镇泾油田红河105—1057井区微生物异常与含油气性关系

袁志华，张 敏

(1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北 荆州 434023;2.长江大学地球科学学院，湖北荆州434023)

镇泾油田红河105—1057井区微生物异常与含油气性关系

袁志华1，2，张 敏1，2

(1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北 荆州 434023;2.长江大学地球科学学院，湖北荆州434023)

油气微生物勘探(MPOG)是地表油气藏评价的一个分支，主要研究近地表土壤层中微生物异常与地下深部油气藏的相关关系，它以成本低廉，简便快速，多解性小的特点，在镇泾油田得到充分的验证。在镇泾油田内，以微生物异常为基础，结合已有的区域油气地质、钻井和测井等资料，对微生物异常区域进行分析研究，重点解释说明了镇泾油田红河105—1057井区长821小层与油气异常的关系，并圈定出2个异常区，其异常连片分布，异常区的异常平均值较高，反映本工区内油藏控制面积较大。本工区天然气微生物异常整体水平较低，且基本上与油藏微生物异常区吻合，异常区零星分布，表明本工区的天然气多系原油溶解气。最后对工区油藏分级评价，并根据微生物勘探结果和地质特征等综合因素，在工区部署3口建议井。

油气微生物勘探技术;烃氧化菌;微生物异常;油气富集区;镇泾油田;红河105—1057井区;鄂尔多斯盆地

0 引言

石油的生成、演化、运移、成藏，乃至采油、储运、加工、使用，一直伴随着生物地球化学作用，油气藏的分布与其相关的微生物生态紧密关联。20世纪后期，现代生物技术飞速发展，越来越广泛地渗透到科学和经济的各个领域，也极大地推动着油气微生物勘探技术的发展。资源匮乏、能源紧缺，传统勘探风险增大、成本剧增，为廉价有效的微生物勘探技术推广应用提供了良好的机遇(刘君献，2003;吴传芝，2005;向廷生等，2005)。

经过50多年的勘探，我国大多数含油气盆地的勘探程度已相当高，找到了大批易于发现的油气田。但是，随着勘探的深入发展，剩余油气资源分布分散，油气藏规模小，而且非构造油气藏居多，常规勘探难度增大，勘探成本增高。因此，应用MPOG技术对预测非常规油气藏和深部油气藏、确定地质构造的含油级别和油气分布、指明油气藏位置、提高我国油气勘探和开发的效益均具有重要意义(Matthew，1996;Schumacher，1996;Krooss et al，1998;Saunders et al，1999)。

1 研究工区地质概况

镇泾油田红河105—1057井区于鄂尔多斯盆地天环向斜南部、镇泾油气勘查区块中部，北东方向与西峰等油田相邻(图1)。

钻井揭示：本区中生界自下而上主要发育有三叠系、侏罗系中下统、白垩系下统。上三叠统延长组上部受晚印支运动的影响而剥蚀缺失，且在西南部与上覆地层成角度不整合接触，这明显有别于盆地内部。镇泾油田镇泾5—镇泾18、镇泾25—红河26井区钻井揭露地层平均厚度2 200 m左右，自上而下有第四系，白垩系志丹群，侏罗系安定组、直罗组、延安组，上三叠统延长组(未穿)。其中，三叠系延长组为主要目的层系。

2 微生物勘探方法及样品采集

油气微生物评价的样品采集深度一般为地表植被根系之下、地表水潜水面之上，甲烷氧化菌和轻烃氧化菌属喜氧微生物，过浅易受地表生物干扰，过深易受地下水影响。统一深度取样是为了保证可对比性。

图1 镇泾油田位置图

本研究工区地表潜水面较浅，但根据现场采集情况来看，0.6 m的采集深度比较适合该地区。

采集时间应尽量避免种植季节，减少施肥、灌溉、农药等因素的影响。进行野外样品采集，一般选择冬季或早春(除冻土外)效果最佳。

本工区进行样品采集时，基本无农事活动，有利于样品的采集与保存。野外每组2人，通过卫星定位，采用专用取样器在深度为0.6 m处采集样品，每个样品500 g。工区按3 000 m×3 000 m的网格进行采样，采样数量为612个。微生物勘探技术原理及勘探流程相关文献(梅文博等，2004;袁志华等，2001，2008)均有详细介绍。

3 微生物油气异常值特征及其分布规律

为了评价微生物异常，采用了一套对土壤中烃氧化菌(包括甲烷氧化菌)的评价指标测量单元值(MU值，用于综合评价微生物的细胞数量及其影响因素)。MU值由近10组原始数据组成。这些原始数据分别来源于微生物显微测定数据、生化反应测定数据、生长活性测定数据、CO2生成速率数据、敏感度分析结果以及轻烃气体耗损分析等。采用此方法计算出每个测定点的MU值，分别记录在油分布平面图和气分布平面图上，可以得出“MU等值线”。MU值越高的区域，越有可能发现油田。

3.1 镇泾油田红河105—1057井区长821小层与油气异常的关系

图2 长沉积微相与微生物异常的关系

微生物异常区域基本位于水下分流河道内，且

多期水下分流侧向加积作用，西部的水下分流河道明显较东部的宽阔，表现在微生物异常方面，形成两个主要的微生物异常带，即西北部异常带和东南部异常带，且西北部异常带明显较东南部异常带大。

水下分流河道是陆上分流河道的水下延伸，当其向湖泊推进时逐渐变宽以致消失。水下分流河道具河流沉积特征，垂直河道的横剖面具明显的顶平底凸沉积特征，反映河道下切充填作用明显，河道中心砂体沉积厚度大，粒度粗，物性好;而在顺物源方向河道砂体稳定分布，呈长条状。河道间湾位于三角洲前缘水下分流河道砂体之间，以细粒沉积为主(图3)。

图3 长小层有效砂体厚度与微生物异常的关系

因此，仅从微生物异常的角度来看，镇泾油田红河105—1057井区工区内孔隙度大于10%的分布区域是比较理想的油气富集区(图4)。

图4 长小层孔隙度与微生物异常的关系

西北部异常带基本分布于渗透率0.2 mD的范围内，在东南部异常带，除红河26井区分布于渗透率大于0.14 mD以外，其余区域基本上分布于渗透率大于0.2 mD的区域内。

因此，仅从微生物异常的角度来看，镇泾油田红河105—1057井区工区内渗透率大于0.2 mD的分布区域是比较理想的油气富集区(图5)。

图5 长小层渗透率与微生物异常的关系

3.2 微生物油异常特征

镇泾油田红河105—1057井区微生物油异常值的变化范围为13.77(测点87)～59.09(测点381)，总平均值为27.70。

油气微生物勘探成果所反映的是油气藏平面分布规律，对于多套储层则反映的是叠加效果。仅从油气微生物异常值分布规律，得出以下初步认识。

3.2.1 油藏微生物异常特征之一 镇泾区块镇泾油田红河105—1057井区构造背景上处于鄂尔多斯盆地西缘天环向斜的南段，地层平缓西倾，构造比较简单，局部发育小型微幅度鼻状隆起;三叠纪延长期长6—长8时，该区处于盆地西南缘冲积扇—扇三角洲沉积体系发育的三角洲前缘主体上，储集砂体比较发育，同时与北东方向的半深湖—深湖区紧密毗邻，转折过渡，生油条件有利，油源比较充足，封盖条件良好，形成自生自储式成油组合。在上述有利条件下，镇泾油田红河105—1057井区的油藏微生物异常表现为连片分布，结合前面油藏微生物异常与长小层构造、沉积相等分析，镇泾油田红河105—1057井区长油藏油气分布主要受沉积相带、岩性及物性作用的控制，形成典型的岩性油藏(图2)。

由于镇泾油田红河105—1057井区长8处于自南西向北东方向展布的辫状河三角洲沉积体系的三角洲前缘亚相，与西峰油田主产层处于同一有利沉积相带。因此，本工区油藏微生物异常的连片特征，应与西峰油田的油藏微生物异常连片特征一样，能够有效表征地下众多不同深度不同层系狭长状河道砂体的含油气情况。3.2.2 油藏微生物异常特征之二 本工区油藏微生物异常尽管连片分布，但明显分为两个微生物异常带，即西北部异常带和东南部异常带(图7)。

图6 长含油饱和度与微生物异常的关系

(1)西北部微生物异常带。西北部油藏微生物异常带面积为10.30 km2(油藏微生物异常值≥30)，异常带面积较西北部大。该异常带特别是较强烈的异常区，基本上与长小层的有效砂体、孔隙度和渗透率，以及含油饱和度相吻合。

此外，在红河1052井以北，油藏微生物异常比较强烈，但该异常区与长小层的有效砂体及物性分布规律不太一致，表明该处微生物异常可能与其他含油层层位综合叠加的效果。

图7 镇泾油田红河105—1057井区微生物油异常分布

(2)东南部微生物异常带。东南部油藏微生物异常带面积为1.63 km2。该异常带与长小层的有效砂体和特性等的吻合程度亦较西北部异常带差。

3.2.3 油藏微生物异常特征之三 当一个油田经过一段时间开采后，微生物异常的水平值将会下降，而由于开发效率等诸多原因，那些仍未开采的石油天然气将会表现较强烈的微生物异常，且分布于已开发各井区之间。在实际生产过程中，可以充分利用油气微生物异常的这一特征来表征开发区地下剩余油的分布情况，从而提高开发效率，达到增储增产的目的。

在镇泾油田红河105—1057井区工区内东南部微生物异常带内的红河26井区，尽管钻井密度较大，开采时间较长，但仍然存在较强的微生物异常，说明地下的剩余油仍然较多。因此，在对该井区进行开发时，可加强对剩余油的开采，以达到提高开发效率的目的。当然，这些强烈异常并不排除来自于其他含油层位的油气表征。

在东南部微生物异常带内的其他区域，完钻井较少，为此需侧重寻找更有利的含油气区。

在西北部异常带，尽管钻井且获得工业性油流的井位较多，且在各个井之间，如红河105井—红河1054井之间、红河1057井—红河267井之间，油藏微生物异常均很强烈，且均与长小层的理想的有效砂体、物性及含油饱和度区高度一致，但这些获得工业性油流的井均处于开发初期，系微生物对地下含油气性的正常表征。

3.3 天然气微生物异常特征

本工区天然气微生物异常整体水平较低(图8)。从图7中可以看出，天然气微生物异常区与油藏微生物异常分布区域基本吻合，且异常值较低，可能多系原油溶解气所致。

图8 镇泾油田红河105—1057井区微生物气异常分布

从图8可以看出，天然气微生物异常区也主要是分布于西北部和东南部，总体呈南西—北东向，但并未连片，呈零星分布。如果按照油藏微生物异常30等值线所圈定的区域进行统计的话，其微生物异常特征值(最大值和平均值)相差较小，这可能与本工区内典型的岩性油藏和原油溶解气有关。

天然气微生物异常区面积总和为1.05 km2(天然气异常值≥30)，仅占总面积(49.68 km2)的2.11%。因此，仅从微生物异常来看，本工区天然气难以独立成藏。

4 镇泾油田红河105—1057井区油藏分布及评价

油气微生物勘探的最终目的，是通过对研究工区内的微生物异常区进行分级排队，进而指明最有利的含油气前景区，为勘探家提供决策依据。

根据镇泾油田红河105—1057井区油气微生物勘探成果，不难看出，工区油气主要分布在西北部和东南部两条水下分流河道区域内。因此，在本研究工区，主要是根据工区内特点，结合以往的实践经验，相应地建立了一套油气微生物异常区分级评价体系(表1)。

表1 镇泾油田红河105—1057井区油藏异常区分级评价

5 结论

5.1 主要结论

(1)本工区微生物油异常连片分布，异常区的异常平均值较高，反映本工区内油藏控制面积较大。

(4)本工区明显可分为两个微生物异常带，即西北部微生物异常带和东南部微生物异常带。西北部微生物异常带微生物异常最大值和平均值，均相应地高于东南部异常带，表明西北部微生物异常带含油气性较东南部微生物异常带好。

(5)在本工区，可分为西北部和东南部异常带，其中西北部异常带为重点攻关区块，东南部异常带为评价有利区块。

(6)本工区天然气微生物异常整体水平较低，且基本上与油藏微生物异常区吻合，异常区零星分布，表明本工区的天然气多系原油溶解气，其天然气难以独立成藏。

5.2 勘探建议

本工区西北部异常带为有利的含油气前景区，建议在该异常区块部署2口建议井(图7)。2口建议井长小层的有效厚度大于12.0 m，孔隙度12.0%，渗透率大于 0.30 mD，含油饱和度大于60.0%。一旦这两口建议井获得突破，将大幅度地扩大该异常带工业油流的含油区域。

本工区东南部异常带为较有利含油气前景区，建议在该异常带内部署1口建议井(图7)。该建议井附近长小层有效砂体厚度大于10.0 m，孔隙度约10.0%，渗透率约0.30 mD，含油饱和度大于55.0%。

刘君献.2003.油气微生物勘探的特点及发展趋向［J］.国外油田工程，19(6)：18-19.

梅文博，袁志华.2004.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，15(2)：156-161.

吴传芝.2005.微生物油气勘探技术及其应用［J］.天然气地球科学，16(2)：82-87.

向廷生，周俊初，袁志华.2005.利用地表甲烷氧化菌异常勘探天然气藏［J］.天然气工业，25(3)：41-43.

袁志华，佘跃惠，孙平，等.2001.油气微生物勘探中轻烃转运机制研究［J］.江汉石油学院学报，23(增刊)：34-35.

袁志华，赵青，王石头，等.2008.大庆卫星油田微生物勘探技术研究［J］.石油学报，29(6)：827-831.

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;编辑：侯鹏飞

袁志华(1967— )，男，副教授，主要从事微生物勘探与开发研究工作，E-mail：yzh_mpog@163.com

10.3969/j.issn.1674-3636.2012.01.92

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