CN104975067A - 以丁烷氧化菌的总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 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了以丁烷氧化菌的总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，通过定量检测石油勘探区和/或油藏区上方表层土壤和/或沉积物中丁烷氧化菌的总菌，或同时定量检测丁烷氧化菌的总菌和活菌来获得丁烷氧化菌的总菌数量，或同时获得丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量实现。本发明对丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常进行对比分析；根据丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常的特征及其异同性，并结合甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对勘探区进行石油勘探并提出石油资源评价和预测建议，或对采油时地下石油资源的动态变化进行油藏表征并提出高效的采油方案，或对勘探区和/或油藏区揭露出的甲烷氧化菌异常的起因进行判识并提出石油资源评价建议。
Description
技术领域
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总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
油藏，包括纯石油藏和含天然气的石油藏。
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。
气态烃，包括甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。
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。
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。
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。
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。
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，因对气态烃迁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(>100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。
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。
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。
显然，现有的微生物油气勘探技术存在如下明显缺陷：
(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。
(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。
(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。
(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总菌)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。
(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)。
(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。
(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。
(8)虽然在已授权的中国发明专利(ZL201110048830.8)中本发明团队已提出以甲烷氧化菌的总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
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总菌数量，或同时检测其总菌数量和活菌数量，并以其总菌异常，或其总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。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
提供一种以丁烷氧化菌的总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总菌，或同时测定丁烷氧化菌的总菌和活菌来获得丁烷氧化菌的总菌数量，或同时获得其总菌数量和活菌数量。
在上述方法中，根据丁烷氧化菌的总菌数量，或同时根据其总菌数量和活菌数量来获得其总菌异常，或同时获得其总菌异常和活菌异常。
以丁烷氧化菌的总菌异常，或同时以其总菌异常和活菌异常，或以其总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。
以丁烷氧化菌的总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。
以丁烷氧化菌的总菌异常与甲烷氧化菌的总菌异常之异同性，或同时以丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常与甲烷氧化菌的总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。
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：
S01.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10m×10m至2000m×2000m。
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，采样深度为从10cm至500cm。
S03.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，确定特定的采样量。本发明研究表明，采样量为从20g至2000g。
S04.在勘探区或油藏区上方，按照特定的网格度、采样深度和采样量系统采集表层土壤和/或沉积物样品；用结实的灭菌袋包装样品并迅速将样品进行冷冻保存。本发明研究表明，样品冷冻保存温度为从-5℃至-30℃。
S05.采用实时荧光定量PCR方法系统测定样品中丁烷氧化菌的总菌数量，或同时测定丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量。
S06.将获得的丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据与采样点的经纬度数据一并标绘于勘探区或油藏区的地图、地形图、地质图和/或地形-地质图上，并用数据处理软件将这些数据绘制成等菌线，从而得到丁烷氧化菌的总菌异常，或同时得到其总菌异常和活菌异常。
S07.结合丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量，全面分析丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常的特征，并对两者之异同性进行如下方面的对比：
(1)异常中心的个数、位置及其变化；
(2)异常的形态及其变化；
(3)异常的大小及其变化；
(4)异常的强度及其变化；
(5)不同异常之间的关系及其变化；
(6)异常与现今采油井之间的关系及其变化。
S08.根据丁烷氧化菌总菌异常的特征，或同时根据其总菌异常和活菌异常的特征，或根据其总菌异常与活菌异常之异同性，及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对勘探区进行石油资源评价和预测，为后续的石油开采提供决策依据。
S09.根据丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常之异同性，及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对油藏开采过程中地下石油资源的动态变化进行表征、评价和预测，为后续的石油开采提供决策依据。
优选地，S05步骤所述采用实时荧光定量PCR方法系统测定样品中丁烷氧化菌的总菌数量，或同时测定丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量的方法为：
(1)洗菌：将干燥、碾细的样品放入烧瓶中；加入缓冲液和0.5～5％的电解质，振摇后让其自然沉淀；移去上层溶液，去除颗粒杂质后，得到含丁烷氧化菌的菌液；
(2)收集活菌和死菌：用0.2μm孔径的滤膜对上述菌液进行抽滤；在滤液中加入无水乙醇和核酸助沉剂；离心并弃上清后，所得到的沉淀用于死菌的基因组提取。将滤膜所截留的活菌取下放入离心管中，加入缓冲液对其进行清洗，弃滤膜；离心并弃上清，所得到的沉淀用于活菌的基因组提取；
(3)余下的实验步骤：参照文献(邵明瑞等,2013,三种油气指示菌定量PCR方法的建立及其在油气田土壤中的初步应用,生物技术通报,第4期,172-178)进行操作，得到样品中丁烷氧化菌的死菌数量和活菌数量。
(4)将丁烷氧化菌的活菌数量与死菌数量相加即得到其总菌数量。
本发明提供的一种优选的方法，进行石油勘探和油藏表征和异常判识，包括以下步骤：
S11.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10m×10m至2000m×2000m。优选的网格度为150m～250m×150m～250m。
S12.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，采样深度为从10cm至500cm。
S13.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，确定特定的采样量。本发明研究表明，采样量为从20g至2000g。
S14.在勘探区或油藏区上方，按照特定的网格度、采样深度和采样量系统采集表层土壤和/或沉积物样品；用结实的灭菌袋包装样品并迅速将样品进行冷冻保存。本发明研究表明，样品冷冻保存温度为从-5℃至-30℃。
S15.采用实时荧光定量PCR方法系统测定样品中丁烷氧化菌的总菌数量，或同时测定丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量。
参照本发明研究团队在专利号为ZL 201110044564.1和ZL201110048830.8的中国专利中提供的方法完成甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据的测定。
S16.将获得的丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据、甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据与采样点的经纬度数据一并标绘于勘探区或油藏区的地图、地形图、地质图和/或地形-地质图上，并用数据处理软件将这些数据绘制成等菌线，从而得到丁烷氧化菌的总菌异常，或同时得到其总菌异常和活菌异常；也得到甲烷氧化菌的总菌异常，或同时得到其总菌异常和活菌异常；
S17.结合丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量，全面分析丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常的特征，并对两者之异同性进行如下方面的对比：
(1)异常中心的个数、位置及其变化；
(2)异常的形态及其变化；
(3)异常的大小及其变化；
(4)异常的强度及其变化；
(5)不同异常之间的关系及其变化；
(6)异常与现今采油井之间的关系及其变化。
S18.根据丁烷氧化菌总菌异常的特征，或同时根据其总菌异常和活菌异常的特征，或根据其总菌异常与活菌异常之异同性，并结合甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对勘探区进行石油资源评价和预测，为后续的石油开采提供决策依据。
S19.根据丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常之异同性，并结合甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对油藏开采过程中地下石油资源的动态变化进行表征、评价和预测，为后续的石油开采提供决策依据。
S20.根据丁烷氧化菌的总菌异常与甲烷氧化菌的总菌异常之异同性，或同时根据丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常与甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常之异同性，及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，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，进一步确定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，为后续的石油资源评价与开采提供决策依据。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种新的指标，成功建立了以丁烷氧化菌活菌异常和总菌异常为指标进行石油勘探和油藏表征和异常判识的方法，该方法具有以下有益效果：
(1)针对丁烷氧化菌，综合考虑了生油盆地、圈闭构造和油藏的空间大小，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因素对采样点网格度的影响，提出本发明的特定网格度为从10m×10m至2000m×2000m，为所述新的指标提供了精确的采样网格度。
(2)综合考虑了勘探区和/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等因素对采样深度的影响，针对丁烷氧化菌，精确确定采样深度为从10cm至500cm，避免了现有技术在采样深度上的随意性，既确保了能有效排除地表因素对微生物油气勘探、油藏表征和异常判识方法的干扰，又尽可能降低样品的采集成本，并保证能成功采集到准确实现油气勘探、油藏表征和异常判识的样本。
(3)综合考虑了勘探区和/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等因素对采样量的影响，提出本发明的特定采样量为自20g至2000g，避免了现有技术在采样量上的随意性，既确保了丁烷氧化菌数量的测定精度，又能提高样品的测定效率、降低测试成本。
(4)综合考虑了样品包装和保存方法对后续进行丁烷氧化菌数量测定的影响，提出将样品用结实的灭菌袋包装后并迅速将样品进行冷冻(-5℃至-30℃)保存，避免了现有技术对样品包装和保存方法的随意性，不仅规避了外界环境对所采集样品可能造成的污染和样品之间的交叉污染，而且确保了样品不因其外界条件的改变而影响丁烷氧化菌数量的测定精度。
(5)根据土壤和/或沉积物中丁烷氧化菌的保存情况，提出对样品中丁烷氧化菌的总菌数量，或同时对丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量进行系统测定；而现有技术仅对样品中丁烷氧化菌的活菌数量进行测定，而未曾涉及对样品中丁烷氧化菌的总菌数量进行测定。
(6)因微生物石油勘探的现有技术仅可获得丁烷氧化菌的活菌异常指标，故仅采用该单一指标不仅难以发现勘探区内那些微裂隙处于挤压状态的地段(而实际上这些地段也可能是石油的蕴藏区)，而且也无法评估勘探区内泄漏出的丁烷总通量在哪些地段高，哪些地段低；而本发明因能同时获得丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常，突破了现有技术的制约瓶颈，既可对勘探区内那些微裂隙处于挤压状态的地段进行有效勘探，也可评估泄漏出的丁烷总通量在勘探区内的空间分布特征。
(7)因微生物油藏表征的现有技术是通过对单次采集的表层土壤和/或沉积物样品中丁烷氧化菌的活菌数量进行测定并获得其活菌异常，故基于单次采样获得的丁烷氧化菌活菌异常无法对油藏进行表征；而本发明因能从单次采集的样品中同时获得丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常，故基于总菌异常与活菌异常的对比结果，并将总菌异常作为石油开采前的微生物异常状况，以总菌异常与活菌异常之异同性为指标可进行油藏表征，从而突破了现有技术的制约瓶颈，可为中后期油藏开采的调整井布设和制定开采方案提供更高效、便捷和及时的技术手段，且显著降低了油藏表征的成本。
(8)因微生物勘探的现有技术从表层土壤和/或沉积物中仅能获得丁烷氧化菌的活菌数量，故无法用于探讨勘探区丁烷的微泄漏历史及其演化；而本发明因能同时获得丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量，故可用于探讨勘探区丁烷的微泄漏历史及其演化规律。
(9)因微生物油藏表征的现有技术无法基于单次采集的样品将油藏的开采现状与油藏开采前的状况进行对比，从而制约了我们评估剩余油资源量与开采量之间的关系；而本发明因能从单次采集的样品中同时获得丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常(其中丁烷氧化菌的总菌异常可反映油藏在开采前的状况)，故基于丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常之异同性还可对油藏的剩余油资源量与开采量之间的关系进行评估，这有利于在中后期采油时及时制定合理的调整井布设方案和高效的采油方案。
(10)因微生物石油勘探的现有技术从表层土壤和/或沉积物中仅能获得丁烷氧化菌的活菌数量，故现有技术不适宜用于当今处于极端恶劣环境(如沙漠、戈壁、盐碱地和深水等)的石油勘探区；而本发明因能同时获得丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量以及其对应的异常，故可对当今还处于极端恶劣环境的勘探区进行石油勘探。
(11)现有技术采用甲烷氧化菌的总菌数量和活菌数量及其对应的异常只能完成油气勘探和油藏表征的工作任务，不能完成异常起因的准确判识；采用丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量及其对应的异常，成功地填补了此项技术的空白。
附图说明
图1为实施例涉及的油藏区表层土壤和/或沉积物中丁烷氧化菌的活菌异常图；其中，C4-1h、C4-2h和C4-3h代表3个根据丁烷氧化菌活菌数量圈定的活菌异常；W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7和W8为8个现在正在采油的采油井。
图2为实施例涉及的油藏区表层土壤和/或沉积物中丁烷氧化菌的总菌异常图；其中，C4-1z、C4-2z和C4-3z代表3个根据丁烷氧化菌总菌数量圈定的总菌异常；W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7和W8为8个现在正在采油的采油井。
图3为实施例涉及的油藏区表层土壤和/或沉积物中丁烷氧化菌与甲烷氧化菌的活菌异常对比图；其中，C4-1h、C4-2h和C4-3h代表3个根据丁烷氧化菌活菌数量圈定的活菌异常；C1-1h、C1-2h、C1-3h和C1-4h代表4个根据甲烷氧化菌活菌数量圈定的活菌异常；W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7和W8为8个现在正在采油的采油井。
图4为实施例涉及的油藏区表层土壤和/或沉积物中丁烷氧化菌与甲烷氧化菌的总菌异常对比图；其中，C4-1z、C4-2z和C4-3z代表3个根据丁烷氧化菌总菌数量圈定的总菌异常；C1-1z、C1-2z、C1-3z和C1-4z代表4个根据甲烷氧化菌总菌数量圈定的总菌异常；W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7和W8为8个现在正在采油的采油井。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明，除非特别说明，本发明实施例采用的试剂和方法为本领域常规使用的试剂和方法。
实施例1
实施例所涉及的区域是一个正在开发的油藏区(图1和图2)。在该油藏区既可以丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常为勘探指标开展石油勘探和油藏表征，也可以这两个微生物勘探指标进行异常判识。该方法包括如下具体步骤：
S01.根据生油盆地、圈闭构造和油藏空间大小、烃源岩厚度、油藏区上方土壤和/或沉积物等特征，以及石油勘探、油藏表征和异常判识的精度要求等，在该油藏区确定的网格度为150m～250m×150m～250m(表1及图1和图2)。
S02.根据该油藏区上方土壤和/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等情况，确定的采样深度为从30cm～50cm(表1)。
S03.根据该油藏区上方土壤和/或沉积物的特征、土壤和/或沉积物中生源要素的丰富程度、土壤和/或沉积物中生物种群特征及人类活动等情况，确定的采样量为50g～500g。
S04.在该油藏区按照特定的网格度、采样深度和采样量系统采集土壤和/或沉积物样品；用结实的灭菌袋包装样品并迅速将样品置于-10℃至-15℃的冰箱中进行样品的冷冻保存。
S05.采用实时荧光定量PCR方法同时测定表层土壤和/或沉积物样品中丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量(见表1所示)。
S06.将获得的丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据与采样点的经纬度数据一并标绘于该石油勘探区的地图上，并将这些结果用数据处理软件绘制成等菌线，从而获得丁烷氧化菌的活菌异常(图1)和总菌异常(图2)。
S07.结合丁烷氧化菌的活菌数量与总菌数量(表1)，全面分析丁烷氧化菌的活菌异常(图1)和总菌异常(图2)的特征，并对两者之异同性进行如下方面的对比：
(1)异常中心的个数、位置及其变化；
(2)异常的形态及其变化；
(3)异常的大小及其变化；
(4)异常的强度及其变化；
(5)不同异常之间的关系及其变化；
(6)异常与现今采油井之间的关系及其变化。
S08.根据丁烷氧化菌总菌异常的特征，或同时根据其总菌异常和活菌异常的特征，或根据其总菌异常与活菌异常之异同性，及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，提出如下决策依据与实施建议：
(1)采用丁烷氧化菌的活菌异常为指标在该油藏区圈定出C4-1h、C4-2h和C4-3h三个主要异常(图1)，其中异常C4-1h和异常C4-3h为双中心(其中异常C4-1h的北端异常值高、南端异常值低；异常C4-3h的北端异常值低、南端异常值高)的近乎南北向的丁烷氧化菌活菌异常；异常C4-2h为双中心(西端异常值高、东端异常值低)的近东西向丁烷氧化菌活菌异常。
(2)采用丁烷氧化菌的总菌异常为指标在该油藏区圈定出C4-1z、C4-2z和C4-3z三个主要异常(图2)，其中异常C4-1z为单中心、非对称的椭圆形异常；异常C4-2z为双中心(东端的异常值略高于西端的异常值)的近东西向丁烷氧化菌总菌异常；异常C4-3z为双中心(南端异常值低、北端异常值高)的南北向丁烷氧化菌总菌异常。
(3)将丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常进行对比研究后发现：总菌异常C4-1z(可代表石油未被开采前的丁烷氧化菌异常，图2)因采油井W1的采油而使异常C4-1z明显分化成具有双中心的异常C4-1h(图1)，表明采油井W1的布设明显偏离了异常C4-1z，故建议未来针对C4-1z异常的采油井应布设于靠近C4-1z异常中心的位置(图2)。
(4)将丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常进行对比研究后发现：总菌异常C4-2z(图2)因采油井W2和W3的采油而使其东端中心位置的异常值明显降低，转变成图1中的异常C4-2h，故建议未来针对异常C4-2z的采油井应布设于靠近该异常左侧中心的位置(图2)。
(5)将丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常进行对比研究后发现：总菌异常C4-3z(图2)虽未因采油井W4～W8的采油而使该异常的长轴方向发生偏转，但使该异常整体发生了明显的向北平移，转变成图1中的异常C4-3h，故建议未来针对异常C4-3z的采油井应布设于靠近该异常的南部中心位置(图2)。
综上结果表明，丁烷氧化菌的总菌异常，或其总菌异常和活菌异常，或其总菌异常与活菌异常之异同性是石油勘探、油藏表征和异常判识的重要指标。
表1
实施例2
其他同实施例1，不同的是：
S15.采用实时荧光定量PCR方法同时测定表层土壤和/或沉积物样品中丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量(见表1所示)，
参照本发明研究团队在专利号为ZL 201110044564.1和ZL201110048830.8的中国专利中提供的方法完成甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据的测定(见表1所示)。
S16.将获得的丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据、甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据与采样点的经纬度数据一并标绘于勘探区或油藏区的地图、地形图、地质图和/或地形-地质图上，并用数据处理软件将这些数据绘制成等菌线，从而得到丁烷氧化菌的总菌异常，或同时得到其总菌异常和活菌异常；也得到甲烷氧化菌的总菌异常，或同时得到其总菌异常和活菌异常；
S17.结合丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量，全面分析丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常的特征，并对两者之异同性进行如下方面的对比：
(1)异常中心的个数、位置及其变化；
(2)异常的形态及其变化；
(3)异常的大小及其变化；
(4)异常的强度及其变化；
(5)不同异常之间的关系及其变化；
(6)异常与现今采油井之间的关系及其变化。
S18.根据丁烷氧化菌总菌异常的特征，或同时根据其总菌异常和活菌异常的特征，或根据其总菌异常与活菌异常之异同性，并结合甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对勘探区进行石油资源评价和预测，为后续的石油开采提供决策依据。
S19.根据丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常之异同性，并结合甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，并在实施例1对该油藏区微生物异常状况及地下石油资源前景和采油方案提出如下决策依据与实施建议基础上，增加以下建议：
将该油藏区丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常与甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常(参照已授权的中国发明专利ZL201110048830.8)进行对比研究后发现：在甲烷氧化菌活菌异常C1-4h(图3)和总菌异常C1-4z(图4)的位置，没有出现对应的丁烷氧化菌的活菌异常和总菌异常，表明异常C1-4h(图3)和C1-4z(图4)可能由宏渗漏或天然气藏的微渗漏排烃所引起，而与深部油藏排烃无关；而在其它甲烷氧化菌的活菌异常(图3)和总菌异常(图4)的位置均出现了对应的丁烷氧化菌的活菌异常(图3)和总菌异常(图4)，表明甲烷氧化菌异常C1-1h、C1-2h、C1-3h、C1-1z、C1-2z和C1-3z是由地下油藏的排烃引起的。
综上结果进一步表明，丁烷氧化菌的总菌异常，或其总菌异常和活菌异常，或其总菌异常与活菌异常之异同性是石油勘探、油藏表征和异常判识的重要指标。
Claims (10)
1.一种以丁烷氧化菌的总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，其特征在于，是通过定量检测石油勘探区和/或油藏区上方表层土壤和/或沉积物中丁烷氧化菌的总菌，或同时定量检测丁烷氧化菌的总菌和活菌来获得丁烷氧化菌的总菌数量，或同时获得丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量实现。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据丁烷氧化菌的总菌数量，或同时根据丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量来获得丁烷氧化菌的总菌异常，或同时获得丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以丁烷氧化菌的总菌异常，或同时以丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常，或以丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常之异同性为石油勘探的微生物指标，对勘探区和/或油藏区进行石油资源评价和预测、油藏表征和异常判识。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以丁烷氧化菌的活菌异常与总菌异常之异同性为油藏表征的微生物指标，对油藏开采中地下石油资源的动态变化进行评价和预测。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01.在石油勘探区和/或油藏区上方，按确定的网格度布设采样点；所述网格度的大小为10 m × 10 m至2000 m × 2000 m；
S02.确定采样的深度为10～500 cm；
S03.确定采集样品的量为20～2000 g；
S04.按照网格度、采样深度和采样量系统采集表层土壤和/或沉积物样品，包装样品并冷冻保存；
S05.采用实时荧光定量PCR方法系统测定样品中丁烷氧化菌的总菌数量，或同时测定丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量；
S06.将丁烷氧化菌的总菌数据，或同时将丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据与采样点的经纬度数据一并标绘于石油勘探区和/或油藏区的地图、地形图、地质图和/或地形-地质图上，并将这些数据分别用软件绘制成对应的等菌线，从而得到丁烷氧化菌的总菌异常，或同时得到丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常；
S07.结合丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量，分析丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常的特征，并从异常中心的个数、位置及其变化，异常的形态及其变化，异常的大小及其变化，异常的强度及其变化，不同异常之间的关系及其变化，异常与现今采油井之间的关系及其变化等角度，对丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常之异同性进行系统的对比分析；
S08.根据丁烷氧化菌总菌异常的特征，或同时根据其总菌异常和活菌异常的特征，或根据其总菌异常与活菌异常之异同性，及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对勘探区进行石油资源评价和预测；
S09.根据丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常之异同性，及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对油藏开采过程中地下石油资源的动态变化进行表征、评价和预测。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S11.在石油勘探区和/或油藏区上方，按确定的网格度布设采样点；所述网格度的大小为10 m × 10 m至2000 m × 2000 m；
S12.确定采样的深度为10～500 cm；
S13.确定采集样品的量为20～2000 g；
S14.按照网格度、采样深度和采样量系统采集表层土壤和/或沉积物样品，包装样品并冷冻保存；
S15.采用实时荧光定量PCR方法系统测定样品中丁烷氧化菌的总菌数量，或同时测定丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量；
系统测定样品中甲烷氧化菌的总菌数量，或同时测定甲烷氧化菌的总菌数量和活菌数量；
S16.将获得的丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据、甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据与采样点的经纬度数据一并标绘于勘探区或油藏区的地图、地形图、地质图和/或地形-地质图上，并用数据处理软件将这些数据绘制成等菌线，从而得到丁烷氧化菌的总菌异常，或同时得到其总菌异常和活菌异常；也得到甲烷氧化菌的总菌异常，或同时得到其总菌异常和活菌异常；
S17.结合丁烷氧化菌的总菌数量和活菌数量，分析丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常的特征，并从异常中心的个数、位置及其变化，异常的形态及其变化，异常的大小及其变化，异常的强度及其变化，不同异常之间的关系及其变化，异常与现今采油井之间的关系及其变化等角度，对丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常之异同性进行系统的对比分析；
S18.根据丁烷氧化菌总菌异常的特征，或同时根据其总菌异常和活菌异常的特征，或根据其总菌异常与活菌异常之异同性，并结合甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对勘探区进行石油资源评价和预测；
S19.根据丁烷氧化菌的总菌异常与活菌异常之异同性，并结合甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，对油藏开采过程中地下石油资源的动态变化进行表征、评价和预测；
S20.根据丁烷氧化菌的总菌异常与甲烷氧化菌的总菌异常之异同性，或同时根据丁烷氧化菌的总菌异常和活菌异常与甲烷氧化菌的总菌异常和活菌异常之异同性，及与地质勘探、地球化学勘探和地球物理勘探的对接结果，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，确定所述异常的起源。
7. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述网格度为150 m～250 m × 150 m～250 m。
8. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述采样深度为从30 cm～50 cm 。
9. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述采样量为50 g～500 g。
10. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，S3步骤所获得的样品用经过灭菌的袋子包装并迅速将样品进行冷冻保存，样品冷冻保存的温度为-5°C至-30°C。
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