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。     

低渗透油田本源微生物调剖驱油技术研究及应用

近年来,随着油价的上涨和大庆油田聚合物驱油取得明显效果,提高采收率技术再度受到各油田的重视。2009年以来,长庆油田采油三厂着手对本源微生物的研究,提取本油田油样,研究适合低渗透油田的本源微生物,利用本源微生物改善注水井吸水剖面、提高驱油效率,取得了较好的措施效果,并形成了本源微生物的配型、筛选、注入用量、注入参数等微生物调剖驱油技术体系,在6个井组开展试验,达到日增油83.2t,累计增油733.4t,实现了油田负递减的开发目标,成为低渗透油田侏罗系提高采收率可供选择的主体技术之一。     

微生物驱油技术在盘2-33断块常规稠油油藏的应用

盘2-33断块为常规稠油油藏,已进入高含水开发期,水驱稳产难度大,根据微生物生长、代谢的地层条件,该块适合微生物驱油.针对油藏地质特点,进行了微生物驱油室内试验研究,包括菌种筛选、菌种适应性、物理模拟菌液驱油及空气辅助试验.结果表明,细菌在地层中有较强的生长及繁殖能力,经优选的微生物作用后,原油被乳化,原油粘度降低,采收率大幅度提高.于是进行了现场施工设计,包括注入周期、注入量等,实施后效果明显,产油量上升,含水率下降,采收率提高6.8%.     

微生物驱油技术综述

相对于常规提高采收率技术,微生物采油有2个优点,即微生物不会消耗大量能源且其使用与油价无关.微生物能以油藏里的物质为营养代谢,在发酵过程中排出生物气,占据部分储层空间,或形成人工气顶.微生物还可以堵塞油层的高渗透通道.微生物在油藏整个水相里都发挥作用,包括水与岩石界面和油水界面,并可以受控地在分子和孔隙微观水平上连续产出气体、溶剂、表面活性剂以及其他生物化学剂,驱替石油.日本和中国用优选的微生物菌种注入油藏进行矿场试验,结果提高采收率15%～23%.但是微生物采油也有一些局限性,所以应该加强目前进行的微生物驱油模拟研究,确定最好的菌种、营养物、代谢和生理特征,使微生物驱油开采技术获得较高成功率.     

孔店油田本源微生物驱油先导试验研究

本源微生物采油技术利用油藏中已存在的各种细菌（本源微生物），以注水井近井地带剩余油为碳源，补充微生物基本营养物并混以空气，激活油藏中的有用菌，使之大量繁殖和代谢，并利用其降解原油、产生驱油剂、改善油藏生态系统和油水性质，以增强剩余油的流动性能，从而达到提高采收率的目的。该技术与目前多用的外源微生物采油技术有较大差别。大港油田孔二北断块为稠油、底水、高孔和高渗且无产能接替的断块，在油藏地质研究、开发状况和生化参数分析以及本源微生物驱油技术可行性分析的基础上，确定了在该断块注入混气营养物的试验方案，进行了为期近3a的现场试验。现场动态监测与生产动态跟踪结果表明：①注水井近井地带和油层深部有用的本源菌已被激活，其数量较试验前增加3～7个数量级；甲烷代谢速率较试验前增加了4～78倍，代谢产物增加16～208倍；硫酸盐还原速率增加，但没有硫化氢产生。②原油和地层水性质有所改善。③单井日产油量和气量增加（截至2005年2月累计增油17866t）。本源微生物采油技术在孔二北断块的成功应用对国内处于高含水阶段老油田进一步提高采收率具有一定借鉴意义。     

安塞特低渗透油藏微生物驱油矿场试验研究

为解决安塞特低渗透油田开发中后期生产区块综合含水逐年升高、采收率提高难度大的问题,引进了先进的微生物采油技术,通过菌种优选、菌液性能评价以及合理注入参数界限选择,成功地开展了矿场研究和试验,试验结果证实,微生物驱油具有较好的降水增油作用,是特低渗透油藏提高采收率技术的发展方向.     

克拉玛依油田原油中原生生物的特性及应用

根据克拉玛依油田稀油区块本源微生物驱油的实验室研究和矿场实验的实际情况以及对稠油区块本源微生物驱油的实验室可行性研究,总结出克拉玛依油田稀油和稠油油藏原生生物的特性和应用价值。相对于稠油区块来说,稀油区块本源微生物含量较低,活性较差。通过对本源微生物进行筛选、培养、重新注入的方法提高原油采收率效果显著,而稠油区块本源微生物含量高,活性好,用直接注入培养基激活本源微生物的方法提高原油采收率效果理想,并同时实现了对高黏度、高钙稠油的乳化降黏和脱钙作用,降黏率达到50%以上,脱钙率达到90%以上。     

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。     

微生物驱提高原油采收率技术研究及试验

微生物强化水驱是一种通过引入进而刺激油藏中的微生物来提高原油采收率的技术。通过将室内筛选培育出来的微生物菌种及营养基注入水井地层，以激化油藏中的“本源”微生物，使微生物大量繁殖，产生气体、有机酸、表面活性剂、聚合物及醇等代谢产物，降低岩石－油－水系统的界面张力，降低原油粘度，改善原油流动性能，同时调整地层吸水剖面。1999年8月在百口泉采油厂百42井区进行微生物驱油试验，措施后12个月，增油1745t，少产无效水8795m^3，投入产出比为1：4．8，实现了增油降水，提高原油采收率的目的。     

内源微生物提高采收率实验研究

为了探讨在胜利油田沾3区块注入以玉米浆为主的营养物刺激内源微生物生长和繁殖从而提高采收率的可行性，用MPN法对油藏内源微生物的群落组成进行了分析，并在模拟油藏条件下进行了内源微生物培养实验和岩心驱替实验。结果表明，腐生菌、烃类氧化菌、发酵菌等是油藏中存在的主要微生物群落；注入玉米浆可以有效刺激内源微生物的生长与代谢，产生表面活性剂和生物气，有利于驱油；硝酸铵可以有效抑制硫酸盐还原菌的生长。向岩心注入0．4PV的营养物，玉米浆浓度10～20mL／L，并关闭培养10～20d后，采收率提高约8％。实验证明，利用内源微生物提高沾3区块采收率是可行的。     

大港油田本源微生物驱配套技术研究与应用

鉴于本源微生物采油技术在油藏筛选、生化参数指标和评价方法上的不规范,应用效果参差不齐,开展了相关技术研究,形成了地质研究和油藏筛选、本源微生物体系调查和评价、激活体系的筛选和优化、注入工艺方案编制、参数监测与动态跟踪和试验效果综合评价等6项配套技术.应用该技术在港西等不同类型油藏进行了现场试验,取得了较好的效果.受益区提高采收率0.5%～3.7%,含水率下降0.4%～7%,阶段增油60 513×104t,油藏生态环境变化与试验效果呈正相关性.提出了该技术的下一步研究方向、主要内容和发展前景.     

内源微生物在模拟油藏条件下的生长代谢规律

为了更深入地了解内源微生物提高原油采收率的机理,在室内通过模拟油藏温度、孔隙度和渗透率等条件,研究了内源微生物的生长代谢规律,分别从静态(内源微生物在油藏中没有随注入水运移)和动态(内源微生物在模拟油藏中随注入水运移)2个方面考察了内源微生物主要代谢产物的量(醋酸根含量、产气量)、糖的消耗量、细菌密度以及驱替压力等随培养时间的变化规律。研究结果表明,在静态条件下,随着培养时间的延长,醋酸根的含量先增后减,生物气组分由好氧型产物向厌氧型产物转变,证明了注水油层中的演化分好氧微生物-厌氧微生物两阶段生物过程;在动态条件下,在注入激活剂后,内源微生物迅速生长,驱替压力逐渐上升,然后达到平稳,水相渗透率降低了40%,说明内源微生物的生长对油藏产生了一定的封堵作用,可用于进行深度调剖。该研究对于揭示内源微生物采油机理,进而提高原油采收率具有一定的指导意义。     

蒸汽辅助重力泄油技术在超稠油开发中的应用

对国外超稠油开发方式进行调研,利用数值模拟技术对辽河油区超稠油油藏进行了蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发可行性及油藏工程研究,确定了在杜84块馆陶组开展4个井组的直井与水平井组合SAGD试验。通过2a的现场应用,馆陶油层SAGD试验获得成功,目前处在蒸汽腔扩展阶段,井组日产油较蒸汽吞吐阶段上升了72t,预测SAGD开发可提高采收率27%。SAGD技术已成为超稠油油藏蒸汽吞吐后期的重要开发方式,可为类似油藏的开发提供依据。     

变异系数在油藏微生物激活剂筛选中的应用

为了筛选克拉玛依油田93#油井内源微生物最佳激活剂配方,采用不同激活剂对油藏微生物进行了选择性激活,对激活后的腐生菌、产甲烷菌、反硝化细菌、硫酸盐还原菌、硫细菌、铁细菌数量进行了检测,同时以变异系数为指标对激活效果进行评价,并结合原油降解率及降黏率进行验证。实验结果表明:当可溶性淀粉为碳源、KNO3为氮源、K2HPO4为磷源,且三者质量浓度分别为10,4,1 g/L时,能够较好地刺激油藏有益内源菌的生长,对硫酸盐还原菌、硫细菌、铁细菌等对采油不利的细菌起到一定的抑制作用,说明变异系数可以作为油藏微生物激活剂配方筛选的评价指标之一,为后续现场试验提供理论基础。     

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%。     

热水添加氮气泡沫驱提高稠油采收率研究

利用物理模拟实验和油藏数值模拟技术,研究了稠油油藏蒸汽吞吐后期转热水添加氮气化学剂泡沫驱提高稠油采收率的开采机理;对合理工艺参数进行了优化,包括化学剂注入速度、注入浓度、气液比、注入方式及段塞大小等.在此基础上,针对辽河油田锦90块的油藏地质特点和开采现状,进行了开发指标预测,设计了先导试验方案.热水添加氮气化学剂驱油技术在矿场先导试验井组中已取得了较好的开采效果,单井组累积增油21378t.目前已扩大到9个井组进行试验,预计这种技术将成为此类稠油油藏蒸汽吞吐后期有效的接替方式.     

邵家油田沾3 块内源微生物驱激活剂优化及现场试验

内源微生物驱是通过向油藏注入适当的激活剂,选择性地激活油藏中已有的微生物,实现微生物驱油。因此激活剂选择和优化对内源微生物驱来说至关重要。在对胜利油区沾3块油藏地质分析的基础上,分别以淀粉水解液为碳源、硝酸钠为氮源、磷酸氢二铵为磷源,以沾3-斜24井产出水作为激活对象,首先利用静态激活实验从微生物活性角度初步确定出2组激活剂配方;然后利用动态物理模拟对2组配方进行微生物群落动态变化规律及增油效果评价实验,最终优化出沾3块内源微生物驱最佳激活剂配方为0.3%淀粉水解液+0.2%(NH4)2HPO4+0.2%NaNO3,该配方物理模拟实验提高采收率平均大于6.7%。在胜利油区沾3块3口油井进行了单井吞吐现场试验,试验后单井平均日增油量为1.2t,含水率平均下降3.5%,见效周期超过3个月,截至2011年3月底累积增油量超过4000t。     

聚合物驱后油藏激活内源微生物驱油现场试验

针对聚合物驱后油藏内源微生物的生长特点,对大庆油田萨南开发区南二区东部聚合物驱后典型油藏开展了激活内源微生物驱油现场试验。通过优选由玉米浆干粉、硝酸钠和磷酸氢二铵构成激活剂,与保护剂聚合物交替注入,并运用分子生态学末端限制性片段长度多态性方法分析了内源微生物激活前后群落结构的变化规律,研究了利用内源微生物驱油技术的可行性。现场试验结果表明：聚合物驱后油藏中有明显的产气增压效果;油藏驱动压力的动态变化及代谢产物气体组分CH₄和CO₂的δ¹³C同位素含量波动,验证了激活剂的加入促使油藏内源微生物微氧和无氧代谢交替进行;产出液的各项生化监测指标均有明显变化,激活后优势菌群为Pseudomonas、Thauera和Arcobacter,且丰度增高;试验区阶段累计增油3 068.13 t,含水率下降2.2% ,驱油增产效果明显。该试验的成功实施证明了聚合物驱后油藏采用激活内源微生物驱油的工艺方法是可行的,并为同类油藏进一步提高采收率提供了可借鉴的方法和途径。     

水平井提高五百梯气田石炭系气藏低渗储量采收率可行性论证

从水平井产能数学模型出发,利用数值模拟技术开展了水平井产能影响因素机理研究,对五百梯气田石炭系气藏低渗区水平井应用地质条件进行了评价,结合实钻井开采效果分析,对水平井动用五百梯气田石炭系气藏低渗储量的可行性进行了论证,为五百梯气田石炭系气藏低渗储量提高采收率提供了技术参考。