地下聚合交联成胶的耐酸耐高温凝胶堵剂

研制了用于注蒸汽油藏堵水酸化联合作业的两种地下聚合、交联、成胶的凝胶类堵剂。筛选出的最佳配方如下。①丙烯酰胺体系AM 1:5 0%AM+0 035%引发剂PP+0 02%苯酚+1 0%甲醛液+0 05%稳定剂SS;②疏水缔合共聚体系AM 2:AM 1+1 0%AA+0 06%阳离子疏水缔合单体NA。250℃下的成胶时间,AM 1约为12小时,AM 2约为25小时,可通过配方调整在4～38小时范围改变。生成的凝胶按Sydansk提出的目测相对强度等级为J级,即高刚性凝胶,可抗高温,在250℃至少15天内不变化。表面浸泡在土酸液中的凝胶在250℃下可稳定存在9～10天(15%HCl+5%HF)或16～17天(5%HCl+1%HF)。AM 1的耐温耐酸性好于AM 2;AM 2的耐高温性好于AM 1。在人造岩心中AM 2凝胶堵塞物的突破压力为85 3MPa/m。两种堵剂还可用于封堵蒸汽窜流及高温油藏堵水调剖。图1表1参4。

起泡剂稳定性能评价实验

对于高含水油藏后期开采,采用气水交替技术可以提高波及效率、改善油层的动用程度,达到提高原油采收率的目的。由于泡沫可以作为驱替介质的流度控制剂,如果在气水交替注入方式中采用合适的泡沫,则可以改善吸水(吸气)剖面,提高油层动用程度,从而显著改善气水交替注入方式的开采效果。针对油藏地质特点,在不同条件下对几种起泡剂的发泡能力和稳定性进行了测试评价并优选了起泡剂用量。综合考虑几种因素后选择出性能最佳的一种起泡剂,能够满足气驱过程中选择性地堵塞高含水层的要求,起到调驱和调剖的作用。

抗温疏水缔合聚合物弱凝胶调驱剂室内研究

针对新疆石南4井区三工河组油藏，在84℃考察了组分用量对有机交联疏水缔合聚合物AP-P4弱凝胶成胶性能，主要是48小时表观黏度的影响。成胶液用矿化度9．34g／L、含Ca^2＋336mg／L、含Mg^2＋174m／L的该油藏注入水配制。得到的基础配方为：AP—P41500～1800nag／L＋乌洛托品350mg／L＋苯酚300mg／L＋间苯二酚40mg/L，加入间苯二酚可缩短成胶时间。聚合物浓度为1500和1800mg／L的成胶液，在84℃放置15～30天后黏度达到最高，180天后黏度为最高值的1／2左右，且不脱水；强力剪切不影响成胶后的黏度及其老化稳定性；在岩心内成胶并在84℃老化180天后，岩心渗透率仅略有增大。注入0.3和0．5PV成胶液使水驱后岩心的采收率分别增加24．77％和34．9l％，如弱凝胶注入后在岩心内在84℃老化180天，则采收率增值略有增大，分别增加27．18％和36．45％。该弱凝胶在多孔介质内有良好的高温老化稳定性。图2表4参1。

一株耐温耐盐烃降解菌Geobacillus sp. XDF-4性能

从大庆油田龙虎泡区块采油地层水中分离得到一株性能很好的耐盐耐温的兼性烃降解菌XDF-4,经形态观察、生理生化实验和16S rDNA基因序列分析,初步鉴定为地芽孢杆菌Geobacillus sp.。该菌在45~75℃、pH6.5~9.0、盐的质量分数0~10%下生长良好,其最适生长温度为65℃,最适盐的质量分数为3.0%。研究发现,该菌株能以原油为唯一碳源生长并合成生物表面活性剂,发酵7d,其发酵液表面张力从68.59mN.m-1降到29.58mN.m-1。薄层色谱和显色反应表明,XDF-4产出的表面活性剂主要包含：糖类50.26%（质量）、脂类28.47%（质量）、蛋白质15.35%（质量）;其临界胶束浓度为22mg·mL-1。GC气相色谱和族组分柱色谱分析表明,烃降解菌Geobacillussp.XDF-4作用后,原油轻质组分含量明显增加,重质组分含量降低。物理模拟实验表明,该菌可在一次水驱基础上进一步提高采收率5.69%,可有效应用于高温高盐油藏微生物驱现场实验。

气驱过程中考虑弥散的渗流方程

注气开发油藏已成为提高原油采收率的重要技术手段 ,对于高含水中后期油藏、注水困难的强水敏油藏和低渗透油藏以及注蒸汽不适合的稠油油藏 ,注气开采具有显著的效果。虽然达西定律描述了在孔隙介质中流体的宏观流动方式 ,但是它没有给出有关的分子弥散流动的情况。文章考虑了气驱过程中的分子弥散特征 ,用Fick扩散定律来描述分子的扩散运动 ,将达西定律和分子扩散定律相结合 ,建立了油藏多孔介质中气驱过程考虑弥散的气体渗流方程 ,为气驱过程多相渗流机理、油藏工程设计和数值模拟研究奠定了基础。

铜绿假单胞菌WJ-1降解原油特性

从蒙古林油藏地层水中筛选和驯化得到一株兼性厌氧烃降解菌WJ-1,经生理生化测试和16S rDNA鉴定该菌株为铜绿假单胞菌。为了研究菌株WJ-1降解原油的性质,利用该菌株对新疆、中岔口、大庆江桥、蒙古林等油田的不同黏度的原油进行了微生物降解实验,分析了微生物降解作用对原油饱和烃、芳烃、非烃以及胶质和沥青质等组分在原油中相对含量、组成和结构的影响。原油棒薄层分析结果表明:微生物作用引起原油性质发生明显变化,各原油中胶质、沥青质、非烃类含量均降低10%以上;气相色谱分析结果表明:原油饱和烃中轻组分含量相对增加,重组分含量相对减少;芳香烃中的菲组分相对减少。黏度和凝固点分别平均降低45%和6℃,原油的流动性增强。多孔介质中的物理模拟实验表明:在不同黏度原油(新疆、中岔口、大庆江桥、蒙古林)的驱油实验中,菌株WJ-1能在空白水驱的基础上分别提高原油采油率4.78%、5.15%、7.39%、9.02%。

鼠李糖脂发酵条件优化和采油应用研究

铜绿假单胞菌WJ-1是从内蒙古自治区蒙古林油藏地层水中经筛选和驯化得到的一株兼性厌氧高产生物表面活性剂的烃降解菌株.经薄层层析、高效液相色谱及红外光谱分析,发现该菌株发酵的表面活性剂主要为鼠李糖脂(rhamnolipid,RL).运用单因素实验和正交实验对菌株WJ-1合成RL的发酵条件进行优化,获得最佳培养基,碳源为葵籽油80g/L,氮源为NaNO310g/L、K2HPO42g/L、CaCl20.12g/L、MgSO40.24g/L、FeSO40.12g/L、Na2MoO40.08g/L和酵母膏1.2g/L.菌体生长最适pH为7.0,最适温度为37℃;RL合成最适pH为7.5,最适温度为34℃,最适发酵时间为90～100h.在最优条件下使用3T智能发酵罐发酵,RL的产量达到55.1g/L.RL粗品能将水表面张力从72.14mN/m降至25.01mN/m,临界胶束浓度为22mg/L.物理模拟驱油试验表明,铜绿假单胞菌WJ-1产出的RL在微生物采油上将有良好应用前景.

高温高盐油藏低化学交联疏水缔合聚合物成胶前溶液性能研究

针对高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶强度、长期稳定性和大剂量注入能力之间的矛盾,提出了采用疏水缔合聚合物为主剂,物理"交联"和化学交联相结合的技术思路。提出了高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶成胶前溶液应具备的性能要求,并且针对新疆石南4油藏条件,对以疏水缔合聚合物AP-P4为主剂的成胶前溶液进行了性能评价,试验表明,该溶液具有耐温抗盐、抗剪切、抗地层水冲稀、注入压力低的特点。

一株多环芳烃降解菌吉2及其降解能力

从中原油田毛8区块油田采出液中分离得到一株多环芳烃(PAHs)降解菌吉2,根据形态观察、生理生化、16S r RNA基因、管家基因和DNA-DNA同源性分析判断,吉2属于一株Microbacterium新种。研究发现,该菌能在萘和芘为唯一碳源的无机盐培养基中生长,也能够降解萘、菲、蒽和芘的混合PAHs。7 d对这4种PAHs的降解率分别达到了61.4%、86.6%、69.9%和18.6%。吉2对原油有很好的降解及降黏作用,7 d原油的降解速率达到了134 mg·d-1,黏度降低了29.3%。傅里叶变换红外光谱、族组分和气相色谱-质谱分析显示吉2能够优先利用原油中含PAHs的芳香烃和胶质等组分,原油中萘系列、菲系列、噻吩系列、芴系列、-系列、C21-三芳甾醇、芘和苯并(a)芘的相对含量都有一定程度的降低。实验结果表明吉2具有修复PAHs和原油污染的水体或土壤环境的能力,为微生物修复PAHs污染和原油污染提供了一种可行的途径。

烃降解菌WJ-1及其生物表面活性剂特性研究

从蒙古林油田水样筛选得到一株能以烃类为唯一碳源、高产表面活性剂的烃降解菌WJ-1,经16SrDNA初步鉴定为铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa。该菌株以大豆油为碳源的培养基发酵7天,发酵液表面张力降到25.586mN/m,排油圈直径增大到11.8cm。薄层色谱分析表明所产表面活性剂主要有鼠李糖脂、蛋白类和脂类,蒽酮法测得96小时发酵液中鼠李糖脂含量最高,为55g/L;从发酵液提取的棕黄色生物表面活性剂(粗品),其表观临界胶束浓度为20mg/L;以不同黏度的4种原油作为碳源培养7天,原油平均降解率为52%。在渗透率0.4μm2的物理模型上,以1PV的0.6%WJ-1菌液、0.6g/L的聚合物溶液、0.6%WJ-1菌液+0.6g/L的聚合物溶液分别驱替水驱残余油,采收率分别提高6.56%、9.08%、23.08%,表明该菌可用于微生物采油。

气液交替注入参数的选择

采用气液交替注入技术可以提高高含水油藏的波及效率,改善油层的动用程度,达到提高原油采收率的目的。针对氮气/起泡剂溶液交替注入方式,分别在静态和动态条件下评价了起泡剂的使用浓度、注入速度、气液比、注入方式、岩心渗透率等参数对泡沫封堵性能的影响。综合评价结果表明,气液交替注入方式好于气液同时注入方式,能够在岩心中形成性能稳定的泡沫,对岩心的封堵作用较强。

高含水油藏注氮气开采效果分析

注气提高采收率是高含水油藏、低渗油藏、水敏油藏改善开采效果的有效技术。针对五2西克下组油藏建立2个注氮气驱方案,对比预测了各方案的开采动态指标,并进行了经济效果分析。数值模拟研究结果及开采效果评价分析表明,该油藏采用气水交替的注气开采方式能够改善油藏高含水后期开采效果。

微生物提高采收率数值模拟研究现状

微生物提高原油采收率的机理主要包括微生物本身对原油的直接作用和微生物代谢产物对油层的间接作用,通过对中外比较典型的数学模型及应用进行对比分析,详细阐述了现阶段微生物驱油数学模型的优缺点、应用情况及存在的问题,认为微生物提高采收率数学模型发展的关键是对微生物在多孔介质中运移规律及增产机理的完善。为体现出模型的可靠性及实用性,应对所建模型进行敏感性分析、简化模型方程和优化解法,从而实现矿场试验方案的编制。

克拉玛依油田五_2西区油藏气水交替驱方案设计

针对克拉玛依油田五2西区克下组油藏设计了23个气驱方案并预测了各方案的开采动态指标,通过数值模拟对注气年限、日注气速度和气水交替周期等注入参数进行了敏感性分析论证。研究结果表明,五2西区克下组油藏在气水交替驱开发方式下,气水交替周期的长短不是开发动态影响的敏感因素;气水交替年限和日注气速度对注气增产油量和气换油率影响较大。与注水开采相比,注气开采能够较大幅度提高原油采收率,是改善高含水油藏开采效果的有利手段。

聚二甲基二烯丙基氯化铵的合成及絮凝性能研究

通过水溶液聚合,选择浓度为65%的二甲基二烯丙基氯化铵为反应单体,过硫酸铵为引发剂,乙二胺四乙酸二钠为助剂,合成了絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵。通过正交试验确定了合成的最佳条件并评价了合成产品的性能。研究结果表明,合成聚二甲基二烯丙基氯化铵各因素的最佳水平依次为反应温度为80℃,过硫酸铵用量为1·6%,乙二胺四乙酸二钠用量为0·12%,反应时间为8h,引发剂用水量为9ml,所得到的絮凝剂的除浊率可以达到94·4%。并初步讨论了合成产品PDMDAAC与无机絮凝剂复配以及复合的絮凝效果,取得较满意的效果。

嗜热耐盐烃降解菌Geobacillus sp.WJ-2降解原油性能研究

以液蜡为唯一碳源,从大庆油田龙虎泡区块采油污水样中分离到一株高效嗜热耐盐的兼性烃降解菌WJ-2,经形态观察、生理生化实验和16S rRNA基因序列分析,初步鉴定为地芽孢杆菌Geobacillus sp.。在有氧或者厌氧条件下,该菌均在45～75℃和0～10%NaCl溶液中生长良好,其最适生长温度为65℃,最适盐的质量分数为3.0%;该菌株能以原油为唯一碳源生长并合成生物表面活性剂,发酵7 d,生物表面活性剂产量在好氧条件和厌氧条件下分别为19.89 g/L和11.69 g/L。薄层层析和显色反应表明WJ-2产出的表面活性剂组成在好氧和厌氧条件下不相同。经GC气相色谱和族组分柱层析对菌株WJ-2在好氧和厌氧降解下原油组分分析结果表明:该菌在好氧下优先降解较轻组分,在厌氧条件下优先降解重质组分,原油黏度分别降低71.57%和77.45%,凝固点分别降低5℃和8℃。在好氧和厌氧条件下该菌可在一次水驱基础上分别进一步提高采收率6.96%和6.42%,可有效应用于高温高盐油藏微生物驱现场试验。

储层中菌体微观调剖驱油效果分析

为说明菌体在储层孔道中的滞留对微生物驱油效果的贡献,借助微观仿真孔隙透明模型观察了菌体在多孔介质孔道中滞留聚集现象,测定了岩心中菌体滞留引起的油水两相相对渗透率的变化,分析菌体在储层孔道中的滞留聚集规律,及其对储层中油水两相流体流动能力的影响.研究发现,微观仿真孔隙透明模型中的驱动压力随菌体在储层孔道中的滞留量增加呈阶梯状渐升,驱出液中的菌体含量下降到一定值后趋于相对稳定;岩心中菌体的滞留造成油水两相的共渗区域扩大,油相相对渗透率曲线后移,水相相对渗透率曲线下降.表明储层孔道中滞留的菌体降低了水流沿大孔道渗流的能力,扩大了注水波及体积,起到了微观调剖作用,有助提高原油采收率.

多孔介质中菌体的滞留聚集效应

菌体在储层中的滞留聚集是微生物与原油发生作用从而实现提高采收率的前提。滞留的菌体不仅有利于微生物与原油发生作用，而且可对孔道中的流体起到微观调剖作用。通过实验向微观仿真孔隙模型中注入菌体悬浮液，借助图像采集系统观察菌体在多孔介质中的滞留聚集现象，发现随菌体悬浮液注入时间的延长，流体的驱动压力呈阶梯状逐渐上升，驱血液中的菌体含量下降到一定值后趋于相对稳定。分析认为多孔介质中孔道形状、水流速度、菌体浓度等使菌体在孔道中的滞留聚集现象显著，造成驱出液的菌体浓度值低于注入液的菌体浓度值。孔道中滞留的菌体数量和菌体堆积强度达到一定值时流体的驱动压力升高，迫使流体携带菌体流向其他孔道，从而使菌体在多孔介质中的波及体积增大，有利于扩大菌体与原油的接触范围。因此微观尺度下不可忽略孔道中菌体的滞留聚集对流体的影响。

蒙古林砾岩油藏内源菌厌氧激活实验研究

为了评价厌氧激活内源微生物采油技术在蒙古林砾岩油藏中的应用情况,结合该油藏温度及物性特征对其开展了内源微生物厌氧激活实验研究。利用绝迹稀释法对内源菌进行了菌浓检测,通过自行设计的厌氧激活装置对内源菌激活过程中的压力、pH值、产气量及气体组分进行了跟踪监测,最后通过物理模拟实验对激活效果进行了验证。结果表明,内源菌厌氧激活效果非常显著,产生了大量的气体,产气率达到了2.4,厌氧激活物理模拟驱油实验提高原油采收率9.55%。

产气产酸菌提高低渗透油藏原油采收率的应用基础研究

考察了所筛选的产气产酸菌KB提高低渗透油藏原油采收率的应用潜力。糖蜜发酵实验中KB菌代谢产生大量气体和有机酸,其中有机酸主要为乙酸。利用饥饿处理法制备超小KB菌,处理后KB菌只有新鲜培养菌株大小的四分之一左右,且保留较高活性。利用微观仿真透明模型观察KB菌对残余油的作用,结果表明KB菌可在油相边缘及附近的水相中增殖,并朝着残余油的方向运动。岩芯实验表明,KB菌可以有效地提高低渗透油藏的原油采收率,具有对低渗透油藏解堵的应用潜力;饥饿法处理得到的超小KB菌可以更好地降低低渗岩芯的阻滞作用,在应用过程中可以被推进到更深的地层,进而更好地发挥作用。