油气微生物分子勘探技术与初步应用

油气微生物勘探技术因其多解性小、信噪比高、受环境影响小、经济快速的特点，越来越受到勘探家的重视。随着高通量测序、分子生物学技术及生物信息学的快速发展，从微生物群落整体的角度描述特定油气指示微生物的变化，已成为未来微生物勘探技术的重要发展方向。介绍土壤样品采集、DNA提取与分析、判别模型建立和有利区预测等4个油气微生物分子勘探技术关键环节，并针对土壤DNA提取和油气指示微生物检测进行重点阐述。工业级DNA提取技术研究发现，Griffth方法提取并纯化土壤微生物DNA效果最佳。针对大样本量工程，使用高通量移液工作站和商用多孔板DNA抽提试剂盒可大幅提高勘探效率；综合稳定性同位素探针和高通量测序的分子检测技术研究探明了典型含油气区主要油气指示微生物菌种分布规律，高频油指示菌(AMNR族)为节杆菌、分枝杆菌、诺卡氏菌和红螺菌，高频气指示菌为甲基球菌、甲基杆菌、甲基孢囊菌。微生物分子勘探技术在鄂尔多斯盆地杭锦旗地区的初步应用表明，该技术在黄土塬地貌区油气识别精度显著提升，在含油气性评价方面效果良好，为鄂尔多斯盆地北部致密气有利区带筛选提供了参考依据。      

渤海湾盆地陈家庄油田陈22块微生物异常分布研究

为探索油气藏上方微生物异常分布,按照从线到面的研究思路,采集渤海湾盆地陈家庄油田陈22块油气藏上方土壤样品469个,采用MPN法检测出样品中油气指示微生物的数量并研究其分布特征。结果显示,在联井剖面上,甲烷氧化菌和烃氧化菌2种油气指示微生物异常区与对应油井位置有很高的吻合度,呈顶端异常,剖面南北两端具有明显的背景区,表明了2种油气指示微生物对油气藏烃类微渗漏的指示性是有效的。进一步对本区块油气微生物进行了面上精查,结合地质和钻井信息,解析了微生物异常与下覆油气藏分布的响应关系,结果表明地表土壤中油气微生物对下覆油气藏的分布有很好的指示作用,同时对钻井部署也有一定的参考价值。      

调控pH促进污泥产酸及两相耦合系统定向产乙酸

应用产氢产酸/同型产乙酸两相耦合工艺对市政污泥进行厌氧发酵,以实现高效产乙酸的目的.首先通过摇瓶试验考察了pH(7、8、9、10、11)对污泥产酸产气效能的影响,结果显示:pH=9为最佳产酸条件,乙酸最高浓度达8.23 g/L,产乙酸速率为0.56 g/(L·d);pH=7为最佳产气条件,产气速率为35.5 mL/(L·d).而后调节产氢产酸相(A相)的pH值使两相耦合工艺先后在最佳产酸及最佳产气条件下运行,对比乙酸总产量的差异.结果表明:系统在pH=9和pH=7下运行时所产乙酸总量分别为47.9、35.1 g,前者较后者高36.5%;虽然pH=7时能显著提高同型产乙酸相(H相)的产酸效能,但不足以抵消A相产酸不利带来的损失.可见,调控产氢产酸相的pH值为9可促进污泥产酸并实现污泥发酵定向产乙酸.     

油气微生物数量变化特征模拟实验

以江苏油田某油气区地表土壤样品为介质,构建了确定性油气背景信息的气藏和油藏模拟环境,通过模拟实验研究油气微生物在不同轻烃渗漏条件下的数量变化特征。结果表明,以轻烃为碳源的微生物在数量上呈现较快增长并最终达到平台期,无烃供给条件下,微生物数量逐渐减少。油气微生物数量与轻烃渗漏通量短期内正比,长期驯化后,不同轻烃体积分数所对应的微生物数量趋于一致。气指示基因pmoA和油指示基因bmoX分别对气藏环境和油藏环境具有良好的响应,特异性较强。在无烃供给的枯竭油藏模拟条件下,微生物呈消亡状态。模拟实验印证了地表油气微生物对下伏油气藏具有一定的响应,初步阐明了轻烃渗漏环境下油气微生物数量变化的特征。     

塔里木盆地玉北1构造带油气微生物勘查

采集塔里木盆地玉北1构造带油气区及背景区上方地表土壤样品334件,采用平板菌落计数法对样品中油气指示微生物数量进行检测,结合构造、储层和钻井等信息,研究该区油气微生物异常分布情况。结果显示,在玉北1构造带上方有5个微生物异常区,3个I级异常区沿断裂带分布,2个Ⅱ级异常区位于断裂带边缘;玉北1-2X井区微生物数量多,异常面积大,为玉北1构造带最有利的油气有利富集区;玉北1-3H井区和玉北1-6H井区微生物异常较小,亦存在一定的勘探前景;2个Ⅱ级异常区面积小,对应区带勘探潜力较小。     

基于高通量测序技术研究页岩气区上方微生物多样性

微生物油气勘探技术近年来已成为油气地表勘探技术中新兴的勘探检测技术。为进一步了解油气田上方的微生物信息,对页岩气区上方微生物多样性进行了研究。采用高通量测序技术研究了川东南丁山地区油气微生物物种丰度、群落多样性等特征。鉴定出了3种主要油气微生物:甲基嗜氧反硝化菌(Methylophilales)、甲基孢囊菌(Methylocystis)、甲基球菌(Methylococcus),值得进一步做生化研究,可以作为潜在油气微生物指示菌。3种微生物发育丰度与丁山地区逸散区域分布具有较好的匹配关系。高通量解析技术能够在丁山地区油气微生物研究中有很好的应用,得出了基岩样品中微生物分布的特征,并与焦石坝地区油气微生物进行了初步的差异性分析,鉴定出的潜在油气指示菌值得进一步研究。     

中国石化无锡石油地质研究所实验地质技术之高精度油气地球化学勘探技术

正近年来油气化探技术呈现出向高精度方向发展的趋势,表现为测网更密、分析更细、解释更精。中国石化无锡石油地质研究所从采样设计、分析精度、数据解释等角度开展研究,对高密度采样、高精度分析、精细化解释等关键技术进行深入研究,集成发展了高精度油气化探技术。在采样设计方面,研究了近地表化探采样方案及其对油气藏的反映能力、高精度化探有效指标组合、化探资料油气属性评价流程与参数,在此基础上,归纳总结了我国中东部地     

典型油气藏上方甲烷氧化菌群的分子生物学解析

以胜利油田典型油气藏为研究对象,原位提取土壤中的甲烷氧化微生物群落组成信息,明确了油气指示微生物类群。通过对油田、气田和背景区土壤的pmoA基因克隆文库分析发现,来自油气藏上方土壤与背景区土壤的甲烷氧化菌群结构的差异较大。背景区土壤的甲烷氧化Ⅱ型菌——甲基孢囊菌和甲基弯曲菌的相对丰度明显高于油气藏上方土壤,而甲烷氧化Ⅰ型菌——甲基球菌和甲基暖菌则显著减少,表明长期的油气微渗漏能使甲烷氧化微生物群落向Ⅰ型菌演替。T-RFLP多变量统计分析结果显示,经过地质历史时期的微量轻烃连续驯化,油气藏上方的甲烷氧化微生物群落发生了演替,甲基球菌和甲基杆菌可能是推动这种演替变化的关键种群。甲烷氧化pmoA基因的丰度在油气藏上方的异常可以用于预测下伏油气藏的存在。     

油气微生物勘探理论与技术研究进展

在油气藏中轻烃微渗漏机理的基础上,开展了油气微生物勘探技术研究。油气藏中的轻烃部分（C₁—C₅）以微渗漏的形式穿过其上方的地层,在近地表土壤中引发了专门以轻烃为食的微生物的发育,因此含油气区地表的微生物在浓度、种群和结构方面,都跟下伏无油气藏的地区有所区别。通过分析这些异常特征,可以对油气富集区及油气藏进行研究和预测。近年来,开展了一系列技术与理论探索,建立了分子生物学检测方法,实现了从油气指示微生物数量向群落结构、群落演替规律的研究,建立了群落解析技术。持续三年的人工模拟结果表明,不同烃类组分驯化下微生物及群落结构出现明显差异性和响应关系,发现的菌种与实际油气藏上方的高度一致,为微生物勘探提供了理论支持。针对不同地理条件、不同油气藏类型的油气区样品,进行了环境条件、油气地球化学与油气微生物类群分布的相关性研究,分析了油气藏地表土壤样品原位的微生物特征,初步构建了我国主要含油气盆地油气指示菌数据库。应用研究表明,地表微生物异常与油气藏位置呈现较好的关联性,在各种不同类型油气藏上方微生物异常都能很好地体现油气藏的“生理体征”。结合石油地质和地球物理资料,油气微生物勘探技术可以有效预测有利油气富集区,具有良好的勘探应用前景。由此提出了下一步油气微生物勘探九大发展趋势和方向。      

准噶尔盆地春光探区油气微生物指示

油气微生物勘探具有有效、直接、经济的技术特点,日益受到全球油气勘探界的重视。以准噶尔盆地春光探区为研究对象,在探区北部横穿稀油区(T23井沙湾组)和稠油区(T10井—T17井白垩系)部署了一条微生物地球化学勘查剖面,分别采集微生物勘探样品和化探样品120件。同时在探区西南部油藏上方部署一块采样区,采集微生物勘探样品243件。采用平板菌落法培养分析样品中油气指示微生物的数量,结合油藏和钻井信息研究微生物异常分布特征。结果显示,剖面上油气微生物数量与酸解烃含量的分布与下伏油藏及背景区有很高的吻合度,两者在油藏上方呈顶端异常模式,剖面南北两端形成低值背景区。此外,结合石油地质及钻井信息探讨了油气微生物平面分布规律:平面上微生物异常分布集中,与油藏聚集体吻合度较高,在高产油流井T45-1井、T33井、T22井及T67井区形成了高值异常区,其中T67井微生物高值区钻井部署较少,需加大勘探力度。微生物异常与钻井对比显示,两者符合率达70%以上。春光探区油气微生物指示初探表明,微生物对油藏中轻烃组分的微渗漏具有有效指示性,与下伏油藏具有较高响应关系。在实际勘探中,微生物勘探结果应与石油地质、地震、钻井等资料相结合,为油气富集区预测、钻前评价和钻井部署提供有力依据和建议。