大港油田港104井区微生物异常勘探与含油气预测

袁志华,苗成浩

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

大港油田港104井区微生物异常勘探与含油气预测

袁志华1,2,苗成浩1,2

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

油气微生物勘探技术(MPOG)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。文中简要论述了大港油田的区域地质概况及油气储层特征、地理位置与构造演化及断层性质。根据微生物异常指标体系,主要论述了港104井区微生物异常分析结果,并识别油气区,找出井区内的微生物分布规律,对其勘探前景作出评价,并对最有利目标区进行了含油气预测。最后,根据油气微生物勘探资料,结合圈闭、油源等条件确定了最有利的布井点位。

油气微生物勘探;大港油田;烃氧化菌;油气显示

油气微生物勘探技术作为一种新的地表油气勘探技术,以其直接、有效、快速、经济和多解性小等优势日益受到全球油气勘探界的重视[1-5]。近几年来,该技术越来越受到我国有关专家的高度重视[6-10]。

油气微生物勘探技术的原理是: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,在油藏正上方的地表土壤中非常发育并形成微生物异常[8-10]。采用MPOG技术可以检测出微生物异常进而预测出下伏油气藏。

1 研究区的地质特征

大港油田港104井区位于黄骅坳陷中北区的港西构造西端,西北邻大中旺-齐家务地区,东南接歧口坳陷,是北大港潜山构造带的西南倾没端。在地理上包括苏家园等地区,工区面积14.0km2。

港西构造西端是大港油田内的一个勘探老区,经过先后近二十多年的勘探打过很多勘探、开发井,勘探和开发的实践证明:该区主要的油气藏分布受控于港西凸起和港西断层,其西部、南部油源来源于大中旺-齐家务地区,东部油源来源于歧口坳陷。通过对该地区综合分析,可以看出该地区油气聚集成藏有其特定的规律性。

2 微生物勘探方法及样品采集

在野外测量中,采用美国 GARMIN公司的GPS12×L卫星定位仪定点,并用专用取样器在深度约为150～200cm处采集样品,每个样品500g。在工区内采集252个样品。微生物勘探技术流程(见图1)。

图1 微生物勘探技术流程

3 微生物异常识别油气区

对所取得的252个样品进行了微生物数量及活性分析,并结合其他资料(显微镜鉴定结果、地层压力、地层温度、样品湿度、岩性和颜色等),经过一系列处理,得出每个样品的微生物异常值。依据微生物异常值,利用专业软件自动绘制微生物勘探成果图,排除了人为的因素。在判断其异常区时,根据微生物异常值所圈定的区域就可直接指明地下深部的含油气性,可将高微生物异常值所圈定的区域作为有利的含油气区,其多解性较小。为了方便讨论和运用,在此将完成之后的成果图标注相应的井位资料,最终完成了工区油气微生物勘探综合成果图(图2)。

图2 研究工区微生物油气异常分布

3.1 微生物油异常值特征及其分布规律

3.1.1 油异常值的特征

(1)大小特征。研究区微生物油异常值的变化范围为12.40～50.90,总平均值22.50。

(2)频率分布特征。为更好地了解本区微生物油异常值的整体特征,在此,对研究工区的微生物油异常值和样品数进行了统计。其微生物油异常值大于30.00的样品数共40个,占总样品数约16%;油异常值在25.00～30.00的样品数为35个,占总样品数约14%;而属于背景值区的样品数(小于25. 00)为177个,占样品总数的70%。

3.1.2 研究工区油异常区的分布规律

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:

(1)研究工区油气微生物异常区呈条带状分布,且沿断层分布,可能主要是断层遮挡油气藏。

(2)异常区与不确定区形态一致,且差异不大,表明本区不是岩性油气藏。该异常区面积2.579 km2。

3.2 微生物气异常值特征及其规律

3.2.1 气异常值的特征

(1)大小特征。研究工区微生物气异常值变化范围为5.37～31.74,总平均值为14.68。

(2)频率分布特征。在研究工区,微生物气异常值大于25.00的样品数为19。微生物气异常值大于30.00的样品数为3个,仅占样品总数(252个)的1.2%。

3.2.2 气异常区的分布规律

仅从整个研究工区微生物气异常分布来看,具有如下几点规律:

(1)工区内气异常值普遍较低,且未形成连片气藏,分布规律与油异常相似,储量有限。

(2)在工区内气异常与油异常大多基本重合,可能为油气同层。

总之,研究工区基本上为油异常区,且未连片分布,而气异常区基本为背景区值。

4 综合研究与油气预测

通过前面的分析研究表明,在本工区内,基本上为油异常区,而气异常区基本上为背景值区。因此,下面重点就本工区内的油异常区进行探讨。

4.1 工区内各层段构造与微生物异常的关系

区域地质资料表明,港西构造两翼的次生断层形态控制了油气的运聚过程,根据工区内地震资料分析断层影响因素,对认识油气储层至关重要[11-13]。

港西断层在沙一段的底部延伸7km,穿透了整个新生代的地层,在中生代基底中消失,走向为NEE,在沙一段的断距为100～700m,沿港西构造两翼各发育有次生断层。港西断层在沙一段下部是不封闭的,下降盘的油气是可以运移至上升盘的,而沙一段中部和上部断层是封闭的,油气在断层非活动期不易穿过断层运移。

尽管沙一段断层的封闭性整体上比较好,起封闭油气的作用,但由于本区在沙三期末、东营末两次较大规模的构造运动,在此期间,部分断层活动较大,呈现开启性,先期生成的油气可以通过断层运移,在上覆地层形成新的储层。

港西构造西端的工区内自1965年港6井开钻以来,先后共钻探100多口井,大多集中在已投入开发的北部区域。根据工区内油气井资料分析可以发现,工区内Es3、Es2、Es1、Ed、Ng、Nm均有油气显示,但产油层主要位于 Es1、Ng,产气层主要位于Nm。导致油微生物异常的主要储层是Es1、Ng,导致天然气微生物异常的主要储层是Nm。

图3为港西构造西端工区内微生物油异常与各主层段构造等深线的展布关系。

在图3A～4F中,其中馆陶组底界(图3C)为最新的地震解释成果。在本工区沙一段下部,其北部区域为沙一段下部底界的最新地震解释成果,其南部为沙一段下部油层顶的构造图(局部),二者拼接后构成图3E。

下面就异常区将以微生物异常值为主,结合有关区域地质资料,特别是构造、含油层系以及生物灰岩等的分布规律加以探讨,从而对工区内的储层进行预测。

图3 工区内各含油层系构造图与微生物异常的关系

4.2 根据地震资料分析油气储层

从图3中可以看出,在该异常区所在的区域, Es1、Ed地层被剥蚀,Ng地层覆盖在中生代基底上,并发育次生断层。异常区基本上与馆陶组底界的断层发育,特别是断层所遮挡的构造高点非常吻合,表明馆陶组底界的断层对异常区的分布具有显著地控制作用,亦说明油藏主要储层是来自Ng,并受断层控制。

此外,异常区与明化镇组两者之间亦存在明显的相关关系。因此,对于本研究工区内异常区来说,其勘探重点是Ng,但应适当关注Nm。

在此需要值得注意的是,在研究工区内,除近南北异常区之外,在该异常区以西存在一较小的强烈异常区,根据最新的地震勘探研究成果表明(图3C),该处存在断层,且该异常区与断层遮挡有关。而在图3B中的馆陶组却并未显示该处存在断层。由此表明,通过对本研究工区的油气微生物勘探表明,不仅油气藏的分布受断层控制,而且微生物的异常能够有效地反映地下深部封存的油气藏。

4.3 根据油气井资料分析油气储层

在4号异常区内,与之相关的井有港108井,港104井、西32-12和西32-10等完钻井。

西32-12井井段深度1316.0～1322.0m,初试产油量为14.5t/d,其它井亦多在Ng钻遇油气或见显示,反映北部油藏主要储层是Ng。

4.4 根据生物灰岩分布规律分析油气储层

无论是低熟油还是成熟油,只要存在运移,在路径上都会选择孔、渗性比较好的岩层作为其优势运移通道之一,在运移到合适的圈闭或断层的有效遮挡时就会聚集成藏。

港西地区沙一段有良好的生物灰岩及白云质灰岩的发育,并且有其独特的分布规律,其储集层的孔隙度、渗透率比较高,是该地区油气运聚成藏的有利条件。在本研究工区,没有生物灰岩分布,说明该区域油藏的主要储层不是Es1,而是上覆的Ng。

5 结论和建议

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。

(1)研究工区油气微生物异常区呈条带状分布,且沿断层分布,可能主要是断层遮挡油气藏。

(2)工区内气异常值普遍较低,且未形成连片气藏,分布规律与油异常相似,储量有限。气异常与油异常大多基本重合,可能为油气同层。

(3)结合地震、油气井及生物灰岩等资料研究表明,本研究工区的主要产层可能为Ng,其次为Nm。

(4)在本研究工区内,勘探重点应以断层带为主,寻找有利的断层遮挡油气藏,建议沿断层带部署评价井。勘探目标的重点在Ng寻找油气储层,关注Nm油气储层。

[1] Hanson R S , Hanson T E. Met hanot rophic bacteria[J ] . Microbiological Reviews ,1996 ,60 (2) :439 - 471

[2] Klusman R W ,Saeed M A. Comparison of light hydrocarbonmicroseepage mechanisms [ G] ∥Schumacher D,Abrams M A. Hydrocarbon migration and it s nearsurface expression[C] . AAPG Memoir 66 ,1996 :157 -168

[3] Krooss B M ,Shlomer S ,Ehrlich R. Experimental investigationof molecular t ransport and fluid flow in unfaultedand faulted politic rocks [ G] ∥Jones G, FisherQ. Faulting ,fault sealing and fluid flow in hydrocarbonreservoirs[C] . London : Geological Society ,SpecialPublications 147 ,1998 :135 - 146

[4] Matt hew M D. Importance of sampling design anddensity in target recognition [ G] ∥Schumacher D ,Abrams M A. Hydrocarbon migration and it s nearsurface expression[C] . AAPGMemoir 66 ,1996 :243 -253

[5] Saunders D F ,Burson K R , Thompson C K. Modelfor hydrocarbon microseepage and related nearsurfacealterations[J ] . AAPG Bulletin , 1999 , 83 (1) : 170 -185

[6] 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

[7] 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,2005,10(6):29-37

[8] 袁志华,梅博文,佘跃惠,等.石油微生物勘探技术在西柳地区的应用[J].石油学报,2002,23(6):29-31

[9] 袁志华,梅博文,佘跃惠,等.天然气微生物勘探研究——以蠡县斜坡西柳构造为例[J].天然气工业, 2003,23(2):27-30

[10] 袁志华,梅博文,佘跃惠,等.二连盆地马尼特坳陷天然气微生物勘探[J].天然气地球科学,2004,15(2): 162-165

[11] 周英操,王广新,翟洪军,等.欠平衡钻井技术在大庆油田卫深5井中的应用[J].石油学报,2003,24(6): 90-93

[12] 房新娜.济阳坳陷纯梁地区沙四上亚段油藏的形成机制与控制因素[J].石油地质与工程,2009,23(3):10 -12

[13] 谢佃和,高浩宏,王集鸿.牛圈湖油田侏罗系储层特征与有效性评价方法研究[J].石油地质与工程,2009, 23(3):20-22

TE122.13

A

1673-8217(2010)02-0029-04

2009-08-21;改回日期:2009-11-05

袁志华,博士,副教授,1967年生,1987年毕业于石油大学(华东)石油地质专业,主要从事油气微生物勘探和石油微生物提高石油采收率研究。

中国石油科技中青年创新基金“油气微生物勘探中土壤样品专性菌快速评价新技术研究”(2003Z0506)部分成果。

编辑:吴官生