特高含水期微生物驅(qū)改善注水開發(fā)效果研究與應(yīng)用

陳 博，楊 靖，陳世棟，聶劍峰，陳 珂

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710200）

微生物采油是一項(xiàng)具有前瞻性的技術(shù)，微生物提高地層采收率的方法因其投資少、效益高和生態(tài)安全，受到人們的普遍重視。由于它們的生命活動(dòng)，地層的高滲透帶被封堵，注入地層的化學(xué)劑會(huì)在地層的非水洗低滲透帶再分配，目前在特高含水期改善水驅(qū)方面起到了很好的效果。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和礦場(chǎng)試驗(yàn)均表明，微生物的代謝產(chǎn)物，可改變油水相界面張力，增大水在高滲透帶的滲濾阻力和改變巖石潤(rùn)濕性。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)理論研究中應(yīng)加強(qiáng)目前進(jìn)行的微生物驅(qū)油模擬研究，篩選并確定最好的菌種、營(yíng)養(yǎng)物、代謝和生理特征，在基礎(chǔ)理論研究方面力爭(zhēng)有所突破，使微生物驅(qū)油開采技術(shù)獲得較高成功率[1-2]。

1 開發(fā)現(xiàn)狀

1.1 油藏概況

胡尖山油田A20區(qū)處于陜北斜坡的一個(gè)局部鼻隆構(gòu)造上，油氣聚集受構(gòu)造控制，油層為延9、延10層。該區(qū)主要受構(gòu)造控制，東部主要開發(fā)層系為延10層，中部開發(fā)層系為延9、延10層合采，西部開發(fā)層系為延9層。平均油層厚度6.8 m，平均電阻率12.6 Ω·m，平均孔隙度17.5%，平均滲透率75.9 mD，平均含油飽和度51.1%，地質(zhì)儲(chǔ)量162.94萬(wàn)噸。地層礦化度28~35 g/L，pH 值 6~8，地層溫度 55 ℃[3]。

1.2 A20區(qū)塊開發(fā)存在問(wèn)題

1.2.1 油藏能量保持水平低 隨著注水時(shí)間的延長(zhǎng)和累計(jì)注水量的增多，油藏的地層壓力穩(wěn)中有升，但從區(qū)塊分布來(lái)看，A20井區(qū)原始地層壓力保持水平較低，僅為原始地層壓力的60%。

1.2.2 油田開發(fā)至中后期，導(dǎo)致單井產(chǎn)能較低 目前油井小于1 t的井共13口，占油井總數(shù)的28.9%，其中：目前產(chǎn)量0 t的井共有7口，其中0＜Q＜0.5 t/d的3口；0.5≤Q＜1.0 t/d的3口，低產(chǎn)井中除套破井外，其它井均由于高含水致使產(chǎn)量較低。

1.2.3 油藏總體產(chǎn)量持續(xù)下降，兩項(xiàng)遞減較大 目前A20井區(qū)綜合含水均比較高，A20井區(qū)綜合遞減分別為15.7%，遞減較大主要原因由于綜合含水上升。

鑒于以上胡尖山油田開發(fā)存在的問(wèn)題，結(jié)合微生物特有性質(zhì)，同時(shí)解決其它驅(qū)油劑帶來(lái)的注入設(shè)備投資大、堵塞地層、原油脫水困難、催化劑中毒等難題，摸索適合胡尖山低滲透油田的開發(fā)模式，建立起有效驅(qū)動(dòng)體系，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效動(dòng)用，來(lái)探索解決胡尖山低滲透油田開采難度大、采出程度低這一問(wèn)題的新途徑。

2 菌種篩選及改善水驅(qū)效果性能評(píng)價(jià)

2.1 微生物菌種優(yōu)選

篩選菌種主要來(lái)源于A20區(qū)塊生產(chǎn)井產(chǎn)出液，經(jīng)過(guò)篩選、分離、富集、純化[4]等工藝篩選得到繁殖和代謝較好的三株菌，分別為產(chǎn)鼠李糖脂的假單胞菌、產(chǎn)脂肽的枯草菌和產(chǎn)海藻糖脂的節(jié)桿菌（見圖1~圖3）。

圖1 假單孢菌

圖2 枯草菌

圖3 節(jié)桿菌

表1 微生物菌液性能評(píng)價(jià)結(jié)果表

2.2 微生物菌種改善水驅(qū)性能評(píng)價(jià)

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)菌種為三株復(fù)配后的菌液，鑒于微生物菌種特殊的驅(qū)油機(jī)理，微生物菌種性能評(píng)價(jià)主要包括油藏配伍性、降粘、油水界面張力、表面張力、驅(qū)油效率[5-6]，性能評(píng)價(jià)結(jié)果（見表1），篩選出的菌種能夠適應(yīng)A20區(qū)塊油藏條件，很好的作用原油，室內(nèi)驅(qū)油效率在水驅(qū)的基礎(chǔ)上提高17.73%。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2013年在A20井區(qū)優(yōu)選采出程度低、含水較高5個(gè)井組開展先導(dǎo)性試驗(yàn)，結(jié)合微生物采油技術(shù)使用條件和驅(qū)油機(jī)理，采用“先調(diào)后驅(qū)，調(diào)驅(qū)結(jié)合”的思路，采用四段式注入工藝流程，段塞一封堵段塞，段塞二為高濃度微生物驅(qū)劑，段塞三為低濃度微生物驅(qū)劑，段塞四為高強(qiáng)度封口段塞，累計(jì)注入緩釋營(yíng)養(yǎng)劑、微生物菌液175.8 t，注入液5 500 m3，注入濃度3%，累計(jì)注入周期90 d。

3.2 整體效果

2013年實(shí)施后，截止至2014年2月8日，對(duì)應(yīng)21口井均見到了不同程度的增油效果，見效率100%，其中17口井明顯見效，明顯見效比0.76，單井日產(chǎn)油由0.33 t上升到最高單井日增油0.87 t，綜合含水下降到5.6%，日增油12 t區(qū)塊累計(jì)增油4 205.4 t，單井平均增油200.26 t，目前仍在有效期內(nèi)。

3.3 見效特征

3.3.1 注水壓力上升 從表2可以看出，微生物驅(qū)措施前后，注水壓力升高、視吸水指數(shù)降低，吸水厚度增加，措施后，改善了后續(xù)水驅(qū)效果，改變了后續(xù)水驅(qū)方向和面積。

3.3.2 水淹嚴(yán)重的井效果較差 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間注水開發(fā)后，由于非均質(zhì)性的影響，注入水在地層中的推進(jìn)并不均勻，突進(jìn)嚴(yán)重，造成注入水受效不均，因此對(duì)于高含水井，在注入井和生產(chǎn)井之間形成高滲透層，微生物在地層中增殖時(shí)間受限，導(dǎo)致微生物活性不高，因此為保證微生物能夠進(jìn)入新的作用空間、在地層中有足夠的繁殖、代謝時(shí)間，在注微生物之前，增加了封堵段塞，改善水流通道，保證微生物代謝產(chǎn)物的活性，能夠更好的作用于原油，見效特征（見表3）。

3.3.3 增油效果與菌種的數(shù)量和菌群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性相關(guān) 從試驗(yàn)井細(xì)菌監(jiān)測(cè)結(jié)果看，油水井連通狀況好，微驅(qū)油井見菌時(shí)間早、數(shù)量多。在油水井連通狀況相似的條件下，見菌時(shí)間越晚、細(xì)菌數(shù)量增加越慢增油效果越好（見表4）。

4 結(jié)論

（1）篩選出適合胡尖山油田A20區(qū)塊的3株本源微生物菌種，分別為產(chǎn)鼠李糖脂的假單胞菌、產(chǎn)脂肽的枯草菌和產(chǎn)海藻糖脂的節(jié)桿菌。

（2）篩選出的3株菌復(fù)配后能夠適應(yīng)A20區(qū)塊油藏條件，很好的作用于地層原油，降粘率62.05%，油水界面張力降低率95.08%，驅(qū)油效率比水驅(qū)提高17.73%。

表2 措施前后注水壓力統(tǒng)計(jì)表

表3 試驗(yàn)井見效特征分類表

表4 增油效果與見菌時(shí)間和菌群結(jié)構(gòu)的關(guān)系表

（3）試驗(yàn)表明微生物采油技術(shù)存在有效率的問(wèn)題，油井見效率70%左右，單井增油量0.44～1 452.28 t，平均單井增油量200.26 t。

（4）微生物驅(qū)存在合理時(shí)機(jī)問(wèn)題，室內(nèi)巖芯驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在油井含水為72%時(shí)為最佳驅(qū)油時(shí)機(jī)。因此在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，增加了封堵輔助段塞和關(guān)閉強(qiáng)水淹井等措施，保證了注入微生物的繁殖和代謝活性。

（5）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，微生物驅(qū)油特征主要表現(xiàn)為注入井壓力上升，改善吸水剖面。強(qiáng)水淹井效果較差。增油效果與見菌時(shí)間和菌群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相關(guān)。

（6）微生物驅(qū)油對(duì)采出程度相對(duì)低，綜合含水較高的侏羅系油藏適應(yīng)性較好，可以作為該類油藏后期提高采收率的有效手段，鑒于先導(dǎo)性試驗(yàn)取得的效果，下步將擴(kuò)大微生物驅(qū)油試驗(yàn)范圍，為低滲油藏提高采收率技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化推廣提供技術(shù)儲(chǔ)備。

[1]王惠，盧淵，伊向藝.國(guó)內(nèi)外微生物采油技術(shù)綜述[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2003，22（5）：49-53.

[2]汪衛(wèi)東.我國(guó)微生物采油技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].石油勘探與開發(fā)，2002，29（6）：87-90.

[3]陳立，陳世棟，張通，等.胡尖山油田微生物驅(qū)油技術(shù)效果評(píng)價(jià)[J].石油化工應(yīng)用，2013，32（10）：22-24.

[4]光烈錢，李華斌，黃磊，等.驅(qū)油微生物[J].石油化工應(yīng)用，2011，30（12）：11-12.

[5]王克亮，王繼紅，李世強(qiáng)，等.定邊區(qū)塊微生物驅(qū)油效果評(píng)價(jià)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2011，23（11）：5530-5532.

[6]鄭承綱.微生物提高采收率技術(shù)研究[D].北京:中國(guó)科學(xué)院研究生院滲流流體力學(xué)研究所，2010.