微生物采油用营养物质在石英砂上的静态和动态吸附规律

为了确定微生物采油用营养物质在地层中的损耗情况,在模拟油藏条件下,分别利用浸泡法和物质平衡法研究了微生物采油常用营养物质(葡萄糖、硝酸钾、磷酸二氢钾)在石英砂上的静态和动态吸附规律.实验结果表明,各营养物质的静态吸附量和动态滞留量相差不大,其中葡萄糖的静态吸附量和动态滞留量最高,其静态吸附量为0.85 mg/g,硝酸钾和磷酸二氢钾的吸附量较小,仅为0.1mg/g左右;在动态吸附实验中,当注入1.5倍孔隙体积营养液时,岩心产出液中各营养物质的质量浓度与注入时的质量浓度接近,转水驱后,随着注入体积的增加,产出液中营养物质的质量浓度逐渐降低,当转水驱2倍孔隙体积时,产出液中各营养物质的质量浓度接近0,说明动态驱替时吸附作用较弱.     

宝力格油田微生物驱物理模拟实验研究

针对宝力格油田微生物驱过程中存在的问题,通过室内物理模拟实验对不同驱替介质提高采收率的作用、产出细菌浓度与注入细菌浓度的关系以及营养液浓度对维持产出液细菌浓度的影响进行了深入研究。结果表明,通过注入1%的菌液及营养液进行微生物驱时可提高采收率16.77%,当产出液经补充营养液及菌液并发酵10~12 h后再继续进行微生物连续驱时可进一步提高采收率5.74%,产出液细菌浓度达到108个/mL以上。但由于岩心对菌体的吸附作用以及岩心渗透率对微生物运移的影响,产出液细菌浓度始终要低于注入细菌浓度一个数量级以上。采用产出液回注并补充0.25%以上的营养液时,可使产出液细菌浓度维持在107个/mL以上。研究结果可为现场注入方案设计提供技术支持。     

本源微生物在多孔介质中的代谢特征与驱油效果研究

针对大庆二厂水驱油藏开展微生物采油室内试验和评价,优选了乳化效果好的本源微生物菌株Rr（Rhodococcus ruber）,研究了Rr 的生理、生化特性,分析了Rr 作用前后原油饱和烃组分,模拟油藏条件监测本源微生物群落的变化与代谢物（有机酸）特征,并进行了微生物驱油实验。研究结果表明,Rr 对石油烃有很好的乳化效果,油水界面乳化活性>60%;作用后原油中的C11～C17 饱和烃浓度降低;模拟驱替产出液中未检测到Rr,但有乙酸、丙酸、丙二酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸等小分子有机酸,其中乙酸浓度可达166.191 mg/L。驱油结果表明,注气补氧不能起到有效提高采收率的作用,注入高浓度的Rr 很可能会打破原有的生态平衡,注入无机盐培养基就能很好地激活油藏微生物,提高采油率8.51%。因此,大庆二厂在进行微生物强化水驱时宜选择本源微生物驱。图5 表2 参10     

微生物在油层中的运移能力及规律

为研究微生物在油层中运移的能力,进行微生物在多孔介质中的运移实验,结果表明,微生物通过多孔介质的能力很强,这种能力可能来自于微生物菌体的柔性变形和动力定向性,微生物可用于渗透率在30×10-3μm2以上油层采油;发现微生物运移时具有对流扩散特征,且吸附滞留明显.在实验研究基础上,建立了微生物运移的一维单向和径向扩散数学模型,并得到了包括吸附在内的解析解,可用于计算微生物驱油时的油井见效时间和油井中微生物产出时间.通过拟合实验曲线,得到了微生物在多孔介质中的对流扩散系数和最大吸附常数,计算结果表明,运移时微生物浓度下降很快,有效作用范围很小,因此选择在油层中有快速繁殖能力的微生物注入和适当补充注入营养液十分必要.图4表1参8(雷光伦摘)     

微生物驱配气工艺参数优化试验研究——以孤岛中一区Ng_3区块为例

在空气辅助微生物驱油技术中,氧气的配注量直接影响油藏好氧微生物生长代谢的情况,进而影响驱油效率.在模拟胜利油田孤岛中一区Ng_3区块油藏条件下,通过物理模拟试验研究考查产出液表面张力、微生物浓度变化和代谢产物中的低分子有机酸、醇、酚和脂,分析确定了氧气的最佳注入量,研究结果表明,在中一区Ng_3区块油藏条件下空气辅助微生物驱最佳配气量为气液比20:1(常压),该结论为空气辅助微生物驱现场试验提供了理论依据.     

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。     

港西油田三区一断块本源微生物驱试验研究

简介了港西三区一断块油藏特征及由2口注水井、5口采油井组成、采出程度31.59%的本源微生物驱油试验区概况、根据本源微生物驱油藏筛选标准,该断块油藏11项参数中,75%的参数处于最佳范围,其余在适用范围。试验前注入水和注水井返排液中微生物的数量,注水井返排液中甲烷代谢速率和硫酸盐还原速率,均明显高于油井产出水中的相应值。通过注水井注入混气营养液,每年5次,每次30天,2004年共注入营养液500 m3和空气1.8×104m3,2005年共注入营养液500 m3,空气7320 m3,产氧化学剂120 kg。根据1口注水井和5口采油井的监测数据,注水井近井地带烃氧化菌、腐生菌、产甲烷菌数量较试验前增加3~4个数量级,硫酸盐还原菌数量减小;油井中产甲烷速率和硫酸盐还原速率增大,未检出H2S产生。油井产出水pH值为6.5~8.0,与原油间界面张力为6~10 mN/m。油井产出气中甲烷含量增加,天然气产量增加。监测井产出原油黏度下降8.5%。5口采油井平均含水由88.4%降至71.3%,日产油量由3.6吨增至7.8吨。截止2006年9月累计增产油3100吨,投入产出比1∶4.4。图2表4参8。     

考虑油藏环境因素和微生物因子的微生物采油数学模型

为研究油藏环境耦合作用下微生物驱技术提高采收率机理，建立了能全面反映微生物驱油过程的三维三相六组分数学模型，模型涉及的组分有油、气、水、微生物、营养物以及代谢产物。该模型综合考虑了微生物生长/死亡、营养消耗、产物生成、化学趋向性、对流扩散、油相黏度降低、吸附、解吸附以及油-水界面张力变化等特性。其中，微生物生长动力学方程以Monod模型为基础，考虑油藏环境因素对微生物生长模型的影响且微生物在地上与地下生长速率不一致；同时为了体现菌体对微生物驱油的作用，引入微生物因子到微生物驱油机理中。对微生物生长模型、微生物和营养物的混合溶液注入量、环境抑制系数、最大比生长速率以及微生物因子等进行分析的结果表明，通过完善后的微生物生长方程计算得出的产物浓度要比Monod模型低，但这两种微生物生长方程下的产物浓度的差异对最终采收率的影响较小；随着混合溶液注入量的增长，这两种微生物生长方程下的产物浓度差值和采收率提高幅度将增大；微生物因子对微生物驱油有较大的影响，不同微生物因子下提高原油采收率的绝对误差可高达24.53 %。     

T-RFLP微生物监测技术及矿场应用研究

运用基于聚合酶链式反应的分子生态学监测技术,分离和纯化了油藏产出液中微生物的总DNA,以纯化的DNA样品为模版扩增出代表油藏微生物种群特征的。16SrDNA,然后进行基因末端限制性片断长度多态性的分析,建立了分子水平的油藏微生物监测方法,为微生物驱矿场试验中注入功能菌的跟踪分析提供了快速、简便、可靠的监测手段。文章介绍了T-RFLP微生物监测技术在罗家油田罗801块微生物驱油现场试验中的应用情况。     

动态驱替内源微生物生长代谢与驱油效率关系

油藏内源微生物的生长代谢活性直接影响内源微生物驱油技术现场实施效果,摇瓶培养及一维物理模拟实验手段无法真实模拟微生物动态驱替过程。利用三维物理模拟实验体系,开展了内源微生物驱油过程中内源微生物群落生长代谢规律研究。研究结果表明：由于多孔介质对激活剂的滞留和吸附作用,三维模拟动态驱替体系中内源微生物群落激活剂消耗C∶N∶P比传统微生物培养的比例低,而且不同生长阶段的组分消耗比例不同;模拟油藏环境的动态驱替体系中,内源微生物群落生长代谢呈现出与传统微生物培养相似的延滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期,但生长周期明显延长。内源微生物群落生长代谢规律与生产动态之间存在明显的对应关系,生长延滞期含水无明显变化,对数生长和稳定期含水快速降低,进入衰亡期后驱替效率快速降低,该认识与现场产出液微生物浓度与生产动态变化规律一致。     

影响本源微生物采油效果的因素分析和对策

基于大港港西和孔店两试验区油藏地质和开发状况，讨论了影响本源微生物驱油效果的6项主要因素。①油藏温度：港西油田（45℃）从注入混气营养液到见效的时间明显短于孔店油田（60℃），适宜本源微生物驱油油藏的温度应为30～55℃。②油藏潜力即油藏中有益茵落数量：给出了注水井返排液和油井产出液中有益茼（HOB．TGB，ZB,MGB）数量下限和有害茼（SRB）数量上限，现场数据表明港西潜力大于孔店，驱油效果也好于孔店。③激活体系：在接近极端条件的油藏，仪补充氮源和磷源是不够的，在长期注水油藏还需补充碳源如轻质油。④注入工艺：保证有充足的空气（氧）与营养液一起注入。施工次数增加时。激活强度应相应提高。⑤油井排液量：在使用电潜泵的孔店油田以120m^3／d为限，相当于水驱速度〈2m／d。⑥流体性质：矿化度应〈50g／L。原油含蜡量应〉5％，在原油含蜡量低的孔店油田，营养液中补充碳源后驱油效果改善。图2表3参11。     

胜利油田沾3块内源微生物驱物理模拟试验研究

物理模拟试验是内源微生物驱现场试验的重要组成部分.试验采用单管填砂模型,模拟胜利油田沾3块油藏条件(油藏温度60℃、压力10MPa、渗透率900×10-3μm2和矿化度8055mg/L),利用筛选出的激活剂配方,开展了不同激活剂注入量、注入方式和空气配注量下的物理模拟驱油试验.通过对产出液中的微生物群落结构和代谢产物低...     

微生物驱油的参数敏感性分析

用反映细菌、营养液在油藏中的传输及细菌繁殖的一维三相微生物采油数学模型进行微生物驱油过程中的参数敏感性分析，结果表明，在微生物驱油过程中，存在驱油效果最好的细菌注入速率最佳值；细菌初始浓度越大，注入井井底细菌浓度增长就越快，细菌沉积量相应就越大，营养液初始浓度越大，细菌生长率就越大。     

微生物驱油数学模型及其流线方法模拟

建立了一种实用的微生物驱油数学模型,在力求对模型简化描述的同时,较为全面地考虑了驱替过程的主要生化、渗流机理.论述了微生物在油层中的生长、代谢和基质消耗状况.考虑了扩散和吸附,建立了描述微生物菌体、营养液、代谢产物在油层中的运移方程,同时对微生物及其代谢产物与岩石、油、水的相互作用以及所引起的各种物理化学变化进行了研究.为了实现生产动态的快速预测,用流线方法替代传统的有限差分法求解该模型.在结合边界元方法确定复杂边界条件下稳态渗流场流线分布的基础上,对流管内的一维渗流问题进行了求解.应用显式全变差递减(TVD)法求解了饱和度方程.在浓度方程求解过程中,空间项离散采用Crank-Nicolson差分格式,对滞留项系数变量进行了拟线性处理,保证了计算的稳定性.该模型输入参数较少、计算速度快,适应于对任意形状边界条件下各种井网配置的微生物驱油动态的计算,是油田微生物驱油的早期筛选及油藏动态管理的有效工具.     

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。     

芳6断块微生物驱油数值模拟

根据微生物在多孔介质中运移的规律，微生物在驱油过程中的生长与衰竭、深积、趋化性、扩散、对流弥散和培养基消耗以及微生物对原油的降解、乳化等特性，建立了适合微生物驱油的数学模型。利用该模型系统地研究了驱替过程中微生物浓度、注入段塞尺寸和注入方式对微生物驱油效果的影响。     

孤岛油田中一区馆3 区块聚合物驱后微生物驱油先导试验

为了探索微生物驱油技术在聚合物驱后油藏的适应性和驱油效果,在孤岛油田中一区馆3区块开展了先导试验。在室内筛选了激活剂配方,有效激活了试验区块的内源微生物群落;同时筛选了4株在油藏环境下能大量生长繁殖的外源高效驱油菌种,对试验区原油具有良好的乳化作用。室内物理模拟驱油实验结果表明,聚合物驱后微生物驱可提高驱油效率7.8%～8.3%。在室内实验基础上开展了现场试验,油井产出液跟踪检测结果表明,油藏微生物得到了有效激活,且具有良好的代谢活性,代谢产物乙酸根质量浓度最高可达105 mg/L;生产动态分析表明,试验后油藏的生产动态得到了显著改善,提高采收率为1.27%,试验期间试验区采出程度提高了4.7%,达57.8%。     

高含水油田微生物深部调剖先导技术研究

本项目以高含水油田为目标．开展微生物深部调剖技术试验研究。在菌种及其代谢产出生物聚合物特性研究的基础上，探讨了岩心注入能力、聚合物产出能力及其封堵调剖机理。在取得室内物模驱油试验提高采收率9％及油井微生物堵水增油647t的较好效果后，对10口注水井进行了微生物深部调剖矿场试验．周围油井含水下降7．7％～64.5％。通过油井堵水、水井深部调剖矿场试验的跟踪监测和动态分析．明确了影响微生物深部调剖效果的主要环节及因素，为该项技术的深入研究和大规模推广应用指明了方向。     

多孔介质微生物提高原油采收率模型

通过分析微生物在多孔介质中的运移规律,建立了能反映微生物驱油过程的三维三相(油、气、水)四组分数学模型,模型中的组分有微生物、营养物、溶解氧以及代谢产物(生物表面活性剂)。模型分析了对流、扩散、微生物生长和死亡、趋化性、营养物消耗、代谢产物生成、各组分吸附和微生物解吸附等特性,并考虑了微生物吸附造成渗透率下降、代谢产物降低原油黏度和油-水界面张力等性质。进一步根据数学模型研制了对应的模拟器,在给定参数条件下,对微生物驱油效果进行了预测,分析了最大比生长速率、微生物吸附常数、趋化性系数以及代谢产物得率对微生物驱油的影响,进一步揭示了微生物提高采收率的作用机理。     

生物聚合物深部调剖技术室内研究及矿场应用试验

为探讨老油田高含水后期生物聚合物深部调剖的可行性,将代谢产出生物聚合物的菌种及其营养液连续注入地层中,封堵裂缝及大孔道,扩大注水波及体积.在菌种及其代谢产出生物聚合物特性研究的基础上,探讨了岩心注入能力、聚合物产出能力及其封堵调剖机理.通过油井堵水、水井深部调剖矿场试验的跟踪监测和动态分析,明确了影响生物聚合物深部调剖效果的主要环节及因素.矿场油井堵水增油647 t,注水井深部调剖后,周围油井含水下降7.7%～64.5%,有效期12～24 mon.生物聚合物深部调剖设备简单,施工简便,有效期长,成本低,效益好,是一项具有良好前景的增采技术.