以丁烷氧化菌的死菌和活菌异常为指标进行石油勘探、油藏表征和异常判识的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油气勘探与油气藏表征的方法，更具体地，涉及一种以丁烷氧化 菌的死菌异常和活菌异常为指标进行石油勘探、油藏表征和异常判识的方法。
【背景技术】
[0002] 油藏，包括纯石油藏和含天然气的石油藏。
[0003] 油气藏，包括石油藏、天然气藏、含天然气的石油藏和天然气水合物藏。
[0004] 气态经，包括甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。
[0005] 异常判识，指根据丁烷氧化菌异常特征判定同一勘探区和/或油藏区甲烷氧化菌 异常的起因。
[0006] 微生物油气勘探技术属于地表油气勘探的技术范畴，是油气地球化学勘探技术的 进一步拓展，是主要依据勘探区和/或油气藏上方表层土壤/沉积物中微生物异常特征，并 结合地质勘探、地球物理勘探、地球化学勘探和钻探结果，对地下油气资源分布及油气藏开 发时油气动态变化和剩余油气资源分布状况进行预测与监测的一种重要技术手段。
[0007] 微生物油气勘探技术的原理：油气藏中气态烃在压力驱使下以微泡上浮或连续气 相流等形式沿裂隙向上运移。当气态烃运移至表层土壤/沉积物内时，气态烃成为土壤/ 沉积物中专性气态烃氧化菌的食物而使气态烃氧化菌数量出现可检出的异常。故在油气藏 上方表层土壤/沉积物中形成与下伏油气藏具有对应关系的专性气态烃氧化菌异常。据此 前人建立了微生物油气勘探方法，并通过检测表层土壤和/或沉积物中气态烃氧化菌的活 菌数量，以其活菌异常为指标进行微生物油气勘探。
[0008] 前人研究表明，气态烃的微渗漏具有三个重要特性：一是普遍性，即绝大多数油气 藏（仅沥青砂、超低压油气藏和特殊稠油油藏因缺少或气态烃组分很少等特例除外）都存 在气态烃微渗漏，故都可用微生物勘探方法来检测。二是垂直性，即油气藏中气态烃微渗漏 的总体运移方向是向上的，故微生物异常的范围大致对应于油气藏的油/水或气/水边界， 形成"顶部异常";而微生物异常强度的变化指示油气圈闭内油气的原始不均一性。三是动 态性，即随着油气藏开发程度的提高，气态烃微渗漏强度会出现动态变化；在高产油井区， 其周围的微生物异常强度不断降低；这种动态变化规律又成为在油气藏开发中对剩余油气 资源进行动态检测的微生物油气藏表征方法的基础。基于油气藏开发时气态烃微渗漏的动 态变化规律及气态烃微渗漏的通量变化直接引起油气藏上方土壤和/或沉积物中气态烃 氧化菌活菌数量的动态变化，前人建立了微生物油气藏表征方法，即通过检测不同时间点 油气藏上方表层土壤/沉积物中气态烃氧化菌的活菌数量，根据气态烃氧化菌在不同时间 点的活菌异常之异同性来对油气藏进行表征。
[0009] 微生物油气勘探研究源于前苏联。早在1938年，前苏联学者就提出了微生物油气 勘探方法，为伏尔加-乌拉尔油田的发现做出了重要贡献。上世纪60年代，微生物油气勘 探方法在英国、前苏联、美国、捷克斯洛伐克、波兰、匈牙利、德国等国广为研究和应用，发现 微生物异常与钻探结果的吻合度为50%~65%。此后，因对气态烃迀移形式和气态烃氧化 菌专一性等问题存在分歧，从而严重影响微生物油气勘探技术的发展。然而，德国和美国学 者仍对微生物油气勘探方法进行持续的研发，在充分论证气态烃微渗漏理论可靠性及气态 烃微渗漏具有快速（>1〇〇米/年）和低通量等特点的基础上，建立了微生物油气勘探法与 地震勘探法相结合的油气勘探新模式，使微生物油气勘探技术正在成为大幅提高油气勘探 成功率、降低勘探风险、布设调整井位、制定高效开采方案的新型综合油气勘探技术的重要 组成部分。最近国外学者报道了他们在印度和巴西的最新勘探成果。
[0010] 中国微生物油气勘探研究始于上世纪50年代未。中科院微生物所于1956-1971 年期间，采用该方法对20多个已知油区和未知区进行了勘探，发现微生物勘探结果与钻探 结果的吻合度为65%左右。1986-2000年期间，在我国南海北部和渤海4个合作区块的油 气勘探中，采用美国的微生物油气勘探技术（MOST)取得了重要的油气发现。2002年，长江 大学与德国合作，采用德国的油气微生物勘探技术（MPOG)，共同在我国西柳和二连盆地马 尼特坳陷地区开展了微生物油气勘探，获得了较好的勘探效果。经多年研究，长江大学建立 了微生物油气勘探技术，并在我国鄂尔多斯、松辽和渤海湾等盆地得到了成功应用。此外， 盎亿泰公司及很多单位专家对微生物油气勘探方法进行了试验；他们的研究结果均证明微 生物异常与地下油气资源的关系非常密切。
[0011] 目前，采用现有的微生物油气勘探技术在全球50多个国家或地区的陆地和海域 中完成了 3000多个油气勘探项目。对其中2774 口钻井进行的风险分析结果表明，气态烃 氧化菌异常与地下油气资源的关系非常密切，但尚出现29%的不确定性或误判，即有11% 油气井无气态烃氧化菌异常，而18%干井则出现气态烃氧化菌异常。
[0012] 显然，现有的微生物油气勘探技术存在如下明显缺陷：
[0013] (1)由于现有技术是建立于微生物培养法之上的，故用现有技术只能获得气态烃 氧化菌活菌异常的勘探指标。
[0014] (2)由于现有技术只有气态烃氧化菌活菌异常的勘探指标，故现有技术无法用于 揭示油气勘探区和/或油气藏区气态烃的泄漏历史及其演化规律。
[0015] (3)由于现有技术只有气态烃氧化菌活菌异常的勘探指标，而气态烃的微渗漏是 间断-脉冲式的，故现有技术无法在微裂隙尚处于挤压状态的勘探区和/或油气藏区实施。
[0016] (4)由于现有技术只有气态烃氧化菌活菌异常的勘探指标，而对于现今的沙漠、戈 壁、盐碱地和海洋深水等极端环境下的油气勘探区，其表层土壤/沉积物中气态烃氧化菌 的活菌数量较少（现存的主要是气态烃氧化菌的死菌）且在室内的人工可培养率很低，故 现有技术很难在当今仍处于极端环境下的勘探区实施。
[0017] (5)由于现有技术只有气态烃氧化菌活菌异常的勘探指标，而现有的微生物油气 藏表征方法需要在两个不同时间点对同一油气藏开采区采样及对样品中气态烃氧化菌的 活菌数量进行测定，故采用现有技术进行油气藏表征时不仅其成本很高，而且无法立即实 施（因为大多数油气藏未曾开展过微生物油气藏表征）。
[0018] (6)由于现有技术只有气态烃氧化菌活菌异常的勘探指标，故现有技术无法将油 气藏的开采现状与油气藏开采前的状况进行对比，从而无法评估剩余油气资源量与开采量 之间的关系，不利于在中后期油气藏开采区布设调整井和制定高效的开采方案。
[0019] (7)对采样点的网格度布设、采样深度、采样量及样品包装和样品保存条件缺乏有 理、有据的具体实施方案。
[0020] (8)虽然在已授权的中国发明专利（ZL201110048780. 3)中本发明团队已提出以 甲烷氧化菌的死菌异常和活菌异常为指标进行微生物油气勘探和油气藏表征，但无法对在 勘探区和/或油藏区被揭露出的甲烷氧化菌异常的起因（即是起源于地下油藏排烃，还是 天然气藏或天然气水合物藏的排烃）进行判识。
【发明内容】
[0021] 本发明要解决的技术问题在于克服现有微生物油气勘探和油气藏表征技术的不 足，尤其是针对无法对在勘探区和/或油藏区被揭露出的甲烷氧化菌异常的起因判识技术 的不足，提供一种新的石油勘探、油藏表征和异常判识的微生物方法，即通过检测石油勘探 区和/或油藏上方表层土壤和/或沉积物中丁烷氧化菌的死菌数量，或同时检测其死菌数 量和活菌数量，并以其死菌异常，或其死菌异常与活菌异常之异同性为指标来开展石油勘 探、油藏表征和异常判识。
[0022] 为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
[0023] 提供一种以丁烷氧化菌的死菌异常和活菌异常为指标进行石油勘探、油藏表征和 异常判识的方法，通过如下方式实现：测定石油勘探区和/或油藏区上方表层土壤和/或沉 积物中丁烷氧化菌的死菌，或同时测定丁烷氧化菌的死菌和活菌来获得丁烷氧化菌的死菌 数量，或同时获得其死菌数量和活菌数量。
[0024] 在上述方法中，根据丁烷氧化菌的死菌数量，或同时根据其死菌数量和活菌数量 来获得其死菌异常，或同时获得其死菌异常和活菌异常。
[0025] 以丁烷氧化菌的死菌异常，或同时以其死菌异常和活菌异常，或以其死菌异常与 活菌异常之异同性为勘探指标，对勘探区进行石油资源评价和预测。
[0026] 以丁烷氧化菌的死菌异常与活菌异常之异同性为油藏表征指标，对油藏开采过程 中地下石油资源的动态变化进行评价和预测。
[0027] 以丁烷氧化菌的死菌异常与甲烷氧化菌的死菌异常之异同性，或同时以丁烷氧化 菌的死菌异常和活菌异常与甲烷氧化菌的死菌异常和活菌异常之异同性为异常判识指标， 对勘探区和/或油藏区揭露出的甲烷氧化菌异常的起因进行判识，进一步确证这些异常究 竟是起源于地下油藏的排烃，还是起源于天然气藏或天然气水合物藏的排烃。
[0028] 优选地，所述石油勘探、油藏表征和异常判识的方法，具体包括如下步骤：
[0029]SOL根据生油盆地、圈闭构造或油藏的空间大小，烃源岩的厚度，勘探区和/或油 藏区上方表层土壤和/或沉积物的特征，石油勘探、油藏表征和异常判识的精度要求等，在 勘探区和/或油藏区上方，按特定的网格度布设采样点。本发明研究表明，所述网格度为从 IOmXIOm至 2000mX2000m。
[0030] S02.根据勘探区和/或油藏区上方表层土壤和/或沉积物的特征，土壤和/或沉 积物中生物种群特征及人类活动情况，确定特定的采样深度。本发明研究表明，采