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。     

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。     

具有弥散和扩散模拟功能的三维三相聚合物驱油数学模型

为使数值模拟技术能更加准确地描述聚合物驱油过程发生的复杂物理化学现象,研制了具有弥散和扩散模拟功能的三维三相聚合物驱油数学模型.建立了描述聚合物和阴阳离子在多孔介质中运移的物质传输和驱油机理数学模型,从对流、弥散和扩散等方面描述物质运移过程,从弹性、黏性和多种相对分子质量聚合物混合特性描述聚合物驱油机理;将物质传输和驱油机理数学模型与油气水三相黑油数学模型合成并求解,形成聚合物驱油数学模型.模型能够模拟黏弹性和多种相对分子质量聚合物驱油机理以及化学物质在多孔介质中运移所发生的对流、弥散、扩散、吸附等物化现象,可以进行聚合物驱油的机理研究、现场方案优化和开发效果预测.     

微生物水驱传输组分模型模拟器

微生物驱油是一种经济有效的三次采油方法。文中针对微生物在水油性油藏中的传输驱油问题进行渗流数学理论研究。根据石油微生物学的多孔介质中微生物传输作用机理,建立了适合于两种微生物多种组分相互作用的组分模型。利用先进的数值模拟理论,研制了油藏数值模拟组分模型模拟器,从而为微生物驱油的油田开发问题研究提供了理论方法和数值模拟工具。该模型模拟组分为12个,除考虑水、油特性外,全面考虑了微生物的生长与衰竭、竞争排斥、诱导、阻遏、乳化、降解、扩散、沉浮、吸附等特性。模拟结果表明：该模型模拟器具有较强的功能,能深入细致地反映微生物的传输运移机制和各个组分的物理化学反应规律,可对微生物驱油的各类问题进行全面的研究。参11（朱维耀摘）     

克拉玛依油田空气辅助微生物驱油室内研究

针对克拉玛依油田油藏地质条件,室内进行了兼性采油菌的好氧、厌氧培养和代谢原油性能测定及空气辅助物理模拟驱油试验。结果表明,在好氧条件下,兼性采油菌的生长繁殖能力和代谢原油的性能都优于厌氧条件;空气辅助微生物驱比单一微生物驱提高最终采收率3.75个百分点,能进一步提高微生物驱油效果。     

微生物在油层中的运移能力及规律

为研究微生物在油层中运移的能力,进行微生物在多孔介质中的运移实验,结果表明,微生物通过多孔介质的能力很强,这种能力可能来自于微生物菌体的柔性变形和动力定向性,微生物可用于渗透率在30×10-3μm2以上油层采油;发现微生物运移时具有对流扩散特征,且吸附滞留明显.在实验研究基础上,建立了微生物运移的一维单向和径向扩散数学模型,并得到了包括吸附在内的解析解,可用于计算微生物驱油时的油井见效时间和油井中微生物产出时间.通过拟合实验曲线,得到了微生物在多孔介质中的对流扩散系数和最大吸附常数,计算结果表明,运移时微生物浓度下降很快,有效作用范围很小,因此选择在油层中有快速繁殖能力的微生物注入和适当补充注入营养液十分必要.图4表1参8(雷光伦摘)     

渗透率对菌体调剖驱油效果的影响

为了探究菌体调剖驱油在提高原油采收率方面的能力和适用条件,通过并联均质胶结岩心构建了非均质油藏模型,利用物理模拟驱油实验分别研究了不同渗透率和渗透率级差条件下的菌体调剖驱油效果。结果表明,菌体调剖驱油效果与渗透率大小和渗透率级差密切相关。当油藏渗透率为101.84×10~(-3)～741.87×10~(-3)μm~2、渗透率级差为0～8.01时,菌体调剖驱油可最大提高采收率5.10百分点。当渗透率级差增大到7.28时,菌体吸附滞留所形成的调剖作用无法明显改善储层非均质性,不能达到调剖驱油的效果。菌体调剖驱油效果随着综合渗透率的增大而降低。研究结果对于深化微生物采油机理的认识和判定微生物采油的适用条件具有一定的指导意义。     

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。     

微生物提高采收率数值模拟研究现状

微生物提高原油采收率的机理主要包括微生物本身对原油的直接作用和微生物代谢产物对油层的间接作用,通过对中外比较典型的数学模型及应用进行对比分析,详细阐述了现阶段微生物驱油数学模型的优缺点、应用情况及存在的问题,认为微生物提高采收率数学模型发展的关键是对微生物在多孔介质中运移规律及增产机理的完善.为体现出模型的可靠性及实用性,应对所建模型进行敏感性分析、简化模型方程和优化解法,从而实现矿场试验方案的编制.     

安塞油田微生物驱油提高采收率机理研究

通过室内实验对安塞油田在用的微生物驱油菌种铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌进行生长活动规律研究、运移能力评价、降解原油机理分析和油层解堵能力研究,分析了微生物驱油提高采收率机理。数据表明绿铜假细胞单菌、枯草芽孢杆菌在安塞油田长6油藏中具有较好的繁殖能力和运移能力,浓度3%微生物溶液可有效地改善原油物性,使原油中轻质烃组分增加,重质烃组分减少,使油藏从亲油转变为亲水,提高洗油效率。并且微生物溶液的代谢产物还可有效地解堵油层无机和有机堵塞,提高油藏渗透性。     

微生物采油增产机理及应用

将微生物注入油藏，滞流在油藏岩石孔隙中的微生物发生生化反应，可产生表面活性剂、溶剂、醇类、可溶气、酸和聚合物等。这些微生物的代谢产物通过降低原油表面张力和粘度，可提高岩石孔隙介质中原油的流速，增强洗油和驱油效果，提高原油采收率。该技术在国内、外老油田三次采油应用中取得了良好的效果。     

芳6断块微生物驱油数值模拟

根据微生物在多孔介质中运移的规律，微生物在驱油过程中的生长与衰竭、深积、趋化性、扩散、对流弥散和培养基消耗以及微生物对原油的降解、乳化等特性，建立了适合微生物驱油的数学模型。利用该模型系统地研究了驱替过程中微生物浓度、注入段塞尺寸和注入方式对微生物驱油效果的影响。     

单家寺油田单12块内源微生物驱油试验研究

针对单家寺油田单12块的开发和地质现状，对单12—16井组油水样进行了内源菌群落特征分析，并在此基础上进行了内源微生物激活试验研究，筛选出了适合单12块的ST-12系列激活剂。利用该系列激活剂进行了内源微生物物理模拟驱油试验，模拟结果表明，通过激活内源微生物可在水驱基础上提高采收率7％以上，说明内源微生物在激活后具有较好的驱油能力。在现场试验区，共注入激活剂17轮，累积增产原油2700t。     

华北油田微生物单井吞吐采油技术应用

简略地介绍了微生物采油技术的发展概况、增产作用机理及华北油田微生物采油技术的应用情况,通过30口可对比试验井的效果分析,总结出了微生物单井吞吐采油的适用范围、见效特征及选井中应注意的几个问题,指出室内菌种筛选技术是微生物采油成功的关键,微生物注入量、注入周期的合理确定是影响经济效益的重要因素。微生物单井吞吐是小断块、连通状况差、地层温度低的"土豆"油藏很好的增产措施。     

微生物与三元复合驱结合提高采收率研究

大庆油田稠油酸值低,影响三元复合驱的应用效果,为了进一步提高稠油采收率,提出微生物与三元复合驱结合的开发思路。进行了菌种作用后稠油性质的变化、作用后稠油对三元体系界面张力的影响、菌液注入拌气比例及微观模型驱油和物理模拟驱油实验等研究,结果表明,微生物作用后稠油性质得到改善,流动性变好,作用后稠油酸值较未作用稠油提高20倍以上,与三元体系界面张力进一步降低。室内物理模拟驱油实验表明,先注入0.05 PV菌液,再用三元体系驱替,比单独化学驱油采收率增加8.66%。应用微生物技术与三元复合驱结合的方法,可以进一步提高采收率,降低三元复合驱成本,为低酸值油藏提供一种?济有效的开采方法。     

微生物采油实验室研究及矿场试验

针对青海七个泉油田实际情况,筛选出3株试验菌。对其耐温、耐盐性进行了考察,试验结果表明,试验菌在温度60℃,矿化度12万ppm条件下能大量繁殖。该试验菌对原油进行处理后,原油的粘度、蜡含量及延国点均降低。室内模拟试验表明微生物驱油可在水驱油后再提高采收率10%以上。在矿场进行了微生物单井吞吐试验,结果表明微生物采油技术可有效地清除井筒及近井地带的石蜡,降低原油粘度,改善原油的流动性能,提高原油产量。该技术施工工艺简单,成本低,不污染地层和环境,是一种经济有效的提高采收率的方法。     

分子采油的概念、方法及展望

分子层面的认识与控制已成为现代科学技术发展的一种必然趋势,但在油气田开发领域还未引起足够重视。基于分子模拟取得的一些成果和认识,首次提出了分子采油(分子采气)的概念,并对其内涵、现状和发展趋势进行了分析。国内外其他学者在表面活性剂驱油、聚合物驱油及CO₂-EOR等方面也取得了一些相关研究成果,在一定程度上丰富了分子采油的内涵。依靠以分子动力学和量子化学计算为代表的分子模拟技术,结合以色谱、光谱、质谱与核磁共振等为代表的现代实验技术,从分子层面深化认识稠油致黏机制和降黏机理,阐明油气分子在岩石表面的吸附、解吸附及滑移特征,提出了基于分子采油的新机理,设计了更具针对性的降黏剂、驱油剂、调堵剂及其他助剂材料分子结构。预计以分子模拟方法为基础的分子采油技术将在化学驱油机理、热采机理、CO₂驱机理、低矿化度水驱机理、页岩油气开采机理及天然气水合物开采机理等方面带来革命性的进步,为油气高效开采方法提供理论支撑。     

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。     

微生物驱油技术应用效果分析

微生物采油技术(MEOR)是利用微生物及其代谢产物增加原油产量的石油开采三次采油技术,具有改善吸水剖面和提高洗油效率的双重效果。通过在低渗、特低渗区块开展了微生物驱油工艺技术研究应用,为高压注水井剖面改善难题找到一条解决办法。