凝膠輔助微生物驅在寶力格油田的現場應用

王志強，崔延杰，游靖余吉良，史磊，郭素貞

（ 中石油華北油田分公司采油工程研究院，河北任丘062552）

劉振東

（中石油華北油田分公司第一采油廠，河北 任丘062552）

楊志穎

（中石油華北工程建設公司，河北 任丘062552）

華北二連寶力格油田為采用常規注采井網開發的低溫普通稠油油藏，開發矛盾突出表現在油水黏度比高，儲量難以高效動用。主要表現在：一是油品性質差，以高蠟（11.2%～24.6%）、高膠質（27.8%～50.2%）為主體，原油黏度高，注水指進導致水驅效率低；二是儲層非均質性強，平面和縱向矛盾大，造成水竄和水驅波及體積小。由于油品性質差，油水黏度比高，單純采用常規的可動凝膠調驅難以取得理想的效果和經濟效益，為提高油田開發效果，結合寶力格油田油品性質差、儲層溫度低的特點，探索并試驗研究了微生物驅工藝技術。利用微生物提高原油的流動性，對吸水剖面差異大的井先進行可動凝膠調驅，提高微生物的掃油面積，從而提高驅油效率。

1 驅油機理

1.1 微生物驅油機理

微生物通常通過其代謝產物（氣、有機酸、生物表面活性劑和生物聚合物等）起作用。因此驅油機理具有多樣性：①產生的二氧化碳、甲烷、氮氣和氫氣溶于石油中，使原油黏度降低，并提高地層壓力，有助于石油有效驅替，讓死油活躍起來；②醋酸、丙酸、丁酸和乳酸等有機酸使碳酸鹽巖溶解，提高孔隙度和滲透率，從而提高采收率；③生物表面活性劑（糖脂，氨基酸脂，磷酸脂和脂肪醇等）可降低油與巖石以及與含水相之間的界面張力，同時在毛細管壓力作用下誘使油釋放出來；④生物聚合物堵塞高滲透通道，起到調剖的作用［1］。

1.2 可動凝膠驅油機理

弱凝膠調驅機理是利用地面注入設備通過控制合理的注入參數使其優先進入高滲透層段或孔道，在儲層溫度條件下交聯形成凝膠，增加高滲透層段或孔道的滲流阻力，從而提高低滲透層段或孔道的吸水能力，實現液流轉向，擴大掃油面積，提高驅油效率［2］。

2 配方試驗

2.1 試劑

菌種，代號為HB3、Ⅳ、Z－2、H、LC和JH，中國石油勘探開發研究院廊坊分院提供，北京捷博特能源技術有限公司生產；營養液體系包括工業葡萄糖、酵母浸膏、蛋白胨、氯化銨、磷酸二氫鉀等，均為工業品；聚丙烯酰胺，分子量大于1800萬，北京恒聚公司；有機鉻交聯劑和調節劑，華北油田油聯化工廠。

2.2 設備

搖床、恒溫烘箱（上海實驗儀器廠）、布氏旋轉黏度計（美國熱電公司）、TX500C旋滴界面張力儀、滅菌鍋等實驗設備。

2.3 微生物菌種優選試驗

二連寶力格油田投入開發的有巴19、巴38、巴48和巴51等4個主力斷塊，各斷塊儲層溫度和原油性質均有一定的差異，選用中國石油勘探開發研究院廊坊分院微生物中心提供的上述6種菌液進行進一步優選和復配，以提高微生物的驅油效果。

1）微生物乳化評價 將一定比例的菌液、原油接入含滅菌的營養液和地層水的溶液中，在地層溫度（58℃、38℃）下搖床培養7d，然后取出觀察原油乳化情況。重點以原油性質差異大的巴19和巴51斷塊原油為代表進行試驗，各斷塊原油與注入水乳化情況如表1所示。

表1 菌種對不同斷塊原油乳化情況

由表1結果可以看出，HB3、Ⅳ、H和Z－2對巴19斷塊原油乳化能力強，均能達到4＋級以上；JH和LC對巴51斷塊原油乳化能力強，均能達到5＋級。因此后面試驗巴19斷塊采用HB3、Ⅳ、H和Z－2進行試驗，巴51斷塊采用JH和LC進行試驗。

2）降低界面張力試驗 將一定比例的菌液接入含滅菌的營養液和地層水的溶液中，在地層溫度（58℃、38℃）下搖床培養3d，取培養液與原油用TX500C旋滴界面張力儀在65℃、3000r／min條件下測定界面張力，并以空白作對比，計算不同菌種的界面張力降低率，見圖1和圖2。圖1和圖2結果表明，加入微生物菌液可以有效降低試驗油藏的油水界面張力，從而提高驅油效率。

圖1 巴19斷塊不同菌種界面張力降低率

圖2 巴51斷塊不同菌種界面張力降低率

3）微生物復配乳化評價 將按一定比例復配的菌液、原油按要求濃度接入含滅菌的營養液和地層水的溶液中，在地層溫度（58℃、38℃）下搖床培養7d，然后取出觀察原油乳化情況。巴19斷塊選用HB3、Ⅳ、H和Z－2復配；巴51斷塊選用JH和LC復配，試驗情況如表2和表3所示。

表2和表3結果表明，采取菌種復配的方法，其乳化等級均可達到4＋級。為了便于菌種制備，巴19斷塊選用HB3∶Ⅳ∶H∶Z－2＝1∶1∶1∶1復配菌種，巴51斷塊選用JH∶LC＝1∶1復配菌種，乳化效果都在5＋級。

表2 巴19斷塊菌種復配對原油乳化情況

表3 巴51斷塊菌種復配對原油乳化情況

2.4 可動凝膠配方優選

寶力格油藏各斷塊的儲層溫度為38℃和58℃，油藏溫度低，采用清水配液，通過試驗優選可動凝膠配方為：聚丙烯酰胺1000～2000mg／L，交聯劑為有機鉻，聚交比25∶1～30∶1，調節劑濃度300～450mg／L，穩定劑300～500mg／L。凝膠性能：交聯時間4～6h，凝膠黏度1200～4000mPa·s。

3 現場試驗

3.1 微生物吞吐試驗

為了驗證微生物對寶力格油藏的適應性，在微生物驅之前進行了單井吞吐試驗，并對試驗井在微生物吞吐前后取樣測量原油黏度變化情況，通過12口井試驗對比，微生物吞吐前后原油黏度對比，下降14%～76%，平均下降35.7%，說明微生物對原油有較好的降黏作用，可有效提高原油的流動性。

3.2 可動凝膠輔助微生物驅礦場試驗

寶力格油田自2006年開始實施微生物驅，為提高微生物驅油效果，對油藏吸水性好、吸水剖面差異大、對應油井含水高的井先注入可動凝膠，關井使可動凝膠交聯。然后再注入微生物和營養液，注入微生物菌液濃度1%，營養液濃度0.8%，注入時間2～3mon，注入周期3～6mon，通過油井產出液菌濃監測，當菌濃低于105個／ml時開始下一輪次的注微生物。

該技術自2006年起在二連寶力格現場實施，至2013年底，累計增油9.64×104t，目前油田產量保持穩定，為低溫普通稠油油藏的高效開發探索出一條新的渠道。

4 認識與結論

1）微生物可有效降低原油黏度，增加原油的流動性。

2）現場應用證明，可動凝膠輔助微生物驅是提高低溫普通稠油油藏開發效果的有效方法之一。

［1］許大名.低滲透油田微生物采油技術研究 ［J］.內蒙古石油化工，2011（7）：167－168.

［2］陳玉軍，巨登峰，李勝華，等.弱凝膠與微生物調驅連作技術的研究 ［J］.特種油氣藏，2005，12（1）：84－86.