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油礦地質(zhì)學(xué)范文第1篇

關(guān)鍵詞：同位素；相山；成巖年齡；礦化年齡

同位素地質(zhì)年代學(xué)在成巖成礦年齡測(cè)定等方面具有重要應(yīng)用。最近幾十年，同位素樣品制備技術(shù)的改善和高精度質(zhì)譜方法如多接收器等離子體質(zhì)譜法（mc-icp-ms）、激光等離子質(zhì)譜（la-icp-ms）、激光探針質(zhì)譜、離子探針（sims）、熱電離質(zhì)譜法（tims）等的問(wèn)世與發(fā)展，大大提高了同位素測(cè)試結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性，使同位素地質(zhì)年代學(xué)發(fā)揮的作用越來(lái)越大。相山鈾礦是我國(guó)最大的火山巖型鈾礦，幾十年來(lái)，眾多學(xué)者從成巖成礦年齡、成礦物質(zhì)來(lái)源、成礦流體等各個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了研究。本文將從同位素地質(zhì)年代學(xué)的角度，對(duì)相山鈾礦田的研究做進(jìn)一步的探討。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

相山礦田位于揚(yáng)子板塊與華南板塊交接部位的華南板塊北緣，受相山大型火山塌陷盆地控制[1]。相山火山侵入雜巖于中國(guó)東南部火山侵入雜巖帶北西側(cè)，平面上呈橢圓形，東西長(zhǎng)約26.5km，南北寬約15km，面積約309km2，構(gòu)成一個(gè)大型火山塌陷盆地。基底為震旦紀(jì)淺變質(zhì)巖系，東側(cè)出露上三疊下侏羅統(tǒng)，西側(cè)為白堊紀(jì)紅層覆蓋，蓋層為上侏羅統(tǒng)打鼓頂組火山熔巖、火山碎屑巖及陸源碎屑巖和鵝湖嶺組火山熔巖、火山碎屑巖及陸源碎屑巖[2]。礦區(qū)位于相山礦田內(nèi)ne向鄒石斷裂帶北段，為此，區(qū)內(nèi)以ne向構(gòu)造為主，火山塌陷構(gòu)造表現(xiàn)形式為不同的火山巖巖性界面附近巖石破碎網(wǎng)狀裂隙發(fā)育[3]。礦田內(nèi)業(yè)已探明的鈾礦床，在平面上以東西向礦床集中產(chǎn)于北部和西部，ew向基底構(gòu)造與礦床集中區(qū)的空間產(chǎn)出相關(guān)聯(lián)；火山蓋層線(xiàn)、環(huán)構(gòu)造分別或復(fù)合控制礦床定位，西部主要賦礦巖性為流紋英安巖（j3d）和碎斑熔巖（j3e），北部鈾礦化主要賦存于花崗斑巖及其內(nèi)外接觸帶[4]。

2 相山火山巖的成巖年齡

同位素定年技術(shù)在地質(zhì)學(xué)上得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮了巨大的作用。幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)相山鈾礦田的火山巖成巖年齡做了大量的研究。劉家遠(yuǎn)等[5]（1985）測(cè)得相山碎斑熔巖的rb-sr等時(shí)線(xiàn)年齡為147～163ma；陳迪云等[6]（1993）采用全巖rb-sr等時(shí)線(xiàn)法測(cè)得相山火山雜巖第二亞旋回中碎斑熔巖年齡為140ma；陳小明等[7]（1999）對(duì)相山邊緣相碎斑熔巖及最晚階段超淺成巖采用單顆粒鋯石u-pb法（稀釋法）測(cè)定了其形成年齡，分別為140.3ma和135.4ma。

以上研究人員所得年齡存在三個(gè)問(wèn)題：第一，與”雙旋回”[8，9]研究結(jié)果不相符合；第二，研究人員所測(cè)年齡相互之間不一致，如同樣是流紋英安巖，張萬(wàn)良等與范洪海等所得年齡差距較大；第三，與基本的巖石巖相組合之間并不相符，從野外地質(zhì)上流紋英安巖應(yīng)屬打鼓嶺組（j3d），碎斑熔巖應(yīng)屬鵝湖嶺組（j3e），分別屬于火山旋回的第一和第二亞旋回，年代上應(yīng)該為碎斑熔巖晚于流紋英安巖，但是實(shí)際測(cè)得年齡結(jié)果恰恰相反。近幾年來(lái)，隨著同位素檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，一些最先進(jìn)的同位素定年手段被應(yīng)用到研究中，對(duì)相山的同位素地質(zhì)年代有了新的觀點(diǎn)與結(jié)論。

何觀生等[10]（2009）在前人的基礎(chǔ)上利用shrimp測(cè)定了相山火山雜巖第一亞旋回中的流紋英安斑巖的鋯石u-pb年齡，并獲得了一組很好的206pb/238u加權(quán)平均年齡為136.6±2.7ma，與范紅海等[11]利用單顆粒鋯石u-pb法（稀釋法）測(cè)定的流紋英安斑巖年齡（136.0±2.6ma）一致。所以他們確定相山流紋英安斑巖的成巖年齡應(yīng)該為136.6ma左右，并據(jù)此得出結(jié)論：相山火山雜巖中的流紋英安斑巖的形成時(shí)間為早白堊世。

此后，楊水源等[12]（2010）采用shrimp，la-icp-ms和la-mc-icp-ms對(duì)相山地區(qū)早階段的流紋英安巖和晚階段的流紋英安斑巖進(jìn)行了高精度的鋯石u-pb同位素年代學(xué)及鋯石hf同位素組成特征的研究。結(jié)果表明，流紋英安巖的鋯石206pb/238u加權(quán)平均年齡為（135.1±1.7）ma，流紋英安斑巖的年齡為（134.8±1.1）ma，同樣得出相山流紋英安巖與流紋英安斑巖的形成時(shí)代為早白堊世的結(jié)論。

3 成礦年齡

陳迪云等[6]（1993）推測(cè)鈉交代作用發(fā)生在120×106a左右，接著便是一次成礦作用，形成鈉交代型鈾礦化。相山礦田兩

期主要的礦化分別發(fā)生在120×106a左右和100×106a左右。孫占學(xué)[13]（2004）認(rèn)為，礦田內(nèi)主要礦化類(lèi)型有堿交代型和螢石-水云母型兩種。堿交代型鈾礦化分布于礦田的東北部和北部，礦化年齡多集中于120ma左右。螢石-水云母型鈾礦化主要分布在礦田西部、西北部，礦化年齡大多為100ma。

結(jié)論與展望

（1）相山流紋英安巖的鋯石206pb/238u加權(quán)平均年齡為（135.1±1.7）ma，流紋英安斑巖的年齡為（134.8±1.1）ma，碎斑熔巖的年齡有待于用更加先進(jìn)的質(zhì)譜方法進(jìn)行重新測(cè)定，有待于建立相山地區(qū)火山巖各段巖石的鋯石shrimpu-pb年齡譜。交代型鈾礦化年齡多集中于120ma左右。螢石-水云母型鈾礦化年齡大多為100ma。

（2）隨著同位素測(cè)年技術(shù)的不斷改進(jìn)，同位素地質(zhì)年代學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的飛速發(fā)展，新方法的不斷誕生，同位素地質(zhì)年代學(xué)必將在未來(lái)的地質(zhì)研究中發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)

1. 胡茂梅，邵飛，張鴻，何曉梅，高玉芝，肖光祿.相山西部河元背地區(qū)構(gòu)造特征及深部找礦方向探討.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，33（1）.36-42.

2. 周，毛玉鋒，楊松，付湘，陳黎明，王順生.江西省樂(lè)安縣相山礦田荷上鈾礦床蝕變特征及其意義.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2012，35（1）.1-9.

3. 邵飛，許健俊，何曉梅，何丹丹，劉春月.相山鈾礦田山南礦區(qū)稀土元素特征及其地質(zhì)意義.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2012，35（3）.223-229.

4. 邵飛，陳曉明，徐恒力，唐湘生，鄒茂卿，胡茂梅，何曉梅.相山鈾礦田成礦物質(zhì)來(lái)源探討.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2007.31（1）.39-44，80.

5. 劉家遠(yuǎn).相山巖體——一個(gè)殼源花崗質(zhì)淺成侵入火山雜巖體.1985（2）.142-149.

6. 陳迪云，周文斌，周魯民，吳伯林，譚敬華，孫占學(xué).相山鈾礦田同位素地質(zhì)學(xué)特征.1993（04），370-377.

7. 陳小明，陸建軍，劉昌實(shí).趙連澤.王德滋.李惠民.桐廬、相山火山-侵入雜巖單顆粒鋯石u-pb年齡.1999（8），113-119.

8. 王傳文.侯文堯.萬(wàn)國(guó)良.方錫珩.相山及鄰區(qū)碎斑流紋巖的特征和成因.1982.3.

9. 吳仁貴，相山地區(qū)如意亭剖面火山建造特征.1999，22（3）.201-208.

10. 何觀生，戴民主，李建峰，曹壽孫，夏斌，許德如，李文鉛，楊之青.相山流紋英安斑巖鋯石shrimpu-pb年齡及地質(zhì)意義.2009（02）.299-303.

11. 范洪海，王德滋，沈渭洲，劉昌實(shí)，汪相，凌洪飛.江西相山火山—侵入雜巖及中基性脈巖形成時(shí)代研究. 2005（01），86-91.

油礦地質(zhì)學(xué)范文第2篇

1782年4月，在法國(guó)巴黎近郊，一位采石工人正在賣(mài)力地開(kāi)采石頭。當(dāng)他開(kāi)采到地下4米深處的石灰?guī)r層時(shí)，他劈開(kāi)了一塊巨大的石頭，眼前的一幕讓他驚呆了，他發(fā)現(xiàn)石頭里面藏著4只蟾蜍，它們竟然都還活著。這4只蟾蜍并排在一起，每只占據(jù)一個(gè)窩坑，窩坑比蟾蜍稍大一點(diǎn)。石頭被劈開(kāi)后，這4只蟾蜍蹦了出來(lái)，看起來(lái)還很有活力。蟾蜍怎么會(huì)進(jìn)到石頭里呢？難道是在這些石頭形成之前它們就被埋在這里了嗎？采石工人覺(jué)得不可思議，就把這件事上報(bào)給當(dāng)?shù)卣：芸欤茖W(xué)家來(lái)到這里，對(duì)這里的石灰?guī)r層進(jìn)行了科學(xué)測(cè)定，證實(shí)它們形成于100多萬(wàn)年之前，也就是說(shuō)這4只蟾蜍在石層中已經(jīng)冬眠100多萬(wàn)年了。

這件事讓人們大為驚詫?zhuān)@4只蟾蜍竟然能活100多萬(wàn)年！它們是怎么在這100多萬(wàn)年里保持著生命的活力的呢？

我們誰(shuí)都渴望長(zhǎng)壽，可是人類(lèi)和其他動(dòng)物的壽命都是有限的，一只狗可以活15年20年，一匹馬可以活30年到40年。無(wú)論是人類(lèi)還是動(dòng)物，生命都是有限的。一般來(lái)說(shuō)，人的生命極限為200至250年，而普通的青蛙和蟾蜍的生命極限也只是10年。

可是這4只小小的蟾蜍竟然能夠挑戰(zhàn)生命的極限，存活了100萬(wàn)年，這令人唏噓不已。然而，奇跡仍在上演。100多年以后，一只活了200萬(wàn)年的青蛙再一次震驚世人。1946年7月，一位石油地質(zhì)學(xué)家在美洲墨西哥的石油礦床里，挖掘出一只冬眠的青蛙。這只青蛙被埋在地下2000米深的礦層內(nèi)，被挖掘出來(lái)時(shí)皮膚柔軟，富有光澤，能活動(dòng)，過(guò)了兩天后才死去。地質(zhì)學(xué)家對(duì)這個(gè)礦層進(jìn)行了科學(xué)測(cè)定，發(fā)現(xiàn)這個(gè)礦床是在200萬(wàn)年前形成的，而這只青蛙可能是在礦床形成的時(shí)候被埋在礦層內(nèi)的，也就是說(shuō)它在礦層內(nèi)已經(jīng)生存了200多萬(wàn)年。

“老壽星”的長(zhǎng)壽秘訣

面對(duì)這樣的生命奇跡，人們不禁要問(wèn)：“在如此漫長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，這些蟾蜍和青蛙在沒(méi)有食物、水和陽(yáng)光的環(huán)境下，是怎么維持生命的呢？這些能生存百萬(wàn)年的老壽星們，它們是怎么修煉出長(zhǎng)壽秘訣的呢？”

有的科學(xué)家分析說(shuō)，可能是這些動(dòng)物在冬眠的時(shí)候地殼發(fā)生了變動(dòng)，它們所在的淤泥變成了巖石，這些巖石雖然看起來(lái)很堅(jiān)固，其實(shí)存在著不少微小縫隙，所以水分和空氣都能夠進(jìn)入巖石中，它們便可以生存了。但是，動(dòng)物要維系生命，還需要一定的熱量，盡管蟾蜍或青蛙在冬眠時(shí)熱量消耗非常低，但它們自身的熱量，無(wú)論如何也無(wú)法維持?jǐn)?shù)千年甚至數(shù)萬(wàn)年之久啊！

科學(xué)家解釋說(shuō)，蟾蜍和青蛙能經(jīng)過(guò)上百萬(wàn)年仍有生命體征，得益于它們生存在一個(gè)保持“恒溫”的環(huán)境下。封存它們的巖層或礦層就是這樣一個(gè)恒溫的環(huán)境。在這樣的環(huán)境下，它們不會(huì)受到任何外界的刺激，天氣陰晴冷暖、四季交替對(duì)它們都沒(méi)有什么影響。蟾蜍和青蛙實(shí)際上等于把生命貯藏了起來(lái)，不進(jìn)行新陳代謝，不消耗能量，所以能長(zhǎng)期不吃東西而不死亡。

油礦地質(zhì)學(xué)范文第3篇

關(guān)鍵詞：油藏儲(chǔ)層建模；三維可視化；VolumeViz；儲(chǔ)層剖面

中圖分類(lèi)號(hào)：TP317.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)文章編號(hào)：1672-7800（2013）012-0166-02

作者簡(jiǎn)介：王家華（1945-），男，西安石油大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授，研究方向?yàn)橛筒孛枋觥?chǔ)層建模、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)、地質(zhì)圖形可視化、決策分析、風(fēng)險(xiǎn)分析、軟件系統(tǒng)；陳雨馨（1987-），女，西安石油大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)圖形學(xué)。

0引言

儲(chǔ)層建模就是利用油氣勘探和開(kāi)發(fā)過(guò)程中取得的地震、測(cè)井、鉆井等數(shù)據(jù)，結(jié)合沉積學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)和數(shù)學(xué)方法來(lái)定量描述二維或三維儲(chǔ)層的空間變化特性，是勘探地質(zhì)構(gòu)造的主要手段。而基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的三維可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層模型的更為直觀的圖像顯示，既描述了地下復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造情況，又反映了石油礦產(chǎn)等資源的構(gòu)造形態(tài)和屬性特征的空間分布，為進(jìn)一步?jīng)Q策提供至關(guān)重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。

Open Inventor （OIV）是在OpenGL的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而成的，它通過(guò)“搭積木”的方式來(lái)構(gòu)造復(fù)雜的三維場(chǎng)景，使用戶(hù)只花費(fèi)很少的時(shí)間就可以構(gòu)造出復(fù)雜、優(yōu)美的三維場(chǎng)景。而在大量數(shù)據(jù)可視化方面，OIV的擴(kuò)展模塊VolumeViz能夠?qū)崿F(xiàn)超大數(shù)據(jù)集的交互可視化，支持海量數(shù)據(jù)集的轉(zhuǎn)化和數(shù)據(jù)整合技術(shù)，同步進(jìn)行超大數(shù)據(jù)的可視化計(jì)算，并采用了最新的GPU渲染技術(shù)，更高效地實(shí)現(xiàn)高質(zhì)的可視化效果。其中，VolumeViz中海量數(shù)據(jù)管理器（LDM）組件能夠?qū)⒑Ａ繑?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化整合為內(nèi)部文件，加速實(shí)時(shí)可視化。本文研究了VolumeViz海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)油藏儲(chǔ)層剖面圖的繪制。

1儲(chǔ)層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化

1.1多分辨存儲(chǔ)的LDM文件

油氣儲(chǔ)層建模除了能使用鉆井、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)外，還應(yīng)使用反映地下儲(chǔ)層屬性的地震數(shù)據(jù)，用以彌補(bǔ)井?dāng)?shù)據(jù)的不足。目前存在多種地震數(shù)據(jù)格式，其中SEGY格式已成為記錄地震數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式，它也是石油勘探行業(yè)地震數(shù)據(jù)最為普遍的格式之一。為了更為精確地實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層模型的三維可視化顯示，實(shí)際顯示時(shí)會(huì)對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行插值以獲得更高的分辨率，比如克里金插值。而隨著需要處理的地震數(shù)據(jù)加大，插值后數(shù)據(jù)量的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)會(huì)給三維可視化顯示帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。為此，OIV的擴(kuò)展模塊VolumeViz采用一種新的文件格式，即海量數(shù)據(jù)管理格式（Large Data Management，LDM），它可以將包括地震數(shù)據(jù)在內(nèi)的大規(guī)模數(shù)據(jù)按一定規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)化和重組，以實(shí)現(xiàn)快速遍歷數(shù)據(jù)和加快實(shí)時(shí)三維可視化顯示的目的。

與地震數(shù)據(jù)SEGY格式按道存儲(chǔ)不同，LDM文件中的地震數(shù)據(jù)是按照多分辨分塊八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)重組。八叉樹(shù)是一種用于描述三維空間的樹(shù)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，八叉樹(shù)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都表示一個(gè)正方體的體積元素，而將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的8個(gè)子節(jié)點(diǎn)的體積元素組合起來(lái)就構(gòu)成了該節(jié)點(diǎn)的體積。常規(guī)八叉樹(shù)只存儲(chǔ)最深層葉子節(jié)點(diǎn)，而LDM文件則采用的是多分辨八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，即在不改變數(shù)據(jù)覆蓋范圍前提下，對(duì)不同深度下的葉子數(shù)據(jù)都進(jìn)行計(jì)算并保存。當(dāng)要求低分辨顯示數(shù)據(jù)時(shí)，只需遍歷淺層次葉子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；而要求高分辨顯示數(shù)據(jù)時(shí)，則必須遍歷更深層次的葉子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。

LDM文件特殊的存儲(chǔ)方式具有以下3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）數(shù)據(jù)分塊處理，加快存取速率。LDM文件中，地震數(shù)據(jù)被分成分辨率不同的小塊，在繪制時(shí)根據(jù)不同分辨率的要求加載對(duì)應(yīng)的塊數(shù)據(jù)即可，不需要加載全部數(shù)據(jù)，而且并行處理算法可以加速塊數(shù)據(jù)的存取，比SEGY格式有明顯優(yōu)勢(shì)。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)空間相關(guān)，加快數(shù)據(jù)遍歷。LDM文件中數(shù)據(jù)的八叉樹(shù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)具有很高的層間相關(guān)性，高效的樹(shù)結(jié)構(gòu)遍歷算法就是利用這種高相關(guān)性很快搜索到指定數(shù)據(jù)庫(kù)。

（3）繪制策略應(yīng)用多分辨率思想。LDM文件將數(shù)據(jù)從低分辨到高分辨依次編碼存儲(chǔ)。在顯示過(guò)程中順序加載，先加載數(shù)據(jù)量較少的低分辨率數(shù)據(jù)，顯示低分辨率圖像；然后繼續(xù)加載數(shù)據(jù)量更多的高分辨率數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更高分辨率圖像的顯示，這種數(shù)據(jù)格式允許實(shí)現(xiàn)任意分辨率的顯示。

以上優(yōu)點(diǎn)使得LDM文件可以高速處理容量巨大的地震數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)三維可視化顯示，從而極大地改善了用戶(hù)體驗(yàn)，這些都是SEGY格式文件很難做到的。

1.2LDM文件轉(zhuǎn)換原理

地震數(shù)據(jù)SEGY文件是以三維柵格結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，即文件中的每個(gè)采樣點(diǎn)都代表空間中某點(diǎn)的勘測(cè)數(shù)值。要想利用LDM文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)與顯示，就需要將柵格結(jié)構(gòu)的SEGY文件轉(zhuǎn)換成多分辨八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)的LDM文件，其轉(zhuǎn)換過(guò)程主要有兩個(gè)步驟。

（1）創(chuàng)建八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)。

創(chuàng)建八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)時(shí)必須考慮的因素包括兩個(gè)方面：首先是所能申請(qǐng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，如果空間充裕，可以實(shí)現(xiàn)最高分辨率的八叉樹(shù)編碼，此時(shí)的葉子節(jié)點(diǎn)就越小，可以繪制出精細(xì)的圖像，但是遍歷所需要的時(shí)間就會(huì)比較多；其次是在存儲(chǔ)空間不充裕時(shí)，則只能對(duì)低分辨率的大葉子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行八叉樹(shù)編碼，在繪制時(shí)會(huì)損失圖像分辨率，但其遍歷節(jié)點(diǎn)會(huì)很快。因此在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，需要在存儲(chǔ)空間和執(zhí)行時(shí)間效率之間認(rèn)真權(quán)衡。在OIV的LDM文件中，當(dāng)原始數(shù)據(jù)中某一節(jié)點(diǎn)內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)目小于64×64×64時(shí)，就不再繼續(xù)劃分該節(jié)點(diǎn)。

（2）產(chǎn)生多分辨率數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

油礦地質(zhì)學(xué)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】微生物采油；采收率；提高

隨著全球微生物技術(shù)的發(fā)展，微生物采油技術(shù)已向前邁出了可喜的步伐。有人認(rèn)為，利用微生物開(kāi)采石油的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。微生物提高采收率（Microbial Enhanced Oil Recovery）是指利用微生物及其代謝產(chǎn)物增加石油產(chǎn)量的一種石油開(kāi)采技術(shù)。該技術(shù)是將經(jīng)過(guò)篩選和評(píng)價(jià)的微生物與培養(yǎng)基注入地下油層，通過(guò)微生物就地繁殖和代謝，產(chǎn)生酸、氣體、溶劑、生物表面活性劑和生物聚合物，改變巖石孔道和油藏原油的物理化性質(zhì)，提高原油產(chǎn)量和增加油藏原油采收率。

一、微生物采油是一種最有前景的提高采收率方法

大量的室內(nèi)研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，微生物采油是一種最有前景的提高采收率方法。1991年美國(guó)已把微生物采油技術(shù)列為繼熱驅(qū)、化學(xué)驅(qū)、氣驅(qū)等三次采油之后的第四次提高原油采收率方法，并已在許多油田得到應(yīng)用。前蘇聯(lián)也把微生物采油列為一種工業(yè)性應(yīng)用的新的提高采收率方法。東歐各國(guó)、澳大利亞、加拿大等國(guó)也很重視對(duì)微生物采油的研究，并把研究成果應(yīng)用于礦場(chǎng)。

微生物采油以其可觀的經(jīng)濟(jì)效益、獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和廣闊的發(fā)展前景引起各國(guó)石油工業(yè)界的重視。我國(guó)對(duì)微生物采油的研究，早在60年代末就開(kāi)始探討用地面烴類(lèi)發(fā)酵，就地制備生物表面活性劑及生物聚合物的試驗(yàn)。七五”期間中科院微生物所與大慶油田合作，開(kāi)展了兩口井的微生物吞吐試驗(yàn)并取得了明顯效果。“八五”期間，吉林油田和中科院微生物所合作已在35口井試驗(yàn)，累計(jì)增油4462噸。大港油田使用美國(guó)菌種，在棗園油田兩口井內(nèi)試驗(yàn)，已增油360噸。

大慶油田微生物采油技術(shù)研究始于1965年，1990年率先在國(guó)內(nèi)進(jìn)入礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，2002年以來(lái)成功進(jìn)行了多次先導(dǎo)性礦場(chǎng)試驗(yàn)，并已經(jīng)掌握一整套擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微生物驅(qū)油技術(shù)。2002年，通過(guò)應(yīng)用微生物采油技術(shù)，采油十廠的13口吞吐試驗(yàn)井，注入微生物后平均含水下降16％，一類(lèi)油層的5口井累計(jì)增油1846噸。2011年，通過(guò)優(yōu)選菌種和優(yōu)化注入方式，采油七廠微生物驅(qū)油的7口試驗(yàn)井，日產(chǎn)油量由25噸上升到41噸、含水由47％下降到40％，兩年來(lái)累計(jì)增油7000多噸。其中，有兩口已關(guān)閉3年的廢井，又恢復(fù)了生產(chǎn)。

二、微生物采油的技術(shù)特點(diǎn)

1、微生物采油技術(shù)的發(fā)展迫切要求綜合各學(xué)科的研究成果

通過(guò)各學(xué)科間技術(shù)的交叉，大大提高微生物采油的研究進(jìn)程和微生物提高采收率的成功率。微生物學(xué)家必須依靠油藏地質(zhì)學(xué)家和石油工程師提供的有關(guān)地層構(gòu)造、油藏條件等資料，研究微生物在油藏條件的生長(zhǎng)、繁殖及代謝過(guò)程；遺傳學(xué)家必須按微生物學(xué)家和石油工程師的要求設(shè)計(jì)并培育菌種；環(huán)境工程師必須使注入微生物不污染水源，排放的廢水不導(dǎo)致人類(lèi)受害和環(huán)境污染；化學(xué)工程師必須進(jìn)行微生物與油藏及流體反應(yīng)產(chǎn)物的分析和化驗(yàn)，以及微生物注入方案監(jiān)測(cè)；石油工程師依靠微生物學(xué)家和遺傳工程師提供的菌種及其營(yíng)養(yǎng)物結(jié)構(gòu)，掌握細(xì)菌培養(yǎng)，實(shí)施微生物注入。

遺傳工程學(xué)在微生物采油技術(shù)中起著越來(lái)越重要的作用。微生物采油成功的關(guān)鍵在于“超級(jí)細(xì)菌”的發(fā)現(xiàn)。這種超級(jí)細(xì)菌的要求為：

（1）能在不利的油藏環(huán)境下（高溫、高鹽、高壓和無(wú)氧等）迅速繁殖和運(yùn)移；

（2）能產(chǎn)生大量的有益于原油流動(dòng)的代謝產(chǎn)物；

（3）能降解迥的重質(zhì)組分，能脫硫、脫重金屬。

這種超級(jí)細(xì)菌的產(chǎn)生意味著微生物采油技術(shù)新紀(jì)元的開(kāi)始。總之，微生物采油的成功是各學(xué)科的共同協(xié)作的成果。

2、微生物采油技術(shù)中地層條件對(duì)細(xì)菌的影響

用于采油的微生物必須能在地層中增殖。影響細(xì)菌在油層中的生長(zhǎng)、繁殖、代謝的因素很多，這些因素包括氧化——還原電勢(shì)、氫離子濃度、壓力、溫度、鹽度、營(yíng)養(yǎng)物的可利用性，以及不存在阻化劑或毒性因子等。如果深埋在地下巖層中的這些條件與微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)基能夠保證的話(huà)，微生物能順利地生長(zhǎng)、繁殖和代謝。

微生物提高采收率最困難的是要有效地將注入的微生物分布到難采出的原油的整個(gè)多孔巖石中。迄今為止的一些試驗(yàn)證明，細(xì)菌的傳播有好幾種機(jī)理：細(xì)菌細(xì)胞可靠布朗運(yùn)動(dòng)，靠生物體的自然運(yùn)動(dòng)，靠細(xì)胞增殖，以及靠注入流體的流動(dòng)等機(jī)理而傳播。

細(xì)菌及多孔介質(zhì)的物理、化學(xué)和所帶電荷的性質(zhì)，對(duì)決定細(xì)菌的擴(kuò)散傾向是很有作用的。由于細(xì)胞傾向于粘附到巖石表面，降低了注入細(xì)胞通過(guò)巖石的能力。對(duì)此問(wèn)題的研究表明，如果對(duì)表面電荷已經(jīng)了解并進(jìn)行了補(bǔ)償，細(xì)菌在巖石表面上的附著力可以降低。當(dāng)這種表面電荷最小時(shí)，細(xì)菌就可在很大程度上穿透多孔巖石，并相應(yīng)地使原油采收率增加。

Meyers等人對(duì)粘質(zhì)賽氏桿菌(Serratia marcescens)穿透到被油飽和以及沒(méi)有被油飽和的巖心中的情況進(jìn)行了研究，他們發(fā)現(xiàn)穿透的速度和程度，與巖心的滲透率、孔隙度或巖心是否含油都沒(méi)有什么關(guān)系。Yen等人則發(fā)現(xiàn)巖石中存在原油，提高了芽孢和生活細(xì)胞(Viablecells)的穿透能力。Clark發(fā)現(xiàn)細(xì)菌穿透滲透率為200～400×10-3μm2的巖心時(shí)，細(xì)菌細(xì)胞的大小不是主要因素，發(fā)生影響的是離子濃度。注入高濃度的細(xì)菌懸浮液（每毫升含細(xì)胞數(shù)大于10個(gè)）時(shí)會(huì)堵塞地層，并因此而減小細(xì)胞的分散作用。發(fā)現(xiàn)注入10-3mol的焦磷酸離子，使微生物細(xì)胞在砂巖中的穿透能力增高。曾經(jīng)觀察到巖石的表面電荷，以及荷電細(xì)菌細(xì)胞與荷電巖石表面之間的相互作用因焦磷酸鹽的處理而改變。

梭狀芽孢桿菌(Clostridium)及芽孢桿菌(Bacillus)的芽孢穿透砂巖巖心和充填砂粒時(shí)，比植物的細(xì)胞(Vegetativecells)容易些。有人發(fā)現(xiàn)這種情況是由于芽孢上較高的電荷與巖石上的同類(lèi)電荷相互作用引起的相互排斥力的結(jié)果。Knapp等人指出，在砂巖中，可運(yùn)動(dòng)的微生物比不能運(yùn)動(dòng)的微生物的穿透速度要高3～7倍。