微生物地球化學(xué)勘探在準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起石炭系中的應(yīng)用

凌勛 姚茂敏 楊萬祥 宋志華

摘? 要：準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起石炭系內(nèi)幕地層結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特征復(fù)雜，且儲層巖性變化多樣。主要以中基性火山巖為主，夾火山碎屑巖及酸性巖類，油氣預(yù)測較為困難。利用微生物地球化學(xué)勘探技術(shù)，檢測地表土壤中烴氧化菌的豐度差異，研究土壤吸附氣的組成特征，來圈定油氣分布范圍，判別油氣藏流體性質(zhì)。通過此項技術(shù)對已完鉆的CP13井等進行了驗證，吻合較好。另外，還預(yù)測了車排子凸起石炭系新部署論證的CP17井含油氣情況。研究表明，微生物地球化學(xué)勘探技術(shù)在車排子凸起石炭系油氣勘探方面具較好適用性，符合率達到了90%，降低了勘探風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：微生物異常;地球化學(xué);勘探技術(shù);應(yīng)用;車排子凸起

近兩年，車排子凸起石炭系勘探評價在CH21井區(qū)、CH541井區(qū)大段分級壓裂增產(chǎn)措施的實施成果顯著，展示了石炭系高效藏的良好前景。另外，凸起西翼的中石化su13井區(qū)提交的首塊石炭系預(yù)測儲量大于4 000 ×104? ?t，展示了研究區(qū)良好的勘探前景[1-3]。但車排子凸起石炭系內(nèi)幕地層結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特征復(fù)雜，且油氣儲層巖性的多樣性導(dǎo)致了含油氣性預(yù)測較為困難。針對車排子凸起石炭系地震資料品質(zhì)差的問題，歷經(jīng)多次處理，石炭系頂面、內(nèi)幕及斷面成像精度明顯提高，為內(nèi)幕勘探奠定資料基礎(chǔ)。前人的研究成果主要針對區(qū)域上火山巖分布范圍及整體相帶，對于單個火山機構(gòu)的詳細解剖工作較少，重點區(qū)塊火山巖儲層反演預(yù)測不夠。而微生物地球化學(xué)勘探法可為勘探部署提供科學(xué)依據(jù)（圖1）[4-6]。

微生物地球化學(xué)勘探是根據(jù)輕烴內(nèi)組成特征可靠地預(yù)測運移烴的性質(zhì)。如：油、氣或凝析油，定性地鑒別由微生物值異常所指示的地下潛在油氣藏性質(zhì)，這對于勘探而言至關(guān)重要[7-8]。采用微生物方法和地球化學(xué)方法分別檢測研究區(qū)的微生物異常和吸附烴異常，就可準(zhǔn)確預(yù)測下伏地層是否存在油氣藏及油氣性質(zhì)。以油氣藏的輕烴微滲漏理論為基礎(chǔ)，提供烴類物質(zhì)存在的直接證據(jù)，將其與地質(zhì)、地震方法相結(jié)合，可對圈閉含油氣性進行評價，識別油氣富集區(qū)[9]。此項技術(shù)具低成本、周期短、見效快等特點，是對地震勘探法的有效補充，它將與地質(zhì)、地球物理方法等相結(jié)合，進行“4G”綜合研究，正在成為提高勘探成功率、降低勘探成本的有效途徑[10-11]。

1? 采樣設(shè)計的試驗分析

1.1? 采樣設(shè)計

關(guān)于采樣點的選擇、采樣深度及樣品的預(yù)處理都有嚴(yán)格規(guī)定，以確保土壤樣品中微生物及烴類組分始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。采集深度為20～25 cm的地表土壤樣品不少于150 g。在預(yù)實驗過程中，20 cm深度樣品在反應(yīng)時間上要快于40 cm深度的樣品，反應(yīng)強度上要強于后者，故在選擇該區(qū)采集深度上選用了20 cm。

1.2? 試驗分析

此次實驗工作中，微生物值技術(shù)關(guān)鍵是選擇性測定土壤樣品中某種專性烴氧化菌的豐度。由于在自然界中，石油和天然氣是這種烴組分的唯一來源，且烴氧化菌的生長需要持續(xù)不斷的烴供給，在供給量上有一定要求，而持續(xù)足量的供給一般只有下伏的油氣藏?zé)N類滲漏才能達到。因此，地表土壤中專屬烴氧化菌的存在和富集指示著下伏油氣系統(tǒng)的存在[12-13]。

2? 微生物值（MV）檢測成果

2.1? 微生物值異常等級劃分

微生物烴類檢測成果解釋的可靠性與微生物及地球化學(xué)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性密切相關(guān)。結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計、頻率直方圖、數(shù)據(jù)分形對比分析，將準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起異常級別劃分為5個等級：紅色表示在243～403范圍內(nèi)的微生物異常豐度值為超高異常值;橙色表示在186～242范圍內(nèi)的微生物異常豐度值為高異常值;黃色表示在149～185范圍內(nèi)的微生物異常豐度值為中值異常;灰色表示在120～148范圍內(nèi)的微生物異常豐度值為過渡區(qū);綠色表示在76～119范圍內(nèi)的微生物異常豐度值為低異常值;藍色表示在0～75范圍內(nèi)的微生物異常豐度值屬背景值（表1）。

2.2? 微生物值平面分布特征

微生物單測線與微生物網(wǎng)格的區(qū)別主要是將330 m×330 m網(wǎng)格分別抽稀成1 km×1 km稀網(wǎng)格及1 km×330 m的平行測線。1 km×1 km稀網(wǎng)格及1 km×330 m平行測線無法識別工區(qū)東南部的微生物異常，而330 m×330 m網(wǎng)格可識別完成的塊狀異常（圖2）。

2.3? 土壤吸附烴三組分圖版的解釋

參數(shù)和指標(biāo)C1-C4分別代表下伏地層含油氣構(gòu)造輕烴微滲漏至表層土壤或沉積物中的土壤吸附烴中甲烷-丁烷（nC4+iC4）含量。將本地區(qū)采集并分析的SSG土壤樣品分析結(jié)果中的C1-C4組分，處理后投到的C1/（C2+C3）-C2/（C3+C4）交匯圖版顯示（圖3），車排子凸起-四棵樹凹陷大量土壤樣品落到油藏區(qū)間，少數(shù)樣品落在油氣并存及天然氣區(qū)間內(nèi)，表明研究區(qū)油氣性質(zhì)是以油為主，少量見氣的特征，這與目前鉆探成果相吻合。

從圖版坐標(biāo)可看出，縱坐標(biāo)C1/C2+C3從某種意義上代表了生烴有機質(zhì)演化程度，隨著成熟度增大，該值呈指數(shù)增加，所指示的下伏地層油氣性質(zhì)從源巖、原油、凝析油氣等逐漸過渡到干氣。橫坐標(biāo)（C2/C3+C4）反映了酸解吸附輕烴中重組分之間的相互關(guān)系，從代表油、凝析油氣及干氣在圖版中所處區(qū)域的橫坐標(biāo)數(shù)值變化來看，指標(biāo)C2/C3+C4在一定程度上也可反映生烴母質(zhì)的演化程度。

3? 應(yīng)用效果

隨著構(gòu)造演化和氣候變化，主要圈閉類型是斷層相關(guān)褶皺，生成的油氣沿著逆沖斷裂進入這些構(gòu)造，有利儲層中聚集成藏。本次微生物檢測，車排子凸起CP17井區(qū)以石炭系為主。已查明CP17 井圈閉北部發(fā)育一條大的NW向斷層，受該斷層控制形成斷背斜圈閉，形態(tài)特征較為完整（圖4）。

微生物網(wǎng)格詳查結(jié)果表明（圖4），CP17井圈閉發(fā)育顯著的塊狀異常，且微生物異常帶范圍與石炭系圈閉有較好的對應(yīng)關(guān)系。通過統(tǒng)計微生物異常帶內(nèi)微生物特征可知，其面積為32 km2，微生物中異常比例為91.5%，微生物平均值201.75，遠高于微生物門檻值149。因此，CP17井可能具油氣豐度和規(guī)模，預(yù)示該圈閉具較好的含油氣性及更為有利的含油氣遠景[14-16]。2020年10月，該井在石炭系3 022～3 028 m試油，累產(chǎn)油22.26 t，水53.9 m3，為含油水層。

4? 幾點認(rèn)識

本次研究將微生物成果與現(xiàn)有地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等資料相結(jié)合，對勘探目標(biāo)的含油氣性進行分析評價，最終取得如下2點認(rèn)識：

（1） CP17井微生物異常明顯，且異常范圍與圈閉有較好的對應(yīng)關(guān)系，預(yù)測了CP17井有油氣發(fā)現(xiàn)特征。

（2） 由于研究區(qū)地質(zhì)研究工作相對薄弱，僅靠單條微生物測線，不能確定微生物異常具體規(guī)模。因此，為更加明確研究區(qū)油氣富集潛力及分布范圍，建議針對兩個異常區(qū)加大勘探投入及研究工作，在地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上增加微生物網(wǎng)格化詳查，進一步尋找有利于圈閉的目標(biāo)，并確定含油性及規(guī)模。

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