特低渗透油藏微生物提高采收率技术应用研究

微生物提高采收率技术是目前国内外发展迅速的一项技术。主要介绍了针对延长油田特低渗油藏地层压力不足、注入能力低下的问题进行的微生物采油技术应用研究,包括微生物菌种筛选、菌种分类、菌种性能评价等室内技术研究,微生物中试发酵工艺、注入工艺和微生物采油现场试验。综合评价现场试验效果,表明微生物驱油技术能够降低注入压力、提高油井产量、有效提高石油采收率,是延长油田低孔/特低渗油藏提高采收率的有效技术之一。     

文明寨油田卫7块微生物驱室内评价研究

介绍了文明寨油田卫7块明159井组微生物驱先导试验进行室内评价研究的成果。通过菌种在注入水中的定向驯化、微生物适应性评价试验及物理模拟驱油实验，优选出了适合该油藏条件的微生物菌种、评价了高含水期该菌种的驱油效果，为在该区块开展微生物驱油先导试验打下了良好的基础。     

菌种基因检测技术及其在微生物采油中的应用

针对吉林油田微生物采油矿场试验效果波动性大、成功与失败原因不清、菌种在油藏的适应能力、增产效果及应用潜力无法确定等实际问题,开发建立了菌种基因扩增及其酶切多态性分析基因检测技术。概述了聚合酶链式反应的特点、作用和基本原理,目的菌种基因检测的原理、步骤和方法,矿场跟踪检测的具体试验过程。通过目的菌种基因跟踪检测的系统分析,说明了影响和制约矿场试验各环节的主要技术因素,为考察研究目的菌种的种属、浓度、生存竞争能力、地下运移能力、采油性能等试验研究,把握试验进程,调整其工艺,优化方案设计提供了有效的技术手段,也为检测和评价商业菌种的技术质量提供了可靠的依据。     

微生物驱室内试验与现场注入工艺优化研究——以春风油田排6南区为例

针对春风油田排6南区原油和水质特点,对注入水和产出液中内源微生物的分析研究中得出结论,油藏中具有代谢类型多样、代谢链较为完整的微生物群落,具有从好氧的烃降解菌到厌氧的发酵菌、产甲烷菌的生态链,而且各菌群的数量较高,具备实施内源微生物驱油的生物基础。在通过室内研究选育出能够有效降粘的菌种,并通过细菌与原油作用实验来评价菌种对塔河稠油的降粘效果,从而评估稠油微生物地面降粘技术的可行性的基础上,开展了微生物驱室内试验和矿场试验研究,对现场注入工艺优化和矿场实施方案的编制工作,为矿场试验研究打下了基础。     

DNA基因检测技术在微生物采油中的应用

针对微生物采油矿场试验效果波动性大，成功与失败要因不清，菌种油藏适应能力、增产效果及应用潜力难以确定等实际问题，开发建立了菌种DNA基因检测技术。为考察研究目的苗的属种、含量、纯度，油藏适应性、采油性能、矿场应用潜力等实验研究，提供了有效的技术手段。通过油井吞吐、清蜡、微生物驱等矿场试验，目的菌种基因跟踪检测的系统分析，说明了影响和制约矿场试验各环节的主要因素，为调整技术工艺、优化方案设计、把握试验进程提供了依据；为微生物采油技术的深入研究和矿场大规模应用指明了方向。     

微生物采油技术在低渗透油田的应用

通过分析微生物采油机理，总结出了微生物采油技术的应用范围。针对大庆油田采油九厂所辖区块的油藏及流体的基本特征，筛选出了合适菌种，并进行了矿场的逐步优选。结合矿场试验效果，总结出了微生物采油技术的适应条件，指出室内菌种筛选技术及个性化的微生物注入工艺是微生物采油成功的关键。     

本源微生物驱在大港高温稠油油田的现场应用

本源微生物采油不存在菌种适应性、变异退化等问题,减少了菌种的发酵、注入等操作程序,工艺简单、投资少、成本低.应用本源微生物驱油技术可以改善油藏条件,提高原油最终采收率.2001～2004年,在大港孔店油田北区块应用了营养物水驱生物技术.根据油藏地质和工程、开发状况及生化参数分析结果,确定了注入混气营养物激活本源微生物生长来提高采收率试验方案.对流体的理化参数监测以及生产动态跟踪和评价结果表明,试验是成功的,油藏生态环境发生明显变化,流体性质明显改善.现场试验期间,累计增油17 866 t.     

国外微生物采油技术水平调查

本文阐述了微生物采油及微生物发酵的机理、菌种以及地下发酵注入井的选择等问题,列举了许多国家进行微生物采油的矿场实例。矿场试验结果表明,微生物采油技术都有增产效果,且有一定的有效期,本文建议开展生物聚合物、生物表面活性剂的矿场应用研究,并建立以地下发酵为主攻目标的研究体系,筛选适应地下条件的菌种及各菌种的配伍关系的效果,建立室内模拟实验装置并开展研究,为矿场试验做好技术准备。     

微生物驱油技术在文明寨油田的应用

为了进一步提高油藏采收率,针对文明寨复杂小断块油田的开发现状和地质条件,选卫7块明159井组对微生物驱油的可行性进行了研究。用中原油田高温高盐油藏筛选出的耐温耐盐菌种,开展了注入水和地层水的微生物学特征分析、试验菌液的微生物适应性评价和微生物驱物理模拟试验研究,确定了微生物菌液的注入量及浓度,制定了施工方案。微生物驱现场试验已增产原油1695t。表明微生物驱油能够起到强化采油、提高原油采收率的效果。     

文明寨极复杂断块油田微生物驱油试验研究

根据文明寨极复杂断块油田的油藏地质特征与剩余油分布规律，开展了有关微生物驱油提高原油采收率的试验研究。在室内进行了微生物菌种的筛选与复配、微生物复配体系的适应性、微生物岩心驱替等试验，确定了用于现场试验的微生物菌种及其浓度、用量等。现场试验提出了方案设计，结果表明，微生物驱油取得了成功，并取得了较好的经济效益，为油田高含水采油期增油降水提供了成功范例。     

微生物采油技术

该文综述了微生物采油技术的优点、微生物提高原油采收率的机理、微生物采油工程的油藏筛选标准和筛选程序、菌种的选择、营养液的配制以及微生物采油技术的现场应用。并对微生物采油技术在胜利油田的应用前景提出了看法和建议。     

微生物采油需要进一步解决的问题

探讨制约微生物采油技术发展的关键问题，认为制约的主要因素不是油藏条件，而是研究技术本身不够完善。有两个问题值得注意：其一，对油藏中微生物结构认识的局限性。目前鉴定和分析微生物使用传统的微生物培养和显徽技术，只能发现生态环境中很少的一部分微生物，不能得到油藏产出液中有多少种微生物及其含量、所希望的微生物种群在其中是否属优势菌群等关键参数。其二，物理模拟驱油实验的局限性。目前的微生物驱油物理模拟研究基本沿用化学驱物理模拟研究设备和方法，一般使用人造岩心(国外多数使用天然岩心)，不能真实模拟油藏环境而准确反映微生物驱油的真实效果，研究得出的参数也就不能用于现场试验。最后，提出了微生物采油技术需要进一步解决的关键问题及其解决方法．参15     

Comparison of in-situ and ex-situ microbial enhanced oil recovery by strain Pseudomonas aeruginosa WJ-1 in laboratory sand-pack columns

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) applies biotechnology to improve residual crude oil production from substratum reservoir. MEOR includes in-situ MEOR and ex-situ MEOR. The former utilizes microbial growth and metabolism in the reservoir, and the latter directly injects desired active products produced by microbes on the surface. Taking biosurfactant-producing strain Pseudomonas aeruginosa WJ-1 for research objects, in-situ enhanced oil recovery and ex-situ enhanced oil recovery by biosurfactant-producing strain WJ-1 were comparatively investigated in sand-pack columns.The results showed that P.aeruginosa WJ-1 really proliferated in sand-pack columns, produced 2.66 g/L of biosurfactant, altered wettability, reduced oil-water interfacial tension (IFT) and emulsified crude oil under simulated in-situ process. Results also showed that higher biosurfactant concentration, lower IFT, smaller average diameters of emulsified crude oil were obtained in in-situ enhanced oil recovery experiment than those in ex-situ enhance oil recovery experiment. Similar wettability alteration was observed in both in-situ and ex-situ enhanced oil recovery experiment. The flooding experiments in sand-pack columns revealed that the recovery of in-situ was 7.46%/7.32% OOIP (original oil in place), and the recovery of the ex-situ was 4.64%/4.49% OOIP. Therefore, in-situ approach showed greater potential in enhancing oil recovery in contrast with ex-situ approach. It is recommended that the stimulation of indigenous microorganisms rather than injection of microbial produced active products should be applied when MEOR technologies were employed.     

PCR技术及其在微生物采油中的应用

概述了PCR技术、细菌基因序列分析、基因检测的原理和方法，并结合微生物采油（MEOR）研究工作对其进行了改进，建立了混合酶切PCR技术、直接PCR技术；论述了DNA基因跟踪检测技术在MEOR中的应用情况和监测结果。该技术能准确地识剐和评价目的菌种在油藏的适应性和矿场应用潜力，能确切说明影响和制约MEOR矿场试验各个环节的主要技术因素，为决策MEOR工艺、指导矿场试验进程提供了重要的技术手段。PCR及基因工程相关技术的应用，对构建复合性多功能石油烃降解菌及促进MEOR发展具有重要作用。     

国内外微生物采油技术综述

生物技术特别是微生物采油技术，已经引起了石油工程技术人员的空前关注，目前在国内外开展的微生物采油先导性矿场试验已初见成效，较为典型的当数美国和俄罗斯，我国的吉林、胜利等油田也进行了矿场试验，增油效果令人鼓舞。同时，随着科学技术的发展，一些先进的微生物学研究工具已经进入微生物采油技术的研究领域，如分子生物学、示踪剂及可视化技术等已经成为微生物采油机理研究的重要工具。相关的石油烃降解理论以及建立数学模型等也取得了系列成果。微生物采油的应用也从过去的单井处理逐渐向整个区块或油田发展，并见到了明显效果。     

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。     

聚合物驱后微生物提高采收率的可行性分析

胜利油区聚合物驱油藏的51．5％已经转入后续水驱阶段，如何进一步提高聚合物驱后的采收率，是油田面临的主要问题之一。结合微生物提高采收率的主要机理、聚合物驱后油藏的条件以及室内实验，以孤岛油田中一区Ng3单元为例，分析了聚合物驱后微生物提高采收率的可行性。结果表明，微生物具备进一步提高聚合物驱后油藏采收率的潜力，中一区Ng3物模实验可提高采收率7．8％～8．3％。     

The Application of Microbial Enhanced Oil Recovery Technology in Shengli Oilfield

For the last 20 years Shengli oilfield has done research into the application of microbial enhanced oil recovery (MEOR). The authors summarize and analyze MEOR progress in mechanism research and field application in Shengli oilfield. The results indicate MEOR could improve oil recovery after water flooding and polymer flooding with multiple mechanisms. Cumulative oil increment of MEOR application on seven blocks was 212,366 t. The research and application of MEOR should concentrate on air assisted microbial flooding and indigenous microbial flooding in the future.     

微生物采油技术研究进展与发展趋势

近十几年来,主要有两方面原因促使微生物采油技术进入快速发展阶段,一是基于16S rRNA的微生物生态分析技术的应用,尤其是高通量测序技术的应用,实现了油藏极端环境微生物群落结构与动态演变规律的快速准确解析;二是以聚合物驱为主导的化学驱油技术的应用已经越过其高峰期,适合化学驱的油藏资源越来越少,对接替技术的迫切需求让微生物采油技术再次受到关注。微生物采油技术本身的发展和生产需求使该技术理论研究和现场试验得到快速发展,其应用工艺与以前相比也发生了巨大的变化,随着现场试验规模的扩大和时间的延长,微生物采油机理也进一步明确,以乳化、产气为主导机理已形成共识。但该技术的优势在现场应用过程中仍没有得到充分发挥,实现大规模工业化应用仍面临诸多问题,主要是油藏微生物生态功能的精准调控和微生物采油配套技术需要进一步研究及完善。     

胜利油田微生物采油技术研究与应用进展

胜利油田微生物采油技术历经二十多年的室内研究和现场试验,机理研究取得深入认识,技术体系日趋完善,已进入工业化应用阶段。微生物界面趋向性、嗜烃乳化、界面润湿改性等主导驱油机理认识更加深入,并实现了量化表征,为菌种(群)改造和调控指明了方向;建立系统的油藏菌群结构分子生物学分析、采油功能菌激活调控、三维物理模拟驱油等微生物采油技术体系;现场试验从单井吞吐到微生物驱,从外源微生物到内外源微生物共同作用,近几年通过微生物+其它工艺组合的方式大幅提高了该技术油藏适应性。目前已进入全面先导实验向工业化应用的转化阶段。截至2019年12月胜利油田微生物驱油已实施10个区块,累积增油量为30×10⁴ t。微生物驱技术在沾3普通水驱稠油油藏现场试验取得成功的基础上,又在辛68高温高盐稠油油藏和草13热采低效稠油油藏微生物驱现场试验取得突破。针对不同类型稠油油藏建立了微生物复合气体等复合吞吐工艺,扩大微生物单井吞吐技术应用规模,到2019年12月已实施400余口油井单井吞吐,累积增油量为8×10⁴ t。