微生物诱导的矿化及其在油气工业的应用

微生物诱导的矿化沉淀是自然界中存在的一种普遍现象,并且碳酸盐沉淀是微生物诱导矿化的一种形式.微生物代谢活动所产生的碳酸盐沉淀,在二氧化碳封存、封堵大孔道来提高原油采收率方面具有重要的作用.常见的诱导碳酸盐沉淀的生物包括蓝藻,巴斯德孢子菌,硫酸盐还原菌,尿素分解菌,硝酸盐还原菌,产甲烷菌等,这些微生物诱导碳酸盐沉淀的潜在机理包括微生物的自身代谢活动改变沉淀环境,微生物菌体及胞外聚合物吸引离子来诱导沉淀.根据代谢类型不同,微生物诱导碳酸钙沉淀的作用类型以分为光合作用、硫酸盐还原、反硝化、氨化、甲烷氧化等.本文综述了自然条件下微生物诱导的碳酸盐沉淀的一些潜在机理,以及与沉淀过程相关的微生物的主要类型及其所处的自然环境,着重探究了微生物诱导的碳酸盐沉淀在石油工业的应用及这项技术所面临的挑战和未来展望.     

稠油W/O型乳状液表观粘度变化微观原因解析

研究表明在一定温度和剪切速率条件下,一定油品的稠油W/O型乳状液表观粘度随含水率的增加呈现先增加后降低的趋势.基于这种变化现象的微观原因,本文从相、分子取向和原油胶体结构模型氢键理论3个方面进行系统的阐述.同时根据以上3种解释理论,对于不同性质的稠油W/O型乳状液转相点不同的原因也进行探讨分析,验证了3种解释理论的正确性.一般密度大和粘度高的原油所含胶质和沥青质等天然的W/O型乳化剂较多,W/O型乳状液的转相点亦较高.由稠油乳状液表观粘度变化及相转化过程对稠油的开发进行思考,不同稠油油藏初始含水饱和度使稠油乳状液表观粘度变化及相转化过程不同,分析认为考虑相转换对进一步深入认识油藏水驱规律具有较大的研究意义.     

嵌段高分子自乳化体系及其对超稠油的乳化性能

针对特超稠油开采难度大,乳化降黏过程困难的问题,提出了以嵌段高分子表面活性剂为核心的自乳化降黏体系。合成的高分子型非离子嵌段聚氨酯表面活性剂DBPS,其临界胶束浓度为2.71×10~(-6)mol/L。考察了引发剂(Na_2CO_3)加量,不同乳化剂与助表面活性剂对超稠油乳化效果的影响,通过正交实验优化了自乳化体系配方。结果表明,自乳化降黏体系最佳配方为:0.5%Na_2CO_3、0.5%DBPS、0.5%吐温80和0.6%聚乙二醇。自乳化体系与稠油混合后,形成较为分散的水包油型油水乳状液滴,乳化降黏率达98%以上。80℃时,乳状液沉降2.5 h后的脱水率达73%;70℃时,自乳化体系水溶液表面张力为27.02mN/m,自乳化体系水溶液与稠油的界面张力为0.0057 mN/m。     

聚合物溶液振荡流动驱油机理研究

以聚丙烯酰胺(HPAM)和梳形聚合物(KYPAM)两类具有代表性的聚合物为研究对象,对其驱油过程进行了室内实验模拟,分析不同相对分子质量HPAM和KYPAM的黏弹性、毛管数对原油驱采效率及残余油饱和度的影响规律,对比分析不同质量浓度条件下HPAM和KYPAM溶液在驱采过程中其自身黏度、幂律指数及黏弹性等参数的变化规律,结合实验结果剖析驱采过程中不同流体的微观作用机理.结果表明:驱油效率与毛管数成正相关,前者随后者的增加而增加;可以通过适当增加毛管数,或者提高聚合物溶液弹性以提高驱油效率;梳形聚合物具有较高的黏度和较低的弹性,在毛管数一致的情况下,其驱油效率的数值较低;驱油效率受聚合物溶液的弹性微观力主导,与黏度无关.     

MICP技术及其在油气田开发过程中的应用进展

微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）技术是利用微生物的新陈代谢活动诱导沉积碳酸盐，从而对松散物质进行胶结的技术，该技术凭借反应速率可控、高渗透性、绿色环保等优点被广泛应用，具有较好的应用前景。笔者系统综述了MICP技术的作用原理、应用菌种、矿化胶结机制，以及MICP技术在油气田开发领域的应用。MICP技术主要通过尿素水解作用、反硝化作用、硫酸盐还原作用或甲烷氧化作用实现，诱导碳酸盐沉淀的微生物主要分为产胞外聚合物菌、产脲酶菌、反硝化菌、硫酸盐还原菌和甲烷氧化菌。MICP技术的矿化作用产生碳酸盐沉淀，可作为桥梁胶结松散物质，形成统一的整体。将MICP技术应用于油气田开发过程中堵塞孔隙及裂缝，可以在预防出砂的同时改善水驱开发效果，提高油气采收率。     

致密砂岩油藏水平井分段压裂布缝与参数优化

针对鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏五点法联合注采井网的特点,为实现储层改造并控制水窜,对水平井分段压裂的布缝方式和裂缝参数进行了研究.基于水电相似原理,对联合注采井网不同压裂方式进行了电模拟试验,优选了压裂方式及裂缝展布形态;采用油藏数值模拟方法对分段压裂的具体参数进行了优化.电模拟试验结果表明,分段压裂比传统双翼压裂的低压区面积增大36.4%、产能提高72.5%,纺锤形布缝方式最适于五点法联合注采井网;油藏数值模拟结果表明,当裂缝端部连线与油藏边界夹角为23.2°、段间距为92.7 m、裂缝导流能力为15 D·cm时最优.根据研究结果进行了 YP-8 井的压裂设计,压裂后初期日产液量22.66 m3、日产油量18.11 t,投产至今生产基本稳定.研究结果表明,水平井分段压裂采用纺锤形布缝方式,可有效改善近井区域的渗流状况,获得较高的产能,并可均化油藏压力分布,防止过早水窜.      

裂缝性特低渗油藏井间化学示踪监测分类解释模型

裂缝性特低渗透油藏天然裂缝广泛发育,人工裂缝使其裂缝系统更加复杂多样。随着注水开发的深入,裂缝系统发生动态变化,现有的孔隙型示踪剂解释模型难以有效表征该类水窜裂缝系统。以鄂尔多斯盆地裂缝性特低渗透油藏为例,通过分析水窜、水淹综合特征,将水窜裂缝系统划分为人工裂缝窜通型、差异裂缝交互型和裂缝相对均匀推进型,等效抽象出不同水窜裂缝系统的物理模型,并依据注入水与示踪剂在裂缝条带中运动的基本假设,建立了Ⅰ类单峰型、Ⅱ类多峰型、Ⅲ类宽台型水窜裂缝系统的示踪剂分类解释模型,实现了非均质问题的相对均质化处理。现场实例验证了该分类模型在裂缝性特低渗透油藏示踪剂解释中的合理性和适用性,为裂缝性特低渗透油藏水窜、水淹治理方案的准确制定和后期精细挖潜提供重要依据,具有广阔的应用价值。     

裂缝性特低渗油藏井间示踪剂监测等效抛物型解释模型

为定量表征裂缝性特低渗油藏井间复杂的裂缝信息,通过分析该类油藏水驱开发特征,将井间复杂的裂缝系统等效为均匀分布的抛物型裂缝条带,通过裂缝条带的流管束等效,建立了裂缝性特低渗透油藏示踪剂监测等效抛物型解释模型,并分析了模型中主要参数的敏感性及不同裂缝参数组合模式下的示踪剂响应曲线特征;以定波及有效裂缝体积和示踪剂曲线形态模式为约束条件,利用遗传算法建立了模型示踪剂曲线自动拟合方法,并通过矿场应用实例验证了模型的合理性和准确性。研究成果可为裂缝性特低渗透油藏水窜水淹井逐级调控实时监测、方案优化调整及效果评价提供重要依据。     

水力脉冲波协同多氢酸酸化解堵反应动力学模型

水力脉冲波协同多氢酸酸化技术对于高压注水、注汽井近井区域的储层堵塞具有高效的解堵效果。但目前针对该项技术的模拟理论及动力学研究较少,现场工艺参数设计存在一定的盲目性。基于多氢酸活性酸组分的酸岩反应模型,以水力脉冲波传播动力学为基础,构建了水力脉冲波协同多氢酸酸化反应动力学模型;研究了孔隙度、渗透率、酸液及矿物浓度随时间和距离的变化规律,分析了水力脉冲波协同多氢酸酸化解堵的参数敏感性,并进行了矿场应用分析。研究表明:协同作用进一步提高了储层的酸化解堵效果,明显改善了酸液流速、酸液及矿物浓度的分布;振幅、频率较高时,酸液流速的径向差异直接影响相邻位置的解堵效果。针对不同类型的砂岩油藏设计了水力脉冲波协同多氢酸酸化解堵参数,并成功开展11井次矿场试验,注水压力平均下降6.3 MPa,注汽压力平均下降3.5 MPa,起到了显著的解堵降压增注效果。     

单一裂缝条带示踪剂产出模型及其参数敏感性分析

精确的油层信息,特别是裂缝信息是裂缝性特低渗透油藏后期调整挖潜的重要前提条件。现有的示踪剂解释模型不能准确有效地表征裂缝性特低渗透油藏的裂缝参数信息。通过建立单一裂缝条带分布的物理模型,从一维对流扩散方程出发,将单一裂缝条带等效为符合Hagen-Poiseaille方程的流管束,将宏观生产信息与微观裂缝信息有机结合起来,建立了单一裂缝条带示踪剂产出数学模型,并对该模型中主要参数的敏感性进行了分析。结果表明,流管个数、流管长度和当量直径与示踪剂峰值浓度呈负相关,与峰值突破时间呈正相关;注采压差不改变峰值浓度值,与峰值突破时间呈负相关。研究成果可为建立裂缝性特低渗透油藏的示踪剂解释模型提供理论基础。