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。     

高温高压CO_2驱油微观机理实验研究

运用自主开发研制的高温高压微观实验系统模拟了不同温度、不同压力下,CO2在储层孔隙体、喉道中的变化状态.利用微观实验可视化、真实化的特点,对CO2与原油相互作用的机理进行了研究.解释了CO2驱油效率高于其他驱油剂的主要原因.为油田矿场CO2驱油技术的现场实施提供了理论依据.     

应用微观透明模型研究微生物驱油机理

在模拟大港油田官69断块油藏条件下,在微观透明仿真蚀刻模型上进行了该断块修选嗜热驱油菌种的驱油实验,在孔隙级别考察了微生物驱油机理。模型孔隙最大直径为800μm,最小直径为8μm,渗透率0.3-0.6μm^2。由实验观测得到该菌液的驱油机理如下：①乳化、携带并启动剩余油;②剥离油膜;③不动生物气的Jamin效应导致液流转向,可动生物气泡与粘附的细小油滴一起流动。在非均质透明薄板夹砂模型上进行菌液驱油,观察到显著的重力作用（菌液下移,气体上移）。     

孤岛油田南区不同驱替剂微观驱油机理实验研究

孤岛油田南区由于地下原油粘度较高 ,油水粘度比大 ,水驱油效率较低 ,油田综合含水已高达 91 1% ,采出程度为 2 2 6 % ,水驱采收率为 2 6 7%。为了进一步改善驱油状况 ,提高油田采收率 ,采用微观模拟技术研究孤岛油田南区在不同驱替剂 (油田污水、聚合物驱替剂、三元复合体系驱替剂 )条件下的微观驱油机理及效果 ,是很有必要的。1 建立微观模型微观模型也称为可视化微观地层模型 ,这类模型可以模拟多孔介质的空隙孔道 ,同时它是一种透明的模型 ,借助于显微放大设备就可以直观观察地层空隙内部流体的运动情况 ,研究流体在多孔介质中的渗流…     

砾岩油藏聚合物驱微观机理研究

应用微观透明仿真刻蚀模型和平面填砂模型研究了砾岩油藏聚合物微观驱油机理。微观模型驱油实验结果表明，聚合物可驱替砾岩油藏喉道和孔道中的剩余油，不能驱出盲端剩余油；油的流动机理，在亲水模型中以剪切夹带为主，而在亲油模型中以拉丝、桥接为主。平面填砂模型聚合物驱实验中明显看到形成油墙，波及体积增加，水驱剩余油明显减少。6种平面填砂模型聚合物驱提高采收率程度不同，最终采收率有较大差别。砾岩模型的最终采收率低于砂岩模型，这是由于砾岩油藏中不流通孔道和盲端较多，残留在其中的油较多。砾岩模型的非均质性越严重，聚合物驱的效果越好。砾岩储层岩心颗粒均匀充填模型的聚驱采收率增值为10．56％，主流线两侧充填密度不同的、主流线充填密度较高的及均匀充填的3个以陶瓷颗粒模拟砾岩颗粒的填砂模型，聚驱采收率分别为9．95％，9．06％及8．87％。聚合物驱仍能用于水驱后的砾岩油藏。图14表1参12。     

以烃为碳源的微生物驱油微观机理探索研究

在大庆油田油藏条件下,对所筛选的以石油烃为唯一碳源的兼性厌氧菌种(U1-6),在微观模型上进行了驱油实验,并探索性地研究了微生物驱油机理。研究结果表明,微生物因迁移作用布及整个微观孔隙,在油水界面上生长、繁殖,降解重质原油,改善原油流动性质,同时产生具有界面活性的代谢产物;通过乳化、润湿性反转以及微生物在位繁殖效应等综合作用,使得孔隙中的未动油被启动、油膜被剥离,并在大孔隙中聚并,随着后续水驱被驱出,达到提高采收率的目的。     

利用微观模型研究乳状液驱油机理

利用真实砂岩微观模型研究和分析乳状液在多孔介质中的驱油机理及其特性,结果表明,经过乳状液驱替后,水驱油形成的各类残余油均有减少.乳状液的驱油机理主要有两种：①利用乳状液堵塞大孔喉带产生的分流作用,减少绕流形成残余油的数量;②借助乳状液进入孔隙喉道中产生的挤压、拉、拽作用,有效驱赶分布在边缘及角隅部位的残余油.实验结果表明,经过乳状液驱替后,驱油效率可提高6%左右.图3表1参13     

应用微观模型研究NTCP泡沫驱油机理

在模拟文明寨油田的油藏温度，矿化度的条件下，用微观模型进行了NTCP（The New THree Composite Polymerfoam)泡沫驱实验，考察了泡沫的驱油机理，由实验观察得到泡沫驱油机理如下：（1）抑制了粘性指进，使液流改向；（2）剥离油膜；（3）气阻效应；（4）乳化，携带作用。NTCP泡沫驱综合了聚合物驱，气驱和表面活性驱三者的特点，应用前景广阔。     

表面活性剂驱的驱油机理与应用

通过对表面活性剂分子在油水界面的作用特征、水驱后残余油的受力情况以及表面活性剂对残余油受力状况影响的分析,对表面活性剂的驱油机理进行了评述。根据对国内驱油用表面活性剂研究现状的分析,结合目前开展的研究工作,认为开发研制廉价、高效表面活性剂是开展表面活性剂驱油及其相关驱油技术的关键,并对表面活性剂及其相关驱油技术的应用前景进行了展望。     

二元复合体系微观驱油机理可视化实验

针对胜利油区油藏条件,运用新型表面活性剂—聚合物二元复合体系,对其开展了微观模型(岩心薄片)驱油和常规柱状岩心可视化驱油实验.以水驱效果为基础,对比了表面活性剂、聚合物、二元复合体系的驱油效果,重点研究了微观孔隙中表面活性剂、聚合物以及二元复合体系的洗油和携油性能及其在驱油过程中的微观渗流特征,深入分析了二元复合体系的微观驱油机理.结果表明:与聚合物和表面活性剂相比,二元复合体系的驱油效果更好.在岩心薄片可视化驱油实验中,由于3种不同的驱替溶剂波及效率不同,最终导致驱替结束后岩心薄片中剩余油的面积有所不同,采用二元复合体系驱替后,剩余油的面积最小,表明其驱油效率最高,比聚合物和表面活性剂的驱油效率分别提高了2.59％和11.80％;对于常规柱状岩心,二元复合体系比聚合物和表面活性剂的驱油效率分别提高了1.43％和20.70％.     

Studies on the Production of Biosurfactant for the Microbial Enhanced Oil Recovery by Using Bacteria Isolated from Oil Contaminated Wet Soil

Abstract

There are obvious advantages of biosurfactants over chemical surfactants. The developing shortage of oil and rapid increase of oil prices is putting pressure on oil companies to recover as much oil as possible from the wells to sustain the oil economy. Therefore, there is a need to research some “super bugs,” which can produce active and stable biosurfactants in good yields. Five bacterial strains presently isolated from the oil-contaminated soil were selected for the screening for biosurfactant production, via three different methods: surface tension measurements, drop-collapsing test, and emulsification index (EI₂₄) test. Two thermophillic isolates coded as SGI and LFA were found to be the suitable candidates for biosurfactant production. In fact, the biosurfactant produced by the isolate SGI led to the reduction of surface tension up to 26 m/N/m; thus, SGI was selected for the further studies. Biosurfactant production by the thermophillic isolate SGI was found to be growth-associated in all conditions tested. Biosurfactant production using different cheaper carbon substrates was studied. The production of biosurfactant was also studied using isolate SGI, under different conditions of high temperature, NaCl concentration, pH, carbon source, and initial nitrogen concentration. The biosurfactant was found to produce a relatively stable emulsion with hydrocarbons at a wide range of pH. It was also found to be stable at various pH ranges (7.0–14.0) for SGI and was also found to be thermostable for 1 hr at 125°C, based on the value of surface tension. There is a wide array of further studies in the area of microbial enhanced oil recovery (MEOR) including further boosting the activity of the isolate by using adaptation, enrichment, and nutrient enrichment techniques.     

聚合物驱后多元调驱体系提高采收率研究

根据聚合物驱后提高采收率的需要,筛选了多元调驱体系的凝胶颗粒类型、交联剂最优浓度和洗油剂最优浓度,分别考察了单元注入体系(50 mg/L或100 mg/L交联剂、2000 mg/L阳离子凝胶微球,注入体积1 PV),二元注入体系(100 mg/L交联剂+2000 mg/L阳离子凝胶微球,注入体积1 PV)和三元注入体系(0.4 PV×2000mg/L阳离子凝胶微球+0.3 PV×100 mg/L交联剂+0.4 PV×2000 mg/L高效洗油剂)的调剖效果。实验结果表明:二元注入体系转水驱突破压力为3 MPa左右,而且压力整体波动范围和波动幅度都明显高出单元注入体系的,这说明二元注入体系调剖效果比单元注入体系的好;在水驱采收率39.65%、聚合物驱提高采收率18.38%的基础上,三元注入体系提高采收率22.82%;水驱和聚合物驱阶段注入压力较低,凝胶微球注入后压力迅速上升,交联剂的注入保持了压力,高效洗油剂驱使压力进一步上升,转后续水驱后压力下降并稳定在2 MPa左右;与二元注入体系相比,三元注入体系的后续水驱压力明显降低,这保证了在不影响调驱效果的同时还能降低后续水驱压力,因此多元注入体系具有更好的实际应用价值。图5表3参9     

一种耐高温耐盐泡沫酸起泡剂的筛选研究

根据120℃下对代表性中原砂岩油藏岩心的静态溶蚀性能,选出由12%盐酸、2%氢氟酸、3%有机酸、0.5%辅剂组成的混合酸液为酸化液的主体酸,为该酸液筛选了起泡剂。实验研究的起泡剂共6种,代号分别为:QP-1,阳离子型的1227;QP-2,非离子型的OP-10;QP-3,非离子型的AC1210;QP-4,两性离子的BS-12;QP-5,自制复合型;QP-6,阴离子型的K12。在水中,6种起泡剂起泡能力相差不大,1%溶液的起泡倍数在7~10之间,QP-5最大,QP-6次之。在混合酸液中QP-6不起泡,其余5种起泡剂的起泡倍数略有差别,QP-5最大,QP-4次之。QP-6除外的含1%起泡剂的混合酸液在不同温度下保持4小时,温度≥90℃时QP-2起泡能力大降,其余4种在120℃均可用。用质量比8∶1的NaCl+CaCl2调节含1%起泡剂的混合酸液的矿化度,矿化度≥1.6×105mg/L时QP-1失效,QP-5、QP-4、QP-3的起泡倍数分别为6.1、6.0、4.1。当含油量由0%增至30%时,1%QP-5在混合酸液中的起泡倍数仅由7.0降至4.9,QP-4、QP-3、QP-1均迅速失去起泡能力。代号QP-5的复合起泡剂可用于制备中原高温高盐砂岩油藏用的泡沫混合酸,用量0.8%~1.2%。图6表1参4。     

高浅北区稠油油藏空气泡沫驱实验

高浅北区稠油油藏平均地层温度65℃,原油地下黏度90.34 mPa·s,已经历多次调剖调驱,含水已达97%。为了寻找提高采收率接替技术,进行了空气泡沫驱室内实验研究。微观模型驱油实验表明,泡沫驱的主要机理是封堵和乳化作用。在静态空气氧化实验中,该油藏原油可在模拟油藏条件下缓慢氧化,氧化速率为（2.261×10^-5～2.448×10^-5 molO₂·h^-1·[mL(oil)] ^-1,随压力、温度升高而增大。在物理模拟驱油实验中,在水驱采收率12.35%的基础上,依次进行的空气驱、空气泡沫驱、后续水驱、后续空气驱分别提高采收率36.47%、14.12%、11.18%、0;驱替过程中产出气中CO₂和O₂含量变化指明原油发生了氧化;注入压力变化指明空气泡沫的封堵作用。对于高浅北区稠油油藏,空气泡沫驱是可行的。