春風(fēng)油田特稠油油藏微生物吞吐技術(shù)研究及應(yīng)用

王志堅，孫立柱，王 靜

(1.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司新春采油廠，山東 東營 257000; 2．中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院,山東 東營 257000)

排6南區(qū)位于春風(fēng)油田西南部，位于車排子凸起的東北部，整體呈向南西傾斜條帶分布，比較平緩，南低北高，南部為邊底水油藏。排6南區(qū)自開發(fā)以來，采用熱采注蒸汽吞吐開發(fā)，2017年產(chǎn)油6萬噸，年累注汽10.26萬噸，年油汽比0.58。屬低效熱采開發(fā)油藏。

CFP6-P44井區(qū)位于排6南塊西南部邊水+底水區(qū)，P44油井油層平均厚度6.6m，滲透率平均6000×10-3μm2，脫氣原油粘度為25440mPa.s，地層溫度29℃。針對P44儲層原油粘度高、含水高，熱采效率低等開發(fā)矛盾 ，為改善該井熱采后，產(chǎn)油量低的現(xiàn)狀，擬采取外源微生物復(fù)合常規(guī)激活劑激活近井地帶微生物，乳化分散降低原油粘度，改善油水流度比，提高油井產(chǎn)量[1-3]。

1 室內(nèi)研究

1.1 樣品來源

勝利油田新春采油廠油井P44產(chǎn)出液及含油土壤樣品。

1.2 實驗儀器

生化培養(yǎng)箱、振蕩培養(yǎng)箱、超凈工作臺、雙重蒸餾水器、電子分析天平、自動電熱壓力蒸汽滅菌器、表面張力儀、冰箱、培養(yǎng)皿、三角瓶、試管、各種量筒、各種燒杯等。

1.3 實驗材料

(1)富集培養(yǎng)基：液體石蠟1 g·L-1，MgSO40.2 g·L-1，CaCl20.02 g·L-1，KH2PO41 g·L-1，K2HPO41 g·L-1，F(xiàn)eCl30.05 g·L-1，NH4NO31 g·L-1，酵母膏1 g·L-1，蒸餾水定容至1L，pH值為7.0～7.2。

(2)發(fā)酵培養(yǎng)基：葡萄糖 20 g·L-1，酵母粉1 g·L-1，NaNO33 g·L-1， K2HPO43 g·L-1，NaCl5g·L-1，蒸餾水定容至1L；115 ℃，高壓蒸氣滅菌20 min。

(3)原油培養(yǎng)基：原油2 g·L-1，MgSO40.2 g·L-1， K2HPO41 g·L-1， NH4NO31 g·L-1，酵母膏1 g·L-1，蒸餾水定容至1L，pH值為7.0～7.2。

1.4 實驗方法

1.4.1 內(nèi)源微生物評價

通過高速離心(12000 r/min ×15 min)收集25 mL產(chǎn)出液中的菌體并提取菌體DNA，用于微生物群落結(jié)構(gòu)及驅(qū)油功能菌的定量檢測分析。樣品菌體DNA的提取采用AxyPrep基因組提取試劑盒，提取后的DNA利用Nanodrop微量紫外檢測儀進(jìn)行濃度檢測后用于細(xì)菌16S rRNA擴(kuò)增。為了保證群落特征檢測的準(zhǔn)確度和覆蓋度，本研究所有樣品微生物群落結(jié)構(gòu)的分析都采用目前最先進(jìn)的高通量測序技術(shù)，測序及分析工作由深圳華大基因公司完成，測序方法詳見相關(guān)文獻(xiàn)[4]。

1.4.2 內(nèi)源微生物激活體系優(yōu)化

碳源濃度按2%，氮源濃度按0.1% ，在地層水的基礎(chǔ)上直接添加不同碳源、氮源組成7種不同激活劑配方(見表1)，通過菌濃、產(chǎn)氣量、乳化降粘洗油效率等分析從而確定最佳激活體系[5-7]。

表1 激活劑配方

1.4.3 高效降粘微生物的篩選

將樣品接入50mL富集分離培養(yǎng)基中，分別于20℃、30℃ 150r/min振蕩培養(yǎng)。每隔5d以5%的富集液接種至新鮮的富集分離培養(yǎng)基中。連續(xù)轉(zhuǎn)接三次后將富集液進(jìn)行梯度稀釋并涂布于LB平板，挑取單菌落，進(jìn)一步在LB 平板上劃線純化。然后接種在以石油或烷烴培養(yǎng)基中加以驗證，并以P6-P44原油測定降粘率，獲得高效烴類降解菌[8-12]。

1.4.4 內(nèi)外源復(fù)合性能評價

菌種：篩選的高效降粘細(xì)菌

激活劑：最佳激活體系

用P6-P44產(chǎn)出液按照不同激活劑配方配置營養(yǎng)分裝在200mL厭氧瓶中，每瓶150mL，如下表2進(jìn)行實驗，外源菌接種量10%，原油10%，氮氣置換厭氧瓶內(nèi)空氣，擰緊瓶蓋，30℃下靜置培養(yǎng)，不同時間取樣評價菌濃、產(chǎn)氣以及乳化效果。

表2 P44復(fù)合吞吐配方體系

1.5 實驗結(jié)果

1.5.1 內(nèi)源微生物評價

產(chǎn)出液P44所有克隆按照99%的相似性共劃分16個OTU類型。其中序列全部屬于Gammaproteobacteria亞綱Pseudomonadales目，其中Pseudomonadaceae占主導(dǎo)地位，Moraxellaceae次之。屬水平的微生物類群包括：Psychrobacter、 Pseudomonas、Acinetobacter。

圖1 P44油井樣品以屬劃分的OTU的豐度圖

1.5.2 內(nèi)源微生物激活體系優(yōu)化

如圖3、圖4、圖5，不同激活體系對內(nèi)源微生物激活的影響評價，4號配方體系菌濃最高，產(chǎn)氣量最大，乳化降粘洗油效果最高，通過表3產(chǎn)氣組分分析，4號配方體系產(chǎn)甲烷量最高。

圖3 不同激活劑體系對內(nèi)源微生物激活的影響評價

圖4 不同激活劑體系對氣壓的影響評價

圖5 不同激活體系對原油作用效果評價

配方氣壓/MPa氮氣/%氧氣/%二氧化碳/%甲烷氣/%10.1258052720.08660211130.0677015840.16520103850.1271024560.0881019070782110

1.5.3 高效降粘微生物的篩選

富集篩選到能在20～40℃常溫環(huán)境下降解烴類的菌種22株，針對P6-P44原油菌株降粘評價獲得高效降粘菌株5株1-2-1、2-2-3、2-2-2、1-2-2、3-2-1，降粘率95%以上，見表4。

表4 高效降粘菌的分離篩選

1.5.4 P6-P44內(nèi)外源復(fù)合性能評價

針對P6-P44井(見圖6)， 篩選到內(nèi)源微生物激活劑配方4和外源嗜烴菌1-2-1、1-2-2、3-2-1，從表5評價結(jié)果可以看出，三株嗜烴菌的加入可以進(jìn)一步提高微生物對原油的乳化性能、改善潤濕性(瓶壁粘附油少)，促使原油粘度進(jìn)一步降低。因此，內(nèi)外源復(fù)合可以更好地解決排P6-P44原油粘度較高的問題。

圖6 內(nèi)外源復(fù)合原油乳化效果評價

序號培養(yǎng)時間30d乳化指數(shù)原油粘度/MPa·S降粘率/%表面張力/(mN/m)1空白0%10300072.62配方480%69013344.331-2-2+1-2-1+3-2-1100154585%35.14配方4+1-2-2+1-2-1+3-2-110028897.228.9

2 現(xiàn)場實驗

CFP6-P44于2013年2月19日注蒸汽投產(chǎn)K1tg層，周期累油1783t，峰值產(chǎn)油量20.9t/d，含水40%，已實施蒸汽吞吐4個周期， 2016年5月14日以后日產(chǎn)油降低到1t以下，含水上升至97%以上，有效期167天。目前為K1tg2砂體油水過渡帶內(nèi)邊底水區(qū)生產(chǎn)井，2015年12月堵水注汽轉(zhuǎn)周生產(chǎn)至2016年5月特高含水待措施。 2017年實施內(nèi)外源微生物單井吞吐，注入微生物菌劑300m3，關(guān)井10天，開井后含水最低降至79.6%，日產(chǎn)油最高4.1t，累計增油171t，投入產(chǎn)出比大于1∶5，具有良好的應(yīng)用前景，CFP6-P44井2017-04-03至2017-11-15日度生產(chǎn)曲線見圖7。

圖7 CFP6-P44井2017-04-03至2017-11-15日度生產(chǎn)曲線

3 結(jié)論與建議

(1)針對P6-P44井，篩選到內(nèi)源微生物激活劑配方4和外源嗜烴菌1-2-1、1-2-2、3-2-1三株菌進(jìn)行內(nèi)外源復(fù)合性能評價，乳化指數(shù)達(dá)到100%，降粘率達(dá)到97%，可以解決排P6-P44原油粘度較高的問題。

(2)2017年實施內(nèi)外源微生物單井吞吐，注入微生物菌劑300m3，關(guān)井10天，開井后含水最低降至79.6%，日產(chǎn)油最高4.1t，累計增油171t，投入產(chǎn)出比大于1∶5，具有良好的應(yīng)用前景。

(3)建議下步優(yōu)化微生物注劑注入量及關(guān)井時間，提高微生物吞吐工藝適應(yīng)性。