DNA技术帮你寻找下一个油气藏

编译 ｜ 覃乐

DNA技术帮你寻找下一个油气藏

编译 ｜ 覃乐

根据地表微生物种群数量的不同，利用DNA分析和机器学习技术，为油气行业开创新的勘探工具。

DNA技术起源于医学，但是不止于医学，随着DNA技术的发展以及跨学科交叉应用思路的拓宽，荷兰一家创业公司，旨在利用微生物DNA技术帮助油气勘探公司寻找油气藏。该技术借鉴了一种兴起中的医学突破，即使用唾液测试肿瘤，而不是进行更多的侵入性活检。在扩展此方法用途的过程中，人们注意到基于气体分子微渗透引起的微生物反应可以用来预测油藏。

通过氧化反应，某些微生物将在气体渗透的环境中茁壮成长，而其他微生物将会因为上升气体的毒性而死亡。以上任一结果都可以提供可用信号，而机器学习模型可以将这些信号转化成易于解释的预测图。

据该公司技术和运营总监表示：“许多人觉得这种方法太过完美而难以置信，质问地表和地下之间能有什么联系呢？联系就是一个油气藏甜点或一个高速流动的区域，很可能预示着一个较好的天然裂缝网络。”他还说，一个单一的样本可能包含多达30万个微生物物种，但是它们中只有50到200种能作为关键的正、负信号指标。

这些来自盲验证研究的图像，包含了路易斯安那州的Haynesville页岩生产井井位图（左），其中用于DNA分析（中间）的泥土样品约有360个。右图是通过DNA分析产生的结果，其右上角为高产区，能与该公司产出历史相匹配，而右下方的两个区域预测错误，该图的准确率为72%。

在获取上百个样品以后，便可形成一张地图以帮助勘探公司在潜在的井位中排除风险。该公司表示，其分析方法准确率为70-90%，如果可以从目标区域的现有井中收集信息，准确率会更高。

验证性研究接近目标

尽管成绩有限，该公司却对其技术的准确率很有信心，部分原因在于其与非常规能源运营商在Haynesville页岩生产区块开展的盲法研究，油气藏预测准确率达到72%。

当实际的生产数据被应用到最后的模拟测试时，准确率跃升到了86%，在实际打有27口高产井的油气藏上，共识别了31个“虚拟”井位。

一种新的可能性

这个概念在十年前是不敢想象的。一方面，大批DNA测试对于单个项目来说太昂贵。 但最近的技术进步使DNA分析成本急速下降，只相当于现在钻新井或进行地震勘测的一小部分费用。另一方面，DNA分析技术本身在分辨率方面也有所改善，它可以揭示微生物生态系统中丰富的多样性信号。当微生物群落的差异越大时，这个信号也变得越清晰。通过新的机器学习方法，可以在数T B的样本数据中找到非常小的差异。

该公司表示，对于一个250平方英里的地区，两名现场技术人员需要3.5天的时间来搜集360个样品，每个样品大约相差一英里。样品大小为1立方毫米，这些样品被连夜送到荷兰的公司进行分析，然后再将DNA分析结果输入该公司已经培训了超过2年的机器学习程序。

实验性项目影响真正的决策

在荷兰近海50米深的海底，该公司为一个中型油公司做的实验性项目为早期验证性研究提供了帮助。

油公司在前期已经完成了一个盐丘区域的三维调查，但在钻了几口昂贵的干井之后，转而使用新的DNA技术。在第二年恢复钻井时，勘探方表示会选择基于DNA技术得出的概率最大的井位。

在荷兰的一个单独的陆地项目中，该公司帮助另一个油公司排除了一个页岩钻探项目。DNA分析显示，一个地方含油气藏几率很高，而另一个区域没有油气。由于成熟条件差，所以怀疑论者是对的，该地区是否能形成气藏值得商榷。

该公司认为，实验性项目只是个开始，他们渴望在北美非常规市场上拿到更多的工作任务。不过当该公司着眼于包括东南亚和非洲在内的世界其他技术可用区域时，此技术是否能用于深水仍然是一个未知数。采集样本成本并不是问题，因为通常都要为系泊链采集土壤样本。在这种情况下，公司面临的未知问题是：没有人确切地知道在海浪下一两英里处的泥土里有多少微生物存在。

该单孔板包含96个土壤样品，使用涉及珠粒和摇动的专利方法提取DNA。此孔板还有助于有序保持大量样品。