中高溫油藏內(nèi)源微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗

巴　燕，胡　婧，劉　濤，汪剛躍，趙鳳敏，唐存知，姚寒梅，汪太杭

（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）

中高溫油藏內(nèi)源微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗

巴燕1，胡婧1，劉濤1，汪剛躍1，趙鳳敏1，唐存知2，姚寒梅2，汪太杭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地質(zhì)、開發(fā)情況及內(nèi)源微生物群落特點，從中高溫（55～85℃）油藏605個單元中選定沾3塊為目標(biāo)油藏區(qū)塊，采用現(xiàn)場分階段、逐步推進(jìn)的方式實施微生物驅(qū)油試驗?，F(xiàn)場試驗跟蹤分析效果表明，對應(yīng)油井產(chǎn)量從38.9 t/d升高到86.9 t/d，含水率從93.8%下降到89.1%；截至2016年3月，累計增油3.76萬t，階段提高采收率1.73%。沾3塊油藏內(nèi)源微生物被有效激活，油藏微生物多樣性顯著降低，與現(xiàn)場動態(tài)變化吻合。

中高溫油藏；內(nèi)源微生物驅(qū)油；現(xiàn)場試驗；效果評價

勝利油田常規(guī)水驅(qū)開發(fā)動用地質(zhì)儲量35億t，油藏溫度為39～175℃，其中55～95℃的中高溫油藏占一半以上，技術(shù)應(yīng)用潛力巨大。由于油區(qū)陸相沉積油藏儲層類型多、構(gòu)造復(fù)雜、非均質(zhì)嚴(yán)重、地層溫度高，限制了聚合物驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用范圍，存在聚驅(qū)成本高、產(chǎn)出液后處理及聚合物驅(qū)后如何進(jìn)一步提高采收率等問題。而CO2驅(qū)、N2驅(qū)等氣驅(qū)提高采收率技術(shù)因氣源等原因限制［1］，仍需要繼續(xù)在規(guī)?；瘧?yīng)用和高效率、高效益方面開展研究。因此，研究開發(fā)油藏適應(yīng)性強(qiáng)、低成本、對產(chǎn)出液后續(xù)處理無不良影響的高采收率潛力技術(shù)，是開發(fā)技術(shù)發(fā)展的重要研究方向。

微生物驅(qū)油技術(shù)具有油藏適應(yīng)性強(qiáng)、成本低、操作簡便、無污染、效果好等優(yōu)勢，室內(nèi)研究和礦場試驗方面已取得顯著進(jìn)展［2-6］，成為油田開發(fā)后期保持油田可持續(xù)發(fā)展的一項重要技術(shù)［7］。

針對勝利油田中高溫油藏地質(zhì)、開發(fā)情況及內(nèi)源微生物群落特點，筆者從中高溫（55～85℃）油藏605個單元中選定沾3塊為目標(biāo)油藏區(qū)塊，現(xiàn)場分階段實施，考察中高溫油藏內(nèi)源微生物在采油過程中的增產(chǎn)能力，以期進(jìn)一步提高現(xiàn)場的采收率，同時降低含水率。

1　中高溫油藏內(nèi)源微生物驅(qū)油區(qū)塊篩選

選區(qū)油藏溫度55～85℃，油藏類型以整裝、斷塊為主，考慮后續(xù)現(xiàn)場實施工作，優(yōu)先選擇便于礦場試驗工作開展的采油廠。以勝利油區(qū)水驅(qū)開發(fā)油藏調(diào)查為主要基礎(chǔ)資料，根據(jù)各區(qū)塊的油藏地質(zhì)條件、開發(fā)歷史及現(xiàn)狀、井網(wǎng)完善程度、剩余油分布情況及3次采油規(guī)劃情況，結(jié)合內(nèi)源微生物群落結(jié)構(gòu)特點，篩選適宜區(qū)塊。最終從605個單元中選定沾3塊為目標(biāo)油藏區(qū)塊（圖1）。

圖1　沾3塊內(nèi)源微生物驅(qū)原方案部署圖Fig.1 Primary project deployment diagram of the experiment of indigenous microbe oil displacement technology in Zhan 3 block

該區(qū)塊油藏埋藏深度1 240～1 360 m，原始油藏溫度63℃，滲透率0.682 μm2，原油黏度1 885 mPa·s，屬中高溫斷塊稠油油藏，具有較好的代表性；在內(nèi)源微生物驅(qū)油藏篩選標(biāo)準(zhǔn)的最佳范圍之內(nèi)；目前井網(wǎng)較完善，有利于微生物發(fā)揮驅(qū)油作用。試驗區(qū)1985年3月投入開發(fā)，1989年6月開始注水，歷經(jīng)3個開發(fā)階段，2011年微生物驅(qū)前處于特高含水率開發(fā)、產(chǎn)量遞減階段，達(dá)到最低日產(chǎn)油24 t、含水率96.1%、采出程度25%、水驅(qū)標(biāo)定采收率31.5%，面臨含水率高、穩(wěn)產(chǎn)難度大的開發(fā)形勢，適合開展微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗。

2　微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗及效果

2.1方案實施進(jìn)度

沾3塊內(nèi)源微生物驅(qū)油先導(dǎo)試驗于2011年11月開展現(xiàn)場實施，采用分階段實施、逐步推進(jìn)的方式，先導(dǎo)試驗區(qū)已完成單井試注和3口井注入激活劑階段，目前擴(kuò)大到5口水井注入激活劑階段，方案設(shè)計與實際完成情況如表1所示。

2011年11月開始現(xiàn)場試驗，第一階段為試注階段，時間為2011年11月至2013年5月中旬。試驗區(qū)中心水井沾3-更12注入微生物激活劑，對應(yīng)受效油井5口，注入方式采用周期注入，共注入6輪，注入激活劑總量450 t，注入質(zhì)量濃度為30 g/L。

第二階段實施時間為2013年5月下旬至2014年3月。試驗區(qū)注入井?dāng)U大為3口（沾3-更12、義古1、義古14），階段累計注入微生物激活劑2 895 t，注入質(zhì)量濃度為30 g/L。注入方式結(jié)合現(xiàn)場實施條件，采用周期注入，每輪集中2～3 d注入激活劑（激活劑180 g/L），其余18 d注水。

第三階段實施時間為2014年4月至今。試驗區(qū)注入井?dāng)U大為5口（沾3-更12、義古1、義古14、沾3-X28以及沾3-X30），階段累計注入微生物激活劑3 118 t，注入質(zhì)量濃度為14 g/L。

2.2方案實施效果

圖2為沾3塊微生物驅(qū)開發(fā)曲線（2011年9月2016年2月）。由圖2可知:在實施內(nèi)源微生物驅(qū)油期間，試驗井區(qū)中除了沾3-斜31、沾3-26井補(bǔ)孔非主力層、沾3-15提液外，其他油井沒有明顯改變區(qū)塊產(chǎn)量的措施，試驗期間油水井總體生產(chǎn)制度平穩(wěn)，因此內(nèi)源微生物驅(qū)油試驗前后效果可對比性強(qiáng)。

表1　方案設(shè)計與實際完成情況表Table 1 The scheme design and actual performance

2011年11月實施第一階段現(xiàn)場試驗，6個月后見到明顯效果，對應(yīng)油井產(chǎn)量由26.3 t/d上升至51.8 t/d，含水率由96.1%下降至92.8%。2013年5月開始第二階段現(xiàn)場試驗，生產(chǎn)井生產(chǎn)動態(tài)得到進(jìn)一步改善。試驗區(qū)產(chǎn)油量進(jìn)一步升至80.4 t/d，綜合含水率進(jìn)一步下降至89.1%。2014年5月進(jìn)入第三階段現(xiàn)場試驗，前期效果穩(wěn)定。2014年10月份開始由于地層出砂及水井套損等問題導(dǎo)致區(qū)塊出現(xiàn)平面矛盾、層間矛盾，含水率上升。目前日產(chǎn)量51 t/d，含水率93.9%，仍處于有效期。

圖2　沾3塊微生物驅(qū)油開發(fā)曲線（2011年9月—2016年2月）Fig.2 The producing curves of Zhan 3 block（2011-09-2016-02）

2.2.1試驗區(qū)綜合含水率變化

將試驗區(qū)內(nèi)的綜合含水率量的變化進(jìn)行總結(jié)，結(jié)果見表2。由表2可知:實施微生物驅(qū)油后，油井含水率顯著下降。含水率由96.1%下降至最低88.1%。目前，試驗區(qū)綜合含水率94%，仍在有效期內(nèi)。第一階段，5口井含水率由95%下降至87%，下降8%；第二階段，12口井含水率由91%最低下降至88.6%，下降2.4%，含水率上升得到有效抑制。其中，含水率下降的單井有11口，占試驗區(qū)總井?dāng)?shù)的69%?？鄢a(bǔ)孔換層影響，含水率下降幅度大的井，主要位于微生物注入對應(yīng)較好的構(gòu)造高部位的沾3-13、沾3-15等井，但2015年開始，含水率回返速度較快。

2.2.2試驗區(qū)增油效果

沾3塊試驗區(qū)現(xiàn)場注入4個月后見效，與注微生物激活劑前對比，井區(qū)開發(fā)形勢明顯變好。試驗區(qū)內(nèi)油井產(chǎn)油量增加，截至2016年3月，累計增油3.76×104t。16口油井中，11口油井見效增油，單井增油量情況見表3。

根據(jù)微生物驅(qū)油見效標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計［8］，目前見效井11口，見效率68.8%，平均單井累增油量3 359 t，累增油量3.7×104t，中心井效果好于邊井。

表2　單井含水率分類統(tǒng)計表Table 2 Classification for stimulated single well water cut statistical table

表3　單井增油量統(tǒng)計表Table 3 The oil production for stimulated single well statistical table

中心井2口（沾3-13、3-15）:見效2口，見效率100%。由于激活劑注入受效較為均勻，驅(qū)替面積大，兩口井位于構(gòu)造高部位，剩余油飽和度高，見效最為明顯。見效2～4個月后，產(chǎn)量上升，含水率大幅度下降，累油效果顯著。截至2016年3月底，累增油量14 558 t，平均單井累增油量7 279 t。

典型井1——中心區(qū)典型井沾3-13，在試驗期間的生產(chǎn)曲線見圖3。由圖3可知:試驗前含水率94.7%左右，油量2.5 t/d；2011年11月注入激活劑后3個月開始見效，至第一階段結(jié)束，油井含水率下降至72.8%，日產(chǎn)油量上升至15.7 t，日產(chǎn)油能力增加13.2 t；第二階段，含水率最低下降至66.8%，日產(chǎn)油量最高到18.8 t，目前累計增油11 619 t（見表3）。2014年底由于對應(yīng)水井Z3-N12套損，Ed14層不吸水，含水率急劇上升，卡封轉(zhuǎn)抽無效，目前日產(chǎn)液78 t，日產(chǎn)油2.6 t，含水率97%。

圖3　沾3-13井生產(chǎn)曲線Fig.3 Zhan 3-13 production curve

邊井13口，見效9口，見效率69.2%。見效井大多位于剩余油飽和度較低的構(gòu)造腰部，見效時間一般在9～12個月，含水率較中心井下降速度慢，幅度小，增油量少。9口井，截至目前累增油量22 394 t，平均單井增油2 488 t。

典型井2——沾3-23井的生產(chǎn)曲線見圖4。由圖4可知:第二階段開始受效，注入2個月見效，產(chǎn)量從試驗前的1.5 t/d升高到5.3 t/d，含水率由97.3%下降至88%，下降9.1%，增油降水效果顯著；第三階段沾3-X29及沾3-N16注入后，沾3-23多向受效，含水率最低下降至71%。目前生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)液32 t/d、產(chǎn)油7.3 t/d、含水率為77.2%，累增油4 882 t。

圖4　沾3-23井生產(chǎn)曲線Fig.4 Zhan 3-23 production curve

2.2.3生化指標(biāo)檢測

考察現(xiàn)場產(chǎn)出液中微生物情況，結(jié)果見圖5。由圖5可知:現(xiàn)場實施后，生物多樣性降低，同時目標(biāo)優(yōu)勢菌比例大幅升高，其中4種目標(biāo)優(yōu)勢菌（甲烷食甲基菌、假單胞菌、沙雷氏菌、無色桿菌）所占比例由試驗前的25.1%升高到最高97.8%。

圖6為現(xiàn)場產(chǎn)出液中優(yōu)勢菌與日油關(guān)系曲線。由圖6可知:優(yōu)勢菌及代謝產(chǎn)物濃度與產(chǎn)量呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)性，隨著優(yōu)勢菌含量的增加，原油產(chǎn)量逐漸增加。其中，甲烷食甲基菌屬古菌可以在微生物驅(qū)油過程中產(chǎn)生甲烷氣體，其他3種優(yōu)勢功能菌可以在地層中產(chǎn)生脂肽類生物表面活性劑參與微生物驅(qū)油過程（圖7）。

圖6　現(xiàn)場產(chǎn)出液中優(yōu)勢菌與日油關(guān)系Fig.6 Relationships between dominant bacteria from produced fluid of oil well and oil production

3　結(jié)論

沾3區(qū)塊油藏封閉性較好、井網(wǎng)相對完善，油藏溫度、滲透率等條件適宜，符合微生物驅(qū)油篩選的標(biāo)準(zhǔn)；同時內(nèi)源功能菌群豐富，存在不同種類的功能微生物，且得到了有效的激活，這是現(xiàn)場取得明顯效果的原因。

現(xiàn)場試驗表明微生物的生長變化過程能夠與生產(chǎn)動態(tài)有效對應(yīng)，而且呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)性。

圖7　現(xiàn)場產(chǎn)出液中代謝產(chǎn)物與日油關(guān)系Fig.7 Relationships between metabolites from produced fluid of oil well and oil production

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（責(zé)任編輯 荀志金）

Experiment of indigenous microbe oil displacement technology in high temperature reservoir

BA Yan1，HU Jing1，LIU Tao1，WANG Gangyue1，ZHAO Fengmin1，TANG Cunzhi2，YAO Hanmei2，WANG Taihang2
（1.Research Institute of Petroleum Engineering Technology，Shengli Olifield Company，Sinopec，DongYing，257000，China；2.Hekou Oil Production Factory，Shengli Olifield Company，Sinopec，DongYing，257000，China）

Based on the geological conditions and development history of high temperature reservoir in ShengLi OilField and the community characteristics of the indigenous microorganisms，Zhan 3 was screened from 605 well block in medium and high temperature reservoir.Field test was carried out by stages.Tracking analysis showed that oil well yield was up to 86.9 t/d from original 38.9 t/d and the water cut decrease to 89.1%from original 93.8%.Up to March 2016，cumulative incremental oil production of Zhan 3 has been more than 3.76×104t，the current recovery increase has been 1.73%. Endogenous microorganism was activated in Zhan 3 reservoir.Microbial community diversity was reduced evidently.It was tie in with the performance of oil production and injection wells.

hightemperatureandsalinityreservoir；endogenousmicroorganismflooding；field experiment；effect evaluation

TQ352

A

1672-3678（2016）03-0057-06

10.3969/j.issn.1672-3678.2016.03.011

2016-04-02

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）（2013AA064401）

巴 燕（1983—），女，山東東營人，研究方向:微生物采油，E-mail:bayan.slyt@sinopec.com