微生物驱油产出液循环利用方法研究

为了探究新疆油田六中区微生物驱油现场产出液循环利用的可行性,在对产出液组成及浓度分析研究的基础上,利用物理模拟方法研究了产出液直接回注、添加营养后注入、地面扩大培养注入以及注入新油藏4种产出液循环利用方式对驱油效果的影响。实验表明,产出液中营养浓度仅为注入浓度的10%左右,已不能满足直接注入要求,需要添加营养才能进一步提高采收率。4种产出液循环利用方式对比发现:有益菌及代谢产物都可以循环利用,产出液地面扩大培养后驱油效果最好,菌浓达到2.1×10~8 cfu/mL,表面张力由71.6mN/m降低至55.9 mN/m,提高采收率14.2%。该研究能够进一步降低驱油剂成本并为产出液循环利用提供参考。     

PBS菌的趋化性与提高原油采收率机理

实验验证了PBS菌的趋化性,在物理模型上考察了PBS菌的驱油机理和效果.PBS菌为假单胞杆菌属,兼性厌氧,可利用原油为碳源生长,代谢产物主要为化学结构已确认的一种鼠李糖脂,以及少量脂肪酸、有机醇、气体等.菌液中PBS菌数105～106个/mL,培养温度51℃,实验原油51℃下粘度35.2 mPa·s,驱替水矿化度3.7 g/L.在显微镜载玻片上培养0.5天后,距油水界面10 μm以内的水相(菌液+营养液)中菌数达108个/mL,2天后更达109个/mL,而在10 μm以外的水相中仅为103个/mL.在玻璃盒内培养0.5天后,靠近油水界面处水相中菌数为109个/mL,pH值4.4,鼠李糖脂浓度2.87 g/dL,距油水界面10、20、30 mm处水相中,菌数分别为107、106、105～104个/mL,形成细菌浓度分布梯度.以上实验结果用细菌的趋化性解释.在仿真网络模型上,水驱油后注入1 PV菌液+营养液,51℃培养10天后再水驱,观察并记录了以下驱油机理①乳化-携带,启动剩余油;②剥离油膜或油团;③堵塞大孔道,液流转向.在渗透率1 μm2的板状填砂模型上水驱油采收率为48%,注入1 PV菌液+营养液,在51℃培养10天后再水驱,提高采收率13.6%.图12参6.     

注入参数对微生物提高采收率的影响研究

从三叠系长6油藏产出污泥中分离出一株具有较强驱油能力的优势菌株G1-1,并对其进行了驱油能力测试。研究了注入参数对微生物提高采收率的影响,通过岩心模拟驱油实验优选出最佳微生物注入段塞为0.3~0.45PV,最佳注入速度为现场水驱速度0.48m/d。采用分段塞注入增油效果最佳,采收率增值可达15.24%。实验结果表明,所选用菌种与油层有良好配伍性,控水稳油效果明显。     

低渗透油藏微生物运移能力研究

微生物在油藏中的运移能力直接影响到微生物在整个油层中的生长,以及微生物自身及代谢产物与原油间的相互作用。将筛选的微生物注入到低渗透率的岩心中,从微生物驱油效率、注入压力和微生物通过岩心的菌液浓度变化等方面研究了微生物的运移能力,并对通过恒速压汞技术测出的岩心孔喉半径与微生物个体大小的匹配关系进行了分析。实验结果表明,应用微生物驱替渗透率低于18.8×10-3μm2的岩心,提高的采收率低于4.22%。其主要原因是微生物个体的大小与岩心的平均喉道半径不匹配,平均喉道半径越小,渗流阻力越大,导致微生物的运移能力下降。提出了用喉道半径与微生物个体大小的匹配关系取代渗透率,并将其作为低渗透油藏微生物采油筛选条件的一个标准。     

施工因素对微生物驱油效果影响的物理模拟研究

为了提高微生物驱油效果,开展了施工因素对微生物强化采油效果影响的物理模拟试验。利用"四因素三水平"正交试验设计方法,将注入方式、注入量、关井时间及重新开井时的微生物驱替速度分3个水平进行微生物驱替试验。驱替试验按在水驱之后注入微生物关井一段时间、再利用微生物发酵液驱替的顺序进行。评价各因素在不同水平组合下的采收率,从而优选出各因素最佳水平。利用正交试验设计方法设计的驱替试验结果优化,采用无机培养基和接种活化的菌液按照1:1的段塞注入方式,注入量为0.6倍孔隙体积,关井2 d,重新开井时的驱替速度为3倍孔隙体积/h时微生物强化采油效果最佳,这一最优组合方式在水驱产水率达到95%的基础上,采收率可以进一步提高近32百分点。这表明微生物注入方式等施工参数对微生物强化采油效果有较大影响,在实际施工中应先进行参数优化,以取得最佳强化采油效果。      

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。     

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。     

聚合物凝胶与微生物调驱联作技术应用研究

采用不同微生物,研究了调驱剂中主要添加剂、聚合物浓度、调驱剂溶液、调驱荆的成胶体及破胶液对微生物性能的影响。并就营养液、微生物对调驱剂性能的影响进行了研究。试验结果表明,聚合物凝胶体系与微生物具有良好的配伍性,具备技术联作的可操作性。并进行了大直径长管填砂岩心驱替试验,结果表明,调驱联作技术能够明显地提高岩心采收率。在相同的试验条件下,调驱联作技术能够比弱凝胶调驱提高岩心采收率7．7个百分点,比微生物驱油提高近6．2个百分点。该项技术不仅能够有效提高油藏采收率,而且也将会成为二次采油向三次采油过渡的技术先导,有广阔的发展前景和应用价值,也为发展三次采油技术奠定了良好基础。     

微生物采油用营养物质在石英砂上的静态和动态吸附规律

为了确定微生物采油用营养物质在地层中的损耗情况,在模拟油藏条件下,分别利用浸泡法和物质平衡法研究了微生物采油常用营养物质(葡萄糖、硝酸钾、磷酸二氢钾)在石英砂上的静态和动态吸附规律.实验结果表明,各营养物质的静态吸附量和动态滞留量相差不大,其中葡萄糖的静态吸附量和动态滞留量最高,其静态吸附量为0.85 mg/g,硝酸钾和磷酸二氢钾的吸附量较小,仅为0.1mg/g左右;在动态吸附实验中,当注入1.5倍孔隙体积营养液时,岩心产出液中各营养物质的质量浓度与注入时的质量浓度接近,转水驱后,随着注入体积的增加,产出液中营养物质的质量浓度逐渐降低,当转水驱2倍孔隙体积时,产出液中各营养物质的质量浓度接近0,说明动态驱替时吸附作用较弱.     

微生物驱油的参数敏感性分析

用反映细菌、营养液在油藏中的传输及细菌繁殖的一维三相微生物采油数学模型进行微生物驱油过程中的参数敏感性分析，结果表明，在微生物驱油过程中，存在驱油效果最好的细菌注入速率最佳值；细菌初始浓度越大，注入井井底细菌浓度增长就越快，细菌沉积量相应就越大，营养液初始浓度越大，细菌生长率就越大。     

大庆油田聚合物驱后微生物调剖先导性现场试验研究

针对大庆油田聚合物驱后进一步提高原油采收率的问题,从大庆油田聚合物工业化区块采出液中分离、筛选出DT-1和DT-2两株微生物调剖菌。菌种性能评价结果表明,所筛选的两种调剖菌不仅能够在聚合物驱后的油藏条件下有效地生长繁殖,而且与地层本源菌有很好的兼容性。物理模拟岩心实验结果表明,调剖菌对聚合物驱后的油层有很好的封堵调剖作用,封堵率可以达到70%以上;聚合物驱后利用微生物调剖,原油采收率可进一步提高3.9%(OOIP)。现场试验证明,聚合物驱后实施微生物调剖,能够有效改善注水剖面,增加吸水层位和吸水厚度,采油井见到明显降水增油效果,为聚合物驱后进一步提高采收率探索了一条有效的途径。     

大庆油田三元复合驱驱油机理研究

从水驱后的残余油图象与三元复合体系驱替后的图象对比及残余油驱替过程入手,深入剖析了残余油在水驱和三元复合驱过程中的受力变化情况,阐明了各种残余油被三元复合体系驱替的内在原因：三元复合体系使油水之间界面张力降低和介质润湿性改变而引起的毛细管力和粘附力大大降低,甚至使毛细管力由阻力变为驱油动力,是三元复合驱驱替柱状残余油和簇状残余油的主要机理;三元复合体系降低粘附力和内聚力的作用是驱替膜状残余油的内在     

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...     

考虑油藏环境因素和微生物因子的微生物采油数学模型

为研究油藏环境耦合作用下微生物驱技术提高采收率机理，建立了能全面反映微生物驱油过程的三维三相六组分数学模型，模型涉及的组分有油、气、水、微生物、营养物以及代谢产物。该模型综合考虑了微生物生长/死亡、营养消耗、产物生成、化学趋向性、对流扩散、油相黏度降低、吸附、解吸附以及油-水界面张力变化等特性。其中，微生物生长动力学方程以Monod模型为基础，考虑油藏环境因素对微生物生长模型的影响且微生物在地上与地下生长速率不一致；同时为了体现菌体对微生物驱油的作用，引入微生物因子到微生物驱油机理中。对微生物生长模型、微生物和营养物的混合溶液注入量、环境抑制系数、最大比生长速率以及微生物因子等进行分析的结果表明，通过完善后的微生物生长方程计算得出的产物浓度要比Monod模型低，但这两种微生物生长方程下的产物浓度的差异对最终采收率的影响较小；随着混合溶液注入量的增长，这两种微生物生长方程下的产物浓度差值和采收率提高幅度将增大；微生物因子对微生物驱油有较大的影响，不同微生物因子下提高原油采收率的绝对误差可高达24.53 %。     

Use of Starved Cells of a Klebsiella Pneumoniae Strain Isolated from a Brazilian Oil Reservoir in a Transport and Plugging Experiment in a Sandstone Core

Microbial biomass can be used as a plugging agent in high-permeability zones in applications of microbial enhanced oil recover (MEOR) technology to oil-bearing strata. Laboratory tests have shown that bacterial cells, reduced in size by starvation, can penetrate more deeply when injected into a porous medium and also grow therein after nutrient is added. Transport and growth of Klebsiella pneumoniae starved cells through a Rio Bonito sandstone core (440 mD of permeability) were tested, to verify application to oil recovery. The injection of starved cells followed by nutrient medium at a flow rate of 1.8 mL/h, promoted cell growth in the core, which raised the inner pressure from 0.016 to 13.7 psi, resulting in a 99.9% reduction in the permeability of the core. The biobarrier formed persisted during the injection of 4 pore volumes of brine into the core at a flow rate of 1.8 mL/h, keeping the permeability reduced to 99.7%.     

非均质砾岩油藏绒囊流体辅助聚合物驱效果

非均质砾岩油藏高渗通道与低渗通道共存时,常规聚合物驱大幅度提高采收率困难。绒囊流体中囊泡在高渗通道低流动阻力诱导下进入并大量堆积,降低高渗通道与低渗通道间流动阻力差,促使驱替介质转向进入低渗区,提高油藏采收率。选择45 mm×45 mm×300 mm渗透率200~1200 mD人造岩心,模拟多种渗流通道,并联渗透率10~1200 mD的岩心模拟非均质储集体,驱替压力为0.11~0.57 MPa,水驱和聚合物驱后,高渗与低渗岩心原油采收率差值为16.69%~37.93%,且随渗透率比值的增大而增大。随后注入0.6 PV绒囊流体,低渗岩心原油采收率较高渗岩心高11.15%~19.97%,驱替压力为33.89~39.12 MPa,高渗与低渗岩心内流体流动阻力差反转,驱替介质转向进入低渗岩心,原油采收率提高8.17%~11.54%,提高驱油效果显著。在克拉玛依油田七东1区砾岩油藏TX井和TY井应用,分别累计注入绒囊流体150 m3和123 m3,井口压力升高4.70 MPa和1.28 MPa,对比注入前后90 d,日产油量分别提高64.15%和17.74%,整体含水率下降7.94%和10.91%,说明绒囊流体辅助聚合物驱提高采收率可行。