大港油田港104井區微生物異常勘探與含油氣預測

袁志華,苗成浩

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學),湖北荊州434023;2.長江大學地球科學學院)

大港油田港104井區微生物異常勘探與含油氣預測

袁志華1,2,苗成浩1,2

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學),湖北荊州434023;2.長江大學地球科學學院)

油氣微生物勘探技術(MPOG)因具有直接、有效、多解性小和經濟效益好等優勢日益受到全球油氣勘探界的重視。文中簡要論述了大港油田的區域地質概況及油氣儲層特征、地理位置與構造演化及斷層性質。根據微生物異常指標體系,主要論述了港104井區微生物異常分析結果,并識別油氣區,找出井區內的微生物分布規律,對其勘探前景作出評價,并對最有利目標區進行了含油氣預測。最后,根據油氣微生物勘探資料,結合圈閉、油源等條件確定了最有利的布井點位。

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作為一種新的地表油氣勘探技術,以其直接、有效、快速、經濟和多解性小等優勢日益受到全球油氣勘探界的重視[1-5]。近幾年來,該技術越來越受到我國有關專家的高度重視[6-10]。

油氣微生物勘探技術的原理是:在油氣藏壓力的驅動下,油氣藏的輕烴氣體持續地向地表作垂直擴散和運移,土壤中的專性微生物以輕烴氣作為其唯一能量來源,在油藏正上方的地表土壤中非常發育并形成微生物異常[8-10]。采用MPOG技術可以檢測出微生物異常進而預測出下伏油氣藏。

1 研究區的地質特征

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

港西構造西端是大港油田內的一個勘探老區,經過先后近二十多年的勘探打過很多勘探、開發井,勘探和開發的實踐證明:該區主要的油氣藏分布受控于港西凸起和港西斷層,其西部、南部油源來源于大中旺-齊家務地區,東部油源來源于歧口坳陷。通過對該地區綜合分析,可以看出該地區油氣聚集成藏有其特定的規律性。

2 微生物勘探方法及樣品采集

在野外測量中,采用美國 GARMIN公司的GPS12×L衛星定位儀定點,并用專用取樣器在深度約為150～200cm處采集樣品,每個樣品500g。在工區內采集252個樣品。微生物勘探技術流程(見圖1)。

圖1 微生物勘探技術流程

3 微生物異常識別油氣區

對所取得的252個樣品進行了微生物數量及活性分析,并結合其他資料(顯微鏡鑒定結果、地層壓力、地層溫度、樣品濕度、巖性和顏色等),經過一系列處理,得出每個樣品的微生物異常值。依據微生物異常值,利用專業軟件自動繪制微生物勘探成果圖,排除了人為的因素。在判斷其異常區時,根據微生物異常值所圈定的區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域作為有利的含油氣區,其多解性較小。為了方便討論和運用,在此將完成之后的成果圖標注相應的井位資料,最終完成了工區油氣微生物勘探綜合成果圖(圖2)。

圖2 研究工區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律

3.1.1 油異常值的特征

(1)大小特征。研究區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。為更好地了解本區微生物油異常值的整體特征,在此,對研究工區的微生物油異常值和樣品數進行了統計。其微生物油異常值大于30.00的樣品數共40個,占總樣品數約16%;油異常值在25.00～30.00的樣品數為35個,占總樣品數約14%;而屬于背景值區的樣品數(小于25. 00)為177個,占樣品總數的70%。

3.1.2 研究工區油異常區的分布規律

油氣微生物勘探成果所反映的是油氣藏平面分布規律,對于多套儲層則反映的是疊加效果。僅從油氣微生物異常值分布規律,得出以下初步認識:

(1)研究工區油氣微生物異常區呈條帶狀分布,且沿斷層分布,可能主要是斷層遮擋油氣藏。

(2)異常區與不確定區形態一致,且差異不大,表明本區不是巖性油氣藏。該異常區面積2.579 km2。

3.2 微生物氣異常值特征及其規律

3.2.1 氣異常值的特征

(1)大小特征。研究工區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,微生物氣異常值大于25.00的樣品數為19。微生物氣異常值大于30.00的樣品數為3個,僅占樣品總數(252個)的1.2%。

3.2.2 氣異常區的分布規律

僅從整個研究工區微生物氣異常分布來看,具有如下幾點規律:

(1)工區內氣異常值普遍較低,且未形成連片氣藏,分布規律與油異常相似,儲量有限。

(2)在工區內氣異常與油異常大多基本重合,可能為油氣同層。

總之,研究工區基本上為油異常區,且未連片分布,而氣異常區基本為背景區值。

4 綜合研究與油氣預測

通過前面的分析研究表明,在本工區內,基本上為油異常區,而氣異常區基本上為背景值區。因此,下面重點就本工區內的油異常區進行探討。

4.1 工區內各層段構造與微生物異常的關系

區域地質資料表明,港西構造兩翼的次生斷層形態控制了油氣的運聚過程,根據工區內地震資料分析斷層影響因素,對認識油氣儲層至關重要[11-13]。

港西斷層在沙一段的底部延伸7km,穿透了整個新生代的地層,在中生代基底中消失,走向為NEE,在沙一段的斷距為100～700m,沿港西構造兩翼各發育有次生斷層。港西斷層在沙一段下部是不封閉的,下降盤的油氣是可以運移至上升盤的,而沙一段中部和上部斷層是封閉的,油氣在斷層非活動期不易穿過斷層運移。

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,但由于本區在沙三期末、東營末兩次較大規模的構造運動,在此期間,部分斷層活動較大,呈現開啟性,先期生成的油氣可以通過斷層運移,在上覆地層形成新的儲層。

港西構造西端的工區內自1965年港6井開鉆以來,先后共鉆探100多口井,大多集中在已投入開發的北部區域。根據工區內油氣井資料分析可以發現,工區內Es3、Es2、Es1、Ed、Ng、Nm均有油氣顯示,但產油層主要位于 Es1、Ng,產氣層主要位于Nm。導致油微生物異常的主要儲層是Es1、Ng,導致天然氣微生物異常的主要儲層是Nm。

圖3為港西構造西端工區內微生物油異常與各主層段構造等深線的展布關系。

在圖3A～4F中,其中館陶組底界(圖3C)為最新的地震解釋成果。在本工區沙一段下部,其北部區域為沙一段下部底界的最新地震解釋成果,其南部為沙一段下部油層頂的構造圖(局部),二者拼接后構成圖3E。

下面就異常區將以微生物異常值為主,結合有關區域地質資料,特別是構造、含油層系以及生物灰巖等的分布規律加以探討,從而對工區內的儲層進行預測。

圖3 工區內各含油層系構造圖與微生物異常的關系

4.2 根據地震資料分析油氣儲層

從圖3中可以看出,在該異常區所在的區域, Es1、Ed地層被剝蝕,Ng地層覆蓋在中生代基底上,并發育次生斷層。異常區基本上與館陶組底界的斷層發育,特別是斷層所遮擋的構造高點非常吻合,表明館陶組底界的斷層對異常區的分布具有顯著地控制作用,亦說明油藏主要儲層是來自Ng,并受斷層控制。

此外,異常區與明化鎮組兩者之間亦存在明顯的相關關系。因此,對于本研究工區內異常區來說,其勘探重點是Ng,但應適當關注Nm。

在此需要值得注意的是,在研究工區內,除近南北異常區之外,在該異常區以西存在一較小的強烈異常區,根據最新的地震勘探研究成果表明(圖3C),該處存在斷層,且該異常區與斷層遮擋有關。而在圖3B中的館陶組卻并未顯示該處存在斷層。由此表明,通過對本研究工區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 根據油氣井資料分析油氣儲層

在4號異常區內,與之相關的井有港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,初試產油量為14.5t/d,其它井亦多在Ng鉆遇油氣或見顯示,反映北部油藏主要儲層是Ng。

4.4 根據生物灰巖分布規律分析油氣儲層

無論是低熟油還是成熟油,只要存在運移,在路徑上都會選擇孔、滲性比較好的巖層作為其優勢運移通道之一,在運移到合適的圈閉或斷層的有效遮擋時就會聚集成藏。

港西地區沙一段有良好的生物灰巖及白云質灰巖的發育,并且有其獨特的分布規律,其儲集層的孔隙度、滲透率比較高,是該地區油氣運聚成藏的有利條件。在本研究工區,沒有生物灰巖分布,說明該區域油藏的主要儲層不是Es1,而是上覆的Ng。

5 結論和建議

油氣微生物勘探成果所反映的是油氣藏平面分布規律,對于多套儲層則反映的是疊加效果。僅從油氣微生物異常值分布規律,得出以下初步認識。

(1)研究工區油氣微生物異常區呈條帶狀分布,且沿斷層分布,可能主要是斷層遮擋油氣藏。

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

(3)結合地震、油氣井及生物灰巖等資料研究表明,本研究工區的主要產層可能為Ng,其次為Nm。

(4)在本研究工區內,勘探重點應以斷層帶為主,尋找有利的斷層遮擋油氣藏,建議沿斷層帶部署評價井。勘探目標的重點在Ng尋找油氣儲層,關注Nm油氣儲層。

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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年畢業于石油大學(華東)石油地質專業,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。

中國石油科技中青年創新基金“油氣微生物勘探中土壤樣品專性菌快速評價新技術研究”(2003Z0506)部分成果。

編輯:吳官生