低滲透油田本源微生物調剖驅油技術研究及應用

劉向偉，傅 波，田育紅，饒天利，侯艷紅，張文來

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

低滲透油田本源微生物調剖驅油技術研究及應用

劉向偉，傅 波，田育紅，饒天利，侯艷紅，張文來

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

近年來，隨著油價的上漲和大慶油田聚合物驅油取得明顯效果，提高采收率技術再度受到各油田的重視。2009年以來，長慶油田采油三廠著手對本源微生物的研究，提取本油田油樣，研究適合低滲透油田的本源微生物，利用本源微生物改善注水井吸水剖面、提高驅油效率，取得了較好的措施效果，并形成了本源微生物的配型、篩選、注入用量、注入參數等微生物調剖驅油技術體系，在6個井組開展試驗，達到日增油83.2 t，累計增油733.4 t，實現了油田負遞減的開發目標，成為低滲透油田侏羅系提高采收率可供選擇的主體技術之一。

低滲透；本源微生物；調剖驅油；提高采收率

1 低滲透油田提高采收率技術現狀

與國內其它油田相比，長慶油田屬于典型低滲、特低滲油田，其采收率還比較低，具有較大的提高采收率潛力。中石油股份公司平均標定采收率35%左右，長慶油田的平均標定采收率為21%,油田每提高一個百分點，油田將新增2500萬噸可采儲量。

長慶采油三廠原油年產量400萬噸以上，是長慶油田的第一大采油廠，全國第四大采油廠，其采收率的提高對中石油整體采收率的提高和國家能源安全未來發展具有重要的意義。

長慶采油三廠提高采收率技術的現場試驗可以追溯到1998年，在五里灣油田開展注烴氣驅，后因為氣源供應不足停止試驗。近年來，隨著油田開發技術的不斷進步，已經形成了堵水調剖調驅、井網加密調整、精細分層注水、表面活性劑驅、氣體驅等多項提高采收率技術，并針對三疊系不同的油藏區塊和油藏特征，形成了成熟的低滲透油田提高采收率技術系列和相關配套技術。但針對侏羅系油藏，提高采收率技術較為匱乏，隨著油田開發時間的延長，多數油田步入中高含水開發期,提高侏羅系油藏的水驅效果，從而提高水驅效率，成為了低滲透油田提高采收率技術的難題。

2 本源微生物驅油機理

油藏特定的地質條件，要求有特定的能夠在油藏生長繁殖的菌種，本源微生物是利用油田采出的油水樣，進行分離出來的微生物群落和菌種進行研究，利用原有菌種，進行改善、培養，然后再次注入地層，從而改善吸水剖面，提高驅油效果。

2.1 驅油機理

長慶低滲透油藏本源微生物驅油，其有效成分包括生物酶、生物表面活性劑、生物醇以及活的細菌。生物性驅油劑注入地層后，菌體及合成的聚合物可以起到堵水、調剖的作用，發酵液中的生物酶可以迅速有效地降解孔喉中的烴類、纖維素、蠟質等有機成分；生物表面活性劑、生物醇可以降低油水界面張力、剝離巖石表面的油膜、乳化烴類成分、降低原油與巖石的黏附；微生物驅油劑中的細菌則可以在地層中長期存在而持續發揮作用。從而達到對注水井剖面調整，持續提高注水井的驅油效率，提高采收率的目的。

2.2 微生物對油藏的適應性評價

利用微生物合格石油微生物學的研究方法，分析油水樣中的微生物群落，涉及本源微生物的菌群主要有六類，好氧菌主要有氫氧化菌和腐生菌，厭氧菌主要有發酵菌、無極物產甲烷菌、有機物產甲烷菌以及有害的硫酸鹽還原菌。通過室內研究發現，在六類微生物中，好氧的氫氧化菌和厭氧的發酵菌是該技術的主要兩類有益菌群。研究結果表明，不同類型的微生物需要達到一定數量才能對調剖驅油具有一定效果，其數量的基本值在102～103個/毫升。

通過對本源微生物的性質特征研究，通過巖芯滲透率和地層模擬試驗，得出了該微生物的適用范圍。

表1 生物性驅油技術適用范圍

3 侏羅系油藏的特質特征

3.1 地質特征

針對采油三廠靖安侏羅系油藏，為河流相沉積砂體，單個油藏規模小，主要呈土豆狀不連續分布于ZJ2、ZJ4、盤古梁區西南和五里灣區等地區。延9、延10是侏羅系主要油藏，為河流相沉積，砂體厚度變化較大，主河道和分支河道砂體厚度一般大于20 m，最厚可達80 m以上；河漫灘砂體厚度相對較小，一般小于20 m。巖性以灰綠色中細粒長石砂巖為主，平均空氣滲透率1.0～2.0 mD，物性相對于三疊系長6油藏較好，油藏埋深1100～1500 m。

3.2 儲層物性

油井產量與構造位置有關，處于鼻隆軸部的油井，其試油產量相對較高，產無水原油的機率也大，具有低密度、低黏度、低凝固點的特點，平均地面原油相對密度 0.857～0.868 g/cm3，地面原油黏度 7.68～10.19 mPa·s，瀝青質含量2.44%～3.29%，凝固點15～22℃，無酸敏—弱酸敏、無水敏—弱水敏、無速敏—弱速敏巖石。油藏分布于砂體厚帶、砂層頂面海拔變高的部位。地層水總礦化度隨油藏埋深由淺到深依次增大，原油密度、黏度隨油藏埋深由淺到深依次減小，原始氣油比、飽和壓力由淺到深依次增大。

4 施工參數選擇

4.1 注入量的確定

根據施工井的儲層物性，合理選擇微生物的注入量。用量設計按如下計算公式：

其中 Q—微生物驅油劑用量，m3；h—有效油層厚度，m；φ—地層有效孔隙度，%；R—處理半徑，m；

生物性驅油劑段塞組成按照，調剖微生物段塞：驅油微生物段塞=2：1。

段塞1：3%調剖生物及營養液（排量35 m3）。營養液組成：淀粉、蔗糖、氯化銨等。

段塞2：2%驅油微生物及生物酶（排量35 m3）。

4.2 注入段塞設計

擠注分2個段塞完成，間隔7天。

第一段塞注入調剖微生物，提高注水壓力和水驅波及范圍。

第二段塞注入洗油微生物，提高采油效率。

4.3 注入工藝

采用配水間注入，一次在區塊內注入3～4個井組，對措施效果分析具有較好的參考意義。

圖1 微生物調剖驅油注入工藝流程圖

5 現場實施及效果

采油三廠在2010年、2011年分別選取3個井組進行微生物調剖驅油試驗，均取得了較好的措施效果。降低自然遞減8%，實現了油田開發負遞減的目標。

2010年，在靖安油田侏羅系盤33-21區開展微生物調剖試驗，3個井組對應9口油井，措施后，注水壓力上升1.4 MPa，對應井組產液量平穩，綜合含水率由64.2%降為61.5%，日產油量由22.8上升到24.5 t,截止目前累計增油2741.8 t，提高采收率6.2%，2011年，該區自然遞減為-2.8%，實現了自該油田2003年開發以來，首次負遞減的目標。

2011年，在盤古梁侏羅系塞248區擴大微生物調剖驅油試驗，3個井組對應15口油井，措施后，注水壓力上升0.9 MPa，對應井組產液量平穩，綜合含水由61.5%降為57.8%，日產油量由78.9 t上升到83.2 t,截止目前累計增油733.4 t，提高采收率2.1%，措施后吸水剖面明顯好轉，吸水厚度由6.3 m增加到7.4 m，吸水更加均勻。

6 結論及認識

（1）本源微生物對油層具有較好的適應性，注入的微生物在地層中可以進行正常的繁殖代謝，同時其個數能夠達到一定的數量級，從而起到驅油的作用，對低滲透油田侏羅系調剖驅油具有較好的效果。

（2）微生物具有調剖和驅油雙重作用效果，在低滲、特低滲孔隙油藏區塊通過驅油后，在壓力不升或微降的情況下，剖面改善明顯，說明微生物有一定的解堵功能，該技術是低滲、特低滲區塊調剖效果變差后改善開發效果和提高采收率的有效技術手段。

（3）本源微生物調剖驅油技術的試驗成功，為長慶侏羅系油田堵水調剖和提高采收率技術提供了可供參考的新途徑。

[1] 沈平平編著.提高采收率技術進展[M] .北京：石油工業出版社，2006.

[2] 康萬利,董喜貴，等.三次采油化學原理[M] .北京：化學工業出版社，1997.

[3] （美）米卡爾J.?？酥Z米德斯等著,張保平等譯.油藏增產措施[M] .北京：石油工業出版社，2002.

TE357.9

A

1673-5285（2012）04-0095-03

2012－02-11

劉向偉，男（1980-），2003年畢業于西南石油學院石油工程專業，采油工程師，現為長慶油田采油三廠采油工藝研究所提高采收率室主任。