袁志華,苗成浩

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué)),湖北荊州434023;2.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

大港油田港104井區(qū)微生物異?？碧脚c含油氣預(yù)測(cè)

袁志華1,2,苗成浩1,2

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué)),湖北荊州434023;2.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

油氣微生物勘探技術(shù)(MPOG)因具有直接、有效、多解性小和經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)勢(shì)日益受到全球油氣勘探界的重視。文中簡(jiǎn)要論述了大港油田的區(qū)域地質(zhì)概況及油氣儲(chǔ)層特征、地理位置與構(gòu)造演化及斷層性質(zhì)。根據(jù)微生物異常指標(biāo)體系,主要論述了港104井區(qū)微生物異常分析結(jié)果,并識(shí)別油氣區(qū),找出井區(qū)內(nèi)的微生物分布規(guī)律,對(duì)其勘探前景作出評(píng)價(jià),并對(duì)最有利目標(biāo)區(qū)進(jìn)行了含油氣預(yù)測(cè)。最后,根據(jù)油氣微生物勘探資料,結(jié)合圈閉、油源等條件確定了最有利的布井點(diǎn)位。

油氣微生物勘探;大港油田;烴氧化菌;油氣顯示

油氣微生物勘探技術(shù)作為一種新的地表油氣勘探技術(shù),以其直接、有效、快速、經(jīng)濟(jì)和多解性小等優(yōu)勢(shì)日益受到全球油氣勘探界的重視[1-5]。近幾年來(lái),該技術(shù)越來(lái)越受到我國(guó)有關(guān)專家的高度重視[6-10]。

油氣微生物勘探技術(shù)的原理是:在油氣藏壓力的驅(qū)動(dòng)下,油氣藏的輕烴氣體持續(xù)地向地表作垂直擴(kuò)散和運(yùn)移,土壤中的專性微生物以輕烴氣作為其唯一能量來(lái)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[8-10]。采用MPOG技術(shù)可以檢測(cè)出微生物異常進(jìn)而預(yù)測(cè)出下伏油氣藏。

1 研究區(qū)的地質(zhì)特征

大港油田港104井區(qū)位于黃驊坳陷中北區(qū)的港西構(gòu)造西端,西北鄰大中旺-齊家務(wù)地區(qū),東南接歧口坳陷,是北大港潛山構(gòu)造帶的西南傾沒(méi)端。在地理上包括蘇家園等地區(qū),工區(qū)面積14.0km2。

港西構(gòu)造西端是大港油田內(nèi)的一個(gè)勘探老區(qū),經(jīng)過(guò)先后近二十多年的勘探打過(guò)很多勘探、開(kāi)發(fā)井,勘探和開(kāi)發(fā)的實(shí)踐證明:該區(qū)主要的油氣藏分布受控于港西凸起和港西斷層,其西部、南部油源來(lái)源于大中旺-齊家務(wù)地區(qū),東部油源來(lái)源于歧口坳陷。通過(guò)對(duì)該地區(qū)綜合分析,可以看出該地區(qū)油氣聚集成藏有其特定的規(guī)律性。

2 微生物勘探方法及樣品采集

在野外測(cè)量中,采用美國(guó) GARMIN公司的GPS12×L衛(wèi)星定位儀定點(diǎn),并用專用取樣器在深度約為150～200cm處采集樣品,每個(gè)樣品500g。在工區(qū)內(nèi)采集252個(gè)樣品。微生物勘探技術(shù)流程(見(jiàn)圖1)。

圖1 微生物勘探技術(shù)流程

3 微生物異常識(shí)別油氣區(qū)

對(duì)所取得的252個(gè)樣品進(jìn)行了微生物數(shù)量及活性分析,并結(jié)合其他資料(顯微鏡鑒定結(jié)果、地層壓力、地層溫度、樣品濕度、巖性和顏色等),經(jīng)過(guò)一系列處理,得出每個(gè)樣品的微生物異常值。依據(jù)微生物異常值,利用專業(yè)軟件自動(dòng)繪制微生物勘探成果圖,排除了人為的因素。在判斷其異常區(qū)時(shí),根據(jù)微生物異常值所圈定的區(qū)域就可直接指明地下深部的含油氣性,可將高微生物異常值所圈定的區(qū)域作為有利的含油氣區(qū),其多解性較小。為了方便討論和運(yùn)用,在此將完成之后的成果圖標(biāo)注相應(yīng)的井位資料,最終完成了工區(qū)油氣微生物勘探綜合成果圖(圖2)。

圖2 研究工區(qū)微生物油氣異常分布

3.1 微生物油異常值特征及其分布規(guī)律

3.1.1 油異常值的特征

(1)大小特征。研究區(qū)微生物油異常值的變化范圍為12.40～50.90,總平均值22.50。

(2)頻率分布特征。為更好地了解本區(qū)微生物油異常值的整體特征,在此,對(duì)研究工區(qū)的微生物油異常值和樣品數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。其微生物油異常值大于30.00的樣品數(shù)共40個(gè),占總樣品數(shù)約16%;油異常值在25.00～30.00的樣品數(shù)為35個(gè),占總樣品數(shù)約14%;而屬于背景值區(qū)的樣品數(shù)(小于25. 00)為177個(gè),占樣品總數(shù)的70%。

3.1.2 研究工區(qū)油異常區(qū)的分布規(guī)律

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(duì)于多套儲(chǔ)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(rèn)識(shí):

(1)研究工區(qū)油氣微生物異常區(qū)呈條帶狀分布,且沿?cái)鄬臃植?可能主要是斷層遮擋油氣藏。

(2)異常區(qū)與不確定區(qū)形態(tài)一致,且差異不大,表明本區(qū)不是巖性油氣藏。該異常區(qū)面積2.579 km2。

3.2 微生物氣異常值特征及其規(guī)律

3.2.1 氣異常值的特征

(1)大小特征。研究工區(qū)微生物氣異常值變化范圍為5.37～31.74,總平均值為14.68。

(2)頻率分布特征。在研究工區(qū),微生物氣異常值大于25.00的樣品數(shù)為19。微生物氣異常值大于30.00的樣品數(shù)為3個(gè),僅占樣品總數(shù)(252個(gè))的1.2%。

3.2.2 氣異常區(qū)的分布規(guī)律

僅從整個(gè)研究工區(qū)微生物氣異常分布來(lái)看,具有如下幾點(diǎn)規(guī)律:

(1)工區(qū)內(nèi)氣異常值普遍較低,且未形成連片氣藏,分布規(guī)律與油異常相似,儲(chǔ)量有限。

(2)在工區(qū)內(nèi)氣異常與油異常大多基本重合,可能為油氣同層。

總之,研究工區(qū)基本上為油異常區(qū),且未連片分布,而氣異常區(qū)基本為背景區(qū)值。

4 綜合研究與油氣預(yù)測(cè)

通過(guò)前面的分析研究表明,在本工區(qū)內(nèi),基本上為油異常區(qū),而氣異常區(qū)基本上為背景值區(qū)。因此,下面重點(diǎn)就本工區(qū)內(nèi)的油異常區(qū)進(jìn)行探討。

4.1 工區(qū)內(nèi)各層段構(gòu)造與微生物異常的關(guān)系

區(qū)域地質(zhì)資料表明,港西構(gòu)造兩翼的次生斷層形態(tài)控制了油氣的運(yùn)聚過(guò)程,根據(jù)工區(qū)內(nèi)地震資料分析斷層影響因素,對(duì)認(rèn)識(shí)油氣儲(chǔ)層至關(guān)重要[11-13]。

港西斷層在沙一段的底部延伸7km,穿透了整個(gè)新生代的地層,在中生代基底中消失,走向?yàn)镹EE,在沙一段的斷距為100～700m,沿港西構(gòu)造兩翼各發(fā)育有次生斷層。港西斷層在沙一段下部是不封閉的,下降盤(pán)的油氣是可以運(yùn)移至上升盤(pán)的,而沙一段中部和上部斷層是封閉的,油氣在斷層非活動(dòng)期不易穿過(guò)斷層運(yùn)移。

盡管沙一段斷層的封閉性整體上比較好,起封閉油氣的作用,但由于本區(qū)在沙三期末、東營(yíng)末兩次較大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),在此期間,部分?jǐn)鄬踊顒?dòng)較大,呈現(xiàn)開(kāi)啟性,先期生成的油氣可以通過(guò)斷層運(yùn)移,在上覆地層形成新的儲(chǔ)層。

港西構(gòu)造西端的工區(qū)內(nèi)自1965年港6井開(kāi)鉆以來(lái),先后共鉆探100多口井,大多集中在已投入開(kāi)發(fā)的北部區(qū)域。根據(jù)工區(qū)內(nèi)油氣井資料分析可以發(fā)現(xiàn),工區(qū)內(nèi)Es3、Es2、Es1、Ed、Ng、Nm均有油氣顯示,但產(chǎn)油層主要位于 Es1、Ng,產(chǎn)氣層主要位于Nm。導(dǎo)致油微生物異常的主要儲(chǔ)層是Es1、Ng,導(dǎo)致天然氣微生物異常的主要儲(chǔ)層是Nm。

圖3為港西構(gòu)造西端工區(qū)內(nèi)微生物油異常與各主層段構(gòu)造等深線的展布關(guān)系。

在圖3A～4F中,其中館陶組底界(圖3C)為最新的地震解釋成果。在本工區(qū)沙一段下部,其北部區(qū)域?yàn)樯骋欢蜗虏康捉绲淖钚碌卣鸾忉尦晒?其南部為沙一段下部油層頂?shù)臉?gòu)造圖(局部),二者拼接后構(gòu)成圖3E。

下面就異常區(qū)將以微生物異常值為主,結(jié)合有關(guān)區(qū)域地質(zhì)資料,特別是構(gòu)造、含油層系以及生物灰?guī)r等的分布規(guī)律加以探討,從而對(duì)工區(qū)內(nèi)的儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測(cè)。

圖3 工區(qū)內(nèi)各含油層系構(gòu)造圖與微生物異常的關(guān)系

4.2 根據(jù)地震資料分析油氣儲(chǔ)層

從圖3中可以看出,在該異常區(qū)所在的區(qū)域, Es1、Ed地層被剝蝕,Ng地層覆蓋在中生代基底上,并發(fā)育次生斷層。異常區(qū)基本上與館陶組底界的斷層發(fā)育,特別是斷層所遮擋的構(gòu)造高點(diǎn)非常吻合,表明館陶組底界的斷層對(duì)異常區(qū)的分布具有顯著地控制作用,亦說(shuō)明油藏主要儲(chǔ)層是來(lái)自Ng,并受斷層控制。

此外,異常區(qū)與明化鎮(zhèn)組兩者之間亦存在明顯的相關(guān)關(guān)系。因此,對(duì)于本研究工區(qū)內(nèi)異常區(qū)來(lái)說(shuō),其勘探重點(diǎn)是Ng,但應(yīng)適當(dāng)關(guān)注Nm。

在此需要值得注意的是,在研究工區(qū)內(nèi),除近南北異常區(qū)之外,在該異常區(qū)以西存在一較小的強(qiáng)烈異常區(qū),根據(jù)最新的地震勘探研究成果表明(圖3C),該處存在斷層,且該異常區(qū)與斷層遮擋有關(guān)。而在圖3B中的館陶組卻并未顯示該處存在斷層。由此表明,通過(guò)對(duì)本研究工區(qū)的油氣微生物勘探表明,不僅油氣藏的分布受斷層控制,而且微生物的異常能夠有效地反映地下深部封存的油氣藏。

4.3 根據(jù)油氣井資料分析油氣儲(chǔ)層

在4號(hào)異常區(qū)內(nèi),與之相關(guān)的井有港108井,港104井、西32-12和西32-10等完鉆井。

西32-12井井段深度1316.0～1322.0m,初試產(chǎn)油量為14.5t/d,其它井亦多在Ng鉆遇油氣或見(jiàn)顯示,反映北部油藏主要儲(chǔ)層是Ng。

4.4 根據(jù)生物灰?guī)r分布規(guī)律分析油氣儲(chǔ)層

無(wú)論是低熟油還是成熟油,只要存在運(yùn)移,在路徑上都會(huì)選擇孔、滲性比較好的巖層作為其優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道之一,在運(yùn)移到合適的圈閉或斷層的有效遮擋時(shí)就會(huì)聚集成藏。

港西地區(qū)沙一段有良好的生物灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r的發(fā)育,并且有其獨(dú)特的分布規(guī)律,其儲(chǔ)集層的孔隙度、滲透率比較高,是該地區(qū)油氣運(yùn)聚成藏的有利條件。在本研究工區(qū),沒(méi)有生物灰?guī)r分布,說(shuō)明該區(qū)域油藏的主要儲(chǔ)層不是Es1,而是上覆的Ng。

5 結(jié)論和建議

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(duì)于多套儲(chǔ)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(rèn)識(shí)。

(1)研究工區(qū)油氣微生物異常區(qū)呈條帶狀分布,且沿?cái)鄬臃植?可能主要是斷層遮擋油氣藏。

(2)工區(qū)內(nèi)氣異常值普遍較低,且未形成連片氣藏,分布規(guī)律與油異常相似,儲(chǔ)量有限。氣異常與油異常大多基本重合,可能為油氣同層。

(3)結(jié)合地震、油氣井及生物灰?guī)r等資料研究表明,本研究工區(qū)的主要產(chǎn)層可能為Ng,其次為Nm。

(4)在本研究工區(qū)內(nèi),勘探重點(diǎn)應(yīng)以斷層帶為主,尋找有利的斷層遮擋油氣藏,建議沿?cái)鄬訋Р渴鹪u(píng)價(jià)井?？碧侥繕?biāo)的重點(diǎn)在Ng尋找油氣儲(chǔ)層,關(guān)注Nm油氣儲(chǔ)層。

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TE122.13

A

1673-8217(2010)02-0029-04

2009-08-21;改回日期:2009-11-05

袁志華,博士,副教授,1967年生,1987年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)石油地質(zhì)專業(yè),主要從事油氣微生物勘探和石油微生物提高石油采收率研究。

中國(guó)石油科技中青年創(chuàng)新基金“油氣微生物勘探中土壤樣品專性菌快速評(píng)價(jià)新技術(shù)研究”(2003Z0506)部分成果。

編輯:吳官生