高青稠油油藏降黏剂驱注入参数数值模拟优化

运用数值模拟方法评估降黏剂驱在高青油藏的应用效果,根据室内降黏剂评价试验结果,建立降黏剂驱数值模拟模型,并依据吨剂增油量对降黏剂注入参数进行优化。结果表明:当以降黏剂质量浓度为3000 mg/L、注入速度为200 m 3/d,共计注入降黏剂0.2 V_(P)(孔隙体积)时,吨剂增油量最高;与水驱相比,提高原油产量4.4×10^(4)t,提高采收率3.66%。

胶质降解和生物乳化在稠油降黏中的作用

芽孢杆菌QB26是一株高温解烃菌,能以胶质为唯一碳源生长,在以2%胶质为唯一碳源的无机盐培养基中,55℃好氧振荡培养14d,胶质降解量可以达到45.96%;同样培养条件下,该菌发酵液可以较好地乳化等体积的稠油(55℃条件下黏度为1 146 mPa.s),稠油降黏率达到66.49%。该菌与一株假单胞菌T-1复配(VQB26∶VT-1=1∶1)后作用稠油,可以显著改善稠油的乳化效果(乳化稳定性增强,平均乳化粒径为17.88μm,减小粒径67.3%),此时的稠油乳化黏度为5.11 mPa.s,仅为初始黏度的0.45%。物理模拟驱油实验结果表明,该体系在均质岩心和非均质岩心中提高模拟油藏的原油采收率分别为14.4%和22.38%,达到了降解胶质和生物乳化的双重降黏效果,大幅度提高了原油的流动性。

微生物与弱凝胶复合驱油配伍性

为了推动宝力格油田巴19断块弱凝胶调驱和微生物驱复合驱油实验研究,对弱凝胶与微生物的配伍性进行了实验分析。芽孢杆菌Chang和Jian分离自巴19断块地层水,这两株菌对原油的降解率分别达到160 mg/d和138 mg/d、降黏率达到50.5%和66.3%,形成的原油乳状液油滴平均粒径为38.22μm和18.54μm。经测定,两株菌均能代谢产生脂肽类表面活性剂,产量分别为682 mg/L和476 mg/L。微生物和弱凝胶的配伍性实验发现,菌株Jian对弱凝胶的成胶性能没有影响;在弱凝胶调驱的现场使用浓度内,Jian的生长代谢、乳化分散(表面张力为40.78 mN/m、乳化原油平均粒径为22.46μm)、降黏(降黏率为132 mg/d)和降解(降解率为63.6%)能力也没有明显降低。弱凝胶和微生物复合驱油在弱凝胶驱的基础上可提高采收率7.26%,在微生物驱基础上可提高采收率12.67%,说明菌株Jian与该弱凝胶复合驱油具有良好的配伍性。

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。

嗜热解烃菌的组合降黏降解机理

从华北油田二连巴19断块筛选到两株高温解烃菌,命名为间和TB。研究发现这两株解烃菌的复配降黏降解效果大于每株单菌效果,复配后对原油的降解率达到了69.43%,乳化降黏率达到了85.5%,乳化的平均粒径达到了18.24μm。比单菌的平均乳化粒径25.46μm减小了28.4%。原油Pr/nC17的比值由0.25降低到0.21;Ph/nC18的比值由0.11下降到0.09;(C21+C22)/(C28+C29)的比值由1.10上升到1.42。结果说明微生物对原油具有很好降解和降黏效果,四组分分析和全烃色谱分析其原因,发现主要是通过分解原油中的长链饱和烃和芳香烃造成的。

一株铜绿假单胞菌及其产生的鼠李糖脂特性研究

研究高效代谢表面活性剂的菌种,并对菌种和表面活性剂的理化性质进行分析。采用菌种16S rDNA序列分析对菌种进行鉴定,采用紫外光谱扫描、色谱柱层析、薄层层析、单糖分析对生物表面活性剂的种类进行鉴定,并对表面活性剂的理化性质进行研究。从油田采出水中筛选出一株高效代谢生物表面活性剂的菌株T-1,经16S rDNA鉴定为铜绿假单胞菌属(Pseudomonas aeruginosa)。该菌种以甘油和大豆油为碳源的培养基培养4 d后,其发酵液表面张力30.216 mN/m,EI24为100%。根据表面活性剂的红外光谱分析并结合薄层分析,可确定T-1样品中含有糖脂类物质,进一步的表面活性剂的单糖分析显示水解终产物为单一的鼠李糖,最终确定其产物为鼠李糖脂,苯酚-硫酸法测定其鼠李糖脂产率为5.2 g/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45 mg/L,该鼠李糖脂对环境(耐温、耐酸碱、耐盐)具有较强的适应性。该表面活性剂对恶劣环境具有较强的耐受性,可应用于微生物采油等用途。

氯化钙水型油藏内源微生物激活剂研究

应用最大可能数法（MPN）和高通量测序分析新疆油田氯化钙水型油藏产出液中微生物群落结构。应用离子色谱分析了油藏地层水的离子组成,确定了激活内源微生物的基础及目标。确立以原油乳化效果、激活后烃氧化菌浓度为筛选激活剂的主要指标,进行了内源微生物激活剂的筛选。在单因素实验筛选最佳碳源、氮源和磷源后,采用均匀设计优化了激活剂组分含量,并进行了激活效果评价实验。实验结果表明：优化的激活剂激活地层水中内源微生物后,原油乳化效果明显,提高功能菌群烃氧化菌等菌浓5-6数量级,而硫酸盐还原菌被明显抑制;同时微生物群落结构发生明显改变,细菌生物多样性有所降低,实现了对Pseudomonas、Bacillus、Stenotrophomonas、Pusillimonas和Acinetobacter等常见采油功能菌的高效激活。

外源和内源微生物在营养剂激活过程中丰度变化及对原油作用研究

旨在研究在油藏环境中,营养剂激活条件下内、外源微生物相互作用过程中的细菌群落和结构的变化,及其对微生物降解原油能力的影响。利用中海油NB35-2油田A18、B16井产出液油水样,在地层条件下投放营养剂及外源菌进行富集培养后,定时取样,样品用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析其丰度结构变化;同时结合原油黏度测定、四组分分析,分析营养剂激活过程中外源、内源微生物对原油作用变化,研究营养剂的加入对激活原油降解微生物的作用。通过对内源和外源微生物激活前后DGGE条带的数量和亮度变化分析表明,油藏环境中的细菌在种类和数量上并不丰富,激活剂的加入改变了菌群原有的贫营养环境,从而使一些因营养缺乏生长受抑制细菌得以大量繁殖,菌群结构发生变化。结果显示,单独添加外源菌种不能有效激活内源菌种,加入营养剂后,内源菌种的数量和种类明显增加,同时外源菌和内源菌复配后对原油的降解作用也明显增强。

金家油田微生物稠油降黏剂的研制与评价

针对金家油田通38块稠油多轮次热采后经济效益变差的现状,开展了采用稠油冷采开发方式的技术探索。稠油冷采技术的核心是研发一种适合目标油藏稠油的低成本高效降黏剂。从油田采出液中筛选到一株能够高产生物表面活性剂菌株Q18,以Q18的发酵代谢产物为基础构建了一种稠油降黏剂RF180。RF180既具有良好的温度和矿化度耐受性,也有较宽的酸碱耐受性,在20~180℃﹑0~120000 mg/L矿化度和pH 5~11的范围内,具有良好的表面及降黏活性,能够适应金家油田的油藏条件。同时,进一步研究发现浓度大于0.3%的RF180对通38稠油就具有良好的乳化与静置降黏效果,乳化与静置降黏率分别达到99.93%和96.64%。物理模拟驱油实验证明,RF180能够大幅提高通38稠油的驱油效率,在不同注入方式条件下,分别提高12%~26%的目标油藏的采收率。

稠油解烃菌与乳化剂产生菌复配降解降黏机理

油杆菌W3分离自江苏油田韦5井,能够以稠油为唯一碳源生长,并降解稠油。54℃好氧振荡培养7 d之后,稠油能够完全乳化分散到培养基中,降黏率达到了76.88%,降解速率达到了99.7 mg/d,原油族组分分析发现,稠油中饱和烃,芳香烃和胶质的含量分别降低了4.14%,6.77%和4.33%。该菌与另一株筛选得到的、能够合成乳化剂的地芽孢杆菌W12复配(V_(W3)∶V_(W12)=1∶1)后作用稠油,既能够增强稠油降解效果(降解速率加快,原油族组分含量进一步降低),又能够改善稠油的乳化分散状态(乳化稳定性增强,平均乳化粒径减小56.7%),此时的稠油的乳化黏度为20.59 MPa·s,仅为初始黏度的3.9%。这两株菌的复配增强了稠油降解和乳化的双重降黏效果,大幅提高了稠油的流动性。

烷基糖苷对CO_2驱泡沫的影响研究

以起泡体积、半衰期为指标,研究了疏水基链长对烷基糖苷(APG)形成CO_2泡沫的性能。结果表明,APG的疏水链越长泡沫越稳定,APG0814的起泡性能优于其他链长APG。研究了质量浓度对APG0814泡沫性能的影响,当APG0814的质量浓度为3 g/L时,形成的CO_2泡沫最稳定;质量浓度越高,起泡体积越大。通过物理模拟实验研究了气液比、实验压强对APG0814形成的CO_2泡沫降低气、水流度的影响,结果表明,气液比为2∶1时,CO_2、水流度降低幅度最大;实验压强越高,CO_2、水流度降低幅度越大。

不同种类微生物对碳酸盐岩溶蚀普遍性

表生溶蚀作用是碳酸盐岩储层形成的重要因素。从岩石表面中筛选3种典型微生物,芽孢杆菌Q1、链霉菌Q2和曲霉菌Q3。通过比较不同种类微生物的产酸、溶蚀速率以及在多孔介质中溶蚀的动态模拟实验,研究了微生物对碳酸盐岩的表生溶蚀作用的普遍性。结果表明,各实验体系中pH、钙离子浓度均发生了有规律的变化,其中曲霉菌Q3的产酸能力与溶蚀效果最显著,5 d内使培养体系的pH降低了2.69,Q3-方解岩和Q3-白云岩培养体系中Ca~(2+)浓度分别达到了327 mg/L和258 mg/L。同时,微生物在多孔介质中对白云岩的溶蚀实验表明,曲霉菌Q3的岩心溶蚀能力也强于芽孢杆菌Q1和链霉菌Q2。研究表明,微生物不但能够对岩石表面产生溶蚀作用,也能够在多孔介质中也对碳酸盐岩等产生溶蚀作用。微生物对碳酸盐岩溶蚀作用具有普遍性,微生物岩溶很有可能发生在较广泛的表层岩石范围内,促进碳酸盐岩储层的形成。

多孔介质微生物提高原油采收率模型

通过分析微生物在多孔介质中的运移规律,建立了能反映微生物驱油过程的三维三相(油、气、水)四组分数学模型,模型中的组分有微生物、营养物、溶解氧以及代谢产物(生物表面活性剂)。模型分析了对流、扩散、微生物生长和死亡、趋化性、营养物消耗、代谢产物生成、各组分吸附和微生物解吸附等特性,并考虑了微生物吸附造成渗透率下降、代谢产物降低原油黏度和油-水界面张力等性质。进一步根据数学模型研制了对应的模拟器,在给定参数条件下,对微生物驱油效果进行了预测,分析了最大比生长速率、微生物吸附常数、趋化性系数以及代谢产物得率对微生物驱油的影响,进一步揭示了微生物提高采收率的作用机理。

高钙镁稠油油藏化学复合驱油体系的研发——以春风油田排601区块为例

国内稠油油藏类型多样,储层物性复杂,其中高钙镁质量浓度等因素会显著降低化学药剂降黏、调堵等功能。文中以春风油田排601浅层高钙镁特稠油区块为例,针对该油藏地层水钙镁质量浓度高、原油黏度大、高渗通道发育等问题,研发了耐钙镁的化学复合驱油体系,并对该体系的稳定性、配伍性及驱油效果等动静态指标开展了综合评价。复合驱油体系在高钙镁质量浓度下,调堵、降黏效果良好,室内驱油实验表明,采收率得到有效提高。该体系为春风油田排601区块的开发打下了基础,同时也为同类型油藏开发提供了参考。

科研潮头的“青春后浪”——记“孙越崎青年科技奖”获得者王锐

他在实验室求索探寻,仪器设备是最亲近的朋友;他在油田现场攻坚创效,生产问题和现场专家是最好的老师。他就是石油勘探开发研究院采收率所所长助理王锐,获得2021年第三十届“孙越崎青年科技奖”,是中国石化两名获奖者之一。公交车与黑皮本日常忙于事务性工作,协调会议、项目讨论、撰写材料……各项工作将每天的时间占得满满的,有时一杯水放在办公桌上,下班时还没有喝完。

稠油降解菌的筛选及其对胶质降解作用

【目的】以胶质为唯一碳源,从中海油南堡35-2油田地层水中经富集培养,为海上油田稠油降解及提高稠油采收率研究奠定基础。【方法】利用富集培养和胶质平板法分离胶质降解菌株,对分离菌株通过形态特征、16S rRNA基因进行鉴定,对菌株的理化性质进行分析,并对其降解胶质和稠油的性能进行研究。【结果】分离筛选出细菌菌株21株,并从中筛选出性能较好的4株。经鉴定为分别为Q4-油杆菌(Petrobactersp.)、QB9-嗜热脂肪地芽胞杆菌(Geobacillus stearothermophilus)、QB26-地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)、QB36-白色地芽胞杆菌(Geobacillus pallidus),其中QB26菌株效果最好,对该菌株的理化性质进行了分析,并对其降解胶质和稠油的性能进行了研究。结果显示,该菌株可在厌氧条件下生长,并能适应地层环境。分离菌株作用稠油后,饱和烃相对含量均有不同程度的上升,芳香烃、胶质、沥青质相对含量降低,能使胶质相对含量降低5.1%,沥青质相对含量降低2.7%。【结论】分离菌株对NB35-2油田稠油中的胶质具有一定的降解作用,在微生物采油和原油污染处理方面具有应用潜力。

龙虎泡油田微生物驱油评价实验

为了在大庆龙虎泡油田应用微生物采油技术,进行室内评价实验。从龙虎泡油田地层水中筛选到一株内源菌DH8,经鉴定为Geobacillusstearothermophilus,另外从菌种库中挑选一株适合该油藏条件生长的外源菌SL21,经鉴定为Bacillus licheniformis。室内对DH8和SL21的乳化性能、降解能力和驱油效率进行了评价。研究发现,菌株DH8和SL21发酵液的比毛管数分别为0.0239 s/m和0.0332 s/m;菌株DH8和SL21分别使原油黏度降低19.02%和26.08%;气相色谱分析表明菌株DH8主要降解C_(13)~C_(27)内正构烷烃,而菌株SL21主要降解C_(19)~C_(37)内正构烷烃,经DH8和SL21降解后,C_(13)之前烷烃含量占比分别增加了5.33%和11.00%;物模实验表明,菌株SL21和菌株DH8的驱油效率分别为7.11%和5.50%。综合分析得出外源菌SL21的各项驱油性能指标均优于内源菌DH8。

微生物电解池强化残余油微生物气化速率

残余油原位气化是一项针对废弃油藏的前瞻性技术,现阶段其主要问题是产气速率慢,无法满足大规模油田开发的需求。通过引入微生物电解池为微生物生长代谢提供能量,实现'微生物-电化学'联合作用,加快微生物气化过程中物质与能量供给,从而加快微生物的甲烷合成速率。首先,从油藏中富集驯化获得高产气速率的'互营代谢-产甲烷'菌群,高通量测序分析其菌群群落结构结果显示,Syntrophomonas、Syntrophus和Syntrophothermus等具有互营代谢特点的微生物成为细菌的优势种属;Methanoculleus、Methanobacillus和Methanobacterium等能够以H2+CO2和甲酸盐为底物合成甲烷的微生物成为古菌的优势种属。然后,产气分析表明,该菌群的甲烷合成速率达到了5.3×10-3mL/（cm3·d）,在同样条件下,用外加0.15 V的微生物电解池强化该菌群的甲烷合成,甲烷合成速率提高了177.4%,达到了14.7×10-3 mL/（cm3·d）,法拉第效率由64.7%提高到123.2%。最后,研究了微生物电解池强化甲烷合成速率的影响因素。碳源、矿化度、电极材料和电势均能够影响甲烷的合成速率,其中电势能显著影响甲烷的合成速率。在外加1.5 V电势的条件下,该菌群的甲烷合成速率达到了33.16×10-3 mL/（cm3·d）,甲烷合成速率提高了526.4%。