微生物驅(qū)油技術(shù)在克拉瑪依油田的應(yīng)用

趙玲莉，高 雁，張 濤，婁 愷，周 鑫，張 鵬

（ 1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所，新疆烏魯木齊 830091；2.克拉瑪依市紅都有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834000；3.北京化工大學(xué)，北京 102200）

1 微生物采油概況

利用微生物開采原油是一種具有100 多年探索和礦場研究歷史的技術(shù)，20 世紀(jì)70 年代的世界石油危機更大大促進了微生物采油技術(shù)的研究。美國、英國等都加快了微生物采油技術(shù)（ Microbial enhanced oil recovery，MEOR）的研究步伐，經(jīng)過20 年的努力，該技術(shù)取得了極大的進展， 已從理論及室內(nèi)研究階段發(fā)展到礦場應(yīng)用階段[1]。 微生物采油技術(shù)（ MEOR）是利用微生物及其代謝產(chǎn)物增加原油產(chǎn)量的石油開采三次采油技術(shù)，具有改善吸水剖面和提高洗油效率的雙重效果[2]。微生物采油技術(shù)具有施工成本低、施工工序簡單、不污染環(huán)境、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點。 1998 年，武平倉等在長慶油田采用美國NPC 公司的商品微生物， 分兩次在32口井上進行了116 井次的微生物單井吞吐采油試驗，效果顯著，獲得了較好的增產(chǎn)效果和經(jīng)濟效益[3]。 近幾年，微生物采油技術(shù)相繼在陜北油田[4]、文明寨油田[5]、勝利油田等油田進行了應(yīng)用研究， 都取得了很好的效果。克拉瑪依油田即新疆油田，是新中國成立后開發(fā)建設(shè)的第一個大油田， 其勘探開發(fā)單位新疆油田公司是中國西部最大的石油生產(chǎn)企業(yè)。 隨著石油儲備開采量的連年增加， 近年， 新疆克拉瑪依稠油井?dāng)?shù)量顯著增加，進行三次采油即微生物采油勢在必行。

微生物采油的機理比較復(fù)雜, 就目前所知可以概括為以下幾點[6，7]：

（ 1）微生物在生長過程中可以利用石油中的長鏈烴作為碳源（ 微生物在生物代謝作用下所產(chǎn)生的酶類，可以裂解重質(zhì)烴類和石蠟），將大分子的烴類轉(zhuǎn)化為低分子的烴，使原油粘度、凝固點降低， 從而改善了原油的流動性能。

（ 2）微生物在地層中生長代謝過程中，能產(chǎn)生CO2、N2、H2和CH4等氣體， 這些氣體能保持和增加油層壓力，并可溶于原油使其粘度下降。

（ 3）注入地層的微生物在其代謝過程中產(chǎn)生各種化學(xué)物質(zhì)，生物聚合物（ 如：生物多糖）或及同重金屬生成的沉淀物具有高效封堵作用， 這對非均質(zhì)油藏的注水調(diào)剖具有良好的效果。

（ 4）微生物中的厭氧菌產(chǎn)生的溶劑性產(chǎn)物（ 如：表面活性劑、醇類、酮類及醛類）能溶解石油，降低油水界面張力， 微生物能吸附在巖石表面， 在油膜下生長，最后把油膜推開，原油得到釋放。

油藏地理環(huán)境復(fù)雜， 本試驗針對新疆克拉瑪依油藏特點，利用自己篩選得到的微生物降粘菌株BT-003對克拉瑪依區(qū)塊油田進行現(xiàn)場驅(qū)油試驗應(yīng)用研究。

2 材料與方法

2.1 試驗方法

BT-003 菌株發(fā)酵菌液采用段塞法進行施工，施工中采用加壓設(shè)備連續(xù)注入微生物發(fā)酵菌液， 微生物發(fā)酵菌液濃度≥5.5×105，根據(jù)油層厚度計算用量，每米油層用量5 m3～15 m3，施工結(jié)束后悶井7 d～10 d，悶井結(jié)束后可直接開井生產(chǎn)。

2.2 試驗地點

試驗選取克拉瑪依黑油山、 紅山公司的油井進行現(xiàn)場降粘驅(qū)油施工試驗， 井號分別為： DF2009（ 黑油山），H2085 和H3191（ 紅山公司紅淺作業(yè)區(qū)）。

3 試驗結(jié)果

3.1 DF2009 井地層降粘后產(chǎn)量變化

油藏DF2009 井的施工參數(shù)（ 見表1），連續(xù)施工4 d，壓力控制在9.0 MPa，每4 h 注入一定量的微生物發(fā)酵菌液，悶井后開井生產(chǎn)，其產(chǎn)量與它相鄰的井DF2008、DF2007 的日產(chǎn)油量進行比較，其結(jié)果（ 見表2）。 從試驗結(jié)果可以看出， 微生物發(fā)酵液及微生物代謝產(chǎn)物可以大大降低地層原油黏度， 減少原油與地層巖石之間的界面張力，減少親油油層的毛細管阻力，有利于地層原油的流動，從而提高油井的產(chǎn)量，延長開采周期，從表2 的試驗結(jié)果可以看出DF2009 井地層降粘后油井日產(chǎn)量較高， 第一輪次達到8.16 t/d， 而相鄰DF2008井、DF2007 井產(chǎn)量分別為2.98 t/d、2.99 t/d， 即加入微生物發(fā)酵液降粘后油井日產(chǎn)量提高了近3 倍， 且生產(chǎn)周期穩(wěn)定。

表1 DF2009 井施工參數(shù)

表2 DF2009 井與鄰井生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比表

3.2 H2085 和H3191 地層降粘后產(chǎn)量變化

H2085 和H3191 井區(qū)施工參數(shù)（ 見表3），H2085和H3191 油藏的處理層厚度分別為12 m 和9 m，微生物發(fā)酵液悶井降粘開井生產(chǎn)后，H2085 井每月的生產(chǎn)情況（ 見圖1），該井為3 輪井，從圖1 中可以看出，該井的產(chǎn)量從施工前的月產(chǎn)量7 t 上升到施工后的55 t，有效期半年以上，目前月產(chǎn)油量約為20 t，生產(chǎn)平穩(wěn)。H3191 的月產(chǎn)量（ 見圖2），H3191 為一口新井，微生物發(fā)酵液降粘施工后， 月產(chǎn)量在100 t 以上，11 月產(chǎn)量達到382 t，同輪井次比較增產(chǎn)150 t 以上，增產(chǎn)效果顯著。

圖1 H2085 井月生產(chǎn)曲線

圖2 H3191 井月生產(chǎn)曲線

4 結(jié)論

（ 1）2014 年生產(chǎn)的微生物發(fā)酵液在新疆油田公司黑油山、 紅山公司油田稠油井區(qū)塊現(xiàn)場試驗10 余口井，工藝成功率100 %，有效率90 %，累計階段增油1 000 t。 微生物發(fā)酵液降粘施工后，原油粘度降低70%，周期生產(chǎn)狀況良好，油汽比增加，取得了較好的措施效果。

（ 2）從現(xiàn)場應(yīng)用過程看，現(xiàn)場配制簡單、性能穩(wěn)定、施工方便，微生物菌劑用量基本在50 m3～100 m3。 施工時的注入壓力一般在0 MPa～12 MPa。微生物發(fā)酵液降粘施工實施后，提高了油井的產(chǎn)油能力；降低了生產(chǎn)成本，延長了維修和生產(chǎn)周期，油井增油效果明顯。

［ 1］ 左良成.微生物提高石油采收率菌種的篩選及其驅(qū)油效能研究［ D］.西北大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003，

［ 2］ 杜鑫，俱煒農(nóng)，藺美麗，李艷婷，徐東.微生物驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用效果分析［ J］.石油化工應(yīng)用，2011，30（ 2）：16-17.

［ 3］ 武平倉，巨全義，李成龍，等.微生物采油中微生物對原油作用的研究［ J］.油田化學(xué)，1998，15（ 4）：362-365.

［ 4］ 張榮榮，康阿利，李一，等.微生物驅(qū)油技術(shù)在陜北油田實驗研究［ J］.石油化工應(yīng)用，2009，28（ 8）：11-14.

［ 5］ 高政華，劉永明，等.微生物驅(qū)油技術(shù)研究及應(yīng)用［ J］.內(nèi)蒙古石油化工，2006，15（ 9）：93-94.

［ 6］ 張延山，徐山，等.石油微生物采油技術(shù)［ M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

［ 7］ 彭裕生.微生物采油基礎(chǔ)及進展［ M］.北京：石油工業(yè)出版社，2005.