[发明专利]一种以甲烷氧化菌活菌异常和死菌异常为指标进行油气勘探与油气藏表征的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气勘探与油气藏表征的方法。

背景技术

油气藏，包括石油藏、天然气藏、石油+天然气藏和天然气水合物藏。

石油和天然气工业是重要的基础能源工业。当前石油和天然气(含天然气水合物)勘探与开发亟待解决的问题是如何提高勘探和开发的效益；而研发和应用高效的勘探和开发方法及其技术手段是解决上述问题的关键。

微生物油气勘探与油气藏表征技术是油气勘探与油气藏表征技术中的一个重要分支，它主要依据油气勘探区和/或油气藏上方近地表土壤层和/或沉积物中微生物异常特征而对地下油气藏的发育情况及油气藏开发过程中油气资源动态变化和剩余油气资源的分布状况进行预测和监控的一种重要技术手段。在现代油气勘探与油气藏表征技术中，微生物油气勘探与油气藏表征技术能为初期勘探提供廉价、有效的方法和指示；能预测有利勘探区块，以期降低勘探风险；可在中后期油气藏开采区为布设调整井位、制定高效的开采方案和降低开采成本提供重要的技术支撑。

微生物油气勘探与油气藏表征技术的原理：油气藏中的轻烃在油气藏压力的驱使下以微泡上浮形式或连续气相流形式沿复杂的微裂隙垂直向上运移。当甲烷运移进入表层土壤和/或沉积物内时，一部分轻烃成为土壤中专性轻烃氧化菌的食物(碳源)而使轻烃氧化菌出现异常；而另一部分轻烃被表层土壤和/或沉积物中的粘土矿物所吸附和被次生碳酸盐胶结物所包裹。因此，在油气藏上方的表层土壤和/或沉积物中会形成与下伏油气藏具有正相关关系的专性轻烃氧化菌异常。据此前人建立了微生物油气勘探技术。他们通过检测生烃盆地和/或油气藏上方表层土壤和/或沉积物中甲烷氧化菌的活菌数量，并以活菌数量为指标进行微生物油气藏勘探。前人研究还表明，轻烃微渗漏具有三个特性：一是普遍性，即自然界绝大多数油气藏都存在轻烃微渗漏，故都可用微生物方法来检测；二是垂直性，即在生烃盆地和/或油气藏中，轻烃微渗漏时的轻烃运移方向总体上是垂直的，故微生物异常的范围大致对应于地下油气藏的油/水和或气/水边界，形成“顶部异常”，而微生物异常强度的变化反映了油气圈闭内含油气的原始非均质性；三是动态性，即随着油气藏开发程度的提高，轻烃微渗漏强度会发生动态变化，在高产井区周围的微生物异常强度将不断降低。这种动态变化又成为油气田开发中剩余油分布动态检测的微生物油气藏表征技术的基础。

由于在油气藏开采区地下甲烷的微渗漏具有动态性；在油气藏开发过程中，油层、气层、油气混合层或天然气水合物层的压力和甲烷浓度的变化会直接引起油气藏上方的土壤和/或沉积物中甲烷氧化菌的数量发生动态变化，故前人据此建立了油气藏表征的微生物方法。他们通过检测不同时点油气藏上方表层土壤和/或沉积物中甲烷氧化菌的活菌数量，并基于不同时点甲烷氧化菌的活菌异常之异同来对油气藏进行表征。

微生物油气勘探与油气藏表征技术始于前苏联。早在1937年，前苏联学者就提出了微生物油气勘探方法，为伏尔加-乌拉尔油田的发现作出了重要贡献。在上世纪60年代，微生物油气勘探方法在前苏联、美国、捷克斯洛伐克、波兰、匈牙利、德国等国广为研究和采用，发现微生物异常与钻井结果之间的准确率达50-65%。此后因对油气藏中轻烃向地表扩散的方式和轻烃氧化菌的专一性问题发生争论，从而影响了该法的发展；而德国和美国学者仍对该技术进行持续的研发，在充分论证轻烃微渗漏理论可靠性的基础上，显著提高了微生物检测技术和解释模型的准确性，建立了地震勘探法与油气微生物检测技术相结合的勘探新模式，使微生物油气勘探与油气藏表征技术正在成为大幅提高油气勘探成功率、降低勘探风险、布设调整井位、制定高效开采方案的新型综合油气勘探与油气藏表征技术的重要组成部分。

中国微生物油气勘探研究始于上世纪50年代未。中科院微生物所于1956-1971 年期间采用该方法对20 多个已知油区和未知区进行了勘探，发现微生物勘探法的结果与钻井资料的吻合度在65%左右，证实了方法的可用性。1986-2000年期间，在我国南海北部和渤海4个合作区块的勘探中，采用美国的微生物油气勘探(MOST)技术在勘探区取得了重要的油气发现。2000年我国开始引进德国的油气微生物勘探技术(MPOG)，取得了较好的应用效果。2002年，长江大学与德国学者合作，共同在西柳地区和二连盆地马尼特坳陷开展了微生物油气勘探研究，获得了较理想的勘探效果。2007年，MOST技术首次进入我国陆上海相油气勘探领域，并取得了引人注目的成果。经多年的研究, 长江大学建立了微生物油气勘探技术，并在我国鄂尔多斯盆地、松辽盆地和渤海湾盆地得到了成功应用。还有很多单位对微生物油气勘探方法进行了试验，均获得比较理想的效果。