微生物采油跟蹤監測技術研究

賈代鵬

摘 要：微生物進行稠油降粘還具有施工方式靈活，施工周期相對較短，環保無污染、提高驅替和吞吐的掃油面積，經濟效益好的優點，雖然其他各種措施可以在一定程度上提高稠油的開采效率，但是總的技術經濟效益仍很差。因此，針對稠油粘度大，含量高的特點，向含稠油區塊注入營養源及外源微生物，同時激活地層本源微生物，使二者在地下生長代謝，為了保證措施效果，需要跟蹤監測微生物在地層的生長情況，了解微生物對稠油的降解作用，對提高稠油的采收率具有深遠的意義。

關鍵詞：微生物;稠油;跟蹤監測

1微生物跟蹤監測技術

1.1 微生物多樣性分析

1.1.1微生物宏基因組提取

加熱振蕩方法洗出油樣中含有的微生物，該方法簡便，消耗樣品和試劑少，污染小，所需設備簡單;電泳結果顯示所獲得的宏基因組組份完整，質量好，可用于后續試驗。

1.1.2 多樣性分析

為保證所擴增的16S rDNA無偏好性，試驗中采用溫度梯度擴增方式，以宏基因組DNA作為模板擴增，合并擴增產物，進行PAGE電泳，并對凝膠指紋圖譜進行對比分析;從微生物多樣性的檢測可以看出，組份中微生物豐度均較為理想，樣品間的微生物分布呈現顯著的差異性，同時，施工注入的兩種微生物在施工后采出液中均被檢測到了，說明百奧泰稠油降粘微生物菌種在油層環境中可以正常繁殖，從而產生大量生物表面活性劑，改善巖石-油-水三相的界面張力，同時與油層中本源微生物有很好的配伍性，該技術對稠油區塊有很好的適用性。

1.2示蹤技術

為了充分認識微生物在油藏運移后在地層中分布規律與數量變化，準確分析和客觀評價微生物稠油降粘現場試驗效果，可采用綠色熒光蛋白（GFP）基因對工程菌進行標記，通過綠色熒光蛋白跟蹤監測目的菌的動態信息。

該技術的作用主要包括：1）可以快速有效的監控微生物在油藏環境中的生長繁殖情況，考察降粘微生物對地層環境的適應能力;2）外源微生物的投入往往會對油藏微生物分布情況產生影響，通過熒光計數基礎上的多樣性分析可以實現有效的相關監控;3）通過對導入GFP的工程菌進行監控，可以考察鄰近井深度油層的相互關系，為勘探開發提供數據支持。

取一定量施工前后的原油，按照一定的比例萃取后進行氣相分析，了解原油中直鏈烷烴的變化情況，進一步了解降粘機理。

氣相結果表明施工后的原油短鏈烷烴的相對含量大幅度增加，而中長碳鏈烷烴的相對含量減少，說明微生物在油藏內的生長代謝過程中，將原油中中長碳鏈的烷烴降解，部分轉化成短鏈烷烴，使其含量增加，原油粘度降低。

1.3氣相色譜分析

通過氣相色譜法檢測菌株降粘前后原油直鏈烷烴組分的變化情況，菌株作用后短鏈烷烴的相對含量增加，且增幅較大;中長鏈烷烴的相對含量降低，說明在作用過程中，微生物降解了一部分的中長鏈烷烴以及原油中其它組分，使其轉變成部分短鏈烷烴，從而增加了短鏈烷烴含量，降低原油粘度。

1.4膠質瀝青質和蠟含量分析

利用溶劑法測定菌株作用前后原油中膠質瀝青質和蠟含量的變化情況，顯示油樣中膠質瀝青質和蠟含量均出現不同程度的減少，其中該三種組分的降解率大的降粘效果也較好，說明菌株在稠油降粘過程中，對膠質瀝青質和蠟的降解也是稠油降粘的重要環節。

2施工方案確定

根據實驗室評估結果，在進行現場施工之前要對施工使用的液量及施工方式進行設計，主要包括技術參數設計、注入液量設計和注入后燜井時間等。

施工的技術參數主要包括實驗區塊的油藏埋深，滲透率，孔隙度，原油粘度等指標，以及單井吞吐的注入方式，處理半徑，施工段油層厚度等。

2.1 注入液量確定

在現場試驗中，注入液量符合經驗公式：

2.2 燜井時間設計

根據選取的微生物菌種的生長代謝特點設計燜井時間，實驗室考察菌種生長達到穩定期所需時間。在滅菌后培養基中接種現場使用菌株，50℃、150 rpm下培養，定時取樣進行平板涂布，考察其微生物菌落濃度，從而得出其生長達到穩定器所需時間。

通過實驗可知，在上述培養條件下，多數菌株48 h后，菌落濃度可達到109個以上。其穩定傳代為3代，因此最短關井時間為7-10 d，為保證效果，關井10 d。

2.3注入方式

微生物稠油降粘現場實驗對注入方式無特殊要求，現場采用套管環空注入的方式，不動管柱，達到施工工藝最簡化。

為了使微生物在油層中更好的生長，在注入菌種的同時配注大量的營養液，其主要成分為微生物生長所必需的碳、氮源以及其它微量營養元素。根據實驗室及發酵條件優化結果，選取糖蜜、NH4Cl、KH2PO4、Na2HPO4為營養液主要成分。施工時模擬接種過程，采用微生物菌液和營養液混合式注入，在2-5%營養液濃度的注入液過程中，均勻加入微生物發酵液，頂替清水。關井10 d后正常生產。檢測產量變化情況，一般施工生產90-120天后，周期注入微生物發酵液以保證穩產。

3結論

3.1用微生物產品進行降粘實驗后的原油，其粘度仍然保持在降粘后的狀態，為不可逆的降粘效果;

3.2通過室內微生物生長特點的研究，確定微生物發酵液注入濃度為2-5%，關井7-10天，持續90-120天生產的周期注入方式;

參考文獻：

[1]雷光倫。微生物采油技術的研究與應用J.石油學報，2001，22（2）：56-61.

[2]龐林緒，莫冰。微生物采油中原油組分的變化J.石油勘探與開發，1998，25（1）：50-51.

（中油遼河油田公司錦州采油廠? 遼寧? 凌海? ?121209）