油田微生物驅(qū)油注入工藝研究

徐登霆，劉 濤，曹功澤

趙鳳敏，巴 燕 （中石化勝利油田分公司采油工藝研究院，山東 東營 257000）

隨著微生物驅(qū)油技術(shù)的發(fā)展進步，其在現(xiàn)場的應(yīng)用也逐漸擴大并逐步應(yīng)用到不同的油田生產(chǎn)中去［1～3］。與傳統(tǒng)的化學(xué)驅(qū)相比，微生物驅(qū)油技術(shù)具有地面工藝流程簡單，投資成本小，見效時間長，對環(huán)境污染小，后期沒有污水要處理等優(yōu)點。但是就當(dāng)前微生物驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用來說，現(xiàn)場注入工藝的優(yōu)化處理、激活劑的注入方式、油水井的調(diào)整布局等都對驅(qū)油效果產(chǎn)生一定的影響［4，5］。筆者主要從微生物驅(qū)油注入工藝的優(yōu)化方法入手，對微生物注入工藝、注入方式進行分析研究，并結(jié)合現(xiàn)場實施效果分析注入工藝的優(yōu)化點，以求為現(xiàn)場的擴大應(yīng)用提供參考。

1 微生物驅(qū)油注入工藝特點及要求

1）注入時間短，見效快，成本較低 微生物驅(qū)油過程不需要專門的地面設(shè)備，利用注水站現(xiàn)有設(shè)備就可以實現(xiàn)有效注入，從而節(jié)省了成本［6］。而且在注入過程中對注入管線影響小，沒有象化學(xué)驅(qū)那樣出現(xiàn)管線的嚴(yán)重腐蝕問題［7］。同時，注入在較短時間即可完成，一次施工過程僅需要2～6d。另外，注入后微生物驅(qū)油效果見效顯著，單井在7d左右即可實現(xiàn)增產(chǎn)，區(qū)塊驅(qū)油在2～5個月即可改善油水生產(chǎn)效果。

2）注入見效持續(xù)時間長 微生物生長代謝是一個不斷連續(xù)的過程，而且在微生物生長過程中還可以實現(xiàn)從好氧到厭氧的持續(xù)生長。這對于微生物不斷持續(xù)地產(chǎn)生效果以起到增油的作用奠定了基礎(chǔ)。同時微生物生長代謝的不斷積累 （這包括微生物菌體本身的生長積累、微生物代謝產(chǎn)物的積累）的過程也為微生物采油的長期作用效果起到了積極的作用。

3）適用范圍廣 微生物驅(qū)油作為一項三次采油技術(shù)，對區(qū)塊條件要求低。油田高含水、含蠟、含膠質(zhì)瀝青，而大多數(shù)微生物菌與含蠟、含膠質(zhì)瀝青的原油作用效果較好，應(yīng)用后產(chǎn)量上升；與油層的滲透率、孔隙體積等參數(shù)關(guān)系不大。根據(jù)試驗制定的微生物采油適應(yīng)范圍，是對勝利油田區(qū)塊進行篩選統(tǒng)計得出的，勝利油田有近十億噸的儲量適合該項技術(shù)的推廣應(yīng)用。

2 注入流程

在微生物驅(qū)油過程中，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，目前現(xiàn)場的配注流程主要分為2套系統(tǒng)。一是激活劑及菌液的注入流程，這在微生物驅(qū)油過程中是關(guān)鍵的因素，起到?jīng)Q定性作用。另外，為適合好氧微生物的生長代謝并為其后續(xù)的厭氧生長提供依據(jù)，故在現(xiàn)場實施過程中又增加了另一套系統(tǒng)，即配注空氣的注氣流程［8］。

2.1 激活劑及菌液注入流程

圖1 微生物驅(qū)油現(xiàn)場液體注入流程

圖2 微生物驅(qū)油現(xiàn)場固體激活劑注入流程

激活劑及菌液的注入是按照地面現(xiàn)有的配水流程進行的。為適合微生物驅(qū)油技術(shù)本身的特點，增加了部分需要的注入設(shè)備?，F(xiàn)場液體注入流程和固體激活劑注入流程如圖1、2所示。從圖1、2看出，2種流程都是通過注入水的作用將微生物制劑溶解，整個過程都是配合注水流程進行的，不會影響正常的油水井生產(chǎn)。另外，根據(jù)實際地層的采出程度條件和實際微生物驅(qū)油注入條件的要求，還可以將注入過程分為段塞式注入和持續(xù)式注入。①段塞式注入流程：利用儲罐儲存大量的激活劑，一次性將大劑量的激活劑注入驅(qū)油地層。這樣可以增加激活劑的濃度，從而避免注入過程中因為地層水的稀釋而降低了激活劑有效濃度和不利于微生物激活、代謝的問題。通過微生物注入流程可以有效地實現(xiàn)高濃度注入，同時還能夠通過集中段塞注入提高激活的可持續(xù)性，有助于微生物驅(qū)油效果的長效性。②持續(xù)式注入流程：相對于段塞式注入，持續(xù)式注入適用于地層滲透率比較低的油層，且地層中原有的微生物比較豐富。這樣在激活劑注入過程中，可以持續(xù)不斷地發(fā)揮激活劑維持微生物生長代謝的作用，以使驅(qū)油效果更好；同時持續(xù)式注入需要有較好的儲罐，能保證激活劑在規(guī)定時間內(nèi)的保存。

2.2 配氣注入流程

為了滿足注入激活劑前期好氧微生物的生長需求，同時也為后面地層深處厭氧微生物生長代謝提供必要的生長因素，特加入配注空氣的流程 （圖3）。

為了增加配氣的效果和明確注入空氣的數(shù)量，特增加了計量裝置，這樣可以有效地計量配注空氣的數(shù)量，為微生物的有效激活和油井的安全生產(chǎn)提供保障。通過壓縮機的作用給空氣加壓，然后隨注入水和激活劑混合注入地層，這樣有利于微生物的好氧激活，提高微生物群落的多樣性和作用效果的持續(xù)有效性。

圖3 微生物驅(qū)油注氣流程

3 現(xiàn)場應(yīng)用

經(jīng)過多年的應(yīng)用，微生物驅(qū)油技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用正在逐漸完善并成熟起來［9～11］。通過幾個試驗區(qū)塊的效果比較分析，微生物驅(qū)油技術(shù)在提高采收率方面相對于其他的技術(shù)還是有很多有益之處，特別是微生物驅(qū)油注入工藝在微生物驅(qū)油技術(shù)中起到了至關(guān)重要的作用。下面重點以羅801區(qū)塊和中一區(qū)館3區(qū)塊為例說明微生物驅(qū)油的效果所在。

3.1 羅801區(qū)塊 （段塞式配氣注入）

3.1.1 試驗概況

1999年7月開始實施微生物驅(qū)油先導(dǎo)性試驗，初期3口注水井注入微生物，對應(yīng)8口油井；2001年3月擴大現(xiàn)場規(guī)模，微生物注入井增加到4口，對應(yīng)油井11口，現(xiàn)場采用周期性注入微生物及其營養(yǎng)液的方式施工。2003年實施空氣輔助微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗，采用連續(xù)配氣及周期性段塞式微生物注入工藝，單井配氣量100～150m3/d，氣液比達(dá)1∶10。

3.1.2 效果分析

注入微生物后，由于微生物及其代謝產(chǎn)物的作用，改善了原油的滲流性能，提高了洗油效率，使含水上升明顯減緩。另從產(chǎn)油效果分析看，羅801塊實施微生物驅(qū)以來，2000年開始明顯見效，試驗區(qū)年產(chǎn)油量呈平穩(wěn)上升態(tài)勢，年均日產(chǎn)油達(dá)到113t左右，實現(xiàn)了年產(chǎn)油量的穩(wěn)定生產(chǎn)。

試驗區(qū)塊14口油井中9口井見到降水增油效果，油井見效率為64.3%，見效井平均日增油4.5t，最高日增油10.5t，平均含水下降6.4%。區(qū)塊自然遞減降低15.3%，階段提高采收率2.53%，區(qū)塊開發(fā)指標(biāo)明顯改善。

3.2 中一區(qū)館3區(qū)塊 （連續(xù)式配氣注入）

3.2.1 試驗概況

試驗區(qū)塊實施微生物采油技術(shù)以來，共注入菌液1183t，激活劑3939t，輔助配注空氣45×104m3。其中2011年注入菌液127t，激活劑472t，輔助配注空氣6.3×104m3。

3.2.2 效果分析

通過試驗注入微生物，區(qū)塊聚合物后續(xù)水驅(qū)階段產(chǎn)量遞減趨勢得以扭轉(zhuǎn)；試驗后，區(qū)塊累計增油9984t。2009年水驅(qū)預(yù)測產(chǎn)量11117.7t，實際產(chǎn)量17279t，比預(yù)測高6161.3t；2010年水驅(qū)預(yù)測產(chǎn)量9614.2t，實際產(chǎn)量18138t，比預(yù)測高8523.8t。油井產(chǎn)出液中未檢測到營養(yǎng)物質(zhì)竄出。產(chǎn)出液中葡萄糖濃度低于20mg/L，遠(yuǎn)小于注入質(zhì)量濃度 （1130mg/L），說明注入的激活劑未從生產(chǎn)井大量產(chǎn)出。

4 結(jié) 論

1）通過羅801區(qū)塊和中一區(qū)館3區(qū)塊的微生物驅(qū)油技術(shù)研究可以得出，微生物驅(qū)油技術(shù)能夠起到較好的驅(qū)油效果，且能夠有效地控制含水、提高采收率，試驗區(qū)塊采收率的提高在5%以上。

2）利用微生物驅(qū)油注入流程既可以實現(xiàn)微生物及激活劑的注入，在一定程度上節(jié)省了投入成本，同時又通過改變注入方式 （段塞式和持續(xù)式）能夠起到不同的驅(qū)油效果。即對于不同的地層條件可以改變具體的注入方式，以起到更好的驅(qū)油效果。

3）通過配氣流程配注空氣能夠?qū)ξ⑸锏暮醚跎L過程起到促進作用，同時好氧微生物的生長也為厭氧微生物的激活提供了前提。這對于整個微生物采油的生物鏈都有好的促進作用，更加有利于微生物驅(qū)油效率的提高。

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［編輯］ 蕭 雨