排6南微生物吞吐應用研究

王志堅，高志衛，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公司，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研究院,山東 東營 257000)

新疆春風油田排6南區目的層為白堊系吐谷魯群組，其油藏類型為淺層地層特稠油油藏。位于春風油田西南部，構造位置位于車排子凸起的東北部，區域構造上屬于準噶爾盆地西部隆起的次一級構造單元。排6南區K1tg頂面構造簡單，整體呈向南西傾斜條帶分布，整體比較平緩，南低北高，構造傾角1～2°，油水界面為625m。含油面積3.8km2，石油地質儲量355×104t。埋深410～620m，油藏溫度下脫氣原油粘度19683mPa·s，油層厚度4～10m，孔隙度35.2%，滲透率5000～10000×10-3μm2。油藏地層壓力為5.71MPa，壓力系數為1.07，地層溫度32.97℃。屬于常溫常壓高孔、高滲特稠油油藏。排6南屬于邊底水影響區，原油粘度高，油水流度比差異大，經歷多輪次蒸汽吞吐，油井生產過程中指進嚴重，目前持續特高含水，周期產油量降低，蒸汽吞吐效果越來越差。為改善該區塊油井熱采后，特高含水、產油量低的現狀，對該井采取功能性激活劑延長微生物激活時間的基礎上，調整滲流通道；通過微生物常規激活劑及菌液乳化分散，降低原油粘度，提高原油流動性，達到控水穩油，提高油井產量的目的。

1 室內研究

1.1 樣品來源

排6南產出液及含油土壤樣品。

1.2 實驗儀器

生化培養箱、振蕩培養箱、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、培養皿、三角瓶、試管、各種量筒、各種燒杯等。

1.3 實驗材料

(1)篩選培養基：葡萄糖0.3%、蛋白胨0.3%、酵母粉0.3%、磷酸氫二鉀0.3%、氯化鈉0.5%，蒸餾水定容至1L，pH值為7.0～7.2。

(2)發酵培養基：甘油3%、硝酸氨0.3%、磷酸氫二鉀0.2%、磷酸二氫鉀 0.2%、氯化鈉0.1%、酵母粉0.1%。蒸餾水定容至1L；115 ℃，高壓蒸氣滅菌20 min。

1.4 實驗方法

1.4.1 高效降粘微生物的篩選

取 1.0 g含油土樣放入三角瓶中，33℃，200 r/min搖床富集培養48 h；稀釋，涂布，獲得單一菌株。將單一菌株分別接種到發酵培養基中，33 ℃，200 r/min搖床培養48h；再涂布、劃線分離，得到純種菌株WJ-21[1-3]。

1.4.2 菌種性能評價

在油藏溫度下33℃下，10%菌種發酵液與排6南原油進行乳化、降粘以及潤濕效果評價。

1.4.2．1 乳化性能

不同濃度發酵液按照油水比1∶9的比例，在250mL燒杯中加入油10g，不同WJ-21發酵液90mL，不攪拌，在33℃烘箱中靜置兩天觀察乳化情況[4-5]。

1.4.2．2 降粘性能

按照油水比7：3的比例，在250mL燒杯中加入油70g，10%WJ-21發酵液90mL，不攪拌，在33℃烘箱中靜置兩天直接測試靜置油水狀態下粘度[5-10]。

1.4.2．3 潤濕性能

切割面積為1.5×1.5cm2玻璃片，采取不同方式浸泡：(1)用10%WJ-21發酵液浸泡48h，用乙醇和去離子水洗滌干凈后測定模型表面接觸角；(2)表面覆蓋原油，油藏溫度下放置7天，使充分接觸，硅酸鹽表面由親水性轉為疏水性，再將玻片在10%WJ-21發酵液中處理48h，取出后用石油醚洗滌去除表面殘留原油，分別以乙醇和去離子水洗滌干凈，測定其表面接觸角。

1.4.3 激活體系優化

1.4.3.1 常規激活體系的優化

根據WJ-21菌株營養特點，碳源濃度按25%，氮源濃度按0.1% ，在地層水的基礎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、乳化、降粘、潤濕效果等分析從而確定最佳激活體系[11-12]。

表1 激活劑配方

1.4.3.2 功能性激活劑的研制

在排6南油藏條件下，利用功能性激活劑體系進行微生物激活實驗，激活劑濃度0.3%，評價激活后菌濃及乳化降粘性能。

1.4.4 內外源復合性能評價

菌種：WJ-21

激活劑：最佳激活體系

用排6南產出液按照不同激活劑配方配置營養分裝在200mL厭氧瓶中，每瓶150mL，如下表2進行實驗，外源菌接種量10%，原油10%，氮氣置換厭氧瓶內空氣，擰緊瓶蓋，33℃下靜置培養，不同時間取樣評價菌濃、乳化降粘以及潤濕效果。

表2 排6南復合吞吐配方體系

1.5 實驗結果

1.5.1 菌種篩選結果

從排6南產出液中篩選到發酵液呈淺綠色的菌株(見圖1)WJ-21菌落圓形,淺綠色,光滑凸起，濕潤，邊緣整齊中央較厚，因產色素而使培養基呈綠色。菌體直桿狀，以極生鞭毛運動，革蘭氏陰性細菌，經細菌鑒定是假單孢菌。

圖1 WJ-21形態圖

1.5.2 菌種性能評價

1.5.2.1 乳化性能：

如表3所示，不同濃度發酵液按照油水比1∶9的比例，在250mL燒杯中加入油10g，10%WJ-21發酵液90mL，不攪拌，在33℃烘箱中靜置兩天觀察乳化情況，發現10%WJ-21發酵液乳化最好。

表3 發酵液對排6南原油乳化性能評價

1.5.2.2 降粘性能

如圖2所示，按照油水比7∶3的比例，在250mL燒杯中加入油70g，10%WJ-21發酵液90mL，不攪拌，在33℃烘箱中靜置兩天直接測試靜置油水狀態下黏度，降粘率達到79%。

圖2 排6南降粘性能評價

1.5.2.3 潤濕性能

圖3 WJ-21發酵液對排6南原油潤濕性能評價

從圖3可以看出，采取不同方式浸泡，玻片用10%WJ-21發酵液浸泡48h，可以將玻片表面由親水轉變成弱親水，表面老化原油7天后，玻片表面由親水性轉為疏水性，再將玻片在10%WJ-21發酵液中處理48h，發現10%WJ-21發酵液可以將疏水表面轉變為弱親水表面，因此確定WJ-21具有較強的潤濕調控功能。

1.5.3 內源微生物激活體系優化

1.5.3.1 常規激活體系的優化

如圖4、圖5，不同激活體系對內源微生物激活的影響評價，4號配方體系菌濃最高，產氣量最大，乳化降粘洗油效果最高。

圖4 不同激活劑體系對內源微生物激活的影響評價

圖5 不同激活體系對原油作用效果評價

1.5.3.2 功能性激活劑的研制

對功能性激活劑激活以后的菌濃及對原油的乳化特性進行了實驗，與常規激活劑相比功能性激活劑激活以后菌濃達到了6×108個/mL，高于常規激活劑的激活菌濃。對原油的乳化指數功能性激活劑達到了95%，對原油具有較好的乳化特性(圖6)。

圖6 功能性激活劑與常規激活劑激活后菌濃和乳化指數對比

1.5.4 排6南內外源復合體系性能評價

針對排6南油藏(見圖6、表4)， 篩選到內源微生物激活劑配方4和外源菌WJ-21，從評價結果可以看出，WJ-21的加入可以進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)，增強原油流動性。因此，內外源復合可以更好地解決排6南原油粘度高、流動性差的問題。

圖7 內外源復合原油乳化效果評價

表4 內外源復合性能評價

2 現場實驗

2015～2018年在排6南實施微生物吞吐9口經井16輪次，增油9308噸，平均單井增油1034噸，平均每輪次吞吐增油582噸，具有廣泛的應用前景。

圖8 排6南-平48生產曲線

3 結論與建議

(1)針對排6南油藏條件篩選到常規微生物激活劑配方4、功能性激活劑以及外源潤濕降粘菌WJ-21形成復合吞吐體系進行性能評價，乳化指數達到100%，降粘率達到97%，潤濕性改變效率70%，可以解決排6原油粘度高，流動性差的問題。

(2)2015～2018年在排6南實施微生物吞吐9口井16輪次，增油9308噸，平均單井增油1034噸，平均每輪次吞吐增油582噸，具有廣泛的應用前景。

(3)微生物采油技術在排6南邊底水稠油油藏具有良好的適應性，建議進一步優化微生物吞吐工藝，提高其工藝適應性。