储层残余油生物气化技术现状与展望

油田开发到一定阶段,现有的方法难以进一步提高采收率。为了延长油田的开发寿命,可通过微生物的作用将油层中的残余油转化为甲烷气进一步开采,从而大幅度提高油藏的利用价值。该思路中,残余油转化为甲烷气的转化速度和转化程度是技术的关键。通过分析国内外研究成果,提出了通过调控油藏中微生物活动将残余油转化为甲烷气采出的技术路线。     

对残余油进行生物气化以延长油田开发寿命

在2次或3次采油之后,油藏中仍有大量原油残留下来,利用生物技术把这些目前看来没有经济价值的残余油转化成天然气,有可能成为延长油田开采寿命的一个新路径。大量实验资料和现场观察表明,微生物能够把残余油转化为生物甲烷。在这个体系中除能检测到活的生物体存在外,天然气中甲烷同位素变轻、二氧化碳同位素增重、湿气被生物降解、地层水中溶解无机碳同位素重、原油组成在油柱上呈梯度变化等都能指示生物甲烷形成过程的存在。刺激生物气形成的方法包括增加反应物中氢的含量,注入含氮、磷、钾的各种化合物以增加微生物所需养分,根据地质、地球化学及微生物学分析调整微生物生存环境以及清除微生物代谢中间产物等。由于不同地区的地质、水化学及微生物存在巨大差异,刺激微生物活性的方式可能各不相同。     

华北宝力格油田水处理系统微生物群落结构及多样性分析

在华北宝力格油田水处理系统的三相分离器与反应池之间加入激活剂,采用16S r DNA高通量测序技术,研究三相分离器、反应池、过滤器和喂水泵4个水处理节点水样中微生物(细菌和古菌)群落结构及多样性,并分析不同水处理节点水样中驱油功能菌含量。研究结果表明,各水处理节点水样的细菌和古菌群落结构存在差异。三相分离器、反应池、过滤器和喂水泵处水样中细菌群落中的优势菌分别为弯曲菌科、红长命菌属、红长命菌属和固氮弧菌属、地衣芽孢杆菌属;三相分离器和喂水泵处水样中古菌群落中的优势菌均为甲烷食甲基菌属。喂水泵处细菌和古菌多样性较前一个水处理节点减小,说明微生物群落结构由复杂向简单发展。喂水泵处驱油功能菌含量最大,这些驱油功能菌注入地下后可发挥驱油作用。     

驱油微生物

从华北油田采出液分离得到一株采油菌LQ1。实验表明,该菌株能降低原油的含蜡量、凝固点、粘度、界面张力和发酵液的pH值,含蜡量从32.4%降至28.5%,凝固点从36℃降至31℃,粘度从151.5 mPa·s最终降为79.4 mPa·s,界面张力13.6 mN/m降为8.4 mN/m,pH由7.2降为6.1。物理模拟驱油实验表明,该菌株能大幅度提高高温稠油藏的原油收率,对四个油藏采收率提高幅度分别为3.2%、6.8%、9.4%和11.5%。该菌株经16SrDNA序列分析鉴定为嗜热脂肪地芽孢杆菌Geobacillus stearothermophilus。     

基于高通量测序技术研究页岩气区上方微生物多样性

微生物油气勘探技术近年来已成为油气地表勘探技术中新兴的勘探检测技术。为进一步了解油气田上方的微生物信息,对页岩气区上方微生物多样性进行了研究。采用高通量测序技术研究了川东南丁山地区油气微生物物种丰度、群落多样性等特征。鉴定出了3种主要油气微生物：甲基嗜氧反硝化菌（Methylophilales）、甲基孢囊菌（Methylocystis）、甲基球菌（Methylococcus）,值得进一步做生化研究,可以作为潜在油气微生物指示菌。3种微生物发育丰度与丁山地区逸散区域分布具有较好的匹配关系。高通量解析技术能够在丁山地区油气微生物研究中有很好的应用,得出了基岩样品中微生物分布的特征,并与焦石坝地区油气微生物进行了初步的差异性分析,鉴定出的潜在油气指示菌值得进一步研究。     

单井化学示踪剂测残余油饱和度段塞解释模型

提出了用于单井段塞式注入化学示踪剂测残余油饱和度的理论解释模型,即段塞解释模型.与以往脉冲式解释模型比较,该模型既符合矿场实际的注入条件,即段塞式注入,又不要求示踪剂是纯净的,使得示踪剂费用降低90%以上,适用于关井期间地下示踪剂带无显著飘移的矿场测试结果的解释.数值模拟表明,原始示踪剂与次生示踪剂回采剖面体积(称为滞留体积)的比值对扩散不敏感.该解释模型与数值模拟确定的残余油饱和度之间的误差小于0.5%;与单井的脉冲解释模型对比,解释精度提高2%.     

MF微生物驱油先导试验

沙二上2+3油藏为高渗油藏,随着长期注水开发,由于层内非均质性增强,水淹快,采出程度低,层系开发的层内矛盾加剧。分析历年驱油存在的问题,发现常用的驱油技术(聚合物驱,表面活性剂驱,碱驱,复合驱)适应性变差,深度有限,只能提高一定的波及系数,而不能提高洗油能力,随着驱油轮次的增加,已不能达到预期的效果。MF微生物是一种新型的驱油剂,MF微生物驱油技术是结合生物聚合物和EPS的研究成果,开发的一项提高采收率的新技术。室内试验表明,MF微生物在注入水环境中生长繁殖良好,并对硫酸盐还原菌有较强的抑制作用。2006年在沙二上2+3油藏的2个井组进行先导试验,对应的8口油井见到很好的增油效果,累积增油2 448 t,具有广阔的应用前景。     

本源微生物驱油数学模型研究

在分析目前国内外描述微生物采油的几种数学模型的基础上,结合本源微生物驱油的特点提出了三维三相多组分的本源微生物驱油数学模型,考虑了微生物及其代谢产物以及各代谢产物之间协同作用对原油物性和油层物性的影响,并给出了求解方法。     

“原始油—可动油—残余油”之间的关系趋势

用常规测井资料分析薄互层时,须用到“S_(xo)—S_w”间的关系,本文以中子寿命“测—注—测”资料及其对应部位上的声感组合资料为基础,获取S_(or)和S_o,从而得到S_o—S_w之间的统计趋势,并对该结果中有关的物理现象作了必要的分析。     

西门子S7-200可编程控制器在气化油点火技术中的应用

以西门子S7—200PLC为核心。利用火检探头。温度、压力等传感器，结合STEP 7 MicmwIN V3．1以及ProTool Pro CS工业组态软件完成了对点火过程的自动控制。实现了西门子S7—200PLC在大型发电厂410吨级蒸汽锅炉“气化油直接点燃煤粉技术”中的应用。提高了锅炉点火系统运行的自动化水平。     

Bio-char influenced indigenous microbial stimulation for oil contaminated soil remediation in Northwest China

This research uses Illumina high-throughput sequencing method showing that Proteobacteria, Actinobacteria, and Fimicutes were the most influential phyla in the biodegradation process, Firmicutes and Deinococcus-Thermus were positively affected by the changes of nutrient amendments. Firmicutes can be seen as an indicator of degradation rate. Dietzia and Halomonas were the most dominant genus in Biochar and Blank degradation processes for oilfield contaminated soil in Northwest China.     

Phragmites stimulation and natural attenuation of indigenous microbial community accelerated bioremediation of oil contaminated soil

Illumina high-throughput sequencing method was used to reflect fluctuation of indigenous microbial community during phragmites stimulation process in this study. Results showed Proteobacteria, Fimicutes, and Actinobacteria were most influential in process, Firmicutes and Deinococcus-Thermus were positively affected by nutrient amendment. Firmicutes can be seen as indicator of degradation rate. Dietzia, Salinimicrobium, and Halomonas were the most dominant genus in both Phragmites and Blank setups. These results indicated phragmites addition improved the efficiency of biodegradation and significantly regulated the microbial community structure and functions during remediation process.     

油气微生物分子勘探技术与初步应用

油气微生物勘探技术因其多解性小、信噪比高、受环境影响小、经济快速的特点,越来越受到勘探家的重视。随着高通量测序、分子生物学技术及生物信息学的快速发展,从微生物群落整体的角度描述特定油气指示微生物的变化,已成为未来微生物勘探技术的重要发展方向。介绍土壤样品采集、DNA提取与分析、判别模型建立和有利区预测等4个油气微生物分子勘探技术关键环节,并针对土壤DNA提取和油气指示微生物检测进行重点阐述。工业级DNA提取技术研究发现,Griffth方法提取并纯化土壤微生物DNA效果最佳。针对大样本量工程,使用高通量移液工作站和商用多孔板DNA抽提试剂盒可大幅提高勘探效率;综合稳定性同位素探针和高通量测序的分子检测技术研究探明了典型含油气区主要油气指示微生物菌种分布规律,高频油指示菌(AMNR族)为节杆菌、分枝杆菌、诺卡氏菌和红螺菌,高频气指示菌为甲基球菌、甲基杆菌、甲基孢囊菌。微生物分子勘探技术在鄂尔多斯盆地杭锦旗地区的初步应用表明,该技术在黄土塬地貌区油气识别精度显著提升,在含油气性评价方面效果良好,为鄂尔多斯盆地北部致密气有利区带筛选提供了参考依据。