二连盆地马尼特坳陷天然气微生物勘探

文章编号:1672-1926(2004)02-0162-04收稿日期:2003-12-29;修回日期:2004-02-12.基金项目:中国石油天然气集团公司中德国际合作项目(编号:200203-10)资助.作者简介:袁志华(1967-),男,湖北石首人,副教授,主要从事地质微生物勘探和本源微生物采油研究.二连盆地马尼特坳陷天然气微生物勘探袁志华,梅博文,佘跃惠,向廷生(长江大学地球化学系,湖北荆州434023)摘　要:油气微生物勘探技术(M POG)因具有直接、有效、多解性小和经济效益好等优势日益受到全球油气勘探界的重视。

运用油气微生物勘探新技术中的天然气微生物勘探技术,在二连盆地马尼特坳陷进行了采样和甲烷氧化菌培养,之后根据经验确定了该坳陷的2个气异常显示区即西北异常区和中南异常区,发现该两异常区异常值与区内已钻井的勘探结果基本相符,说明微生物勘探技术效果较好。

通过油气微生物勘探技术实践,讨论了该技术分析结果的客观性和地表、断层等因素对该技术效果的影响。

认为该技术对我国复杂地质条件下的天然气勘探具有重要的应用价值。

在天然气微生物勘探基础上,结合圈闭、油源等条件对研究区进行了含油性预测,并确定了最有利的布井点位。

关键词:油气微生物勘探技术;甲烷氧化菌;气显示中图分类号:TE132.4 文献标识码:A0　前言随着我国油气勘探的不断发展,剩余油气资源的分布愈加分散,油气藏规模愈来愈小且非构造油气藏居多,常规勘探难度增大和勘探成本增高,因此,寻找高效廉价的勘探方法乃当务之急。

通过多年的实践研究,德国Wag ner 博士及美国H itzm an 博士等在油气微生物勘探领域各自开发了一套较为完整的技术系统,并以其直接、有效、多解性小和经济效益好等优势日益受到全球油气勘探界的重视[1～8]。

这些油气微生物勘探技术对预测地下油气藏特别是非常规油气藏、确定地质构造的含油级别和油气分布、指明油气藏泄油位置和提高我国油气勘探和开发的效益均具有重要意义。

本文根据在二连盆地马尼特坳陷进行的天然气微生物勘探技术的结果,预测了该区最有利的设计井位。

1　天然气微生物勘探原理在油气藏压力的驱动下,油气藏的轻烃气体持续地向地表作垂直扩散和运移,土壤中的专性微生物以轻烃气作为其唯一能量来源,并在油藏正上方的地表土壤中非常发育并形成微生物异常。

采用天然气微生物勘探技术可以检测出这种微生物异常并进而预测下伏油气藏的存在[1]。

甲烷氧化菌不仅仅是烃氧化菌群体,而且是一个专门利用C 1化合物的细菌群体。

由于这种细菌的高度专属性,人们可以将甲烷氧化菌从其它细菌中分离出来并加以利用。

对这些高度专一化细菌的成功分离和鉴别,可起到对土样中存在的甲烷的一定指示作用[9～11]。

2　采样方法及分析流程2.1　采样方法野外测量采用卫星定位仪定点,所用仪器为美国Garmin 公司的GPS12×L 。

采样网点为750m ×750m,采用专用取样器在深度为150cm 处进行取样,取无污染的样品重约100g 。

2.2　分析流程样品经过处理和培养之后,通过检测固体培养基上形成的群体生成单元数(CFU )以及在营养溶液中利用最大可能数法(M PN )可以确定土壤样品中的活菌数(见图1)。

M PN 分析结果具有选择性且仅探测部分细菌,这种选择性主要能引起代谢活性第15卷第2期2004年4月天然气地球科学NAT URAL GAS GEOSCIENCEVol.15No.2Apr.　2004强的细菌数量的增加。

采用多种生化和微生物测试手段可以确定HCO的代谢活性,同时通过全面研究工作和开发检测程序,还可以评价生态参数(温度、季节变化、湿度、盐度和pH值等)的影响和其他微生物(特别是沉积物中的硫酸盐还原菌)以及生物成因甲烷。

3　研究区概述3.1　地质概况研究区二连盆地马尼特坳陷走向为NEE。

区内已完成1∶20×104重力、电法普查和1∶50×104航磁勘探。

研究区的地震勘探工作处于盆地普查和详查阶段。

马尼特凹陷下白垩统分布厚度的电法纵总电导S值高达400 -1(S>375 -1)。

研究区内的塔参1断鼻上开钻的第一口井——塔参1井,不仅在下白垩统钻遇了千余米厚的湖相暗色泥岩,而且首次在马西地区获低产油流,展示了良好的油气勘探前景。

为了迅速查明中央构造带的圈闭形态和含气油性,落实预探井点,2000年4月华北油田分公司在东洼槽中央构造带主体部位哈日嘎构造进行了三维满覆盖勘探105.8km2,在哈那构造和宝格达凹陷部署了二维地震测线84.5km,同时开展油气微生物勘探。

2000年9月12日由德方M icr oPro实验室正式提供本研究区的天然气微生物分析报告。

同年11月5日华北油田分公司提供该研究区的三维地震解释资料。

3.2　采样情况根据研究区内石油地质条件,本区共采样96块,耗时4d。

样品主要为粘土(58个样品),次为沙土(21个样品)和沙质粘土(17个样品)。

取样均按规范严格进行。

4　研究区天然气微生物勘探结果4.1　异常经验分级在研究区,所有的样品均采用两种完全不同的实验方法,并根据经验,界定了本区天然气微生物异常值的等级(表1)。

表1　研究区气显示经验值分类分类气显示度异常A异常B>28不确定区26～28背景值区0～26整体看来,在研究区,可以明显地检测到密集的微生物异常。

图2显示了由微生物识别出的研究区内天然气异常分布区域。

图2　研究区微生物气显示163No.2 袁志华等:二连盆地马尼特坳陷天然气微生物勘探 4.2　气显示根据微生物识别在研究区可划分出两个异常区(图2)。

(1)西北异常区,位于北部洼槽区。

该区不仅分布区域很小,且异常值很低。

在该异常区,气显示值最高为32.0,平均值为31.5。

(2)中南异常区,位于南部洼槽和斜坡区的北部。

与西北异常区一样,该区分布区域小,异常值低。

在该区内,气显示值最高为32.0,平均值为30.6。

4.3　结果解释综合分析图2可看出,在整个研究区,两个气显示区域较小。

研究区油气资料表明,本区油质较差,属高粘、高蜡、高凝固点多胶质原油。

如塔4井显示的原油比重为0.8916g/cm3,粘度312.5m Pa・s,含硫0.31%,含蜡14.20%,胶质+沥青质为49.70%,凝固点33.0℃,初馏点138℃。

因此,本研究区内的天然气微生物异常与油气田实际情况是相吻合的。

5　微生物勘探技术效果及其讨论5.1　勘探效果为了验证天然气微生物勘探技术在研究区的勘探效果,通过本区已钻探井的油气生产情况并与气异常显示进行比较,初步认为其符合实际,并便于指出下一步有利的勘探区块。

本研究区仅2口探井,即tc-1井和t-4井。

tc-1井不仅在下白垩统钻遇了千余米厚的湖相暗色泥岩,而且在K1bt1层获低产油流,正好与微生物油气异常B相对应。

t-4井于K1ba顶部细砂岩中见异常显示,亦属于微生物油气勘探的背景值区。

根据2000年9月12日提供的微生物分析报告预测出研究区内西北部有一构造并含气,以往的地震及地质资料均未反映该构造,但在同年11月5日刚刚完成的三维地震解释资料证实了这一结论。

此外,在进行本研究采样时,t-4井刚刚开钻,微生物分析结果先于该井完钻,预测该井位于微生物背景值区,属无含气远景。

t-4井完钻后无工业油气流反证了运用微生物勘探法预测的准确性。

因此,无论是根据已钻井产油气情况,还是根据天然气微生物勘探之后的钻井情况,天然气微生物勘探效果是较好的。

5.2　效果讨论5.2.1　分析结果的客观性在进行研究区天然气微生物勘探时,所有分析数据及异常值界定范围均由德方M icroPro实验室提供,且在分析前后并未向德方提供任何其它有关资料。

因此,德方提供的分析结果是客观的、纯实验性的,因而是真实可靠的。

5.2.2　地表条件虽然研究区取样温度较低,作物生长期短,空气干燥,土壤偏碱性,但从微生物气显示资料及样品资料来看,这些条件对微生物活动均为不利,因而整体分析值较低。

尽管如此,总的来说,地表条件的影响并不大,该区的勘探结果仍能明显地反映微生物气异常。

而且,在进行气异常显示绘制中,其过程本身就可以将地表条件下的各种影响因素消除或降至最低限度。

在研究区,草地和部分沙泥区的生态特征是一致的,并不影响微生物的活性。

在某些采样点(如测点73、74、75和81、82、83、84),存在干沼泽地和湿沼泽地,其微生物活性也仅达到背景值水平。

5.2.3　断层在研究区的中部断裂构造带,由于受北东、北北东和北西向3组断层切割,研究区被分为5个断块,即塔4、塔4南、塔4北、塔4西和塔7井(研究区外)等断块,且这些断层埋藏较浅。

尽管如此,气异常显示并未沿断层延伸方向上展布。

这些异常区的展布方向为北西-南东向,与中部断裂带近似正交。

这一现象有力地证明并支持了研究区内的微生物气异常并不受断层的影响。

在此值得强调一点是,在研究区测点34附近,先通过天然气微生物勘探发现了异常显示,然后再通过三维地震勘探解释证实了含油气的构造。

这也说明,天然气微生物的异常仅反映地下含油气藏。

6　对研究区有利勘探区块的预测根据天然气微生物勘探成果,在此进行了统计(见表2),并对本区最有利及较有利目标区块进行了预测[12,13]。

研究区可分为两个异常区,即西北异常区及中南异常区。

表2　研究区气显示异常区统计异常区气显示最高平均目标区块西北异常区32.031.5较有利的目标区块中南异常区32.030.0有利的目标区块根据天然气微生物勘探的成果,中南异常区的异常值最高达32.0,平均30.0,应属较为理想的勘探目标区块。

但由于该异常区地下构造较复杂,勘探164 天　然　气　地　球　科　学 Vol.15风险较大,只有在详细进行地震等各项资料解释后,方可布井。

因此,在这里将该异常区定为有利的目标区块。

西北异常区的异常值最高32.0,平均31.5,不仅区域完整,且在其附近的tc -1井已获低产油流,因此,该区应是本研究区的较有利的目标区块。

综上所述,西北异常区可作为较有利的目标勘探区。

由于测点34的气异常值属研究区最高值,因此最有利的布井位应在测点34附近。

结合研究区的其它地质资料如圈闭条件、油气源条件、生储盖组合等,确定其主要目的层为K 1bt 1,兼探层为K 1bt 2。

当然,该预测井位有待于今后钻井的进一步证实。

参考文献:[1]　梅博文,袁志华.地质微生物技术在油气勘探开发中的应用[J ].天然气地球科学,2004,15(2):156-161.[2]　Bau m M ,Blesch ert K H,W agner M ,et al .Ap plication ofsurface p ros pecting methods in the Dutch North S ea [J ].Petroleum Geoscience,1997,3(2):171-181.[3]　Beghtel F W ,Hitzman D O ,Sund berg K R .Evaluation ofnew wildcat w ells in Kansas [J ].APGE Bulletin ,1987,3(1):1-14.[4]　Abrams M A.Distribu tion of s ubs urface hydrocarbon seep- age in near-s urface mar ine sedimen ts [J ].AAPG M emoir ,1996,66(1):1-14.[5]　Davis J B .Petroleum M icrobiology [M ].New York :ElsevierPublish ing C om pany ,1967:197-245.[6]Duchscherer W.Geoch emical meth ods of pros pectin g for hy-drocarbons [J].Oil and Gas J ournal,1980,1(2):194-208.[7]　Horvitz L.Hydrocarbon pr os pecting after forty years [A].Gottleid B M .Un conven tional methods in explor ation for petroleu m and natural gas Ⅱ[C].Dallas,Texas:Southern M ethodis t University Pres s,1981.93-95.[8]　Hitzman D O,T uck er J D,Heppard P D.Offs hore trinidads urvey identifies hyd rocarbon micros eepage[A],26th Annual Offshore T echnology Conference ,OT C 7378[C ].Houston ,T ex as ,1994.25-67.[9]Han son R S,Wattenberg E V.Ecology of m ethylotroph ic bacteria [M ].London:Biology of methylotrophs ,Butter-w orths Publication ,1991.325-349.[10]　Hans on R S ,Hanson T E .M ethanotrophic bacteria [J ].M ic - robiological Review s,1996,60(2):439-471.[11]　Leadbetter E R ,Forster J W.Studies on some meth ane-uti-liz ing bacteria[J ].Arch ives of M icrobiology,1958,30(1):91-118.[12]　Jones V T ,Dr oz d R J .Predictions of oil and gas potential bynear -su rface geochem istry [J ].Th e American Ass ociation of Petr oleum Geologists Bulletin,1983,679(4):932-952.[13]　Land J P.Nonseismic m ethods can pr ovide many view s of adrills ite[J].Oil &Gas Jou rnal,1996,26(2):69-73.MICROBIAL PROSPECTING FOR GAS IN MANITE DEPRESSIONOF ERLIAN BASINYU AN Zhi-hua,M EI Bo-w en,SHE Yu-hui,XIANG T ing -sheng(D ep ar tment of Geochemistry ,Y angtz e University ,J ing z hou 434023,China )Abstract :Microbial prospecting o f oil and gas (MPOG )is paid m ore and mo re attentio n by the whole ex -plo ration field,because o f its many advantages such as dir ect display,effectiveness,economics and less multi-inter pretation.With the new method of the microbial pr ospecting of natural g as,w hich is one of M POG ,applied to M anite depression of Erlian basin ,the samples ar e collected and the methane ox idizing bacteria are cultivated ,the follo w ing abno rmal zo nes are classified .The tw o g as abnorm al zones are north -w ester n abnor mal zone and middle-southern abnorm al par ing the micr obial results with the dr illed w ells in studied area,the acco rdance betw een them is satisfactory.M eanw hile,thro ug h the micro-bial pr ospecting of natural g as pr actices ,the influence of the soil sur face and subsurface faults as w ell as the objectiv ity o f the analy tic results ar e co ncluded and discussed,which have m uch significance fo r Chi-nese com plicated subsurface geo-str uctural natural fields to ex plor e oil &g as.At last,on the basis of the microbial results of g as indicator and combining w ith m any conditions such as traps and oil so urce ,etc .The o il and gas potentiality is analy zed ,and the optim al drilling site is also pr ovided w hich are needed to be clarified in the future well drilling.Key words :M icrobial prospecting of oil and gas;M ethane ox idizing bacteria;Gas indicator.165No.2 袁志华等:二连盆地马尼特坳陷天然气微生物勘探 。