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微生物驅(qū)油是上世紀(jì)80 年代以后迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)提高采收率技術(shù)，相對(duì)于其它提高采收率技術(shù)，它具有適應(yīng)范圍廣、操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。2010年，長慶油田采油三廠根據(jù)實(shí)際情況，在盤33-21區(qū)塊試驗(yàn)研究并應(yīng)用了微生物驅(qū)油技術(shù)，取得了較好的效果。
微生物驅(qū)油機(jī)理
自2003年投產(chǎn)以來，盤33-21區(qū)塊累計(jì)采出13.77萬噸，采出程度17.89%，單井平均產(chǎn)液8.43方，綜合含水67.8%，注水井開井3口，日注水97方。在開采過程中，該區(qū)塊油水井主要曝露出如下問題。
注水井吸水狀況差，剖面水驅(qū)不均，水驅(qū)控制程度較低。2010年測吸水剖面顯示均為尖峰狀或指狀吸水，注入水易沿高滲段突進(jìn)，導(dǎo)致油井含水上升速度加快，使得存水率、水驅(qū)指數(shù)下降，導(dǎo)致水驅(qū)效率降低。
含水上升趨勢加大，自然遞減明顯增大。根據(jù)油田動(dòng)態(tài)和數(shù)值模擬研究結(jié)果，并借鑒侏羅系油藏開發(fā)規(guī)律，該油藏區(qū)塊含水處于快速上升階段，自然遞減和含水上升率有所增大，其中自然遞減由22.93%上升28.15%，含水上升率由4.44%上升到4.56%，油藏“控水穩(wěn)油”形勢嚴(yán)峻。
微生物驅(qū)油是通過內(nèi)、外源微生物結(jié)合調(diào)控油藏微生物生態(tài)系統(tǒng)，見圖1。其利用微生物自身的繁殖、代謝等功能，實(shí)現(xiàn)微生物群落結(jié)構(gòu)定向調(diào)控和油層的深部調(diào)剖；利用微生物所具有的驅(qū)油機(jī)理達(dá)到提高驅(qū)油效率的目的，從而降低井組對(duì)應(yīng)油井的含水，增加該井組對(duì)應(yīng)油井的產(chǎn)液量，最終提高該井組的原油采收率。利用微生物提高原油采收率，不同于常規(guī)的化學(xué)驅(qū)油的單一機(jī)理，它是幾個(gè)作用機(jī)理的綜合利用。只要碳源和其它營養(yǎng)物質(zhì)充足，便可在油藏中利用其代謝產(chǎn)物或使細(xì)胞生長，擴(kuò)大其使用范圍。主要作用是：
一、微生物在油層中增殖，形成生物量，當(dāng)密集成團(tuán)時(shí)可選擇性或非選擇性地堵塞地層中的孔道，從而改變流動(dòng)方向，擴(kuò)大掃油面積。由于菌體通常附在巖石表面，改變巖石表面的潤濕性，從而將巖石上附著的油膜替代下來。
二、微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可產(chǎn)生如CO2、CH4、H2等氣體，增加油層壓力，從而提高產(chǎn)能，同時(shí)CO2、CH4等在一定壓力條件下可以部分溶解在原油中，從而使原油體積膨脹，粘度降低，大大提高采收率。代謝產(chǎn)物還可產(chǎn)生有機(jī)酸、表面活性劑，從而降低界面張力，提高洗油效率。代謝產(chǎn)生生物聚合物，增加驅(qū)替液的粘度，從而降低流度比，提高波及系數(shù)，并可選擇性封堵或非選擇性封堵地層。
三、能降解烴類的微生物可將高分子的石油烴類降解為低分子的烴類，從而降低石油的粘度和凝固點(diǎn)，增加原油的流動(dòng)。
微生物驅(qū)油技術(shù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)
脫油效率檢測試驗(yàn) 取1,000克石英砂，120℃下烘干24小時(shí)，冷卻至室溫，置于干燥器中備用；取1,000克石英砂，加入125克原油，充分?jǐn)嚢?，?5℃下烘干24小時(shí)。冷卻至室溫，置于干燥器中備用；取烘干帶油石英砂500克置于吸水排油儀中，分別加入2%，5%的菌液置于恒溫箱中觀察，分別于0.5、1、3、6、12、24、48小時(shí)后取出讀取出油量；（4）結(jié)論 ：2%和5%的菌液在48小時(shí)的脫油效率分別為38.3%和43.7%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1：
洗油效率檢測試驗(yàn) 將原油樣品與石英砂充分棍合攪拌后，放入菌液中觀察洗油效果。溶液與油砂混合接觸后，使原油從石英砂表面分離下來，形成油滴狀或團(tuán)狀浮起，分離后砂粒表面清潔，且油水界面整齊，說明菌液有較好的洗油能力。
驅(qū)油效率試驗(yàn) 利用人工膠結(jié)巖心進(jìn)行室內(nèi)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)共選用2塊巖心，平均孔隙度20%，平均氣相滲透率24×10-3μm2，可以得出，滲透率＜3×10-3μm2的巖心采收率增加18%~22%。從室內(nèi)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，菌液的濃度0.5~1%時(shí)，采收率增產(chǎn)在18~22%左右，注入壓力都明顯降低。
微生物驅(qū)油技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì) 微生物驅(qū)油用量計(jì)算依據(jù)，按照生物性驅(qū)油劑段塞使用量（V）按0.003計(jì)算。其中：S——控制面積；H——油層厚度=11.2m；P——孔隙度=14%。
PV= S×H×P
V=0.003PV
段塞設(shè)計(jì) 采用復(fù)合式驅(qū)油段塞設(shè)計(jì)。復(fù)合式驅(qū)油段塞的主體結(jié)構(gòu)為調(diào)剖段塞—驅(qū)油段塞。段塞1：調(diào)剖段塞，提高注水壓力和水驅(qū)波及范圍，調(diào)剖劑設(shè)計(jì)為3%調(diào)剖生物及營養(yǎng)液（排量30方）。營養(yǎng)液組成：1%淀粉、0.1%蔗糖、0.1%氯化銨等。段塞2：驅(qū)油段塞，提高采收率，2%驅(qū)油微生物及生物酶。段塞3：驅(qū)油段塞，提高采收率，2%驅(qū)油微生物及生物酶。
微生物驅(qū)油的現(xiàn)場應(yīng)用
一、盤33-21區(qū)塊實(shí)驗(yàn)
盤33-21區(qū)塊微生物驅(qū)油注入曲線見圖2。從2010年9月27日開始，措施累計(jì)注入微生物108.3噸，營養(yǎng)液A：200Kg，營養(yǎng)液B：3150Kg，累計(jì)注入:4388m3。
第一段塞由于馮64-71地層問題注不進(jìn)，第一段塞滯后，第二段塞和第三段塞合計(jì)一個(gè)段塞，所以第三段塞微生物用量明顯增大。盤32-21區(qū)塊微生物驅(qū)油試驗(yàn)井組生產(chǎn)曲線見圖3和盤33-21區(qū)塊微生物驅(qū)油試驗(yàn)效果見表2。
二、馮64-71井組實(shí)驗(yàn)
盤33-21區(qū)馮64-71井注微生物曲線見圖4。第一段塞：2010年9月27日~10月21日；累計(jì)注入量450方，油套壓從措施前的6.0MPa/6.0MPa上升至13.2MPa/12.5MPa。
第二段塞/第三段塞：2010年10月22日~12月11日；累計(jì)注入量554方，油套壓下降至12.5MPa/12.5MPa
由上述進(jìn)行措施前后的效果分析：9口井中有6口井得到了較為明顯的措施效果，反映出了液量提升、含水下降的效果，措施日增油達(dá)到3.63噸，達(dá)到了預(yù)期目的。
經(jīng)過應(yīng)用，我們建議要進(jìn)一步做微生物驅(qū)油機(jī)理室內(nèi)試驗(yàn)和深入研究；油層的滲透性與微生物菌的穿透能力的關(guān)系尚未確定，應(yīng)該繼續(xù)研究。注微生物后，應(yīng)該更精細(xì)地加強(qiáng)效果監(jiān)測，便于分析效果。為了提高微生物的存活率，對(duì)注入工藝、注入設(shè)備影響微生物存活率的環(huán)節(jié)，應(yīng)該繼續(xù)深入精細(xì)研究。
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