低滲透裂縫性油藏微生物調驅室內研究

曹　晶　許耀波　宋淵娟　許　飛　田喜軍

摘要：低滲透油藏主要開發技術是在強化地質認識基礎上，以酸化壓裂、完善井網、細分開采、叢式井配套為主的水驅技術，由于天然裂縫發育，在注水開發過程中呈現出油井產水快速上升、產能下降、供液能力差、低產低效的局面。為改變這種局面，對延長油田唐80區從54井組微生物調驅進行室內評價研究。微生物采油是一種經濟有效的技術，是油田開發后期一種重要的提高采收率技術。針對井組油藏的特點，根據微生物驅提高采收率技術路線，對菌種進行篩選及評價，對初步篩選的2種微生物菌種在室內進行了基本性能評價，并進行微生物菌液物理模擬實驗，綜合評價和研究驅油技術提高采收率的能力。實驗結果表明，利用微生物對該類油藏進行調剖驅油，能明顯改善注采狀況，對區塊起到降水增油的作用。為更好地在低滲透性油田應用微生物采油技術，提供了經驗和依據。

關鍵詞：低滲透；裂縫性油藏；微生物驅；室內研究

中圖分類號：TE357.4文獻標識碼：A

前言

油田注水開發后期，由于低滲透儲層存在天然裂縫發育，導致油井含水急劇上升，產量迅速下降，油藏采出程度低，進一步提高低滲油藏采收率的技術方向在于改善油藏的非均質性及提高洗油效率。在現有提高采收率技術中，化學驅投入大，受技術經濟界限的限制，部分化學劑對人體有害或污染地層，在施工中具有一定的局限性。微生物調驅技術是一項能通過現有生產井提高油井產量和采收率的新技術，以其成本低、適應性強、作業簡單、對產層無傷害和無環境污染問題等優勢已經得到了越來越廣泛的應用。微生物調驅技術通過對注水井進行調剖，使調剖驅油這兩項技術的長處得以充分的發揮，實現調剖驅油功能的累加，最大限度地提高有限驅油的技術經濟效益。因此，開展微生物調驅提高采收率技術室內研究。

1菌種篩選

針對延長油田唐80區的油藏條件，開展微生物菌種篩選。將采集到的樣品接入分離培養基中于35℃進行菌種的富集，好氧菌48 h、厭氧菌7 d后轉接人新鮮的培養基，反復轉接3次，將培養好的菌液用固體培養基進行菌種的分離。經分離純化，篩選到能在35℃環境下良好生長的菌種4株，其中產聚合物菌2株，產表面活性劑菌2株。經過進一步優化，其中篩選出產表面活性劑菌F1—2、產聚合物菌E1—3為實驗菌種。

2微生物菌種的性能評價

2.1產表面活性劑菌F1—2

2.1.1菌株的性能特點

菌株F1—2的細胞呈桿狀，大小為(0.3～0.5)×(2.0～3.0)μm，菌落很小，表面光滑。接觸為酶陰性，不能水解脲酶、淀粉，不能還原硝酸鹽和亞硝酸鹽，不能利用檸檬酸鹽。

2.1.2菌株性能評價

2.1.2.1菌株對原油的降解、降粘和降凝作用

測試了菌株F1—2對原油的降解、降粘和降凝作用(表1)。F1—2對甘谷驛油的降解率為44.3％，降粘率可達41.7％，凝固點降低3.5℃。

2.1.2.2菌株F1—2對巖石表面的作用

灰巖試片經過菌液作用后，接觸角有一定程度的降低，表明F1—2具有一定改變巖石表面性質的能力(圖1)。

2.1.2.3菌株對液體石蠟和原油乳化效果

在以原油為唯一碳源的無機鹽培養基中接入該菌株，35℃、120 r／min培養7d后，液體石蠟顆粒都乳化成小液滴，均勻分散；原油明顯乳化分散，呈現出油一水乳濁液。

2.2產聚合物菌E1—3

2.2.1菌株的性能特點

菌株E1—3為革蘭氏陽性細菌，桿狀，大小為(0.4～0.7)×(1.5～2.5)μm，有芽孢，芽孢端生或次端生，橢圓或稍膨大；周生鞭毛，能運動。菌落形態邊緣不規則，在含葡萄糖平板上呈黏液狀，半透明。

2.2.2菌株性能評價

2.2.2.1 E1—3菌胞外多糖的分析

EPS樣品經酸水解在層析圖譜中呈現Rf值很接近的單糖斑點，表明樣品由Rf值相近的幾種單糖組成。與樣品斑點相近的單糖標準品有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖以及阿拉伯糖，為進一步確定單糖組分進行了氣相色譜，實驗表明樣品由3種單糖組成——甘露糖、葡萄糖和半乳糖。

2.2.2.2菌株E1—3產胞外聚合物的透射觀察

通過透射電鏡可以觀察到，在菌體生長初期不分泌胞外多糖，當細菌生長到后期(鞭毛逐漸脫落)，向胞外分泌出大量細絲狀的多糖產物(圖2)。說明該菌在生長中后期才分泌胞外多糖物質，推測可能是細胞進入營養缺乏后的自我保護狀態，對于實際應用，可以將該菌培養至中后期，并且少加營養，以期獲得胞外多糖的分泌。

3微生物調驅室內實驗研究

微生物驅物模實驗采用微生物驅油物理模擬系統，模擬試驗區塊油藏壓力、溫度、孔隙度、滲透率和飽和度，流體的礦化度和pH值等基本參數，研究連續驅替條件下微生物在多孔介質中生長代謝規律和流體性質變化規律，代謝產物分析以及微生物驅油性能評價。

3.1微生物封堵實驗

3.1.1實驗條件

實驗所用裂縫性巖心直接用天然巖心制作而成，將巖心沿長度方向從中間鋸開，然后用環氧樹脂重新粘結在一起。模型基本保持了砂巖的原始孔隙結構，也保持了大部分膠結物和填隙物，模型孔隙結構和潤濕性與實際油層基本一致。

實驗所用地層水樣取自甘谷驛油田唐80區塊生產井井口，該區塊油藏埋深為353.6～539.0 m，油藏溫度為35℃，地層壓力為8MPa。用于巖心中微生物生長和繁殖所需的營養物主要包括碳源和氮源。營養液用地層鹽水配制，各營養組分濃度分別為：葡萄糖10.0g/L，硝酸鈉2.0 g／L。調節pH值至7.0～7.5。

向每組巖心中注入調剖微生物0.25 PV及其營養物0.1 PV，然后置于35℃的條件下培養20d，以1.0 mL／min速度進行2次水驅，使產出液含水達到100％，待巖心入口和出口端壓差達到穩定后，計算注入調剖微生物后巖心滲透率。

3.1.2實驗結果與討論

巖心在微生物生長前后的滲透率變化見表2。

由表2可知，注入調剖微生物后，裂縫是流動阻力最小的通道，所以注入流體的大部分都將沿著這一通道向前流動，注入菌體產生的具有封堵性能的聚合物能進行有效地封堵，引起滲透率明顯下降，封堵率平均為82.5％。

3.2微生物驅油模擬實驗

3.2.1實驗條件

為了更好地模擬試驗區塊油藏地質實際情況，本實驗對天然巖心進行了人造微裂縫處理，實驗用油為中性煤油(經硅膠或白土處理脫掉極性物質的煤油)，實驗用水為巖樣同層地層水，溫度為35℃。注入一定體積菌液(E1—3和F1—2)，營養液和激活劑，恒溫培養15 d后用實驗用水驅替至產出液含水100％。

3.2.2實驗結果與討論

天然巖心滲透率為11.2×10^-3～16.8×10^-3μm²，屬于低滲透巖心。注入菌液E1—3為富產聚合物菌(調剖菌)，F1—2為富產生物表活劑菌。微生物提高采收率幅度較大，最高達到9.5％，最小值也達到6.6％。同時從表3還可以看出，在微生物注入量相同的情況下，不同營養液注入量影響微生物最終提高采收率值，隨著營養液和激活劑注入量的增加，微生物提高采收率的幅度也增加。B—3最高達到9.5％，其次B—2為8.6％。實驗結果表明，唐80塊水驅后微生物驅具有進一步提高采收率的潛力，提高幅度平均為8.2％。

4結論

(1)菌液基本性能評價結果表明，篩選出的2種菌種具有良好的生長代謝功能，其中F1—2菌液具有表面張力低、降低原油黏度能力和乳化能力高的特點。

(2)室內實驗結果表明，用富產聚合物菌液進行調剖，協調效果顯著，封堵率平均為82.5％。

(3)對唐80區通過室內實驗研究結果表明，水驅后的微生物驅具有進一步提高采收率的潛力，提高采收率6.6％～9.5％。

參考文獻：

[1]肖淑梅.低滲透性油田微生物采油技術研究與實踐[J].中國科技信息，2006，17(2)：106～108

[2]姚濤.適合葡萄花油田微生物驅菌種的室內篩選與評價[J].遼寧化工，2007，36(6)：401—406

[3]賈振岐，覃生高，田利.低滲透油藏微生物的調剖驅油[J].大慶石油學院學報，2006，30(1)：106～108

[4]魏春林.陜北油田微生物調剖研究與應用[J].機械管理開發，2006，21(4)：62～64

[5]楊朝光，趙燕芹，陳洪，王從領.明一西區塊油藏深部調剖／微生物驅礦場試驗[J].油田化學，2006，23(4)：366～368

[6]孔祥平，賀元旦，張翰，等.冀東油田微生物驅油技術室內研究[J].西安石油大學學報(自然科學版)，2006，21(6)：44—48

[7]趙麗娟.微生物采油技術在低滲透油田的應用[J].石油鉆探技術，2005，33(3)：61—63

[8]羅強，蒲萬芬，羅敏，趙金洲.微生物調剖機理及應用[J].地質科技情報，2005，24(2)：101—104

[9]段景杰，趙亞杰，呂振山.高含水油田微生物調剖技術[J].油田化學，2003，20(2)：175—178

[10]韓建華，李占省，巨登峰，宋義偉.提高微生物驅油效果的物模試驗研究[J].鉆采工藝，2003，25(6)：86—88

編輯方赟