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...     

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     

分子生物学技术在微生物采油中的应用

概述了近年来油藏微生物群落研究的分子生物学技术和该技术在微生物采油(MEOR)中的应用情况,同时提出在以后的微生物采油研究中,要探索多种技术的综合使用,为深入研究微生物采油提供依据.     

微生物采油技术物理模拟研究现状

针对国内外微生物采油技术的物理模拟研究现状,从微生物采油机理,微生物在多孔介质中的生长、代谢、运移、堵塞,微生物提高采收率等3个方面进行了分析和总结。对于微生物采油机理,主要介绍了微生物对原油的乳化-携带、剥离油膜、生物气以及界面局部富集等。微生物在地层孔隙中的生长是油藏微生物生态系统中竞争与协同双重作用的结果,而协同作用主要表现在营养的链式利用上,微生物在多孔介质中是倾向于运移通过还是倾向于吸附堵塞主要取决于有无相对静止的生长环境,处于随水流一起运移状态的微生物不易产生吸附和堵塞;无论是内源微生物还是外源微生物都可以产生显著的驱油效果,可提高采收率6%~15%。未来微生物采油技术的研究应加强在微生物驱油机理多因素的量化表达、有益菌的识别和选择性激活以及提高物理模拟研究手段与现场试验的相似性3个方向的研究。     

微生物采油技术的研究与应用

简要阐述了微生物采油技术、微生物采油技术的发展及微生物采油优势。介绍了用于微生物采油的自然菌和工程菌以及我国微生物采油菌的分离、筛选、产物分析、提高采收率机理研究的方法、采用手段和所取得的研究成果,在对微生物采油机理研究基础上提出了微生物采油数学模型。分析我国微生物采油矿场试验的成败后,指出微生物采油更适合于我国下列油藏;小于40℃的低温油藏;普通稠油油藏;含蜡油藏;含水小于80%的断块小油藏。     

微生物提高原油采收率室内研究进展

介绍了一套简便易行的用于微生物采油菌株筛选的程序和室内微生物驱油模拟实验装置及模拟过程。简要阐明了微生物的采油机理,并对吸附、扩散、细菌代谢、营养、孔隙度、渗透率等因素的影响进行了分析。不同细菌具有不同的驱油效果;培养基类型对原油采收率的影响较大,利用糖蜜培养的细菌其采收率优于采用葡萄糖培养的;油层的孔隙度越大,越有利于细菌的增殖,从而使原油采收率提高。考虑到采油成本,以原油为唯一碳源的研究更有前景。最后简单介绍了聚合酶链式反应并展望了微生物采油技术的前景。     

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。     

微生物采油技术的应用及前景

微生物采油是生物工程在石油工业领域的开拓性应用。文中介绍了国外微生物采油技术方面的研究和应用范围,以及目前国内微生物采油技术的新动态、发展现状和水平。对国内发展微生物采油技术提出了建议。     

微生物技术在油田生产中的应用

微生物采油是利用微生物的活动及其代谢产物强化采油的技术，本文综述微生物采油技术的优点，微生物提高原油采收率的机理，影响微生物生存、繁衍和代谢活动的参数因素，微生物采油工程的油藏筛选标准和筛选程序以及微生物采油技术的现场应用类型。对微生物采油技术的应用前景提出了看法和建议。     

采油微生物在多孔介质中的迁移滞留机制

采油微生物在多孔介质迁移过程中的滞留特征明显。以2株典型采油微生物Pseudomonas aeruginosa WJ-1和Bacillus subtilis SLY-3为研究对象,通过等温吸附实验和流动实验研究了其迁移滞留规律。研究结果表明:多孔介质的比表面积越大,吸附位点越多,菌体的吸附量越大。菌体和多孔介质表面的疏水性关系影响菌体在多孔介质表面的吸附量。采油微生物在油藏多孔介质环境中的总菌浓度一般低于3.5×108cfu/mL,在此条件下,采油微生物在油藏多孔介质中的吸附符合Freundlich吸附等温线。体积较大的微生物运移速度超前,说明采油微生物在多孔介质运移过程中存在不可及孔隙体积。采油微生物在多孔介质运移过程中受到平衡吸附和架桥筛分的共同作用,且架桥筛分的作用相比于平衡吸附更加突出。基于实验研究确定了微生物的迁移滞留机制,并在此基础上修改完善了微生物迁移数学模型。研究成果为微生物采油数值模拟软件的研发与优化提供了实验依据及理论基础。     

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。     

本源微生物驱油渗流场—微生物场耦合数学模型

通过对本源微生物驱油机理的研究,从好氧、厌氧两步激活理论出发,建立了一个全新的本源微生物驱油渗流场—微生物场耦合的数学模型,并给出了数值模型的求解思路。在该模型中,微生物作用下的渗流方程是时间和空间的函数,阐述了微生物本身及3类主要代谢产物(表面活性剂、聚合物及气体)对物性参数的作用与影响,同时渗流方程也体现了微生物采油的主要作用机理。微生物方程以网格内的物质均匀分布为基本假设,阐述了由于流体流动造成的物质分布的变化规律和微生物群落间的级联代谢过程。该模型为本源微生物驱油数值模拟软件的研发提供了理论依据。     

聚合物驱油数值模拟中的参数敏感性分析

研究了VIP-POLYMER升级软件聚合物驱油的机理，剖析了聚合物溶液在驱油过程中各种驱油效应及为了描述这些效应而引入的相关参数，并对描述聚合物驱油效应的参数及其敏感性进行了研究，筛选出了聚合物溶液的含盐量、浓度、粘度、聚合物在地层中的吸附量、聚合物引起的地层渗透率下降系数、不可及体积系数等参数为聚合物驱主要模拟参数，并介绍了聚合物溶液在地层中的阳离子交换现象，分析了聚合物相对分子质量差异对聚合物驱效果的影响，确定了聚合物驱模拟参数在聚合物工业化推广区块数值模拟研究中的应用条件及其合理取值范围。     

Mathematical model for prediction of oil recovery of core-flood tests in process of viscoelastic polymer flooding

In this study a new mathematical model was developed that considers thermal effects, dispersion, effective concentration, elastic behavior of viscoelastic polymers, polymer retention, permeability reduction of aqueous phase, salt effects, inaccessible pore volume, and equivalent shear rate in porous media to predict oil recovery of core-flood experiments in process of viscoelastic polymer flooding as a tertiary stage of enhanced oil recovery. The model was found highly reliable when compared to material balance and experimental data. Displacement performance of core-flood tests could be predicted by presented model, therefore, experimental costs will be decreased significantly.     

利用聚合物驱产出液浓度剖面模型确定不可入孔隙体积和滞留孔隙体积

聚合物驱数值模拟中不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积等物理化学参数往往不易准确获得，严重影响了聚合物驱数值模拟结果和矿场动态预测效果。该文以聚合物驱互溶驱替理论为基础，介绍了聚合物驱产出液浓度剖面模型的测定与分析方法。实验测得了大庆油层条件下的聚合物驱产出液浓度剖面模型，求出了相应的不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积。通过浓度剖面模型确定不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积的方法，具有操作简单、准确、易于掌握等特点。研究成果对聚合物驱数值模拟技术、聚合物驱方案设计和矿场动态监测有指导意义。     

聚丙烯酰胺反相乳液深部调驱数学模型

研究了聚丙烯酰胺反相乳液深部调驱机理,考虑到岩石表面化学吸附、渗透率降低、不可及孔隙体积等因素,建立了相应的数学模型,研制了油藏数值模拟器.以孤岛油田中二南Ng^3-4层系为例,进行了注入参数的敏感性分析.结果表明,单从提高采收率角度来看,反相乳液注入浓度、体积及顶替液注入体积越大越好;但考虑到成本等因素时,这些参数存在一个最佳值.综合考虑成本、增油量、降低含水率等因素,应用正交设计方法和模糊数学原理,优化设计了矿场注入方案,在先导试验区实施后,区块日产液量上升了21.3%,日产油量上升了37%,含水率下降了1.1%.     

油藏目标优势菌群微生物场提高采收率技术

为了提高微生物采油效果,在微生物驱过程中引入化学驱和水驱调整工艺,并通过在油藏建立目标优势菌群微生物场提高原油采收率。以宝力格油田为例,通过目标优势菌群筛选及建立高效地面发酵工艺等技术措施,使注入液菌浓由106个/mL提高到108个/mL,注入液表面张力降低18.6%。同时研究了铬体系可动凝胶材料、胶体与微生物的相互影响,配套开展深部调驱、分注和分层改造等扩大波及体积措施。宝力格油田巴19和巴38断块试验区通过3年实施,油藏内部已经建立了目标菌群微生物场,采收率在2012年的基础上分别提高6.77和6.1个百分点,综合含水较水驱下降3.46个百分点到6.91个百分点,采出液菌浓由105个/mL增加到106个/mL,表面张力降低10.7%。通过油藏目标优势菌群微生物场提高采收率技术研究,为微生物采油技术的规模化实施提供可借鉴的技术理论。     

鄂尔多斯盆地富县探区延长组长6—长8段超低渗砂岩储集层孔喉特征

采用恒速压汞、原油边界层测试及分形几何方法,精细描述鄂尔多斯盆地伊陕斜坡富县探区延长组长6—长8段超低渗砂岩储集层微观孔隙结构及喉道分布,定量表征超低渗储集层微观孔隙结构特征及其对渗流能力的控制作用。研究表明,研究区延长组长6—长8段砂岩储集层孔隙喉道弯曲迂回程度强烈,孔喉大小悬殊,分布形式以单峰正偏态型和双峰偏粗态型为主;储集层为大孔细喉型,喉道半径的大小及其分布是低渗储集层渗流能力的决定性因素;储集层具有良好的分形几何结构,沉积环境和成岩作用差异使得储集层具多重分形特性;超低渗储集层原油吸附层厚度占孔隙体积15%~23%,原油吸附层的形成是储集层渗流能力变差的主要原因。