專利名稱：一種以甲烷氧化菌活菌異常和總菌異常為指標進行油氣勘探與油氣藏表征的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣勘探與油氣藏表征的方法。
背景技術(shù)：
油氣藏，包括石油藏、天然氣藏、石油+天然氣藏和天然氣水合物藏。石油和天然氣工業(yè)是重要的基礎(chǔ)能源工業(yè)。當前石油和天然氣(含天然氣水合物)勘探與開發(fā)亟待解決的問題是如何提高勘探和開發(fā)的效益；而研發(fā)和應(yīng)用高效的勘探和開發(fā)方法及其技術(shù)手段是解決上述問題的關(guān)鍵。微生物油氣勘探與油氣藏表征技術(shù)是油氣勘探與油氣藏表征技術(shù)中的一個重要分支，它主要依據(jù)油氣勘探區(qū)和/或油氣藏上方近地表土壤層和/或沉積物中微生物異常特征而對地下油氣藏的發(fā)育情況及油氣藏開發(fā)過程中油氣資源動態(tài)變化和剩余油氣資源的分布狀況進行預測和監(jiān)控的一種重要技術(shù)手段。在現(xiàn)代油氣勘探與油氣藏表征技術(shù)中， 微生物油氣勘探與油氣藏表征技術(shù)能為初期勘探提供廉價、有效的方法和指示；能預測有利勘探區(qū)塊，以期降低勘探風險；可在中后期油氣藏開采區(qū)為布設(shè)調(diào)整井位、制定高效的開采方案和降低開采成本提供重要的技術(shù)支撐。微生物油氣勘探與油氣藏表征技術(shù)的原理油氣藏中的輕烴在油氣藏壓力的驅(qū)使下以微泡上浮形式或連續(xù)氣相流形式沿復雜的微裂隙垂直向上運移。當甲烷運移進入表層土壤和/或沉積物內(nèi)時，一部分輕烴成為土壤中專性輕烴氧化菌的食物(碳源)而使輕烴氧化菌出現(xiàn)異常；而另一部分輕烴被表層土壤和/或沉積物中的粘土礦物所吸附和被次生碳酸鹽膠結(jié)物所包裹。因此，在油氣藏上方的表層土壤和/或沉積物中會形成與下伏油氣藏具有正相關(guān)關(guān)系的專性輕烴氧化菌異常。據(jù)此前人建立了微生物油氣勘探技術(shù)。他們通過檢測生烴盆地和/或油氣藏上方表層土壤和/或沉積物中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量，并以活菌數(shù)量為指標進行微生物油氣藏勘探。前人研究還表明，輕烴微滲漏具有三個特性一是普遍性，即自然界絕大多數(shù)油氣藏都存在輕烴微滲漏，故都可用微生物方法來檢測；二是垂直性，即在生烴盆地和/或油氣藏中，輕烴微滲漏時的輕烴運移方向總體上是垂直的，故微生物異常的范圍大致對應(yīng)于地下油氣藏的油/水和或氣/水邊界，形成“頂部異?！保⑸锂惓姸鹊淖兓从沉擞蜌馊﹂]內(nèi)含油氣的原始非均質(zhì)性；三是動態(tài)性，即隨著油氣藏開發(fā)程度的提高，輕烴微滲漏強度會發(fā)生動態(tài)變化，在高產(chǎn)井區(qū)周圍的微生物異常強度將不斷降低。這種動態(tài)變化又成為油氣田開發(fā)中剩余油分布動態(tài)檢測的微生物油氣藏表征技術(shù)的基礎(chǔ)。由于在油氣藏開采區(qū)地下甲烷的微滲漏具有動態(tài)性；在油氣藏開發(fā)過程中，油層、 氣層、油氣混合層或天然氣水合物層的壓力和甲烷濃度的變化會直接引起油氣藏上方的土壤和/或沉積物中甲烷氧化菌的數(shù)量發(fā)生動態(tài)變化，故前人據(jù)此建立了油氣藏表征的微生物方法。他們通過檢測不同時點油氣藏上方表層土壤和/或沉積物中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量，并基于不同時點甲烷氧化菌的活菌異常之異同來對油氣藏進行表征。
3
微生物油氣勘探與油氣藏表征技術(shù)始于前蘇聯(lián)。早在1937年，前蘇聯(lián)學者就提出了微生物油氣勘探方法，為伏爾加-烏拉爾油田的發(fā)現(xiàn)作出了重要貢獻。在上世紀60年代， 微生物油氣勘探方法在前蘇聯(lián)、美國、捷克斯洛伐克、波蘭、匈牙利、德國等國廣為研究和采用，發(fā)現(xiàn)微生物異常與鉆井結(jié)果之間的準確率達50-65%。此后因?qū)τ蜌獠刂休p烴向地表擴散的方式和輕烴氧化菌的專一性問題發(fā)生爭論，從而影響了該法的發(fā)展；而德國和美國學者仍對該技術(shù)進行持續(xù)的研發(fā)，在充分論證輕烴微滲漏理論可靠性的基礎(chǔ)上，顯著提高了微生物檢測技術(shù)和解釋模型的準確性，建立了地震勘探法與油氣微生物檢測技術(shù)相結(jié)合的勘探新模式，使微生物油氣勘探與油氣藏表征技術(shù)正在成為大幅提高油氣勘探成功率、降低勘探風險、布設(shè)調(diào)整井位、制定高效開采方案的新型綜合油氣勘探與油氣藏表征技術(shù)的重要組成部分。中國微生物油氣勘探研究始于上世紀50年代未。中科院微生物所于1956-1971 年期間采用該方法對20多個已知油區(qū)和未知區(qū)進行了勘探，發(fā)現(xiàn)微生物勘探法的結(jié)果與鉆井資料的吻合度在65%左右，證實了方法的可用性。1986-2000年期間，在我國南海北部和渤海4個合作區(qū)塊的勘探中，采用美國的微生物油氣勘探(MOST)技術(shù)在勘探區(qū)取得了重要的油氣發(fā)現(xiàn)。2000年我國開始引進德國的油氣微生物勘探技術(shù)(MPOG)，取得了較好的應(yīng)用效果。2002年，長江大學與德國學者合作，共同在西柳地區(qū)和二連盆地馬尼特坳陷開展了微生物油氣勘探研究，獲得了較理想的勘探效果。2007年，MOST技術(shù)首次進入我國陸上海相油氣勘探領(lǐng)域，并取得了引人注目的成果。經(jīng)多年的研究，長江大學建立了微生物油氣勘探技術(shù)，并在我國鄂爾多斯盆地、松遼盆地和渤海灣盆地得到了成功應(yīng)用。還有很多單位對微生物油氣勘探方法進行了試驗，均獲得比較理想的效果。然而，現(xiàn)有的微生物油氣勘探與油氣藏表征方法及其技術(shù)則存在明顯的缺陷
(1)由于油氣生成、儲藏、運移和保存等全過程的時間是以10萬年的時間尺度來計算；而在這漫長的過程中，油氣藏中的甲烷微滲漏通常不是連續(xù)的，而是間斷-脈沖式的。 當勘探區(qū)某地段的微裂隙處于拉張狀態(tài)時，甲烷微滲漏的通量就較大，在其上方表層土壤和/或沉積物中甲烷氧化菌的活菌異常就較強；而當勘探區(qū)某地段的微裂隙處于擠壓狀態(tài)時，甲烷微滲漏的通量就較小，在其上方表層土壤和/或沉積物中甲烷氧化菌的活菌異常就較弱。也就是說，現(xiàn)有技術(shù)僅采用甲烷氧化菌的活菌異常作為微生物勘探指標開展油氣勘探時，不僅有可能發(fā)現(xiàn)不了勘探區(qū)內(nèi)那些微裂隙處于擠壓狀態(tài)的地段(而實際上是油氣勘探的潛在目標)，而且也無法評估在油氣生成、儲藏、運移和保存等全過程中，勘探區(qū)內(nèi)微泄漏的甲烷總通量在哪些地段高，哪些地段低。(2)由于現(xiàn)有技術(shù)從勘探區(qū)的表層土壤和/或沉積物中僅能獲得甲烷氧化菌的活菌異常這個微生物勘探指標，故現(xiàn)有技術(shù)無法用于探討油氣勘探區(qū)甲烷的微泄漏歷史及其演化。(3)對于當今處于極端惡劣環(huán)境(沙漠、戈壁和鹽堿地等)及深水盆地等油氣勘探區(qū)，現(xiàn)在其表層土壤和/或沉積物中的甲烷氧化菌的活菌數(shù)量可能非常少；然而該油氣勘探區(qū)的某些地段在歷史時期(從百年至千年的時間尺度)，其甲烷氧化菌的活菌數(shù)量可能很多，但現(xiàn)在保留下來的甲烷氧化菌絕大多數(shù)是死菌?？梢?，對于當今處于極端惡劣環(huán)境的油氣勘探區(qū)，僅采用甲烷氧化菌的活菌數(shù)量作為微生物油氣勘探指標顯然存在局限性， 甚至現(xiàn)有技術(shù)在這些地區(qū)根本不奏效。
(4)需要在同一油氣藏開采區(qū)的兩個不同時點采樣及對樣品中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量進行系統(tǒng)測定。這種要求的必然結(jié)果一方面導致采樣成本的顯著增加，尤其是對海洋油氣藏的表征，其成本增加會更加顯著；另一方面導致現(xiàn)有的微生物油氣藏表征方法及其技術(shù)在很多油氣藏開采區(qū)實際上無法立即實施，因為現(xiàn)今大多數(shù)油氣藏未曾開展過微生物油氣藏表征工作，就是現(xiàn)在立即開展微生物油氣藏表征工作，也只能獲得現(xiàn)今(一個時點)油氣藏上方甲烷氧化菌的活菌數(shù)量，不能馬上給出該油氣藏的微生物表征結(jié)果，而必須等待一段不短的時間(至少半年以上；如若時間太短，難以反映出兩個時點之間甲烷氧化菌在活菌數(shù)量上的差異)后，再進行第二次采樣并獲得甲烷氧化菌的活菌數(shù)量時才能得出有意義的油氣藏表征結(jié)果。(5)無法將油氣藏的開采現(xiàn)狀與油氣藏開采前的狀況進行對比，從而制約了我們對剩余油氣資源量與開采量之間的關(guān)系進行評估，不利于在中后期油氣藏開采區(qū)布設(shè)調(diào)整井和制定高效的開采方案。(6)對采樣點的網(wǎng)格度布設(shè)、采樣深度、采樣量及樣品包裝和樣品保存條件缺乏適合油氣勘探與油氣藏表征區(qū)域的具體方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的油氣勘探與油氣藏表征的微生物方法，即通過同時檢測油氣勘探區(qū)和/或油氣藏上方表層土壤和/或沉積物中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量，并通過總菌異常及總菌異常與活菌異常之間的異同來開展微生物油氣勘探與油氣藏表征工作。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種微生物油氣勘探與油氣藏表征的方法，通過以下方式實現(xiàn)通過測定油氣勘探區(qū)和/或油氣藏表征區(qū)內(nèi)甲烷氧化菌的總菌或同時測定甲烷氧化菌的活菌和總菌，來獲得甲烷氧化菌的總菌數(shù)量或同時獲得甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量。在上述方法中，通過獲得甲烷氧化菌的總菌數(shù)量或同時獲得甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量，來獲得總菌異常，或同時獲得甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常。通過選定甲烷氧化菌的總菌異常，或同時選定甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常，或以甲烷氧化菌的活菌異常與總菌異常之間的異同性為微生物油氣勘探的指標，對油氣勘探區(qū)進行油氣資源評價和預測。以甲烷氧化菌的活菌異常與總菌異常之間的異同性為微生物油氣藏表征的指標， 對油氣藏開采過程中油氣資源的動態(tài)變化進行評價和預測。上述微生物油氣勘探與油氣藏表征的方法，具體包括如下步驟
1、根據(jù)生油氣盆地、圈閉構(gòu)造或油氣藏的空間大小、烴源巖的厚度、油氣勘探區(qū)或油氣藏上方土壤和/或沉積物的特征、油氣勘探與油氣藏表征的精度要求，在生油氣盆地或油氣藏上方選定的勘探或表征區(qū)域內(nèi)，按特定的網(wǎng)格度布設(shè)采樣點。研究表明，該方法的網(wǎng)格度為從 10 mX10 m M 2000 mX2000 m。2、根據(jù)生油氣盆地或油氣藏上方土壤和/或沉積物的特征、土壤和/或沉積物中生物種群特征及人類活動情況，確定特定的采樣深度。研究表明，該方法的采樣深度為從10 cm 至 200 cm。
3、根據(jù)生油氣盆地或油氣藏上方土壤和/或沉積物的特征、土壤和/或沉積物中生物種群特征及人類活動情況，確定特定的采樣量。研究表明，該方法的采樣量為從20 g 至 2000 go4、在選定的油氣勘探與油氣藏表征區(qū)域內(nèi)，按照特定的網(wǎng)格度、采樣深度和采樣量系統(tǒng)采集土壤和/或沉積物樣品；用結(jié)實的滅菌袋包裝樣品并迅速將樣品進行冷凍保存。研究表明，該方法的樣品冷凍保存溫度為從-10°C至-30°c。5、采用平板法、最大概率數(shù)法(MPN)、細菌瓶法或熒光定量PCR法測定樣品中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量；采用熒光定量PCR法測定樣品中甲烷氧化菌的總菌數(shù)量。6、將獲得的甲烷氧化菌的活菌數(shù)據(jù)和總菌數(shù)據(jù)與采樣點的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)一并標繪于選定的油氣勘探區(qū)或油氣藏表征區(qū)的地圖、地形圖、地質(zhì)圖或地形地質(zhì)圖上，并將這些數(shù)據(jù)繪制等菌線，從而得到甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常。7、結(jié)合甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量，全面分析甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常的特征，并對兩者的異同性進行如下方面的對比
(1)異常中心的個數(shù)、位置及其變化；
(2)異常的形態(tài)及其變化；
(3)異常的大小及其變化；
(4)異常的強度及其變化；
(5)不同異常之間的關(guān)系及其變化；
(6)異常與現(xiàn)今采油井之間的關(guān)系及其變化。8、根據(jù)甲烷氧化菌的的總菌異常、活菌異常和總菌異常的特征以及活菌異常與總菌異常之間的異同性，并結(jié)合地質(zhì)勘探、地球化學勘探和地球物理勘探結(jié)果，對油氣勘探區(qū)或油氣藏表征區(qū)的地下油氣資源情況做出評價和預測或提出油氣藏的開采方案。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
(1)綜合考慮了生油氣盆地、圈閉構(gòu)造和油氣藏的空間大小，烴源巖的厚度，油氣勘探區(qū)或油氣藏上方表層土壤和/或沉積物的特征以及油氣勘探和油氣藏表征的精度要求對采樣點網(wǎng)格度的影響，提出本發(fā)明的特定網(wǎng)格度為從10 mX10 m至2000 mX2000 m，避免了現(xiàn)有技術(shù)在采樣網(wǎng)格度上的隨意性。(2)綜合考慮了生油氣盆地或油氣藏上方表層土壤和/或沉積物的特征、土壤和 /或沉積物中生物種群特征及人類活動情況對采樣深度的影響，提出本發(fā)明的特定采樣深度為從10 cm至200 cm，避免了現(xiàn)有技術(shù)在采樣深度上的隨意性，并確保能有效排除地表因素對微生物油氣勘探與油氣藏表征方法的干擾。(3)綜合考慮了生油氣盆地或油氣藏上方土壤和/或沉積物的特征、土壤和/或沉積物中生物種群特征及人類活動情況對采樣量的影響，提出本發(fā)明的特定采樣量為自20 g至2000 g，避免了現(xiàn)有技術(shù)在采樣量上的隨意性，既確保甲烷氧化菌的計數(shù)精度，又能提高樣品的測定效率、降低成本。(4)綜合考慮了樣品包裝和保存方法對后續(xù)甲烷氧化菌計數(shù)的影響，提出將樣品用結(jié)實的滅菌袋包裝后并迅速將樣品進行冷凍(-10°c至-30°c )保存，避免了現(xiàn)有技術(shù)對樣品包裝和保存方法的隨意性，不僅規(guī)避了外界環(huán)境對所采集樣品可能造成的污染和樣品之間的交叉污染，而且確保了樣品不因其外界條件的改變而影響甲烷氧化菌的計數(shù)精度。
(5)根據(jù)土壤和/或沉積物中甲烷氧化菌的保存情況，提出對每個樣品中甲烷氧化菌的活菌和總菌同時進行計數(shù)；而現(xiàn)有技術(shù)僅對樣品中甲烷氧化菌的活菌進行計數(shù)，而未曾涉及對樣品中甲烷氧化菌的總菌進行計數(shù)。(6)現(xiàn)有技術(shù)因僅采用甲烷氧化菌的活菌數(shù)量作為微生物油氣勘探指標，故不僅有可能發(fā)現(xiàn)不了勘探區(qū)內(nèi)那些微裂隙處于擠壓狀態(tài)的地段(而實際上是油氣勘探的潛在目標)，而且也無法評估勘探區(qū)內(nèi)微泄漏的甲烷總通量在哪些地段高，哪些地段低；而本發(fā)明因能同時獲得甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常，突破了現(xiàn)有技術(shù)的制約瓶頸，既可對勘探區(qū)內(nèi)那些微裂隙處于擠壓狀態(tài)的地段進行有效勘探，也可評估微泄漏的甲烷總通量在勘探區(qū)內(nèi)的空間分布特征?，F(xiàn)有技術(shù)因通過對單次采集的樣品進行分析，故僅能獲得甲烷氧化菌的活菌異常；顯然，基于該數(shù)據(jù)無法對油氣藏進行微生物表征；而本發(fā)明因能從單次采集的樣品中同時獲得甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常，故基于活菌異常與總菌異常的異同性就可對油氣藏進行微生物表征，突破了現(xiàn)有技術(shù)的制約瓶頸，為中后期油氣藏開采區(qū)布設(shè)調(diào)整井位和制定開采方案提供更為高效、便捷和及時的技術(shù)手段，且顯著降低了油氣藏的微生物表征成本。(7)因現(xiàn)有技術(shù)從表層土壤和/或沉積物中僅能獲得甲烷氧化菌的活菌數(shù)量，故無法用于探討油氣勘探區(qū)甲烷的微泄漏歷史及其演化；而本發(fā)明因能同時獲得甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量，故可用于探討油氣勘探區(qū)甲烷的微泄漏歷史及其演化。因現(xiàn)有技術(shù)無法將油氣藏的開采現(xiàn)狀與油氣藏開采前的狀況做對比，從而制約了我們對剩余油氣資源量與開采量之間的關(guān)系進行評估；而本發(fā)明因能從單次采集的樣品中同時獲得甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常(其中甲烷氧化菌的總菌異常可反映油氣藏在開采前的狀況)， 故基于活菌異常與總菌異常的異同性還可對油氣藏的剩余油氣資源量與開采量之間的關(guān)系進行評估，這有利于在中后期油氣藏開采區(qū)及時、合理地制定調(diào)整井的布設(shè)方案及高效開采方案。(8)因現(xiàn)有技術(shù)從表層土壤和/或沉積物中僅能獲得甲烷氧化菌的活菌數(shù)量， 故現(xiàn)有技術(shù)不適宜用于當今處于極端惡劣環(huán)境的油氣勘探區(qū)；而本發(fā)明因能同時獲得甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量，故可用于對當今還處于極端惡劣環(huán)境的勘探區(qū)進行油氣勘探。


圖1為實施例1涉及的油氣勘探與油氣藏表征區(qū)域甲烷氧化菌的活菌異常圖； 其中，1-1、1-2、1-3和1-4代表4個根據(jù)甲烷氧化菌活菌數(shù)量圈定的活菌異常；W1、W2、
W3、W4、W5、W6、W7和W8為8個現(xiàn)在正在采油的采油井。圖2為實施例1涉及的油氣勘探與油氣藏表征區(qū)域甲烷氧化菌的總菌異常圖； 其中，2-1、2-2、2-3和2-4代表4個根據(jù)甲烷氧化菌總菌數(shù)量圈定的總菌異常；W1、W2、
W3、W4、W5、W6、W7和W8為8個現(xiàn)在正在采油的采油井。圖3為實施例2涉及的油氣藏表征區(qū)域甲烷氧化菌的活菌異常圖； 其中，3-1、3-2、3-3和3-4代表4個根據(jù)甲烷氧化菌活菌數(shù)量圈定的活菌異常。圖4為實施例2涉及的油氣藏表征區(qū)域甲烷氧化菌的總菌異常圖； 其中，4-1、4-2、4-3和4-4代表4個根據(jù)甲烷氧化菌總菌數(shù)量圈定的總菌異常。
具體實施例方式實施例1
實施例1所涉及的區(qū)域是一個正在開發(fā)的油氣藏區(qū)(如圖1和圖2所示)，既可以開展微生物油氣勘探，也可以進行油氣藏表征。該方法包括如下具體步驟
1、根據(jù)生油氣盆地、圈閉構(gòu)造和油氣藏的空間大小、烴源巖的厚度、油氣勘探區(qū)或油氣藏上方土壤和/或沉積物的特征、油氣勘探與油氣藏表征的精度要求，在選定的勘探或表征區(qū)域內(nèi)，選定的網(wǎng)格度為150 m 250 mX150 m 250 m (圖1和圖2)。2、根據(jù)生油氣盆地和油氣藏上方土壤和/或沉積物的特征、土壤和/或沉積物中生物種群特征及人類活動情況，確定的采樣深度為從30 cm 50 cm (表1)。3、根據(jù)生油氣盆地和油氣藏上方土壤和/或沉積物的特征、土壤和/或沉積物中生物種群特征及人類活動情況，確定的采樣量為100 g 500 g。4、在選定的油氣勘探與油氣藏表征區(qū)域內(nèi)，按照特定的網(wǎng)格度、采樣深度和采樣量系統(tǒng)采集土壤和/或沉積物樣品；用結(jié)實的滅菌袋包裝樣品并迅速將樣品置于_15°C的冰箱中進行冷凍保存。5、采用熒光定量PCR法同時測定樣品中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量(表 1)。6、將獲得的甲烷氧化菌的活菌數(shù)據(jù)和總菌數(shù)據(jù)與采樣點的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)一并標繪于選定的油氣勘探區(qū)或油氣藏表征區(qū)的地圖上，并將這些數(shù)據(jù)繪制等菌線，從而得到甲烷氧化菌的活菌異常(圖1)和總菌異常(圖2)。7、結(jié)合甲烷氧化菌的活菌數(shù)量與總菌數(shù)量(表1)，全面分析甲烷氧化菌的活菌異常(圖1)和總菌異常(圖2)的特征，并對兩者的異同性進行如下方面的對比
(1)異常中心的個數(shù)、位置及其變化；
(2)異常的形態(tài)及其變化；
(3)異常的大小及其變化；
(4)異常的強度及其變化；
(5)不同異常之間的關(guān)系及其變化；
(6)異常與現(xiàn)今采油井之間的關(guān)系及其變化。8、根據(jù)甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常的特征以及兩者之間的異同性，并結(jié)合地質(zhì)勘探、地球化學勘探和地球物理勘探結(jié)果，對油氣勘探區(qū)或油氣藏表征區(qū)的地下油氣資源情況提出如下與油氣勘探與油氣藏表征有關(guān)的決策建議
(1)采用活菌數(shù)量為指標在勘探區(qū)內(nèi)可圈出4個主要異常(圖1)，其中異常1-1為帶雙中心的南北向異常；異常1-2和異常1-3均為帶雙中心的東西向異常；異常1-4為單中心的近圓形異常。(2)采用總菌數(shù)量為指標在勘探區(qū)內(nèi)可圈出4個主要的異常(圖2)，其中異常 2-1和異常2-4均為單中心的近圓形異常；異常2-2為帶雙中心的東西向異常；異常2-3均為帶雙中心的南北向異常。(3)將活菌異常與總菌異常進行對比研究后發(fā)現(xiàn)異常2-1 (圖2)因采油井Wl 的采油而使該異常轉(zhuǎn)變成具有雙中心的異常1-1 (圖1)，表明采油井Wi的布設(shè)明顯偏離了異常2-1，故建議未來針對該異常的采油井應(yīng)布設(shè)于該異常的中心位置。異常2-2 (圖 2)因采油井W2和W3的采油而使該異常的右側(cè)中心減弱，而對該異常的左側(cè)中心影響不大 (圖1中的異常1-2)，左側(cè)中心還保持其原有的高異常(圖1中的異常1-2)，故建議未來針對該異常的采油井應(yīng)布設(shè)于靠近該異常左側(cè)中心的位置。異常2-3 (圖2)因采油井W4 W8 的采油而使該異常的長軸方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，從南北向轉(zhuǎn)變?yōu)闁|西向的異常1-3 (圖1)，且該異常的南部中心幾乎消失(圖1)，故建議未來針對該異常的采油井應(yīng)布設(shè)于靠近該異常的北部中心位置(圖幻。異常2-4 (圖2、是新發(fā)現(xiàn)的微生物強異常，可能代表新的油氣鉆探目標，且現(xiàn)有的采油井對異常2-4 (圖2、基本沒有影響，故未來針對該異常的采油井應(yīng)布設(shè)于靠近該異常的中心位置(圖2)。實施例2
實施例2所涉及的勘探區(qū)是一個未知勘探區(qū)(如圖3和圖4所示)，但已開展地質(zhì)勘探和地震勘探研究。一種微生物油氣勘探的新方法，該方法包括如下具體步驟
1、根據(jù)生油氣盆地和圈閉構(gòu)造的大小、烴源巖的厚度、表層土壤和/或沉積物的特征及勘探目地和勘探精度的要求，在生油氣盆地上方選定的勘探區(qū)域內(nèi)，選定的網(wǎng)格度為150 m 250 mX 150 m 250 m (圖 3 和圖 4)。2、根據(jù)生油氣盆地上方土壤和/或沉積物的特征、土壤和/或沉積物中生物種群特征及人類活動情況，確定特定的采樣深度為20 cm 70 cm (表2)。3、根據(jù)生油氣盆地上方土壤和/或沉積物的特征、土壤和/或沉積物中生物種群特征及人類活動情況，確定的采樣量為100 g 2000 g。4、在選定的油氣勘探區(qū)內(nèi)，按照選定的網(wǎng)格度、采樣深度和采樣量系統(tǒng)采集土壤和/或沉積物樣品；用結(jié)實的滅菌袋包裝樣品并迅速將樣品置于_15°C的冰箱中進行冷凍保存。5、采用熒光定量PCR法同時測定樣品中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量(表 2)。6、將獲得的甲烷氧化菌的活菌數(shù)據(jù)和總菌數(shù)據(jù)與采樣點的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)一并標繪于油氣勘探區(qū)的地圖上，并將這些數(shù)據(jù)繪制成等菌線，從而得到甲烷氧化菌的活菌異常 (圖3)和總菌異常(圖4)。7、結(jié)合甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量(表幻，全面分析甲烷氧化菌的活菌異常(圖3)和總菌異常(圖4)的特征，并對兩者的異同性進行對比。8、根據(jù)甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常的特征以及兩者之間的異同性(圖3和圖4)，并結(jié)合地質(zhì)勘探、地球化學勘探和地球物理勘探結(jié)果，對實施例一的勘探區(qū)的地下油氣資源情況做出如下評價和預測
(1)采用活菌數(shù)量為指標在勘探區(qū)內(nèi)可圈出4個異常(圖3)，即異常3-1、異常3-2、異常3-3和異常3-4，它們均為單中心的近圓形異常；其中異常3-1的強度比其它異常高。(2)采用總菌數(shù)量為指標在勘探區(qū)內(nèi)可圈出4個異常(圖4)，即異常4-1、異常 4-2、異常4-3和異常4-4，它們均為單中心的近圓形異常；其中異常4-1的強度比其它異常高很多。(3)綜合考慮總菌數(shù)量和活菌數(shù)量、總菌異常和活菌異常的空間分布及地質(zhì)勘探結(jié)果，可做出如下預測，即異常4-1很可能是新的油氣鉆探目標。
表1為實施例1涉及的油氣勘探與油氣藏表征區(qū)樣品中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量的分析結(jié)果。表2為實施例2涉及的油氣勘探區(qū)樣品中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量的分析結(jié)果。表 權(quán)利要求
1.一種微生物油氣勘探與油氣藏表征的方法，其特征在于通過以下方式實現(xiàn)通過測定油氣勘探區(qū)和/或油氣藏表征區(qū)內(nèi)甲烷氧化菌的總菌或同時測定甲烷氧化菌的活菌和總菌，來獲得甲烷氧化菌的總菌數(shù)量或同時獲得甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過獲得甲烷氧化菌的總菌數(shù)量或同時獲得甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量，來獲得總菌異常，或同時獲得甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過選定甲烷氧化菌的總菌異常，或同時選定甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常，或以甲烷氧化菌的活菌異常與總菌異常之間的異同性為微生物油氣勘探的指標，對油氣勘探區(qū)進行油氣資源評價和預測。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，以甲烷氧化菌的活菌異常與總菌異常之間的異同性為微生物油氣藏表征的指標，對油氣藏開采過程中油氣資源的動態(tài)變化進行評價和預測。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括如下步驟(1)、在生油氣盆地或油氣藏上方選定的勘探或表征區(qū)域內(nèi)，按劃定的網(wǎng)格度布設(shè)采樣點，所述網(wǎng)格度的大小為10 mX10 m至2000 mX2000 m ；(2)、確定采樣的深度為1(T200cm；(3)、確定采樣量為20 2000g；(4)、采用平板法、最大概率數(shù)法、細菌瓶法或熒光定量PCR法測定樣品中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量；采用熒光定量PCR法測定樣品中甲烷氧化菌的總菌數(shù)量；(5)、將獲得的甲烷氧化菌的活菌數(shù)據(jù)和總菌數(shù)據(jù)與采樣點的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)一并標繪于選定的油氣勘探區(qū)或油氣藏表征區(qū)的地圖、地形圖、地質(zhì)圖或地形地質(zhì)圖上，并將這些數(shù)據(jù)繪制等菌線，從而得到甲烷氧化菌的活菌異常和總菌異常；(6)、根據(jù)甲烷氧化菌的總菌異常、活菌異常和總菌異常的特征以及活菌異常與總菌異常之間的異同性，并結(jié)合地質(zhì)勘探、地球化學勘探和地球物理勘探結(jié)果，對油氣勘探區(qū)或油氣藏表征區(qū)的地下油氣資源情況做出評價和預測。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于步驟(3)所得樣品用經(jīng)過滅菌的袋子包裝并迅速將樣品進行冷凍保存，樣品冷凍保存溫度為-10°C至-30°c。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以甲烷氧化菌活菌異常和總菌異常為指標進行油氣勘探與油氣藏表征的方法，包括在油氣勘探和油氣藏表征區(qū)的上方按特定的網(wǎng)格度、采樣深度和采樣量采集樣品及按特定的條件包裝和保存樣品；采用常規(guī)的微生物計數(shù)法同時獲得樣品中甲烷氧化菌的活菌數(shù)量和總菌數(shù)量，并在地圖、地形圖、地質(zhì)圖或地形-地質(zhì)圖上繪制活菌等菌線和總菌等菌線，得到活菌異常和總菌異常；對活菌異常與總菌異常進行全面比較；根據(jù)活菌異常和總菌異常的特征及其兩者之間的異同，并結(jié)合地質(zhì)勘探、地球化學勘探和地球物理勘探結(jié)果，對油氣勘探與油氣藏表征區(qū)的地下油氣資源情況做出評價和預測或提出油氣藏的開采方案。
文檔編號C12Q1/64GK102174646SQ201110048830
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者劉權(quán), 呂寶鳳, 吳酬飛, 彭娟, 徐小明, 徐小燕, 燕騰鵬, 王江海, 袁建平, 許紅, 鄭新寧, 鄭貴洲 申請人:中山大學, 廣州安能特化學科技有限公司