編譯 ｜ 覃樂

DNA技術(shù)幫你尋找下一個油氣藏

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根據(jù)地表微生物種群數(shù)量的不同，利用DNA分析和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，為油氣行業(yè)開創(chuàng)新的勘探工具。

DNA技術(shù)起源于醫(yī)學(xué)，但是不止于醫(yī)學(xué)，隨著DNA技術(shù)的發(fā)展以及跨學(xué)科交叉應(yīng)用思路的拓寬，荷蘭一家創(chuàng)業(yè)公司，旨在利用微生物DNA技術(shù)幫助油氣勘探公司尋找油氣藏。該技術(shù)借鑒了一種興起中的醫(yī)學(xué)突破，即使用唾液測試腫瘤，而不是進(jìn)行更多的侵入性活檢。在擴(kuò)展此方法用途的過程中，人們注意到基于氣體分子微滲透引起的微生物反應(yīng)可以用來預(yù)測油藏。

通過氧化反應(yīng)，某些微生物將在氣體滲透的環(huán)境中茁壯成長，而其他微生物將會因為上升氣體的毒性而死亡。以上任一結(jié)果都可以提供可用信號，而機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以將這些信號轉(zhuǎn)化成易于解釋的預(yù)測圖。

據(jù)該公司技術(shù)和運(yùn)營總監(jiān)表示：“許多人覺得這種方法太過完美而難以置信，質(zhì)問地表和地下之間能有什么聯(lián)系呢？聯(lián)系就是一個油氣藏甜點或一個高速流動的區(qū)域，很可能預(yù)示著一個較好的天然裂縫網(wǎng)絡(luò)?！彼€說，一個單一的樣本可能包含多達(dá)30萬個微生物物種，但是它們中只有50到200種能作為關(guān)鍵的正、負(fù)信號指標(biāo)。

這些來自盲驗證研究的圖像，包含了路易斯安那州的Haynesville頁巖生產(chǎn)井井位圖（左），其中用于DNA分析（中間）的泥土樣品約有360個。右圖是通過DNA分析產(chǎn)生的結(jié)果，其右上角為高產(chǎn)區(qū)，能與該公司產(chǎn)出歷史相匹配，而右下方的兩個區(qū)域預(yù)測錯誤，該圖的準(zhǔn)確率為72%。

在獲取上百個樣品以后，便可形成一張地圖以幫助勘探公司在潛在的井位中排除風(fēng)險。該公司表示，其分析方法準(zhǔn)確率為70-90%，如果可以從目標(biāo)區(qū)域的現(xiàn)有井中收集信息，準(zhǔn)確率會更高。

驗證性研究接近目標(biāo)

盡管成績有限，該公司卻對其技術(shù)的準(zhǔn)確率很有信心，部分原因在于其與非常規(guī)能源運(yùn)營商在Haynesville頁巖生產(chǎn)區(qū)塊開展的盲法研究，油氣藏預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)到72%。

當(dāng)實際的生產(chǎn)數(shù)據(jù)被應(yīng)用到最后的模擬測試時，準(zhǔn)確率躍升到了86%，在實際打有27口高產(chǎn)井的油氣藏上，共識別了31個“虛擬”井位。

一種新的可能性

這個概念在十年前是不敢想象的。一方面，大批DNA測試對于單個項目來說太昂貴。 但最近的技術(shù)進(jìn)步使DNA分析成本急速下降，只相當(dāng)于現(xiàn)在鉆新井或進(jìn)行地震勘測的一小部分費(fèi)用。另一方面，DNA分析技術(shù)本身在分辨率方面也有所改善，它可以揭示微生物生態(tài)系統(tǒng)中豐富的多樣性信號。當(dāng)微生物群落的差異越大時，這個信號也變得越清晰。通過新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，可以在數(shù)T B的樣本數(shù)據(jù)中找到非常小的差異。

該公司表示，對于一個250平方英里的地區(qū)，兩名現(xiàn)場技術(shù)人員需要3.5天的時間來搜集360個樣品，每個樣品大約相差一英里。樣品大小為1立方毫米，這些樣品被連夜送到荷蘭的公司進(jìn)行分析，然后再將DNA分析結(jié)果輸入該公司已經(jīng)培訓(xùn)了超過2年的機(jī)器學(xué)習(xí)程序。

實驗性項目影響真正的決策

在荷蘭近海50米深的海底，該公司為一個中型油公司做的實驗性項目為早期驗證性研究提供了幫助。

油公司在前期已經(jīng)完成了一個鹽丘區(qū)域的三維調(diào)查，但在鉆了幾口昂貴的干井之后，轉(zhuǎn)而使用新的DNA技術(shù)。在第二年恢復(fù)鉆井時，勘探方表示會選擇基于DNA技術(shù)得出的概率最大的井位。

在荷蘭的一個單獨(dú)的陸地項目中，該公司幫助另一個油公司排除了一個頁巖鉆探項目。DNA分析顯示，一個地方含油氣藏幾率很高，而另一個區(qū)域沒有油氣。由于成熟條件差，所以懷疑論者是對的，該地區(qū)是否能形成氣藏值得商榷。

該公司認(rèn)為，實驗性項目只是個開始，他們渴望在北美非常規(guī)市場上拿到更多的工作任務(wù)。不過當(dāng)該公司著眼于包括東南亞和非洲在內(nèi)的世界其他技術(shù)可用區(qū)域時，此技術(shù)是否能用于深水仍然是一個未知數(shù)。采集樣本成本并不是問題，因為通常都要為系泊鏈采集土壤樣本。在這種情況下，公司面臨的未知問題是：沒有人確切地知道在海浪下一兩英里處的泥土里有多少微生物存在。

該單孔板包含96個土壤樣品，使用涉及珠粒和搖動的專利方法提取DNA。此孔板還有助于有序保持大量樣品。