中高溫油藏微生物單井激活現(xiàn)場試驗(yàn)

譚曉明，林軍章，唐存知，毛　源

（1.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院，山東東營257000；2中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司河口采油廠，山東東營257000）

中高溫油藏微生物單井激活現(xiàn)場試驗(yàn)

譚曉明1，林軍章1，唐存知2，毛源2

（1.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院，山東東營257000；2中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司河口采油廠，山東東營257000）

針對勝利油田中高溫油藏微生物群落結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，開展室內(nèi)模擬試驗(yàn)，對耐高溫激活劑進(jìn)行篩選和性能評價(jià)。室內(nèi)篩選出的激活劑適應(yīng)溫度范圍在60℃以上，該激活體系與稠油作用后乳化分散效果顯著，激活后菌密度從1.3×105個(gè)/mL增至3×107～4×107個(gè)/mL，氣壓達(dá)到0.05 MPa以上，原油乳化指數(shù)達(dá)到90%以上。根據(jù)室內(nèi)模擬條件，對中高溫油藏單井進(jìn)行現(xiàn)場激活試驗(yàn)，開井后，總菌密度由激活前的104～105個(gè)/mL增至3.2×107個(gè)/mL，在有效期136 d內(nèi)，單井累計(jì)增油超過180 t，含水率降低約15%。試驗(yàn)證明，室內(nèi)篩選出的激活劑可以激活中高溫油藏內(nèi)源微生物，提高單井產(chǎn)油量，為實(shí)施中高溫油藏微生物驅(qū)油提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

中高溫；油藏微生物；激活劑；單井激活

微生物單井激活技術(shù)是向油藏中注入經(jīng)過篩選的激活劑，有選擇性地激活其中對提高采收率有益的微生物，并限制對油田開發(fā)有害的微生物，讓有益微生物高效代謝并產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物，裂解重質(zhì)烴類和石蠟等，改善原油的流動(dòng)性能，從而提高單井吞吐產(chǎn)量的采油技術(shù)［1-4］。該技術(shù)具有適應(yīng)范圍廣、操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)［5］，受到國內(nèi)外有關(guān)研究機(jī)構(gòu)和油田的廣泛重視。國內(nèi)外研究證明油藏中存在的微生物具有復(fù)雜性和多樣性，但是由于油藏中營養(yǎng)含量的限制，微生物數(shù)量普遍偏少［6-8］。勝利油田常規(guī)水驅(qū)開發(fā)動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量35億t，油藏溫度范圍在39～175℃，其中55～95℃的中高溫油藏占一半以上，在這些中高溫油藏中，微生物種類少，活性低［9-10］。

本文中，筆者針對勝利油田中高溫油藏區(qū)塊的油藏條件進(jìn)行不同激活劑的單井激活分析研究，以期篩選出適合中高溫油藏的激活劑，同時(shí)對現(xiàn)場單井激活效果進(jìn)行跟蹤分析，為實(shí)施中高溫油藏微生物驅(qū)油提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

1.1.1樣品采集

樣品來源為勝利油田中高溫油藏油水井和稠油。

1.1.2儀器設(shè)備

生化培養(yǎng)箱，江蘇海安實(shí)驗(yàn)儀器廠；振蕩培養(yǎng)箱，哈爾濱東聯(lián)電子技術(shù)有限開發(fā)公司；AUVON細(xì)菌計(jì)數(shù)板，東西儀（北京）科技有限公司；漩渦振蕩器，合肥艾本森科學(xué)儀器有限公司；電子分析天平，上海奧豪斯有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1培養(yǎng)方法

好氧培養(yǎng):60℃、180 r/min搖瓶培養(yǎng)。

厭氧培養(yǎng):60℃厭氧瓶靜置培養(yǎng)。

1.2.2測定方法

總菌數(shù)測定:通過細(xì)菌計(jì)數(shù)板進(jìn)行顯微計(jì)數(shù)法。

乳化性能測定:取一試管，加5 mL柴油和5 mL激活劑溶液，通過漩渦振蕩器振蕩2 min，測量乳化液在油相中所占的體積百分?jǐn)?shù)。

氣壓測定:用壓力表測定氣壓。

1.2.3激活劑的篩選

微生物生長所需的營養(yǎng)體系中的C、N、P的理論比值（質(zhì)量比）為100∶10∶1，所以碳源是微生物生長所需的關(guān)鍵。根據(jù)不同的碳源，在高溫條件下培養(yǎng)，通過顯微計(jì)數(shù)法，以總菌密度為指標(biāo)，初步篩選與中高溫油藏具有良好配伍性的激活劑。

1.2.4激活劑激活效果評價(jià)

中高溫油藏地層水中添加激活效果好的激活劑后，分別在高溫條件下進(jìn)行好氧和厭氧培養(yǎng)，對激活前后內(nèi)源菌總菌密度的變化、原油乳化作用及厭氧條件下產(chǎn)氣方面進(jìn)行分析，評價(jià)激活劑激活效果。

1.2.5微生物單井激活現(xiàn)場效果

施工步驟如下:①注入微生物激活劑前，進(jìn)行油井產(chǎn)出液取樣；②停抽，緊固井口各部件，并重新?lián)Q井口盤根；③抽油機(jī)停抽，把抽油機(jī)停至下死點(diǎn)，試壓15 MPa，3 min不刺不漏為合格；④打開套管閘門，關(guān)閉生產(chǎn)閘門和回壓閘門，反擠微生物激活劑，隨后注入聯(lián)合站的回注水，將微生物注劑頂替入地層；⑤關(guān)井3 d后開井生產(chǎn)，生產(chǎn)參數(shù)不變。開井后隔日取樣，取樣周期根據(jù)取樣檢測結(jié)果及時(shí)調(diào)整。

2　結(jié)果與討論

2.1激活劑的篩選

根據(jù)中高溫油藏的特點(diǎn)，將不同碳源的13種激活劑在60℃、180 r/min條件下激活地層水中的內(nèi)源微生物，對照組為沒有添加碳源，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知:培養(yǎng)14 d后，有12種激活劑能夠?qū)⒕芏鹊臄?shù)量級激活到107，而無碳源添加的對照組中沒有檢測到菌。根據(jù)內(nèi)源菌的動(dòng)態(tài)生長曲線，初步將激活后穩(wěn)定期中總菌密度高的羧甲基纖維素、脫木素、棉籽糖蜜、次粉和安琪酵母篩選出來。

圖1　碳源激活劑激活效果Fig.1 Effects of carbon sources on microorganism activation

2.2激活劑激活效果評價(jià)

2.2.1好氧和厭氧條件下總菌密度的變化

將篩選出的5種碳源分別在60℃、好氧和厭氧條件下進(jìn)行激活試驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知:連續(xù)培養(yǎng)50 d后，無碳源添加的對照組中沒有檢測到菌，而以次粉、玉米漿干粉為碳源的激活劑體系，能夠在好氧和厭氧條件下快速激活菌群，并且，次粉具有好氧條件下消耗慢、厭氧條件快速激活的特點(diǎn)。

圖2　在好氧和厭氧條件下碳源對微生物的激活效果Fig.2 Effects of carbon sources on microorganism activation under aerobic and anaerobic conditions

2.2.2產(chǎn)氣實(shí)驗(yàn)分析

在60℃、厭氧條件下培養(yǎng)15 d，評價(jià)不同碳源氣壓及氣體組成變化，結(jié)果如圖3、圖4所示。由圖3和圖4可知:以次粉為碳源的激活劑體系，在高溫厭氧條件下，產(chǎn)氣量及產(chǎn)甲烷能力均優(yōu)于其他碳源體系。因此篩選以次粉為碳源的激活劑體系進(jìn)行原油乳化分散評價(jià)。

2.2.3原油乳化作用分析

在60℃厭氧條件下，觀察次粉乳化原油的效果。通過乳化性能的測定，次粉的乳化率是100%。室內(nèi)試驗(yàn)中，選用勝利油田單14區(qū)塊的原油，原油的加入量通常在5%～10%，主要檢測激活劑是否具有乳化分散原油的能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。由圖5可知:次粉具有較強(qiáng)的乳化分散原油的能力，原油被乳化成小顆粒，培養(yǎng)基顏色明顯變深，而無碳源添加的對照組中，原油成塊狀漂浮在培養(yǎng)基上。表明以次粉為碳源的激活劑體系可以促進(jìn)在水相中乳化分散原油，從而可以改善稠油流動(dòng)性。

圖3　在高溫厭氧條件下碳源對氣壓值的影響Fig.3 Effects of carbon sources on pressure at high temperature under anaerobic conditions

圖4　在高溫厭氧條件下碳源對氣體組分的影響Fig.4 Effects of carbon source on gas component at high temperature under anaerobic conditions

圖5　次粉乳化分散原油外觀情況Fig.5 Appearance of crude oil emulsion powder

2.3 微生物單井激活現(xiàn)場效果

2.3.1實(shí)施方案

通過中高溫油藏激活劑的配伍性試驗(yàn)，在勝利油田單14區(qū)塊X73（油藏溫度82℃）進(jìn)行微生物單井吞吐試驗(yàn)。根據(jù)所選試驗(yàn)井的有效厚度來確定微生物激活劑的用量，其計(jì)算見式（1）。

式中:V為體積（m3），R為半徑（m），H為厚度（m），ф為孔隙度（%），β為用量系數(shù)，取值為37.2%。

施工結(jié)束后關(guān)井培養(yǎng)3 d，開井生產(chǎn)，要求日液≤10 t，并跟蹤取樣分析。

2.3.2試驗(yàn)效果

選取SH14X73這一單井進(jìn)行試驗(yàn)，施工開井后，總菌密度由激活前的104～105個(gè)/mL增至3.2× 107個(gè)/mL，試驗(yàn)效果如表1所示，由表1可知:從2015年5月27日開始微生物單井激活試驗(yàn)后，截至2015年10月11日，在有效期的136 d內(nèi)，平均單井增油累計(jì)為183 t，日產(chǎn)液體量穩(wěn)定在10 t左右，日產(chǎn)油量從0.8 t升至3.3 t，含水率從80.0%降至64.4%。經(jīng)濟(jì)效益分析:共注入微生物注劑54 t，目前累計(jì)增油203.3 t，增加經(jīng)濟(jì)效益25.28萬元。

表1　微生物單井吞吐實(shí)驗(yàn)效果統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics of microbial huff and puff effect

3　結(jié)論

通過室內(nèi)模擬中高溫油藏條件，篩選出適合中高溫油藏的激活劑，該激活劑體系適應(yīng)溫度范圍在60℃以上，激活后總菌密度從1.3×105個(gè)/mL增至3×107～4×107個(gè)/mL，氣壓達(dá)到0.05 MPa以上，原油乳化指數(shù)達(dá)到90%以上，與稠油作用后乳化分散效果顯著。微生物單井進(jìn)行現(xiàn)場激活試驗(yàn)，開井后，總菌密度由激活前的104～105個(gè)/mL增至3.2× 107個(gè)/mL，在136 d有效期內(nèi)單井累計(jì)增油超過180 t，含水率降低15.6%。增加經(jīng)濟(jì)效益25.28萬元。

微生物單井激活技術(shù)只是將激活劑通過柱塞泵從套管注入，工序簡單，操作方便，并且不污染環(huán)境，不傷害地層。勝利油田采用微生物單井激活采油具有一定的可行性，建議從微生物驅(qū)油和單井激活相結(jié)合進(jìn)行試驗(yàn)，提高油藏原油采收率。

［1］ 樂建君，董代遠(yuǎn).聚驅(qū)后油藏激活內(nèi)源微生物的驅(qū)油工藝［J］.能源科學(xué)發(fā)展，2014，2（1）:8-11.

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（責(zé)任編輯 管珺）

Field test of microbial single well activation inmiddle and high temperature reservoir

TAN Xiaoming1，LIN Junzhang1，TANG Cunzhi2，MAO Yuan2
（1.Research Institute of Petroleum Engineering Technology，Shengli Oilfield Company，Sinopec，Dongying 257000，China；2.Hekou Oil Production Factory，Shengli Olifield company，Sinopec，Dongying 257000，China）

According to the characteristics of microbial community structure of high temperature reservoir in Shengli Oilfield，the physical model test was carried out to screen and evaluate the performance of high temperature resistant activator.The activator adaptation temperature range in more than 60℃，the emulsifying and dispersing effect was significant after the activation system reacting with the heavy oil，the activated bacteria count was increased from 1.3×105cell/mL to 3×107-4×107cell/mL and the air pressure reached more than 0.05 MPa，crude oil emulsification index reached more than 90%.According to the physical model conditions，the activation test of single well was carreid out in the middle and high temperature oil reservoir，after opening the well，the cell density increased from 104-105cell/mL to 3.2× 107cell/mL，single well oil yield increased by more than 180 t，moisture content decreased by about 15%. Tests show that the activated agents could activate the endogenous microbes in the middle and high temperature reservoir，increased the oil content of the single well，and provide theoretical basis and technical support for the implementation of high temperature oil reservoir microbial oil displacement.

middle and high temperature；reservior microorganism；activator；single well activation

TE32+7

A

1672-3678（2016）03-0053-04

10.3969/j.issn.1672-3678.2016.03.010

2016-01-15

國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）（2013AA064401）

譚曉明（1983—），女，山東煙臺(tái)人，研究方向:微生物采油，E-mail:tanxiaoming.slyt@sinopec.com