生物活性劑在低滲透油藏開發中的應用

摘要：低滲透油藏開發過程中，由于受到原油性質和地質結構的影響，會引發很多問題。經過多年的探索和研究，將生物活性劑應用到低滲透油藏開發中取得了顯著的效果。文章介紹了活性劑作用機理，并對生物活性劑在低滲透油田解堵中的具體應用進行闡述分析，以期為我國低滲透油藏的開發提供參考性建議。

關鍵詞：生物活性劑；低滲透；油藏開發

中圖分類號：TE312 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）16-0060-02

生物表面活性劑是微生物產生的生物化合物，并且該化合物具有一定的表面活性。通過對分子結構的研究發現它里面含有極性和非極性基團，屬于中性兩極分子。分子結構中的親水基團由非離子或者離子形式的氨基、羥基或肽鏈組成，疏水基團主要由不飽和、飽和脂肪酸等物質組成。對于分子量較大的蛋白質或者多糖復合物等生物表面活性分子，可以有其他分子組成疏水和親水部分。

生物表面活性劑能夠在不同界面之間整齊地排列成分子層，從而降低界面的能量。它在研究兩相物質傳遞以及流變學特性方面具有重要意義，除此之外它還擁有較好的化學穩定性。

1 活性劑作用機理

低滲透油藏的物性較差，導致水、油界面之間的張力較大，而且擁有較大的毛細管阻力，在注水驅油操作時效果不明顯。不過生物表面活性劑能夠克服這些缺點，它和原油界面的張力顯著降低，從而提高驅油效果，在現代低滲透油藏開發中應用十分廣泛。下面對其作用機理做個簡單的介紹。

1.1 驅油能力顯著

地層中流體和原油界面之間具有較大的張力，從而嚴重影響驅油效果。生物活性劑和原油界面的張力較小，從而增加油相的濕潤接觸角，使原油的附著能力和濕潤張力下降顯著，這樣一來殘余油能夠分散許多體積較小的油滴，從而有利于驅動，大的原油分子因此受到影響重新移動，移動的過程中不斷的變形。這時不斷增加生物活性劑注入量，活性劑濃度隨之增加，使那些在移動時變形的殘余油拉成較細的油絲。

1.2 減小親油空隙介質毛管阻力

在油濕空隙介質中，水驅油時毛細管力成為阻力。不過生活活性劑能夠降低水、油界面之間的張力，增大油和地下巖石表面的濕潤接觸角，以此降低毛細管阻力。另外生物活性劑粘度比水高很多，從而能夠有效地控制流度，使添加活性劑的注入水進入半徑更小的喉道，以此提供驅油工作效率。

1.3 驅替出孔道末端的殘余油

隨著驅替液不斷的注入，加入活性劑的驅替液能夠降低附著在巖石表面的油溶性物質的溶解度，使其發生解吸。同時加上活性劑具有粘彈性的特點，在離心拉伸作用的影響下驅油效率顯著提高。

1.4 促使原有乳化

表面活性具有乳化作用且其復合體系屬于水溶性物質，因此，二元復合體系在驅油過程中，能夠促使殘余油形成許多水包油型的小油珠，這些小油珠一般不會輕易地粘連在巖石表面，而是伴隨著活性劑一起通過孔隙介質，從而提高驅油效率。

2 生物活性劑在低滲透油田解堵中的應用

2.1 油井阻塞

低滲透油藏受到地表物性以及原油本身性質的影響，容易使油井地帶受到污染，造成這種情況出現的原因主要有以下兩點：

2.1.1 原油中含有的雜質較多，主要包括膠質、臘等，隨著開采的進行，壓力逐漸變小，溫度逐漸降低，在井筒附近蠟和其他雜質會沉淀下來，增大流體流動的阻力，從而將滲流孔道阻塞。

2.1.2 采油時一般會使用修井等措施，不可避免地出現碎屑，這些碎屑積累到一定程度也會阻塞孔道；一般低滲透油藏中含有的粘土類物質較多，當采出液由油層向井筒附近滲流時，生產井壓力會逐漸降低，從而使井筒周圍附近沉積大量礦物雜質，使孔隙效果大大降低。

當遇到孔道較大時流體速度會增加，使孔道的滲流能力大大降低，從而使殘余油的飽和度增加，嚴重影響油井的產油量，不利用原油的開采。

在礦場做單井微生物吞吐實驗，結果顯示微生物能夠有效降低井筒周圍膠質、石蠟等雜質的沉淀，使原有粘度大大下降，提高原油的流動性能，降低結蠟速度，延長了清蠟周期，以此提高原油產量。

經過認真的理論研究，我國部分油田開展了生物活性解堵實驗，使生物活性劑在解堵中的研究又邁進一步。在解堵試驗中通過對實驗前后相關資料進行綜合分析發現試井曲線斜率有減小的趨勢，流壓出現了不同程度的上升，生產壓差逐漸降低，滲透率提高污染系數由正變成負，這足以說明解堵非常有效，同時井儲結束時間便提前，續流明顯降低，提升了近景地帶的導流能力。通過對試驗結果分析得出微生物解堵效率顯著可達80%以上，而且使內外油井的有效期顯著增加。

2.2 提高驅油效果

在驅油過程中使用活性劑主要有以下作用：生物活性劑在孔道中產生親水膜，減小油和油井之間的附著力，在油層中活性劑能夠達到同樣的效果，促使原油產量大大增加；油層中的顆粒可以吸附活性劑中的菌體，增加顆粒周圍的極性，減小顆粒和巖石之間的作用力，在一定程度上清除雜質對孔道阻塞，保持孔道暢通無阻，以此提高滲透率；另外，活性劑能夠選擇性地將飽和蠟降解為不飽和烴，降解過程中微生物會吸收其他雜質，并利用表面產生的各種酶類物質提高降解效率。利用微生物降解能力將原油中的重質物質降解，從而降低原油的凝固點和粘度，達到改善原油物化性質的目的。

通過分析有關資料發現生物活性劑解堵能夠改善油井產液剖面，當注入活性劑后油層動用程度較原來提高了三分之一，使油田的產量大大增加。活性劑中的微生物對原油具有降解作用，在解堵過程中微生物降解了原油中重組分烷烴，從而使原油中的輕質組分顯著提高，同時將油層中出現的泥垢和蠟等雜質加以清除，增加采出油中的烴

組分。

3 結語

隨著科技的發展，生物活性劑應運而生，被廣泛應用在我國許多油田開采中，尤其在低滲透油藏的開采中取得了顯著的成就。生物活性劑在低滲透油藏解堵過程中發揮著不重要作用，它能夠減少原油中的雜質在油井附近沉積，提高原油產量，并且在驅油效果上仍表現出了較大優勢，能夠降低原油的性能參數，比如粘度、凝固點等，有效改善原油物化性質。

但是生物活性劑的生產需要投入大量的成本，為了降低生物活性劑生產成本投入，提高生活活性劑性能，還需要加強這方面的技術研究，從而為我國低滲透油藏的開發提供技術和方法的支持，促進我國低滲透油藏開發的發展步伐。

參考文獻

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[2] 周效全，范波.試論油田化學藥劑與表面活性劑的關系[J].石油與天然氣化工，2002，（1）.

作者簡介：王銳楠（1984—），男，供職于長慶油田分公司第五采油廠，研究方向：石油工程。