微生物勘探技术在呼和地区生物气勘探中的应用

袁志华 （教育部油气资源与勘探技术重点实验室（长江大学），湖北荆州434023）

赖晓明 （长江大学地球科学学院，湖北荆州434023）

微生物勘探技术在呼和地区生物气勘探中的应用

袁志华 （教育部油气资源与勘探技术重点实验室（长江大学），湖北荆州434023）

赖晓明 （长江大学地球科学学院，湖北荆州434023）

采用油气微生物勘探技术（MPOG），对呼和地区进行了油气微生物勘探研究。通过对工区油气微生物勘探的研究，完成了工区内油和气的微生物异常区的圈定，结果显示微生物异常与工区内已完钻井的含气情况基本符合；同时结合区内的油气藏压力、地表条件、样品特性等各种因素进行了讨论；分析表明，MPOG比较适合在该盆地内运用。最后再以微生物异常为主要前提，结合区内现有的资料（如钻井、测井和录井等资料），对呼和地区的油气远景进行了评价，并给出了如下结论：呼和地区的油气远景较差，异常显示较好的区域位于工区中心，建议加强对该地区所取得的各种资料进行详细综合研究，特别是和3井与和4井之间所在的异常区进行重点研究。

呼和地区；油气微生物勘探技术；异常值；油气远景评价

油气微生物勘探技术（MPOG）的应用已日趋广泛，它以其直接、有效、多解性小而经济等优势日益受到全球油气专家的高度重视［1～5］。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。笔者将MPOG应用在呼和地区，主要研究该区块的油气藏特征，以及部署相对有利的建议井，最后实现好的勘探效果。

1 工区概况

呼和地区位于内蒙古自治区西部土默特右旗（简称土右旗），地处呼和浩特市、包头市和准格尔煤田3地交界处。整个地势由西北向东南倾斜，境内北部为大青山山区，南部是土默川平原，东西长74.1km，南北宽67.5km。

工区属于呼和地区，已完成地震勘探，在进行油气微生物勘探野外工作时，工区内只有和3井正在钻进。整个工区呈现南高北低，东北－西北侧凹陷的构造格局，且南北较平缓，两侧较陡，南部发育了一系列正断层，形成许多小型地堑，区内芒硝发育。

2 样品采集

油气微生物勘探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。在统一深度取样，是为了保证可对比性。

工区位于土右旗以南、黄河以北，属黄河冲积平原，地势平坦；麦黍作物区，耕作深度0.30m左右；灌渠密布，地表水潜水面0.80m左右；4月中上旬气温较低，0.45m以下为冻土。由此看来，在呼和地区内，其采集深度在0.60m处是比较理想的。

根据地质任务要求，工区东西长20.5km，南北宽9km，按500m×500m的网格进行采样，其采样数量为798个。

3 微生物勘探成果及异常分析

为了评价微生物异常，笔者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——MU（Measurement Unit）值［6］。通过对工区内所取得的土样进行分析，得出微生物异常分析结果。根据油气微生物勘探数据，并结合地表类型、地面高度、地形地貌、样品pH值、湿度、岩性等资料，得出图1与图2中所显示的油气异常等值线图（等菌线）。

图1 呼和地区气异常分布图

图2 呼和地区油异常分布图

3.1 气显示

气显示的测量单元值（MU）变化范围为1.9至63.1。从整个气异常显示分布情况，可以得出以下几点结论：

1）工区内气异常显示普遍较低，并且分布零散，这说明工区含气前景较差。

2）工区内异常显示较好的区域位于工区中心（和3井与和4井之间），面积约7.0km2，但异常显示强度不是很高，尤其是MU＞30区域仅分布于采样点444处。

3）工区内与断层对应的区域异常较发育，其相关性较好，特别是在采样点157附近，其异常值略高。表明断层可能多为开启型，对气藏遮挡不是十分理想。

此外，在工区西北部，MU＞30的区域较大，而其南部均为断层，在该处可能有一断层。

3.2 油显示

该次研究主要是对呼和地区进行天然气勘探，为了验证工区天然气的成因，对工区的油显示异常亦进行了分析。

研究结果表明，工区内油显示异常非常低（MU最高也只有6.7），几乎没有，表明工区无热裂解油气成因。此外，即使有微弱显示，也与断层分布有关。

3.3 结果解释

为了更直观地反映呼和地区内含天然气情况，对该工区内气显示进行了统计，得出气异常值为25.0～30.0、30.0～38.0、＞38.0这3个区段中，样品数分别为59、39和28，分别占总样品数的7.39%、4.89%和3.51%，远远低于0.0～25.0区段的样品数672个和百分比84.21%，充分说明了工区含气前景较差。微生物异常只是在局部地区有强烈异常，而大部分地区显示微弱。

4 综合研究与勘探评价

下面主要从水样分析、构造条件、录井异常、现有的钻井情况等这几个方面对呼和地区的含气远景和最有利的勘探区域以及布井位置加以讨论。

4.1 水样分析

据资料反映，工区打水井时曾遇到过水中冒气的现象。为此，在野外采集过程中，采集了几个水样，以便在进行油气微生物结果解释时提供更为有效的依据。分析表明，只有一个水样有微量的甲烷显示，相应地其微生物异常也略微高一点，但仍然是非常低的。除此之外，其他水样中无甲烷气，而且其微生物异常亦非常低。

在刚开始打水井时，有气泡冒出，过后并没有持续的现象，这对于因地下产甲烷菌的作用导致甲烷局部富集是比较正常的。因此，在曾经有气泡冒出，而通过气相色谱分析无任何异常，是完全可以理解的。同时，因气泡逸出，局部地下天然气富集区压力释放，导致地表对应的区域微生物异常值很微弱也就不难理解了。如果地下有大量的天然气聚集，水样中应该有大量的与此对应的微生物，异常值将会呈现高值。

4.2 构造条件

工区断层比较发育，而且微生物的异常与断层密切相关，总是位于断层的正上方或在其附近，这说明工区的断层大多为开启型的断层。因此，该区断层往往是提供天然气泄漏通道而不是起着遮挡封堵的作用。

此外，由于工区范围限制，仅在工区南部涉及该区芒硝覆盖区边界。微生物异常不仅仅沿断层分布，而且也沿着芒硝分布有规律的排列，这表明该区的芒硝覆盖区可能不是理想的盖层。

因此，从断层和芒硝覆盖层来看，对天然气的聚集也不是十分有利。至于工区盖层条件如何，有待于结合区域资料、钻井资料等综合分析。

4.3 录井异常

工区的油气微生物勘探结果是按照一套规范的试验流程，在综合考虑各种影响因素的情况下完成的。因此，工区微生物勘探的结果是客观的、纯试验性的。

至于地表、样品的各种物性等影响因素在数据处理过程中均作了相应的处理，使之消除或将影响的程度最小化，以便使结果更加可靠。工区内和3井、和4井以及工区外的和1井与和5井的录井过程中的全烃值与微生物异常值统计见表1。

表1 呼和地区微生物勘探结果与录井异常对比表

从表1可以看出，虽然微生物异常值与全烃异常值不是一一对应的关系，但基本上是符合的，而且总体上均表现为低值，二者相互验证了工区的含气性也不是十分理想。

4.4 微生物异常与探井含气性比较

对于上述所讨论的4口探井而言，如果不考虑任何因素，从MPOG的异常来看，基本上不具备工业性气流，这与现有的钻井结果是基本相符的。特别是和4井与和5井，这2口井是在MPOG初步成果完成后完钻的探井。微生物勘探结果表明，这2口井的微生物异常均比较微弱，钻井表明，这2口井均未获得工业性油气流。

4.5 布井位置

在工区内中部，即和3井与和4井之间，共有测点24个，尽管面积较大，约7.0km2，但微生物异常最小值3.9，最大值42.1，平均值23.1。显然，该区域微生物异常显示强度较低，其含气性也较差。至于其他地区，则微生物异常值更低，其含气性更差。

因此，根据微生物异常分析结果，建议加强对该地区所取得的各种资料进行详细综合研究，特别是和3井与和4井之间所在的异常区进行重点研究，在此基础上，再考虑探井部署的问题。

5 结 论

1）工区内气显示异常普遍微弱，异常略微强烈区域分布零散，这说明工区含气前景较差。

2）工区内异常显示较好的区域位于工区中心（和3井与和4井之间），但异常强度不是很高。

3）工区内与断层对应的区域异常较发育，且相关性较好，表明断层可能多为开启型，对气藏遮挡不是十分理想。

4）微生物异常值与工区内所取的水样分析结果、录井异常分析结果相互印证，结论一致。

5）微生物异常值与工区内所钻探的和3井与和4井的含气情况基本符合，实践表明，油气微生物勘探技术比较适合在该盆地内运用。

［1］中国科学院微生物研究所微生物研究室.微生物勘探石油和天然气操作法［J］.微生物，1963，2（3）：97～103.

［2］赵邦六，何展翔，文百红.非地震直接油气检测技术及其勘探实践［J］.中国石油勘探，2005，（6）：29～37.

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

［4］赵政璋，吴国干，胡素云，等.全球油气勘探新进展［J］.石油学报，2005，26（6）：119～126.

［5］袁志华，张杨，张玉清.江汉复兴Ⅰ号断块近地表石油微生物勘探研究［J］.地质论评，2008，54（5）：161～165.

［6］李勇梅，袁志华.阳信洼陷石油微生物勘探研究［J］.特种油气藏，2009，16（5）：44～47.

［编辑］ 宋换新

35 Application of Microbial Technology for Oil and Gas Exploration in Hohhot Area

YUAN Zhi－hua，LAI Xiao－ming

（First Authors Address：Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources（Yangtze University），Ministry of Education，Jingzhou434023，Hubei，China）

Microbial prospecting technology for oil and gas（MPOG）exploration was studied in Hohhot Area.By studying the MPOG technique，the area of microbial anomalies of oil and gas was completed.The result showed that the microbial anomalies and the gas－bearing conditions in the operation area were consistent，and discussion was carried out in combination with reservoir pressure，surface conditions，sample characteristics，etc.The analysis indicated that the microbial prospecting technology was more suitable for the basin exploration.Based on the main premise of microbial abnormalities，and in combination with drilling and logging data and well log，the oil and gas－bearing prospects of Hohhot Area are evaluated The results show that in Hohhot Area the exploration prospects of oil and gas are poor，and the region with better anomaly display is located in the center of the operation area.It is proposed that a comprehensive study should be carried out on various data and information of the area in a detailed and comprehensive way，especially the study of the anomalous region between the Well 3and 4.

Hohhot；MPOG；anomaly；oil and gas－bearing prospects

book=18,ebook=18

TE132

A

1000－9752（2012）05－0035－04

2011－11－11

全国油气资源战略选区调查与评价专项（2009GYXQ15）。

袁志华（1967－），男，1987年大学毕业，博士，副教授，现主要从事油气微生物勘探和微生物提高石油采收率方面的研究工作。