微生物輔助化學驅驅油機理研究

符曉曼

摘 要：微生物采油具有適用范圍較廣，生產工藝操作簡單，是目前能有效緩解東部老油田高含水期的一個重要方法。通過對化學驅油后，油藏存在再次采油較難這一世界難題，在文獻及國外先進技術的指導下，試圖通過微生物輔助化學驅，提高油藏原有利用率，為油田增產增效。大慶朝陽溝油藏具有邊際油田這一特點，通過對該油田實驗研究，得出相關數據，豐富理論研究及教學實踐。

關 鍵 詞：化學驅油；微生物；油藏

中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）10-2388-03

Study on Displacement Mechanism of Microbe-assisted Chemical Flooding

FU Xiao-man

（Luoyang Vocational & Technical College，Henan Luoyang 471000，China）

Abstract： Microbial oil recovery has a wide range of application， the production process is simple， and it is an important method to effectively enhance the oil recovery in the high water cut stage of the old oil field in the East. Aiming at the problem that oil recovery of the reservoir after the chemical flooding is very difficult， through analyzing relevant literatures and foreign advanced techniques， the microbe-assisted chemical flooding method was put forward to improve the utilization rate of the original reservoir and oil yield. Daqing Chaoyanggou reservoir has the characteristics of marginal oilfield， through the experimental study of the oilfield， the relevant data have been got to enrich the theory research and teaching practice.

Key words： Chemical flooding； Microbe； Reservoir

現階段，在我國東部地區的大型油田，已經進入了高含水期，其油田開采不僅面臨著采收率低的弊端，同時也存在開采難度大、以及滲透率較低等難題。

油田在經過長時間聚合物驅油及注水驅油后，只剩下低滲透率及特低滲透率油藏含有大量原油，而且這部分原油通常表現為粘度很高，為了能在當前情況下，驅出這部分原油，我們試圖通過化學藥劑聚合物等來降低粘性，運用微生物在油藏中，可以提升油藏表面活性，從而有效提高原油的流動性，并積極提高當前油田的采收率。

1 國內外微生物驅油現狀

早在1895年就有相關的記載，記錄了由微生物作用產生的烴類現象，在1926年期間，亦有國外的相關學者證實這一觀點，證實在油層水中存在硫酸鹽還原菌，并包含一些其它的生理菌群。進而相關學者開始設想，利用微生物這一特點進行采油。在20世紀30年代到50年代，國外學者一致致力于對微生物驅油機理的室內研究及小規模實驗。

從50年代開始，蘇聯等西方發達國家深入研究細菌采油，但結果表明對低產油井效果較好，此后十余年雖然有成果，但都沒有具有深遠意義的成果研制成功。

在70年代，由于全球石油危機，美國等國家高度重視eor的研究。微生物采油相應也被人們所關注，到80年代末90年代初，生物工程技術及信息技術的快速發展，西方發達國家室內研究及礦場實驗效果良好。

美國每年有數量巨大的油井枯竭，而微生物采油在枯井實驗良好，能綜合利用井底剩余油，提高油藏利用率[1]。在1986年9月，俄克拉荷馬州的DelChilders油田中開展第一輪試驗，其先到試驗中在微生物驅油礦場進行試驗，一直持續到1989年12月試驗結束；通過該試驗中表明，對于所注入的微生物，可以在地層中進行生長繁殖，并同時形成有用產物， 提高原油產量，使原油開采量提升13%。并且在1990年6月，在同一油田中開展第二輪實驗，，他們在進行第一輪驅油試驗基礎上，擴大試驗區塊的礦場面積，在實驗結束后，該礦場的原油產量增加19.6 t。據估計全球有50%左右的油藏都適用該種方法采油[2]。

1955年國內微生物研究學者就對微生物采油進行深入研究，60年代中期培育出相關菌種，七五期間，微生物采油被列入國家科技項目，并在大慶油田進行試驗，在增粘性、耐溫性以及抗鹽性斷口進行驅油，其得出的性能效率良好；同時，在研究中，還在油層特定條件下注水油層微生物，得出微生物的生長發育規律。并且，在九五期間，在我國微生物采油研究方面，也取得很多項重大成果，許多研究機構，展開了大量的實驗研究，各大油田也相應在油田小區塊進行實驗，在高校對人才培養方面也是著重培養化學生物方法進行采油作業。自1995年勝利油田開采以來，先后對60多口油井進行處理，其平均有效率達到70%以上，累計應用該方法增油達9 000 t，發揮積極應用價值。

2 微生物輔助化學驅驅油機理

在一次采油之后，地層能量的減小，通過化學方法，物理方法，提高油藏采收率，是當前全世界油田工作者面對的主要問題，在各種提高采收率方法中，聚合物驅油最具有工業化生產基礎，能經濟有效的提高采收率，見效快，波及范圍廣，因此它的適用范圍廣，能提高油藏滲透能力，但聚合物驅油之后常常會出現污染，凝膠堵塞等現象。這一現象，目前是一個世界性的問題。

筆者通過閱讀文獻，及在教學中實踐，了解到微生物作用于油藏后，特別是枯井廢井，及聚合物驅油之后的油井[3]。微生物驅油具有成本低，見效快，注入設施簡單。且注入井下之后穩定性較好，不污染環境。受周圍酸堿性影響也較小，能有效的打開大通道。提高油藏采收率。

兩者單獨使用，采油效率，可見一斑。如果配合使用，國外學者通過研究表明，會取得良好的提高采收率效果。筆者就這一機理進行，大體分析。微生物采油主要利用微生物產物具有酸性，對于這些具有有機性的酸，可以有效的在儲油巖層溶解其孔隙中沉積的碳酸鹽，從而可以有效增加油層中的孔隙度與滲透率，較好的改善原油實際流動性[4]。并且，在酸與碳酸巖石發生反應后，還可以產生酸性的二氧化碳氣體，可以溶解在原油之中，使原油膨脹、增強其粘度，積極改善油田中原油的流動性，提高油田中的原油采收率。在加之聚合物在地下油藏能形成大型膠體，能為原油有效流入井口提供外力，提高油田采收率[5]。

3 應用實例

大慶油田采油十廠應用微生物輔助化學驅，小塊實驗表明，通過注入培養成熟的微生物菌種，配合聚合物驅油能取得良好的效果。以下是應用事例，筆者具體分析該方法驅油過程中的反應大致機理及取向，希望作用生產，提高油田采收率。

可以根據室內實驗的結果，并可結合相關調研資料，將微生物用量確定為50 mg/（L PV），同時，該試驗區塊的孔隙體積為163.2×104 m3，故此對于每周期中的微生物總用量為163.2 t。 期間注水，及聚合物驅油按原有方式保持不變。四個周期注入從2011年4月至2013年1月，累計注入量見表1。

表1 微生物菌液及營養液注入

Table 1 Microbial liquid and nutrient solution injection

井

號 第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 合計

菌

液 營

養

液 菌

液 營

養

液 菌

液 營

養

液 菌

液 營

養

液 菌

液 營

養

液

朝61-Y123 59.5 40 55 0 75.2 35.9 140 70 329.7 145.9

朝60-126 65.7 45 70.2 0 50.0 24.1 140 70 325.9 139.1

合計 125.2 85 125.2 0 125.2 60 280 140 655.6 285

圖1、圖2為生產中，操作流程，該流程在增壓注入，培養液混合方面較之國內大港油田，勝利油田均有所提高。

圖1 微生物驅油現場的液體注入流程

Fig.1 The liquid injection process of microbial oil displacement field

圖2 微生物驅油中注入固體激活劑的流程

Fig.2 The process of solid activator in the field of microbial flooding

從以上兩圖可以微生物溶于溶解液體，和聚合物混合置備成注入藥劑，配合注水井進入地層，驅油，由于注水井注水速度不變，因此地層能量沒有變化，不影響原有生產平衡。對于段塞式的注入流程中，可以在儲罐中儲存大量激活劑，從而可以一次性的把大劑量激活劑注入到驅油地層中，不僅可以增加驅油過程中的激活劑濃度，也可以避免注入過程中地層水稀釋激活劑濃度，確保微生物激活代謝的正常運轉。同時，對于持續式注入方式，主要適用在較低地層滲透率中運用，可以持續不斷的注入激活劑，從而可以長效的維持微生物生長代謝，對于該注入方式中，可以反映總體開發狀況變好。圖3為試驗區中，中高含水井生產曲線。反映出了在細菌輔助聚合物驅油，對產量的影響。

圖 3 試驗區中高含水井生產曲線

Fig.3 Production curve of the well with high water content in experimental area

根據試驗井區的開發動態，可見在井區中的低含水井沒有受效，其中高含水井的產量則由較為明顯的上升趨勢。關于目前開發中，井區增油已經累計達到7 652 t。 從微生物菌液及營養液注入后，觀察其水驅特征曲線，可以看出曲線偏轉向產油量軸，可以反映出該實驗區的總體開發狀況開始變好。

在中高滲透區域中，當微生物主要進入后，其產生的影響主要表現為以下兩方面：

（1）在宏觀角度來看， 對于微生物驅油試驗之中，以籠統方式注入微生物，且微生物主要是以水為載體的，可以在注入水運動過程中使微生物到達高滲透層。

（2）在中高滲透區域內，其微觀水呈相連續狀態，水相孔隙具有更大的半徑，這樣就會更有利微生物的個體通過這些孔隙。

可以通過多孔介質平行毛管模型以及試驗區孔隙度、滲透率，大致的計算出在油層中，其孔隙平均半徑達到 0.9 μm，當油層含水飽和度達到 43.5% ，此時的水相孔隙半徑平均達到 0.64 μm；當其含水在 60% ，則平均的水相孔隙半徑為0.7 μm；而對于微生物個體，其大小往往在 0.45 μm左右，所以在實際中油層滲透率相同時，油層的含水飽和度越高，就會越利于微生物的通過。同時，在檢測油井的產出液，在其中未檢測到營養物質竄出，同時對于其竄出液中，其存的葡萄糖濃度也遠遠低于20 mg/L，小于實驗中注入微生物質量的濃度，也就是說在生產井中，并未大量產出注入的激活劑。

4 結束語

綜上所述，運用微生物輔助化學驅油，聚合物在通過微生物輔助之后，可以達到減小地層污染這一目標。并且產量提高也十分顯著，建議國內外油田工作者，完善該采油方式，培養相關人才，作用生產，服務油田。

參考文獻：

[1]蓋立學，衛王艷玲，柏璐璐，等. 微生物采油技術在大慶油田低滲透油藏的應用[J]. 大慶石油地質與開發，2011， 30（1）：145-149.

[2]邢愛忠. 勝利油田化學驅地面注入工藝技術進展[J]. 油氣田地面過程，2010， 29（12）：57-58.

[3]王俊，俞理，黃立信. 油藏生物氣研究進展[J]. 特種油氣藏，2010， 7（5）：8-12.

[4]聶飛滿. 探討微生物技術在石油開采中的應用[J].中國化工貿易， 2014（9）：198-198.

[5] 高軍， 沙帆， 吳立偉，等. 復合驅油技術在特低滲透油田驅油效果分析[J]. 中國化工貿易， 2014（1）： 29-29.

英國果園農藥使用量增速迅猛 遠超種植面積增長

根據英國環境食品和農村事務部（DEFRA）最近發布的報告數據，盡管果園作物種植面積僅增長了4%，但是自2008年至今，英格蘭和威爾士地區的農藥使用量卻增長了33%。其中，殺蟲劑用量增長最為顯著，約為37%，殺菌劑增加了21%，生長調節劑和除草劑分別增長21%和5%。農藥用量的上漲主要源于甜點蘋果種植面積的增加，還有在櫻桃和釀酒用蘋果作物上的大量使用。本次調查數據來源于2014-15年冬季對英國283個農場主的2913個果園（占總果園作物種植面積的35%）的調查結果。按面積計算，2014年殺菌劑的施用面積占果園作物農藥施用總面積的64%，按重量來算的話，該數值為67%；按面積算，殺蟲劑占總施藥面積的12%。克菌丹是使用最多的殺菌劑產品，而毒死蜱則是使用最多的殺蟲劑。自2012年起，殺菌劑苯醚甲環唑的使用量大幅攀升，主要用于防控梨木虱的生物制品花蝽的使用量也有所增加。用作采后落葉劑的尿素施用面積增加了64%。