薄层砂岩边底水油藏空气辅助内源微生物驱油技术

针对边底水油藏“双高阶段”零散分布剩余油如何有效动用、低成本高效微生物驱油体系如何研发、微生物驱效果评价及配套技术攻关等难题,建立微生物驱筛选图版并评价了油藏微生物驱的适应性;利用微生物分子生态学技术全面解析了油藏微生物群落结构,筛选了乳化效果好的采油功能菌株H3;通过对主要营养成分碳源、氮源、磷源的筛选,开展单因素实验和正交实验,确定了可实现原油乳化分散和抑制硫酸盐还原菌生长的复合粉激活体系;研究了底水油层“船底形”剩余油富集特征,形成了“微生物乳化+空气提效+稠化剂封堵”提高采收率驱油模式,明确了提高采收率幅度与注入菌体浓度、注入孔隙体积倍数正相关。将研究成果应用于准噶尔盆地陆梁油田薄层砂岩边底水油藏,实施“4注20采”微生物驱提高采收率矿场先导试验,注入微生物激活剂0.13倍孔隙体积,2017至2023年阶段增油5.6×104 t,采收率提高4.0个百分点,增油效果好的井主要分布在总菌浓度高、石油地质储量大、构造高部位、油层厚度大、底水薄、采出程度较高的区域。研究成果对丰富微生物驱提高采收率技术序列具有借鉴作用。

内源微生物驱油技术在邵家油田沾3块的实践与认识

邵家油田沾3块为特高含水期普通稠油油藏,边底水发育,水驱开发时间长,采油速度低,稳产难度大。2011年11月至2021年8月进行第一期内源微生物驱油试验,证实微生物有降低原油粘度、提高采收率的效果,后期因微生物驱井组进入含水回弹后期增油效果变差停注。通过对油藏潜力分析再认识,在精细地质研究的基础上,编制并实施微生物驱综合调整方案,进行井网完善,并优化激活剂配方、优化注入参数,结合水井调剖、分注措施,于2022年12月进行第二期微生物驱井组试验,目前井组累增油1178t,区块累增油9607t,提高采收率5.1%。

内源微生物提高采收率实验研究

为了探讨在胜利油田沾3区块注入以玉米浆为主的营养物刺激内源微生物生长和繁殖从而提高采收率的可行性，用MPN法对油藏内源微生物的群落组成进行了分析，并在模拟油藏条件下进行了内源微生物培养实验和岩心驱替实验。结果表明，腐生菌、烃类氧化菌、发酵菌等是油藏中存在的主要微生物群落；注入玉米浆可以有效刺激内源微生物的生长与代谢，产生表面活性剂和生物气，有利于驱油；硝酸铵可以有效抑制硫酸盐还原菌的生长。向岩心注入0．4PV的营养物，玉米浆浓度10～20mL／L，并关闭培养10～20d后，采收率提高约8％。实验证明，利用内源微生物提高沾3区块采收率是可行的。

聚合物驱后油藏激活内源微生物驱油现场试验

针对聚合物驱后油藏内源微生物的生长特点,对大庆油田萨南开发区南二区东部聚合物驱后典型油藏开展了激活内源微生物驱油现场试验。通过优选由玉米浆干粉、硝酸钠和磷酸氢二铵构成激活剂,与保护剂聚合物交替注入,并运用分子生态学末端限制性片段长度多态性方法分析了内源微生物激活前后群落结构的变化规律,研究了利用内源微生物驱油技术的可行性。现场试验结果表明:聚合物驱后油藏中有明显的产气增压效果;油藏驱动压力的动态变化及代谢产物气体组分CH_4和CO_2的δ^(13)C同位素含量波动,验证了激活剂的加入促使油藏内源微生物微氧和无氧代谢交替进行;产出液的各项生化监测指标均有明显变化,激活后优势菌群为Pseudomonas、Thauera和Arcobacter,且丰度增高;试验区阶段累计增油3 068.13t,含水率下降2.2%,驱油增产效果明显。该试验的成功实施证明了聚合物驱后油藏采用激活内源微生物驱油的工艺方法是可行的,并为同类油藏进一步提高采收率提供了可借鉴的方法和途径。

激活内源微生物提高原油采收率技术

微生物采油技术可按微生物来源分为外源微生物采油和内源微生物采油两大类。本文综述了通过注入营养剂和混气水激活油层内本源微生物的采油技术 ,该项技术的工艺较简单 ,在俄罗斯已进入较大规模的矿场应用试验。综述的论题包括 :绪言 ;基本原理 ;矿场试验及相关研究 ;矿场试验设计 ;矿场试验跟踪监测 ;对中国微生物采油技术发展的意义。图 1表 3参 4 0。

高温高压条件下油藏内源微生物微观驱油机理

为研究内源微生物微观驱油机理,在模拟油藏高温高压(60℃、10 MPa)条件下,以油田提取的内源微生物群落及其代谢产物作为驱油介质,利用研制的微观仿真光刻蚀可视模型,对水驱、微生物驱油过程中剩余油形态及流动特征进行显微观察和分析;并应用测试和图像处理技术,定量考察微生物微观驱油效果。研究结果表明:高温高压油藏条件下,内源微生物具有一定活性,且驱油效果较好;微生物被激活后,能有效启动不同类型剩余油,并可与代谢产物共同作用于水驱所无法波及到的盲端孔道,置换出剩余油,增强了原油的流动能力,同时可提高采收率。微生物微观驱油机理可归结为:微生物对原油的"啃噬"、降解;产生生物气溶解于原油,降低原油黏度;产生生物表面活性剂层层剥离、乳化剩余油,改变孔隙介质表面的润湿性等。

胜利油田沾3区块内源微生物激活剂的筛选、优化及效果评价

采用最大可能数法(MPN)和变性梯度凝胶电泳(DGGE)解析胜利油田沾3区块注入水和产出液中微生物群落结构组成,采用离子色谱和电感耦合等离子体发射光谱技术分析了油藏地层水的离子组成,从而确定了该区块实施内源微生物激活的基础背景资料。以微生物提高采收率机理为基础,同时考虑在激活过程中抑制有害菌———硫酸盐还原菌的生长繁殖,确立了以激活前后水样中总菌浓的变化、硫酸盐还原菌数量变化和对原油的乳化效果作为主要评价指标进行激活剂效果评价。在单因素实验基础上采用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,并成功将Box-Benhnke中心组合实验和响应面分析法应用到激活剂体系各因素的优化组合,最终得到玉米浆干粉0.33 g.(100 ml)-1、磷酸氢二铵0.312 g.(100 ml)-1和硝酸钠0.2 g.(100 ml)-1的激活配方,此时总菌浓达到1.57×108cells.ml-1。

内源微生物驱油物模实验及其群落演变研究

针对胜利油田孤岛中一区Ng3地层水的性质设计激活剂配方,在物理模拟条件下有效激活内源微生物,同时将硫酸盐还原菌浓度控制在50个/mL以下。微生物经激活后代谢活跃,产乙酸达346 mg/L,产出气体中甲烷含量5%。通过变性梯度凝胶电泳及其条带测序,定性分析了激活后内源微生物群落中的15个不同内源菌属,其中以嗜热厌氧菌为主,部分种属代谢产生的低分子有机酸、CO2和H2等,被其它细菌或产甲烷古菌作为代谢底物而利用,这些微生物组成了物理模拟实验条件下的完整代谢体系。

变性梯度凝胶电泳方法在内源微生物驱油研究中的应用

应用基于聚合酶链式反应(PCR)的变性梯度凝胶电泳方法(DGGE)分析了在高温、高压和厌氧条件下富集培养的油藏内源微生物16S rDNA。用化学裂解法(SDS)直接提取了油藏微生物基因组DNA,并以此基因组DNA为模板,用特异性引物对16SrDNA的V8和V9可变区进行聚合酶链式反应扩增。对长约400bp(碱基对)的扩增产物进行DGGE分离后,得到了分离较好的电泳图谱。结果表明,DGGE方法可以分离不同油藏微生物16S rDNA的V8和V9可变区的DNA扩增片断。在内源微生物驱油研究中,DGGE方法是在分子水平上分析油藏微生物群落结构和监测微生物群落动态变化的有效工具。

邵家油田沾3块内源微生物驱激活剂优化及现场试验

内源微生物驱是通过向油藏注入适当的激活剂,选择性地激活油藏中已有的微生物,实现微生物驱油。因此激活剂选择和优化对内源微生物驱来说至关重要。在对胜利油区沾3块油藏地质分析的基础上,分别以淀粉水解液为碳源、硝酸钠为氮源、磷酸氢二铵为磷源,以沾3-斜24井产出水作为激活对象,首先利用静态激活实验从微生物活性角度初步确定出2组激活剂配方;然后利用动态物理模拟对2组配方进行微生物群落动态变化规律及增油效果评价实验,最终优化出沾3块内源微生物驱最佳激活剂配方为0.3%淀粉水解液+0.2%(NH4)2HPO4+0.2%NaNO3,该配方物理模拟实验提高采收率平均大于6.7%。在胜利油区沾3块3口油井进行了单井吞吐现场试验,试验后单井平均日增油量为1.2t,含水率平均下降3.5%,见效周期超过3个月,截至2011年3月底累积增油量超过4000t。

内源微生物驱油激活配方筛选评价指标探讨

通过室内摇瓶实验和岩心驱油实验,系统分析了油田内源微生物激活实验过程中各项参数的变化规律,包括激活内源菌总菌数、6类内源菌菌数,水相pH值、乙酸根离子质量分数、水相粘度、水相表面张力,油相粘度、密度,实验产出气体体积,油水乳化效果和岩心驱油提高采收率值等。不同激活实验结果表明:内源菌总菌数可增加3个数量级以上;有益内源菌菌数可增加2个数量级;水相中的乙酸根离子质量分数和水相粘度有所增加;实验中可以产出不同体积的气体,气体成分主要为CO2;油水乳化效果差异较为明显;岩心驱油提高采收率值为6%～9%;上述参数变化具有一定的规律性,与微生物驱提高采收率机理一致,可以作为内源微生物驱激活配方筛选的评价指标参数。

胜利油田S12块内源微生物群落选择性激活条件研究

在考察了胜利油田S12块注入水和油井产出水中细菌群落状况的基础上,针对烃类降解菌、产甲烷菌、硝酸盐还原菌等有益于采油的细菌群落,研究了营养条件对细菌群落激活的影响。结果表明,激活剂配方St 12能较好地刺激有益内源菌群落的生长,且对硫酸盐还原菌、铁细菌及硫细菌等对采油不利的细菌起到了一定的抑制作用。室内岩心模拟试验表明,在水驱基础上内源微生物驱可以提高采收率最高达9.14%。

油藏内源微生物演替规律及其对驱油效果的影响

利用长岩心连续动态驱替实验模拟现场微生物驱油过程,通过高通量测序及荧光定量PCR技术定量描述物模驱出液菌群结构、多样性指数及驱油功能细菌浓度的动态变化规律,并分析生物特征动态变化规律与含水率变化之间的对应关系。结果表明:激活剂多轮次段塞注入方式下,内源菌群呈现连续动态演替变化,菌群结构趋于简单化,多样性指数逐渐降低,不动杆菌、厌氧小杆菌及甲烷嗜热杆菌逐渐成为群落中的优势菌属;内源总细菌浓度及驱油功能细菌浓度随激活剂的注入逐渐升高,在时间尺度上存在明显的好氧、兼性及厌氧驱油功能菌级联激活规律,厌氧产甲烷古菌激活时整个代谢链被启动,驱油效率最高;在兼性及厌氧驱油功能细菌浓度提高2个数量级后,产出液细菌群落多样性指数与含水率变化之间存在明显的相关性,可以作为内源微生物驱油生物特征指标,指导内源微生物驱油现场效果的分析及方案的针对性调整。

高温油藏内源微生物的堵调及种群分布

针对高温高压油藏(65℃、11MPa),以其中内源微生物群落为主要对象,利用物理模拟及分子生物学手段研究了内源微生物被激活后与多孔介质间的相互作用及其群落分布特征。研究发现,内源微生物激活后使岩心渗透率由1.64μm2降至1.01μm2。多孔介质和油水两相界面均表现出显著的细胞截留能力,水驱2PV后产出液细菌浓度由108个/mL降至106个/mL以下,而每毫升岩心中细菌总量约为7×108个。利用分子方法研究群落结构发现,以糖类、烃类和脂肪酸为底物的代谢活动已被激活并在产出液或岩心不同位置形成优势,并且产出液和岩心中产甲烷古菌一致,而岩心内细菌种类丰富(>20种嗜热菌),且多样性高于产出液。

胜利油田沾3区块内源微生物室内模拟激活实验研究

在考察了国内外内源微生物采油技术研究情况的基础上,采用1#～4#激活剂配方对沾3区块注入水中微生物群落进行了选择性激活,对激活后总菌、有益菌、有害菌的数量及表面张力进行了检测,并进行了室内模拟驱油实验。实验结果表明,1#～4#激活剂配方能有效刺激有益菌的生长,同时对有害菌SRB实现了较为有效的抑制,压力和多孔介质对微生物的生长会产生一定的影响,多孔介质的影响较压力的影响要显著一些,KNO3的激活效果及提高残余油采收率的效果要优于NH4NO3,硝酸盐含量从0.1%到0.2%的增加能增加有益菌的数目,但对采收率的提高作用并不明显。室内模拟驱油实验表明,在水驱基础上内源微生物驱可提高采收率达6%以上。

内源微生物提高原油采收率物理模拟驱油实验研究

在分析国外内源微生物物理模拟驱油实验的基础上 ,采用单 12区块原油和原生水模拟地层条件 ,进行了内源微生物物理模拟驱油实验研究 .对残余油采收率、系统压力、醋酸根含量、生物气产量及组成进行了检测 .结果表明 ,采用空气辅助 (液气比 1∶10 )激活好氧微生物 ,经过 36d的培养驱替 ,残余油采收率提高了 4 .7% ;依赖于整个油层生态系统的改善 ,在激活的厌氧微生物的主导作用下 ,经过两轮次 77d的培养驱替 ,残余油采收率提高了 8.3% ;实验结果验证了注水油层中好氧微生物—厌氧微生物演替降解石油的两阶段生物过程 ,生物气中甲烷的含量随培养时间的增加而增加 ,最高达 74 .4 % ;而始终未检测出硫化氢 。

大庆油田聚驱后油藏内源微生物激活剂的筛选和效果评价

聚合物驱油后的油藏含水大幅回升,操作成本高,传统化学方法很难继续提高采收率,而内源微生物采油技术是最有希望的接替技术之一.针对大庆油田聚驱后油藏,利用分子生态学技术考察目标油藏的菌群结构,并通过统计学方法对内源微生物激活剂进行筛选和效果评价.结果表明目标油藏具有多种采油功能微生物,确定以糖蜜,硝酸盐,磷酸盐及酵母粉为主的激活剂体系,该体系能显著提高内源微生物的数量,有益菌浓度提高1～3个数量级,代谢产生的表面活性剂能将原油完全乳化分散,形成稳定的悬浊液,同时也能兼顾厌氧微生物的生长及产甲烷菌代谢产甲烷,因此具备实施内源微生物采油的潜力.

沾3区块内源微生物驱油现场试验

针对胜利油田沾3区块水驱效果差、稳产难度大的状况,开展了内源微生物驱油技术研究。通过室内激活实验,获得了针对性的激活剂,物模驱油实验能提高采收率7%以上。在此基础上,开展了现场驱油试验。结果表明,激活剂在油藏中具有良好的激活性能,油藏内源微生物被大量激活,并取得良好的驱油效果,对应油井日产油量由试验前的2.5 t/d上升至14.0t/d,含水由试验前的95.0%下降至74.4%。

胜利油田水驱油藏内源微生物群落结构及分布规律

根据胜利油田的油藏特点,在温度(55～91℃)、矿化度(3 000～20 000 mg/L)及渗透率((207～6 900)×10^(-3)μm^2)等油藏条件下,利用16S rDNA克隆测序技术研究了10个水驱油藏的内源微生物种群及分布规律.结果显示,油藏内源微生物由种类丰富的细菌和古菌组成.其中,细菌以变形杆菌门为主(其中Gammaproteobacteria数量占总菌数的41.4%,Betaproteobacter记数量占总菌数的25.0%),共计114个属;另外,古菌共计14个属.整体上涵盖了烃降解、产生物表面活性物质、产甲烷等多种驱油功能微生物,其中,石油烃降解菌Achromobacter、Arcobacter几乎分布于所有研究区块.群落结构受到油藏温度、矿化度、渗透率、水驱时间等因素的影响.较高温度的油藏中古菌种类以及细菌中Thermu.s、Thermincola、Thermanaeromonas等嗜热菌含量均显著提升.其中:90℃油藏的嗜热细菌数量占总菌数的23%,并出现了极端嗜热古菌Geoglobus;矿化度10 000 mg/L以上的区块,耐盐菌数量占总菌数的30%左右,约为该矿化度以下油藏的2倍,而较高矿化度下的严格厌氧、反硝化等代谢形式未形成优势;油藏渗透率提高和水驱时间的延长会显著提高微生物多样性,种属数量增幅可达1倍以上.以上结果表明:研究的各水驱油藏普遍具有实施内源微生物驱油的生物基础;不同的油藏环境导致微生物群落结构存在明显差异,微生物驱油的激活配方及注入工艺需进行针对性的设计和优化.

单家寺油田单12块内源微生物驱油试验研究

针对单家寺油田单12块的开发和地质现状,对单12-16井组油水样进行了内源菌群落特征分析,并在此基础上进行了内源微生物激活试验研究,筛选出了适合单12块的ST-12系列激活剂。利用该系列激活剂进行了内源微生物物理模拟驱油试验,模拟结果表明,通过激活内源微生物可在水驱基础上提高采收率7%以上,说明内源微生物在激活后具有较好的驱油能力。在现场试验区,共注入激活剂17轮,累积增产原油2700t。