靖安油田微生物吞吐采油试验研究

靖安油田微生物吞吐采油试验研究张用德中石油海洋工程有限公司研究中心北京（100176）摘要:简要阐述了微生物采油技术的发展、采油机理和施工方式，根据靖安油田的地质特点进行了生物菌的优选并进行了现场吞吐试验，试验结果表明：对于靖安油田的低渗、裂缝砂岩油藏，微生物采油技术是有效的，提高了采收率。具有良好的发展前景。关键词微生物采油采收率试验ResearchandApplicationofMicrobialEnhancedOilRecoveryinJing’anOilfieldZhangYongdeTheInstituteofCPOE,Beijing,100176,ChinaAbstract:Thispaperbrieflypresentsthedevelopmentoverviewofmicrobialenhancedoilrecovery(MEOR)technology,expoundsthefactofexecutionwaysinoil-field,andthebiodegradationfunction.Accordingtodepositgeology,fluidcharacteristicofJing’anoilfield,bycomparativelyanalyzingthetestresults,someexperiencesweregainedintheapplicationofmicrobialoilrecoverytofracturedlow-permeabilityJing’anChang6reservoirs.TheresultindicatesthatMEORcanimprovetherecoveryratioeffectively，andhasbetterdevelopmentprospects.Keywords:microorganism,production,recoveryfactor,application作者简介：张用德：男，1973年出生，山东东平，工程师。1997年毕业于大庆石油学院采油工程专业，2007年获中国石油大学（北京）硕士学位，现在中石油海洋工程有限公司研究中心，主要从事海上油气田开发研究工作。（电话：[phone]；e-mail:[e-mail]）1.概述1901年前苏联的舍科和J.B.Davis提出微生物对原油有影响作用，1926年，美国的Beckman提出微生物采油技术设想；1945年，美国的Zobell首次进行微生物采油的现场试验。近年来，微生物采油进入一个新的发展时期。美国在微生物采油技术研究领域一直比较活跃，自20世纪80年代开始，几乎每年都举行地区性会议或国际会议。1978年至2000年，由美国能源部支持立项的微生物采油技术研究项目39项。俄罗斯在油藏本源微生物驱油提高采收率技术方面开展了大量研究，其技术水平在国际上具有代表性。1983年至1999年，该技术应用于罗马什金等油田高含水区块，增产原油55万吨[1]。国内微生物采油技术发展较快，在应用方面，大港、胜利、辽河、吉林、大庆、华北、新疆等油田近年来先后开展了大量的微生物采油矿场试验，成功率约70%至80%，投入产出比约为1∶5。2．微生物采油原理[2-3]2.1直接改变原油组分将原油中的长链饱和烃降解为中短链烃，使饱和烃平均分子链长变短，起到降低原油粘度，改善原油的流动性的作用。2.2改变驱油环境①生物气体提高原油采收率微生物在代谢过程中能产生CO2、CH4、H2、N2等气体。气体溶解在原油中，可以降低原油粘度，增强原油流动能力；气体以小气泡形式存在时，可以增加油层压力；另外气泡的贾敏效应还会增加水流阻力，提高注入水波及体积。②产生的醇、有机酸等有机溶剂提高采收率产生的醇、有机酸可以改变岩石表面性质和原油物理性质，使吸附孔隙岩石表面的原油被释放出来，并易于采出地面。产生的酸性物质与地层的垢、岩石进行反应，垢、碳酸盐部分被溶解，地层的渗透率增大，驱替效果得到提高。③生物表面活性剂提高采收率表面活性剂能降低油水界面张力、改变油藏岩石润湿性，使吸附在岩石表面上的油膜脱落。④生物聚合物提高采收率生物聚合物可以改善地层渗透率，选择性封堵地层。增加水相的粘度，降低水相的流动性，控制高渗地层的流度比减少指进和过早的水淹。3.微生物采油的主要方式[2-4,5]目前阶段，常用的微生物采油方式主要有：3.1微生物水驱原有注水管线只要在地面添加专用的注入设备就能继续使用。通过注水管线将菌液直接注入油层，微生物不断繁殖，并不断产生代谢产物，如表面活性剂、有机酸、甲烷等，达到提高原油采收率的日的。3.2微生物单井吞吐通过油套环形空间或者高压泵车泵入方式将菌液直接注入近井地带，利用微生物解决油井生产中的多种问题，比如降粘、防蜡、解堵、延长热洗周期等，替代常用的化学药剂。3.3微生物选择性封堵把能产生生物聚合物的微生物注入地层，使微生物在高渗透区代谢生成大量的高分子聚合物，有效封堵地层岩石表面的孔隙喉道，降低渗透率。3.4内源微生物驱油目前国内最新应用的微生物采油技术是内源微生物驱油，主要是利用油层内原有的而不是外界投加的细菌进行驱油，内源微生物对地层适应性强但菌种复杂，不易做出筛选，效果有待验证。4．靖安油田地质、流体特征与菌种的驯化4.1靖安油田地质、流体特征靖安油田大路沟二区三叠系长6油藏为典型的特低渗油藏，本区储层主要为一套中～细粒长石砂岩，岩性致密、储层物性差，非均质性强，微裂缝发育，平均孔隙度为12.46%，平均空气渗透率为1.58×10-3μm2，平均含水饱和度53.0%，油藏埋深1660m。平均砂体厚27.4m，有效厚度19.1m。油藏原始地层压力10.4MPa，饱和压力6.02MPa，地面原油粘度9.68mPas，比重0.8647g/ml，沥青质含量5.09%，凝固点21.9℃，，原始气油比59.9m3/t，井温一般在40～60OC。4.2菌种库菌种驯化目前菌种库具有能够乳化原油，降低油水界面张力及原油粘度的，微生物调驱应用菌种120余株；包括枯草芽孢杆菌（Bacillus.subtilis）、短芽孢杆菌（Bacillus.brevis）、红串红球菌（Rhodocoocuserythropolis）、铜绿假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa）等具有较高地位的采油用菌；菌种多样化，可以充分发挥不同菌种的不同作用；利用微生物菌种库，通过细菌间的相关性试验，将不同的性能的菌种进行组合，形成30多个性能稳定的微生物菌种组，可用于不同的油藏条件。通过耐温耐矿化度试验、菌种生长试验、菌种代谢产物定性定量分析、菌种发酵过程中表面张力变化，优选以下七种菌，进行了优化配比。菌种特性表菌组号产气产酸表面活性剂生物聚合物主要性能HS19++++++产生物聚合物，堵塞高渗层，扩大波及率HM20++++++++产生气体、醇类，减小原油粘度HM18++++++产生气体、醇类，减小原油粘度H9_3++++++产生物表面活性剂、降低表面与界面张力H19_4++++++++能使长链烃降解，减小原油粘度，同时有产酸和产表面活性剂能力H17_2++++-+产生酸性物质，溶蚀岩石，增大绝对渗透率H13_1++++++++产酸和表面活性剂，提高原油流动性5.应用试验5.1开展微生物吞吐采油试验可行性研究（1）选井原则[4]由于微生物有自身的局限性，所以不是所有的储层都适合采用该项技术。美国能源部提出的微生物采油油藏最佳筛选条件是：底层深度小于2400m，矿化度小于105mg/L，油层温度小于77℃，地层渗透率大于0.05um2，剩余油饱和度大于25%，原油密度大于0.9659g/cm3，原油含蜡大于5%，产出液含水大于25%，单井控制面积小于16200m2。鉴于本次施工的试验性，放宽了选井条件，对一些渗透率较低(0.01um2≤k≤0.05um2)及其他措施不见效的油井进行了试验。（2）风险分析微生物吞吐采油先导试验采用风险合作的方式，以油井是否增油为评价微生物单井吞吐采油技术现场试验是否有效，报酬与油井增油多少挂钩。可采用多轮次吞吐。假设：第一轮：100口井50%有效；投入：200吨菌×5000元/吨=100万元产出：50口井×0.2吨/天×90天=900吨×4000元/吨=360万元第二轮：有效井50口100%有效；投入：100吨菌×5000元/吨=50万元产出：50口井×0.2吨/天×60天=600吨×4000元/吨=240万元可进行第三轮、第四轮等。5.2试验结果（1）现场试验：从2006年7月至今（2007年10月），进行微生物吞吐施工35口，平均单井用菌1.8吨，有效井85％，有效井平均单井日增油1.2吨，有效期最短35天，最长已达90天以上。对有效井的第二轮试验，有效率90％以上。罗41-28井，该井2004年6月20日投产，投产初期日产液14.88m3，日产油11.4t，含水9.9％。目前（06年10月）日产液5.49m3，日产油3.93t，含水15.8％。该井生产层位为长612，认为该井近井地带油层堵塞，2006年5月对该井长612实施酸化后，增油幅度较小。2006年10月，对该井进行微生物吞吐施工，注入生物菌2.5吨。措施前后产状对比见下图。罗41-28井微生物吞吐前后产状对比图施工后,平均日产液9.5m3，日产油6.35t，含水24.5％,有效期78天。效果较好。（2）产出物分析：试验后进行原油组分分析，发现原油组分发生了变化，原油中重质成分含量降低，原油粘度减小。这是酸化等其他措施所不能达到的。6.结论及建议对于低渗、裂缝发育的靖安油田，微生物吞吐采油试验是成功的。我国低渗、裂缝性油藏储量很大，建议进一步加大试验的规模，并可考虑进行微生物调堵试验的可能，为进一步推广微生物采油技术，做好充分的前期技术储备。参考文献1.雷光伦.微生物采油技术的研究与应用[J].石油学报.2001,22(2):56~61.2.吴坛珍.微生物提高原油采出率的室内研究[J].生物加工过程.2003,1(2):53~58.3.孙建峰.微生物技术在石油开采中的应用[J].资源与产业.2006,8(1):58~61.4.李艳春等.微生物提高采收率技术在吉林油田的应用研究[J].石油勘探与开发.2002,9(6):94~96.5.南国立等.微生物采油技术在中原油田的应用试验[J].江汉石油学院学报.2003,25(6):112.