克拉玛依油田七中区内源微生物驱矿场试验生化指标跟踪与评价

为揭示油井产出液中各项生化指标的变化规律与增产效果之间的关系,在克拉玛依油田七中区克上组砾岩油藏4口注入井和11口采油井开展了内源微生物驱矿场试验,对试验井各项生化指标进行了跟踪监测,包括油井产出液中总活菌数、烃氧化菌(HOB)数,硫酸盐还原菌(SRB)数、营养物质(总糖、总氮)、乙酸根离子浓度、水质及水相表面张力等。现场跟踪监测结果表明,实施微生物驱措施后,试验井内源微生物总活菌数可提高1数2个数量级,有益菌HOB数可提高2个数量级,SRB得到抑制,总活菌数和HOB菌数越高增产效果越明显;内源微生物在好氧环境中被大量激活,产生乙酸根离子,每口井的乙酸根离子浓度平均可达8.0 mg/L左右;对激活剂的利用率较高,总糖、总氮含量小于注入营养剂含糖量和含氮量的10%,监测期间的变化较小,与增产效果的关系不明显;水相表面张力、水质矿化度及pH值变化较小,对增产效果的影响较小。     

内源微生物驱油激活配方筛选评价指标探讨

通过室内摇瓶实验和岩心驱油实验,系统分析了油田内源微生物激活实验过程中各项参数的变化规律,包括激活内源菌总菌数、6类内源菌菌数,水相pH值、乙酸根离子质量分数、水相粘度、水相表面张力,油相粘度、密度,实验产出气体体积,油水乳化效果和岩心驱油提高采收率值等。不同激活实验结果表明:内源菌总菌数可增加3个数量级以上;有益内源菌菌数可增加2个数量级;水相中的乙酸根离子质量分数和水相粘度有所增加;实验中可以产出不同体积的气体,气体成分主要为CO2;油水乳化效果差异较为明显;岩心驱油提高采收率值为6%～9%;上述参数变化具有一定的规律性,与微生物驱提高采收率机理一致,可以作为内源微生物驱激活配方筛选的评价指标参数。     

胜利油田沾3断块内源微生物现场激活试验及分析

针对胜利油田沾3断块开发难度日益增加的状况,通过激活地层内源微生物来达到提高原油采收率的目的。经过室内物模试验,得到具有较强针对性的激活体系,激活后菌浓能提高4个数量级,而硫酸盐还原菌被有效抑制,物模驱油试验能在水驱基础上提高采收率7%以上。为了验证室内研究获得的激活剂在实际油藏中的激活效果,采取油井单井吞吐的方式,在沾3断块沾3-26井、沾3-X24井、沾3-25井3口油井开展内源微生物现场激活试验。结果表明,油藏内源微生物均被大量激活,其中沾3-26井激活后细菌总量从102个/ml提高到106个/ml,乙酸根离子浓度由试验前的35mg/L上升到554mg/L,另外2口油井也取得了较好的激活效果。现场激活试验结果为沾3块实施内源微生物驱油技术奠定了基础。     

微生物驱后油田采出液地面增殖技术

利用微生物驱后油田采出液中的有益菌群,在室内开展了微生物驱采出液地面增殖技术研究。该方法可使回注的采出液菌数由6.4×105个/m L增至3.6×108个/m L;采出液中的有益菌群烃氧化菌、发酵菌、反硝化菌菌数增加3率4个数量级,有害菌硫酸盐还原菌菌数降低1个数量级;向微生物驱采出液中添加营养剂和油田混合油,乳化液表面张力降低35.4%,原油黏度降低43.0%。通过整体提高注入液菌数,可使采出液菌数增至107个/m L,采收率在原微生物驱的基础上增加10.67百分点。利用现场污水处理流程中的处理容器开展了现场试验,措施后回注采出液菌数提高到5.8×108个/m L,采出液菌数达到3.0×106个/m L,阶段累计增油2.005万吨,投入产出比为1∶3.2。     

蒙古林砾岩油藏内源菌厌氧激活实验研究

为了评价厌氧激活内源微生物采油技术在蒙古林砾岩油藏中的应用情况,结合该油藏温度及物性特征对其开展了内源微生物厌氧激活实验研究。利用绝迹稀释法对内源菌进行了菌浓检测,通过自行设计的厌氧激活装置对内源菌激活过程中的压力、pH值、产气量及气体组分进行了跟踪监测,最后通过物理模拟实验对激活效果进行了验证。结果表明,内源菌厌氧激活效果非常显著,产生了大量的气体,产气率达到了2.4,厌氧激活物理模拟驱油实验提高原油采收率9.55%。     

嗜烃乳化功能菌在多孔介质中的生长规律及驱油机理

嗜热脂肪地芽孢杆菌Geobacillus stearothermophilus SL-1(简称SL-1)菌是从油藏环境中分离获得的一种嗜烃乳化功能菌,烃类乳化能力强,适宜生长温度为65~70℃。利用微观可视模型和岩心填砂模型,对该菌进行了多孔介质中的生长分布规律及驱油机理研究。结果表明,高温高压油藏环境下,与空白对照只添加激活剂体系激活内源菌相比,添加SL-1菌后可以改变孔壁润湿性,乳化膜状油,剥离盲端油,二次水驱后残余油驱替能力显著增强。物理模拟驱油实验显示,外源菌+内源菌体系提高原油采收率最高达13.5%,内源菌提高原油采收率为8.8%,外源菌发酵液提高原油采收率为7.2%;外源菌+内源菌体系中微生物数量最高,基因拷贝数约为109 copies/mL,内源菌体系中微生物数量约为107 copies/mL,外源菌发酵液体系中微生物数量最低,约为102 copies/mL。4轮次注入培养中Geobacillus菌始终是微生物生态系统的优势菌群之一,该菌数量与岩心残余油饱和度呈负相关。显示出嗜烃乳化菌在油藏环境下具有增加微生物数量,强化微生物驱油效果的重要作用。     

胜利油田辛68区块内源微生物驱油现场试验

针对胜利油田辛68区块埋藏深、高温高盐,不适合化学驱和转热采提高采收率的开发矛盾,开展了内源微生物驱油技术研究。在对区块微生物群落结构分析的基础上,通过室内研究,获得了长链碳源类激活剂体系,能够激活不同种类功能菌达到10~8个/mL以上,乳化原油粒径小于10μm。物理模拟实验表明,提高驱替效率8.5%。现场激活吞吐试验后收到了明显效果,油藏中微生物被有效激活,产出液表面张力降低,乳化油滴增加,原油黏度降低,油井产油量由试验前的1.0t/d提高到1.8t/d,含水率降低14%,增油降水效果显著。     

大庆油田内源微生物驱油矿场试验效果

为了评价内源微生物采油矿场试验效果,分析了大庆油田内源微生物驱油前后油水界面张力、采出液水质生化指标、细菌群落结构和采油量的变化。结果表明:注入营养剂后油水界面张力降低25%,采出液中产生了一定量的乙酸、乳酸等低分子有机酸;营养剂激活后微生物群落结构趋于简单化,激活后主要优势菌群为弓形杆菌属、陶厄氏菌属、不动杆菌属和梭菌属;注入营养剂后试验区块平均日产液量由456 t增加到528 t,平均日产油量由15.2 t增加到28.5 t。矿场试验注入的营养剂定向激活了有益功能菌,达到提高原油采收率的目的。     

反硝化抑制微生物驱过程中生物腐蚀研究

通过对宝力格油田微生物驱产出液跟踪监测,硫酸盐还原菌浓度在微生物驱期间增加两个数量级,为了抑制微生物驱期间硫酸盐还原茵的生长繁殖,开展了反硝化抑制硫酸盐还原茵技术研究。室内实验结果表明:不同浓度营养剂均能促进生物腐蚀发生,低浓度营养剂对硫酸盐还原菌激活效果明显;在产出液中添加0.25%硝酸盐,反硝化菌由1.4×10~3个/mL增至6.5×10~5个/mL,硫酸盐还原菌的菌数由1.5×10~4个/mL,降至1.0×10~1个/mL,在添加营养剂的基础上添加0.25%硝酸盐能降低由添加营养剂造成的生物腐蚀,腐蚀速率降低21.41%。     

本源微生物激活体系筛选与优化方法研究

为了有效激活某油田地层中的本源微生物,用细菌瓶MPN(最大可能数)三管法分析了该油田注入水中的微生物群落组成.在确定具有本源微生物驱油潜力的基础上,提出"比毛管数"(μ/σ)概念,把产生生物表面活性剂、生物聚合物两大主要MEOR机理综合起来评价,通过单因素试验筛选出了激活体系的配方组成及浓度范围,最后通过正交试验确立了最佳的激活体系.试验中发现加入碳水化合物后本源菌的激活速度明显比以原油为唯一碳源快,碳水化合物中乳糖和蔗糖的含量决定了其作为碳源的利用价值.本源微生物被激活后培养液的表面张力降低了37.15%,粘度增加了2.31%,菌浓度达到108个/ml以上,其中烃氧化菌数量增加了2个数量级,腐生菌增加了1个数量级,厌氧发酵菌和硝酸盐还原菌数量略有增加,硫酸盐还原菌降低2～3个数量级,处于被抑制状态.     

内外源微生物复合吞吐技术在常规稠油低效井中的研究与应用

微生物单井吞吐可以有效提高稠油低效井产能,为了强化微生物作用效果,对内外源微生物进行综合研究。利用激活剂体系（糖蜜3g/L,玉米浆2g/L,硝酸钠1.5g/L,磷酸氢二钾1.2g/L,磷酸二氢钾1g/L）对地层水进行内源微生物激活,添加嗜热脂肪地芽孢杆菌SL-1进行细菌浓度和乳化能力研究,利用微生物复合吞吐技术对稠油低效井进行单井处理。结果表明,内源微生物被有效激活,细菌浓度峰值为5×108个/mL,乳化指数最高可达95%,产气量最高达260mL;相比单纯激活内源微生物,添加外源菌后细菌浓度由2×108个/mL增加至9×108个/mL,乳化指数峰值时间由20d缩短至15d。GO7-53X145井和SJSH14-8井取得了显著增油降水效果,为微生物吞吐技术的应用提供了一种新思路。     

低渗透油藏微生物采油现场试验研究

大庆油田朝阳沟低渗透油藏是高黏度、高含蜡油葳,应用一系列生化分析的方法和手段,评价、监测在该油藏进行的微生物采油矿场试验的效果。试验结果,使用的种微生物在油层条件下都能较好存活,原油黏度的降低比率为43.7％／,含蜡量平均下降32．6％,含胶量平均下降31％,微生物产生的脂肪酸等活性物质降低了油水间的界面张力;气相色谱分析发现,原油中的正构烷烃碳数分布曲线向轻组分方向移动。矿场试验所取得的增油效果证实,利用微生物能提高低渗透油藏的原油采收率,增加原油产量,降低含水率,可能成为较好的增产调整措施之一。图3表5参11     

激活地层本源微生物提高稠油采收率

以地层微生物地化活动的活化作用为基础的提高石油采收率生物技术，在大港孔店油田做了先导性试验（2001～2004年）。微生物的活化作用是通过注水井循环导入充气水和补充含N，P的矿物盐而获得的。这项生物技术的使用引起地层微生物的活化，这个活化首先是在注水井的近井底区域，接着是在沿着水动力学方向一致的区域进行。第一阶段，需氧烃降解微生物的活性增加，导致地层水碳酸氢盐和乙酸盐含量的增加；第二阶段，在缺氧区域甲烷产生菌被激活。本源MEOR先导性试验表明，地层水中的微生物指标与生产井的产量有关，通过试验多采出16000余吨原油。     

陕北低渗透裂缝性油藏调剖试验研究

安塞油田三叠系长6储层渗透率（1~3）×10?3μm2,在92口见水油井中,裂缝型和裂缝-孔隙型见水油井29口。靖安油田三叠系长4+5储层平均渗透率1.447×10?3μm2,在68口见水油井中,见注入水油井41口,由于裂缝沟通,不少油井投产初期即见注入水;姬塬油田侏罗系延9油藏平均渗透率66.9×10?3μm2,吸水厚度仅占油层厚度的35%,部分油井水淹,而大部分油井注水不见效。通过对低渗透裂缝油藏调剖实验研究,确定采用体膨颗粒和聚合物弱冻胶复合调剖工艺,在实施调剖的20个井组中,有19个井组吸水指数明显降低;有11个井组取得了增油、降水效果;有5个井组含水率下降;有3个井组,由于裂缝封堵强度过大,导致调剖无效。     

微生物驱油矿场试验及效果分析

针对正理庄油田沙一段油层非质性严重,层间隙层较小,常规调剖效果较差的特点,对微生物驱油的可行性进行了研究,确定了微生物注入井并制定了整体方案,矿场试验表明,微生物驱油之后与之前相比,产量自然递减下降了3．7％,日产油量上升了14t/d,综合含水下降了3．1％,开发效果得到明显改善。     

微生物驱产出液群落结构与现场生产动态的关系

利用末端标记限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术,对胜利油田微生物驱油先导试验现场的油藏微生物群落结构进行了跟踪分析。监测数据包括试验区的注入水和4口受效油井。通过多样性指数计算和聚类分析,在时间上和空间上分别比较了油井产出液的微生物群落结构,并且重点分析了其与油井生产动态的关系。结果表明,不同油井、不同时间的群落结构相似性高度一致。这种相似性与油藏代谢产物乙酸变化的一致性说明:微生物群落分析能够很好地反映油藏微生物变化的真实情况;微生物驱油工艺的实施能够促进内源微生物群落多样性的改变,油藏微生物多样性与油井产量在整体上呈负相关。微生物群落结构分析为微生物驱油现场油井受效评价提供了潜在的依据。     

高温油藏内源微生物的堵调及种群分布

针对高温高压油藏（65℃、11MPa）,以其中内源微生物群落为主要对象,利用物理模拟及分子生物学手段研究了内源微生物被激活后与多孔介质间的相互作用及其群落分布特征。研究发现,内源微生物激活后使岩心渗透率由1.64 μm²降至1.01μm²。多孔介质和油水两相界面均表现出显著的细胞截留能力,水驱2PV后产出液细菌浓度由10⁸个/mL降至10⁶个/mL以下,而每毫升岩心中细菌总量约为7×10⁸个。利用分子方法研究群落结构发现,以糖类、烃类和脂肪酸为底物的代谢活动已被激活并在产出液或岩心不同位置形成优势,并且产出液和岩心中产甲烷古菌一致,而岩心内细菌种类丰富(＞20种嗜热菌),且多样性高于产出液。     

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。     

油藏环境产脂肽类表面活性剂微生物的分布

通过对表面活性素、地衣芽孢杆菌素等脂肽类表面活性剂合成酶基因(srfA/licA)的检测,在功能基因水平上分析了胜利油田55~95℃油藏中产脂肽类表面活性剂微生物的分布,同时对油藏样品进行了克隆文库分析。实验结果表明:油藏样品中存在各种不同类型的细菌,具有丰富的多样性;在所分析的4个油藏共8口油井产出液样品中,有3个油藏共6口油井产出液样品检测到srfA/licA,所有样品经振荡富集培养后,均检测到srfA/licA含量升高,产脂肽类表面活性剂微生物在胜利油田不同温度油藏中分布较为普遍;油藏中产脂肽类表面活性剂的细菌种属推测为芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)、沙雷氏菌(Serratia)、不动杆菌(Acinetobacter)和弓形杆菌(Arcobacter)。因此向油藏中注入营养激活产脂肽类表面活性剂的微生物是一种实现生物表面活性剂提高原油采收率的有效途径。