克拉玛依油田内源微生物驱油机理探索

将复合激活剂W6-3在无需注入空气的情况下应用克拉玛依试验区块8-10和6-3井组进行矿场试验。对试验区块内源微生物各类菌群及其产物进行了检测分析，以揭示其驱油机理。施工后6口采油进的原油产量由试验前的平均7.2t/d增加到13.8t/d,采出液中含水率明显下降。复合激活剂W6-3应用于矿场试验，有效地激活了矿场地层中的有益内源微生物菌群（反硝化菌、石油烃降解菌和产甲烷菌等），并抑制了有害内源微生物菌群（铁细菌、硫细菌和硫酸盐还原菌），最终达到提高原油采收率的目的；而且对曾采取过聚合物驱措施的8-10井组进行内源微生物驱依然有增油降水的效果。     

油田内源微生物驱油矿场试验

模拟油田试验区块的地层条件,选用长600mm,内径52mm岩心进行物理模型实验,直接加入激活剂厌氧培养,进行内源微生物驱油模拟试验,评选出适用于试验区块的激活配方,试验证明W4复合激活剂较常规水驱提高原油采收率12.0%。将此配方应用试验区块2个井组:8-10和6-3井组进行矿场试验,只加入激活配方,其中14-3采油井施工前地层采出液中有益菌群反硝化菌2.0×103个/mL,烃降解菌2.0×102个/ml,产甲烷菌群6.7×102个/mL,措施后60天采出液中反硝化菌达2.0×107个/mL,烃氧化菌2.0×107个/ml。产甲烷菌群2.0×107个/mL。有害菌群施工前铁细菌2.0×104个/mL、硫细菌5.0×104个/mL、硫酸盐还原菌个/mL,到措施后66d铁细菌50个/mL,52d测定硫细菌100个/mL,在施工52d后地层采出液中已监测不出硫酸盐还原菌。施工后6口采油井原油产量由试验前的平均产油量7.2t/d,增加到13.8t/d,施工后采出液含水明显下降。W4复合激活剂应用于矿场试验,起到了激活有益菌,抑制有害菌,提高原油采收率的目的。     

大庆油藏本源微生物生态分布规律的研究

调查了大庆油田本源菌的分布状态,进行了激活油藏本源微生物的研究。实验表明,水驱后和聚合物驱后的油藏中生长着好氧性烃氧化菌、厌氧或兼性厌氧的硫酸盐还原菌、石油烃降解菌、腐生菌、铁细菌、发酵菌、硫细菌、产乙酸盐菌、产甲烷菌、糖蜜菌、反硝化菌等11种本源微生物。同时,水驱后的油藏中总菌数比聚合物驱后的油藏高2个数量级,本源微生物之间的生长具有相关性,存在协同代谢作用,而且油藏经多年注水开发已经形成了较稳定的微生物菌群,适合采用激活本源微生物采油技术。     

微生物驱油物模试验及古菌群落结构分析

针对胜利油田孤岛中一区Ng3油藏地层水的性质设计激活剂配方,在物模条件下有效激活内源微生物,同时将硫酸盐还原菌控制在50个/ml以下,微生物产乙酸最高达2779mg/L,甲烷气含量45%。通过变性梯度凝胶电泳及其克隆测序,定性分析了激活后内源微生物群落中的4个不同属的内源古菌,其中以嗜热产甲烷古菌为主,利用其他细菌代谢产生的低分子有机酸、二氧化碳等产甲烷;这些古菌与细菌共同组成了物模试验条件下的完整代谢体系,充分利用营养并提高对驱油的贡献。     

内源微生物驱油物模实验及其群落演变研究

针对胜利油田孤岛中一区Ng3地层水的性质设计激活剂配方,在物理模拟条件下有效激活内源微生物,同时将硫酸盐还原菌浓度控制在50个/mL以下。微生物经激活后代谢活跃,产乙酸达346 mg/L,产出气体中甲烷含量5%。通过变性梯度凝胶电泳及其条带测序,定性分析了激活后内源微生物群落中的15个不同内源菌属,其中以嗜热厌氧菌为主,部分种属代谢产生的低分子有机酸、CO2和H2等,被其它细菌或产甲烷古菌作为代谢底物而利用,这些微生物组成了物理模拟实验条件下的完整代谢体系。     

群落结构分析在微生物采油中应用

微生物群落结构分析是微生物采油的基础,也是检验外源菌与内源菌配伍性及内源菌激活效果的依据。通过对现有的微生物群落结构检测方法进行分析,引入了"结构变异系数"来评价菌群结构变化;通过对微生物群落结构变化和优势菌群的综合分析,建立了一套简单易行的评价微生物群落结构变化程度的方法,该方法能够应用于外源菌与内源菌的配伍性、激活剂筛选、优化和现场试验效果评价。     

S12区块内源微生物驱油技术现场试验

为了利用微生物技术进一步提高原油采收率,针对S12区块开发现状和地质条件,通过对油藏内部的微生物群落结构组成、地层流体的性质进行分析,确定了实施内源微生物驱油技术的可行性。通过大量室内试验筛选了可以激活油藏中利于采油细菌的营养配方,并通过物理模拟试验确定了激活剂的注入浓度,物理模拟试验结果表明,在进行水驱之后,实施内源微生物驱油技术可提高采收率9个百分点以上,在室内试验的基础上进行了现场注入试验。现场跟踪测试结果表明,注入筛选的营养剂配方以后,油藏中的细菌被激活,并代谢产生了有利于提高原油采收率的物质,起到了一定的增油效果。     

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。     

油田水中细菌群落分析

油田水中细菌群落分析，对于外源性和内源性微生物采油技术的研究和开发都是必要的。介绍了油田水中常见的7类细菌对微生物采油的有益和有害作用。采用三管平行MPN或绝迹稀释法和浇注平板法对胜利油田S12块回注污水和5口油井产出水中有益菌(石油烃降解菌HDB，脱氮菌DNB，产甲烷菌MPB)和有害菌(硫酸盐还原菌SRB，铁细菌IB，硫细菌SB，腐生菌TGB)群落进行了计数分析，求得了最大可能含菌量，结果表明胜利S12块油藏内源微生物群落较丰富，3种有益菌和4种有害菌普遍存在，在各水样中各类菌的含量有所不同，含量总体较低。认为S12块油藏可以注入合适的营养物质，选择性地激活微生物采油有益菌，抑制有害菌，提高油藏采收率。表2参21。     

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。     

微生物提高稠油采收率室内研究

利用辽河稠油区块和江汉油田油水样中分离的4株本源微生物,对江汉王新斜3稠油样的微生物作用进行了详细测定和分析。比较微生物作用前后的原油组成,发现4种菌种均能不同程度地作用长链烷烃、芳烃,且混合菌较单一菌效果好,并同时生成大量具有生物表面活性的羧酸、酯、酮和醇类物质。粘度测定结果表明,混合菌能使江汉、南阳等地原油粘度明显降低。模拟试验表明,4种微生物及混合菌种均能不同程度地提高原油采收率。     

响应面法优化油藏微生物激活剂配方

为了确定克拉玛依油田93号油井内源微生物采油最佳激活剂配方,采用响应面法结合原油降解率及降黏率指标研究了可溶性淀粉、硝酸钾、磷酸氢二钾质量浓度对内源微生物采油效果的影响。结果表明,3个因素对内源微生物采油效果均有显著影响,回归模型很好地反映出各因素水平与响应值之间的关系,同时得出最佳激活剂配方:可溶性淀粉10.9 g/L,硝酸钾 3.2 g/L,磷酸氢二钾0.9 g/L,此时原油降解率及降黏率的预测值为65.04%、42.03%;实际测得原油降解率及降黏率为69.27%、45.17%,误差仅为4.23%及3.14%。说明采用响应面法筛选出的激活剂配方具有很高的可靠性,为进一步开展现场应用提供了依据。     

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。     

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%。     

高温高压条件下油藏内源微生物微观驱油机理

为研究内源微生物微观驱油机理,在模拟油藏高温高压（60℃、10 MPa）条件下,以油田提取的内源微生物群落及其代谢产物作为驱油介质,利用研制的微观仿真光刻蚀可视模型,对水驱、微生物驱油过程中剩余油形态及流动特征进行显微观察和分析;并应用测试和图像处理技术,定量考察微生物微观驱油效果。研究结果表明：高温高压油藏条件下,内源微生物具有一定活性,且驱油效果较好;微生物被激活后,能有效启动不同类型剩余油,并可与代谢产物共同作用于水驱所无法波及到的盲端孔道,置换出剩余油,增强了原油的流动能力,同时可提高采收率。微生物微观驱油机理可归结为：微生物对原油的“啃噬”、降解;产生生物气溶解于原油,降低原油黏度;产生生物表面活性剂层层剥离、乳化剩余油,改变孔隙介质表面的润湿性等。     

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。     

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...     

Study on Enhancing Oil Recovery by Indigenous Microorganisms in a Hypersalinity Reservoir

Abstract

The feasibility of enhancing oil recovery in Qinghai oilfield with hypersalinity was studied. The results showed that main microbial populations in the reservoir were saprophytic, hydrocarbon-oxidizing, fermentative, nitrate-reducing bacteria and methanogens. The indigenous microorganisms preferentially used nitrogen sources for emulsification, the gas–liquid ratio was 0.20, pressure reached 0.27 MPa; saturated hydrocarbon was catalyzed selectivity. The species isolated were confirmed as Oceanobacillus sp. and Staphylococcus sp.; the oil recovery was 8.42%, which shows great potential to enhance oil recovery.