不連通，其儲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，特別是與圈定的儲量范圍相符合。同時，從主測線及聯(lián)絡(luò)測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)域及其異常強度均與地下深部的油藏分布呈現(xiàn)一一對應的關(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，在東營組和館陶組均無有利的油氣遮擋。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井運聚過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。

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)今流體勢均劃分為4個運聚單元。齊家務運聚單元區(qū)是目前油氣的主要分布區(qū)，是油氣運移和聚集的優(yōu)勢區(qū)，其油氣的有利運移方向是從中旺鎮(zhèn)西北的高勢區(qū)向齊家務和旺32井方向運移。

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)勢運移方向的通道上，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，儲層孔隙以溶孔和裂隙為主，油氣在運移的過程中，因孔隙變化而導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，且沿斷層分布，可能主要是斷層遮擋油氣藏。

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)的勘探重點應以斷層帶為主，尋找有利的斷層遮擋油氣藏。

2)勘探目標的重點應在沙一段尋找油氣儲層，此外，要關(guān)注館陶組油氣儲層。

[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)在油氣勘探開發(fā)中的應用[J].天然氣地球科學，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)的應用[J].石油學報，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，2004，15(2)：162-165.

[5]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，2005，10 (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

中國石油科技中青年創(chuàng)新基金項目(2008Z0506)。

袁志華(1967-)，男，1987年大學畢業(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與研究工作。