孔店油田本源微生物驱油先导试验研究

本源微生物采油技术利用油藏中已存在的各种细菌(本源微生物),以注水井近井地带剩余油为碳源,补充微生物基本营养物并混以空气,激活油藏中的有用菌,使之大量繁殖和代谢,并利用其降解原油、产生驱油剂、改善油藏生态系统和油水性质,以增强剩余油的流动性能,从而达到提高采收率的目的.该技术与目前多用的外源微生物采油技术有较大差别.大港油田孔二北断块为稠油、底水、高孔和高渗且无产能接替的断块,在油藏地质研究、开发状况和生化参数分析以及本源微生物驱油技术可行性分析的基础上,确定了在该断块注入混气营养物的试验方案,进行了为期近3a的现场试验.现场动态监测与生产动态跟踪结果表明:①注水井近井地带和油层深部有用的本源菌已被激活,其数量较试验前增加3～7个数量级;甲烷代谢速率较试验前增加了4～78倍,代谢产物增加16～208倍;硫酸盐还原速率增加,但没有硫化氢产生.②原油和地层水性质有所改善.③单井日产油量和气量增加(截至2005年2月累计增油17 866t).本源微生物采油技术在孔二北断块的成功应用对国内处于高含水阶段老油田进一步提高采收率具有一定借鉴意义.

本源微生物驱油机理研究及现场应用

对大港油田本源微生物驱现场试验过程中流体的微生物学特征、地球化学特征及生产动态进行了监测 ,研究了本源微生物提高原油采收率的机理。随注入水一同注入大量含氮、含磷盐的物质及空气 ,使生态系统中的微生物和理化特征发生了显著变化。地层水中嗜热微生物的数量和活性分别增加了 10 3 ～ 10 5倍和 10～ 10 3 倍。烃氧化菌的激活导致了注入水在近井地带原油的氧化及低分子脂肪酸含量增加。原油的生物转化产物刺激了发酵菌、硫酸盐还原菌及产甲烷菌的生长 ,微生物的代谢产物有利于原油的采出。从生产动态分析可以看出 ,经生物技术处理后 ,83 %的生产井见到了效果 ,3年共增油 8874t ,投入产出比达到 1∶5 2。

大庆油田本源微生物群落分布及采油机理研究

采用微生物分子生态学方法在大庆油田各采油厂取126个油水样,对其中的微生物群落和细菌代谢速率进行了分析,检测出大庆油田地层水中含有11种好氧和厌氧类型的本源微生物,首次探索了聚合物驱后油层中菌群的生态分布及适合本源微生物采油技术的潜力。同时研究了本源微生物代谢机理和好氧与厌氧菌在代谢上存在的相关性,研究显示在油层形成好氧菌-乙酸盐菌-产甲烷菌的共生体系。并分离到一株代谢脂肽类表面活性物质的枯草芽孢杆菌,该菌种发酵液的界面张力降低了90.29%。模型实验中本源菌提高采收率幅度在9.4%以上,产生气体使压力上升了0.2 MPa。室内研究证明在大庆油田选择性地激活地层中的本源微生物采油菌,可以有效地提高油藏采收率。

本源微生物驱油技术研究与应用

前言 本源微生物是地层中一定时期内在数量和种类上相对稳定的微生物群落.它是在油田开发过程中随含有大量细菌的注入水进入油层的.由于细菌种类等的差异,有的不适应地层环境而亡,有的转入休眠状态,也有少量的细菌通过自身调节而适应了恶劣的地层环境,并利用地层中有限的营养进行缓慢的生长和代谢.本源微生物在形成过程中,阻碍其大量繁殖的主要因素是缺乏足够的营养,因此,只要提供适量的营养物质就可以有选择地将有利于提高采收率的菌激活,并快速代谢有益于原油流动的产物,提高储层动用程度和采收率.

大庆油藏本源微生物生态分布规律的研究

调查了大庆油田本源菌的分布状态 ,进行了激活油藏本源微生物的研究。实验表明 ,水驱后和聚合物驱后的油藏中生长着好氧性烃氧化菌、厌氧或兼性厌氧的硫酸盐还原菌、石油烃降解菌、腐生菌、铁细菌、发酵菌、硫细菌、产乙酸盐菌、产甲烷菌、糖蜜菌、反硝化菌等 11种本源微生物。同时 ,水驱后的油藏中总菌数比聚合物驱后的油藏高 2个数量级 ,本源微生物之间的生长具有相关性 ,存在协同代谢作用 ,而且油藏经多年注水开发已经形成了较稳定的微生物菌群 ,适合采用激活本源微生物采油技术。

本源微生物驱在大港高温稠油油田的现场应用

本源微生物采油不存在菌种适应性、变异退化等问题,减少了菌种的发酵、注入等操作程序,工艺简单、投资少、成本低.应用本源微生物驱油技术可以改善油藏条件,提高原油最终采收率.2001～2004年,在大港孔店油田北区块应用了营养物水驱生物技术.根据油藏地质和工程、开发状况及生化参数分析结果,确定了注入混气营养物激活本源微生物生长来提高采收率试验方案.对流体的理化参数监测以及生产动态跟踪和评价结果表明,试验是成功的,油藏生态环境发生明显变化,流体性质明显改善.现场试验期间,累计增油17 866 t.

本源微生物驱油渗流场—微生物场耦合数学模型

通过对本源微生物驱油机理的研究,从好氧、厌氧两步激活理论出发,建立了一个全新的本源微生物驱油渗流场—微生物场耦合的数学模型,并给出了数值模型的求解思路。在该模型中,微生物作用下的渗流方程是时间和空间的函数,阐述了微生物本身及3类主要代谢产物(表面活性剂、聚合物及气体)对物性参数的作用与影响,同时渗流方程也体现了微生物采油的主要作用机理。微生物方程以网格内的物质均匀分布为基本假设,阐述了由于流体流动造成的物质分布的变化规律和微生物群落间的级联代谢过程。该模型为本源微生物驱油数值模拟软件的研发提供了理论依据。

港西油田三区一断块本源微生物驱试验研究

简介了港西三区一断块油藏特征及由2口注水井、5口采油井组成、采出程度31．59％的本源微生物驱油试验区概况、根据本源微生物驱油藏筛选标准，该断块油藏11项参数中，75％的参数处于最佳范围，其余在适用范围。试验前注入水和注水井返排液中微生物的数量，注水井返排液中甲烷代谢速率和硫酸盐还原速率，均明显高于油井产出水中的相应值。通过注水井注入混气营养液，每年5次，每次30天，2004年共注入营养液500m^3和空气1．8×10^4m^3，2005年共注入营养液500m^3，空气7320m^3，产氧化学剂120kg。根据1口注水井和5口采油井的监测数据，注水井近井地带烃氧化菌、腐生菌、产甲烷菌数量较试验前增加3～4个数量级。硫酸盐还原菌数量减小；油井中产甲烷速率和硫酸盐还原速率增大，未检出H2S产生。油井产出水pH值为6．5～8．0，与原油间界面张力为6—10mN／m。油井产出气中甲烷含量增加，天然气产量增加。监测井产出原油黏度下降8.5％。5口采油井平均含水由88．4％降至71．3％，日产油量由3．6吨增至7.8吨。截止2006年9月累计增产油3100吨．投入产出比1：4．4。图2表4参8。

油砂山油田本源微生物分子生物学初步调查

采用细菌通用引物和古细菌引物对青海油砂山油田178井本源微生物样品DNA进行扩增,构建基因文库,克隆和DNA序列分析。将测序结果与基因银行进行比对结果表明,油砂山样品中有大量海杆菌属和甲胞菌属,样品中还发现存在产甲烷古菌及一些不可培养的其它古菌类群。它们的功能和多样性有待于深入研究,以便进一步筛选用于提高该油田原油采收率的采油功能菌群。

大港孔店油田本源微生物代谢产物监测分析

应用放射性同位素示踪剂技术研究了大港孔店北二断块水动力学关系,结果表明该区块注水井和采油井之间具有紧密的水动力学连通关系。在本源微生物驱油试验阶段,对试验区微生物及其代谢物在地层中的分布状况进行了3年连续监测,表明本源菌激活期间菌数增加102~105倍,原油部分氧化,使得低分子脂肪酸(乙酸盐,甲酸盐,丁酸盐等)含量约增加10~100倍,碳酸氢盐从0·4~0·6g/L增加到0·7~1·8g/L,产生的生物表面活性剂使地层水平均表面张力降低至48~33·3mN/m,地层水相对石蜡平均界面张力降至25~13·7mN/m,产生的生物多糖代谢物使地层水平均粘度增至0·76mPa·s,最高达0·83mPa·s。这些变化改变了油层物理化学和生态环境,改善了原油流动性,尤其是水动力学连通关系最好的井地层水组成的改变和增油降水效果最为明显。试验区监测结果表明,微生物及代谢物随注入水主流动方向运移,生物表面活性剂和低分子脂肪酸及生物聚合物的作用是提高原油采收率的主要机理。

本源微生物降解原油的饱和烃色谱分析

对于本源微生物采油技术的应用,有效激活剂的选取至关重要。选用2种激活剂A和E激活本源微生物并对原油进行生物降解模拟实验,再对其产物进行饱和烃色谱分析。分析结果表明,原油正构烷烃优先被降解,Pr/nC17和Ph/nC18值逐渐变大,Pr/Ph值保持不变;使用激活剂A激活本源微生物后,降解油样的正构烷烃组分中的重烃相对含量下降、轻烃相对含量升高,而使用激活剂E则正好相反。

大港孔店油田1区块本源微生物驱油潜力分析

通过分析大港孔店油田1区块油藏物理化学条件,注入水、地层水中微生物种群的组成及硫酸盐还原作用和产甲烷作用的速率来研究该区块进行本源微生物驱油的潜力。利用最大或然法(MPN)对注入水和地层水中的嗜热好氧腐生菌、烃氧化菌、厌氧发酵菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌的数量进行了测定。用放射性同位素方法对硫酸盐还原作用和产甲烷速率进行了分析。结果表明,孔店油田1区块含有多种微生物群落,注入水中嗜热好氧腐生菌105个/mL、烃氧化菌103个/mL、厌氧发酵菌107个/mL、硫酸盐还原菌102个/mL、产甲烷菌1～10个/mL,上述5种微生物数量在生产井中也较高。综合微生物学、油藏条件研究结果,通过激活地层烃氧化菌、发酵菌和产甲烷菌的本源微生物驱提高原油采收率技术在该区块是可行的。

本源微生物驱油数值模拟及应用

为了更好地对本源微生物驱油进行方案设计,很有必要发展本源微生物驱油数值模拟技术。采用室内实验方法,研究了本源微生物采油的机理,引入了微生物因子来描述微生物的特有作用,提出了三维三相本源微生物驱油数学模型,结合具体算例进行了数值求解,比较了不同注水时机对采油的影响。结果表明:该模型所模拟的结果和实际结果较相符,在所模拟的范围内,开始进行本源微生物驱越早越好。该成果对现场应有一定的参考价值和指导意义。

利用本源微生物修复技术处理含油土壤试验研究

利用本源微生物对受石油污染土壤进行了生物修复的室内试验。研究表明,在添加双氧水电子受体和适量的营养盐后,75天内土壤中石油烃的去除率可达到62.5%;添加表面活性剂可以促进微生物对石油烃的生物降解,在添加0.05%(w)的吐温-40后,75天内土壤中的石油烃去除率可由62.5%提高到了88.6%。试验证明对含油土壤进行生物修复是可行的。

青海七个泉油田本源微生物区系初步调查

采用细菌通用引物和古细菌引物对青海七个泉油田本源微生物样品DNA进行扩增,根据基因库进行克隆和DNA序列分析,将测序结果通过与基因库进行比对,结果表明七个泉油田样品中有大量海杆菌属和甲胞菌属,样品中还发现存在产甲烷古菌及一些不可培养的其它古菌类群。它们的分离方法、功能和生长代谢特性有待于深入研究,以便筛选用于提高该油田原油采收率的采油功能菌群。

影响本源微生物采油效果的因素分析和对策

基于大港港西和孔店两试验区油藏地质和开发状况，讨论了影响本源微生物驱油效果的6项主要因素。①油藏温度：港西油田（45℃）从注入混气营养液到见效的时间明显短于孔店油田（60℃），适宜本源微生物驱油油藏的温度应为30～55℃。②油藏潜力即油藏中有益茵落数量：给出了注水井返排液和油井产出液中有益茼（HOB．TGB，ZB,MGB）数量下限和有害茼（SRB）数量上限，现场数据表明港西潜力大于孔店，驱油效果也好于孔店。③激活体系：在接近极端条件的油藏，仪补充氮源和磷源是不够的，在长期注水油藏还需补充碳源如轻质油。④注入工艺：保证有充足的空气（氧）与营养液一起注入。施工次数增加时。激活强度应相应提高。⑤油井排液量：在使用电潜泵的孔店油田以120m^3／d为限，相当于水驱速度〈2m／d。⑥流体性质：矿化度应〈50g／L。原油含蜡量应〉5％，在原油含蜡量低的孔店油田，营养液中补充碳源后驱油效果改善。图2表3参11。

本源微生物激活/调驱复合体系先导试验研究

所报道的复合体系中,本源菌激活/调驱剂由好氧、厌氧菌激活物和吸水膨胀颗粒按3∶1∶1质量比组成,含有淀粉56.0%、蛋白质13.0%、纤维素10.5%、矿物质5.3%、脂肪4.2%,另外加有聚合物作为固体颗粒悬浮剂。注入复合体系后随即注入空气激活好氧菌。先导试验在有5口油井、含水平均94.1%的羊丛14井组实施两轮,在有6口油井、含水40.7%～95.0%的港西42-6-1井组实施一轮。通过羊丛14井组第一轮试验,根据注入压力将激活/调驱剂浓度由30g/L提高至50g/L,将聚合物浓度由0.4g/L提高至1.0g/L;根据3口油井菌数变化并考虑化学需氧量,将按激活半径1.5m、孔隙中气液比3∶1计算的注入空气量920m3大幅提高至7000m3;注空气工艺由双段塞式改为五段塞式,每月注一次,每次1400m3,共注5次。激活/调驱施工后注水压力上升,油井产出水中FMB、HDB菌数增加,SRB菌数减少,一些油井产油量增加,港西42-6-1井组试验有经济效益。一部分油井未见效果的原因有待深入研究。

氧气与盐度对港西某油井本源微生物的影响

为了探索绿色、环保、经济的微生物采油技术在大港港西某油井的基本理论参数,本文通过PCR-DGGE技术和微量量热技术,开展了在好氧激活本源微生物技术下,氧气的进入对油藏本源微生物细菌群落的影响以及本源微生物生长的适宜盐度范围的试验研究.结果表明：氧气的进入对油藏本源微生物细菌群落将构成很大的影响,在10 d的培养期内,氧气表现出了很强的选择作用,其促进了一些好氧或兼性细菌的快速生长,同时也抑制了厌氧细菌的生长,此后不同时期的本源微生物细菌群落表现各不相同,但其多样性水平差异不大,可能是因为微生物代谢过程的连续反应、微生物之间的拮抗和协同作用等;微生物的热功率输出曲线因盐度的不同而表现出很强的规律性,通过对其相关参数的计算、拟合及分析,得到大港港西被测油井的本源微生物好氧激活生长的最佳盐度条件为2 000～5 000 mg/L,较佳盐度条件为0～10 000 mg/L,而当盐度大于50 000 mg/L时,微生物活动基本停止,不适于好氧激活技术的应用.

激活地层本源微生物提高稠油采收率

以地层微生物地化活动的活化作用为基础的提高石油采收率生物技术,在大港孔店油田做了先导性试验(2001～2004年).微生物的活化作用是通过注水井循环导入充气水和补充含N,P的矿物盐而获得的.这项生物技术的使用引起地层微生物的活化,这个活化首先是在注水井的近井底区域,接着是在沿着水动力学方向一致的区域进行.第一阶段,需氧烃降解微生物的活性增加,导致地层水碳酸氢盐和乙酸盐含量的增加;第二阶段,在缺氧区域甲烷产生茵被激活.本源MEOR先导性试验表明,地层水中的微生物指标与生产井的产量有关,通过试验多采出16000余吨原油.

低渗透油田本源微生物调剖驱油技术研究及应用

近年来,随着油价的上涨和大庆油田聚合物驱油取得明显效果,提高采收率技术再度受到各油田的重视。2009年以来,长庆油田采油三厂着手对本源微生物的研究,提取本油田油样,研究适合低渗透油田的本源微生物,利用本源微生物改善注水井吸水剖面、提高驱油效率,取得了较好的措施效果,并形成了本源微生物的配型、筛选、注入用量、注入参数等微生物调剖驱油技术体系,在6个井组开展试验,达到日增油83.2t,累计增油733.4t,实现了油田负递减的开发目标,成为低渗透油田侏罗系提高采收率可供选择的主体技术之一。