微生物采油技術(shù)在低滲透油田中的應(yīng)用

封華+艾紹峰+高齊北+王三波+岳寧

[摘 要]低滲透油藏在我國(guó)的石油資源儲(chǔ)藏中占有很大的比重，其開(kāi)發(fā)技術(shù)的高低決定著我國(guó)石油開(kāi)發(fā)成果的高低。低滲透油田的資源分布含油氣高、油藏類(lèi)型較多，分布區(qū)域廣等特點(diǎn)，其開(kāi)發(fā)技術(shù)因油藏的類(lèi)型不同，技術(shù)選用也不盡相同。本文主要介紹了微生物采油技術(shù)在低滲透油田的開(kāi)采中的應(yīng)用，介紹了微生物采油機(jī)理，以及該技術(shù)在應(yīng)用中存在的問(wèn)題，概括了微生物采油技術(shù)在低滲透油田的開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用狀況。

[關(guān)鍵詞]微生物采油技術(shù) 低滲透油田 實(shí)際應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U516 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）14-0065-01

1、前言

微生物采油是一種應(yīng)用范圍比較廣的采油技術(shù)，通常來(lái)講微生物采油技術(shù)包括兩大類(lèi)，一是利用微生物產(chǎn)品作為油田化學(xué)劑進(jìn)行驅(qū)油，稱(chēng)為生物工藝法；另一類(lèi)是利用微生物地下發(fā)酵和代謝產(chǎn)物提高采收率，稱(chēng)為微生物地下發(fā)酵提高采收率的方法。經(jīng)過(guò)多年微生物采油技術(shù)的發(fā)展，微生物地下發(fā)酵提高采收率方法越來(lái)越成熟，技術(shù)也越來(lái)越穩(wěn)定，微生物作為化學(xué)劑進(jìn)行驅(qū)油的方法的研究越來(lái)越廣泛，本文主要介紹了微生物采油技術(shù)的工作機(jī)理，深入的分析了微生物采油技術(shù)在低滲透油田中的應(yīng)用存在的問(wèn)題，充分全面的了解微生物采油技術(shù)的特點(diǎn)，為以后微生物采油技術(shù)的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用提供了合理的理論基礎(chǔ)。

2、微生物采油技術(shù)的工作機(jī)理

微生物采油技術(shù)不但包括微生物在油層中的生長(zhǎng)、繁殖和代謝等生物化學(xué)過(guò)程，而且包括微生物菌體、微生物營(yíng)養(yǎng)液、微生物代謝產(chǎn)物在油層中的運(yùn)移，以及與巖石、油、氣、水的相互作用引起的巖石、油、氣、水物性的改變。其主要的工作機(jī)理表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 改變石油的構(gòu)成組分

微生物以石油中正構(gòu)烷烴作為碳源而生長(zhǎng)繁殖，從而改變?cè)偷奶兼溄M成。微生物不斷老化，改變石蠟基原油的物理性質(zhì)，影響原油液或固相的平衡，降低石蠟基原油的臨界溫度和壓力。微生物的增加能大大減少儲(chǔ)層、井眼和設(shè)備表而的原油結(jié)蠟的溫度和壓力。微生物生長(zhǎng)時(shí)釋放出的生物酶，可降解原油，使原油碳鏈斷裂，高碳鏈原油變?yōu)榈吞兼溤停怪亟M分減少，輕質(zhì)組分增加，凝固點(diǎn)和粘度均可降低，不僅改善原油在油層中的流動(dòng)性，而且會(huì)使原油品質(zhì)得到改善。

2.2 改變微生物的工作環(huán)境

（1）生物表面活性劑

微生物活性劑組分主要為十六烷酸、十七烷酸和十八烷酸，它能降低油水界面壓力，減小水驅(qū)油毛細(xì)管力，提高驅(qū)替毛細(xì)管數(shù)。同時(shí)改變油藏巖石潤(rùn)濕性，從親油變成親水，使吸附在巖石表面上的油膜脫落，油藏殘余油飽和度降低，從而提高采收率。

（2）生物氣

大多數(shù)微生物在代謝過(guò)程中都產(chǎn)生氣體，如二氧化碳、氫氣、甲烷等，這些氣體能夠使油層部分增壓并降低原油粘度，提高原油流動(dòng)能力。溶解巖石中的碳酸鹽，增加滲透率；使原油膨脹，體積增大，有利于驅(qū)出原油，增加產(chǎn)量。同時(shí)氣泡的賈敏效應(yīng)還會(huì)增加水流阻力，提高注入水波及體積。

（3）酸和有機(jī)溶劑

生物產(chǎn)生的酸主要是相對(duì)低分子質(zhì)量的有機(jī)酸（甲酸，丙酸），也有部分無(wú)機(jī)酸（即硫酸）。它們能溶解碳酸鹽，一方而增加孔隙度，提高滲透率；另一方而，釋放二氧化碳，提高油層壓力，降低原油粘度，提高原油流動(dòng)能力。產(chǎn)生的醇、有機(jī)酷等有機(jī)溶劑，可以改變巖石表而性質(zhì)和原油物理性質(zhì)，使吸附在孔隙巖石表而的原油被釋放出來(lái)，并易于采出地面。

（4）生物聚合物

微生物在油藏高滲透區(qū)的生長(zhǎng)、繁殖及產(chǎn)生聚合物，使其能夠有選擇地堵塞大孔道，增大掃油系數(shù)和降低水油比。在水驅(qū)中增加水的粘度，降低水相的流動(dòng)性，減少指進(jìn)和過(guò)早的水淹，提高波及系數(shù)，增大掃油效率。在地層中產(chǎn)生的生物聚合物，能在高滲透地帶控制流度比，調(diào)整注水油層的吸水剖面，增大掃油面積，提高采收率。微生物注入水驅(qū)油層后，生長(zhǎng)繁殖的菌體和代謝產(chǎn)物與重金屬形成沉淀物，具有高效堵水作用，封堵率可達(dá)到99%。

2.3 物理直接作用

通過(guò)在巖石表而上的生長(zhǎng)占據(jù)孔隙空間，用物理的方法驅(qū)出石油，改變碳?xì)浠衔锏酿s分。微生物能粘附到巖石表而，在油膜下生長(zhǎng)，最后把油膜推開(kāi)，使油釋放出來(lái)。

3、微生物采油技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

微生物采油技術(shù)在低滲透油田中的應(yīng)用非常廣泛，與其他技術(shù)相比，微生物采油技術(shù)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：

3.1 成本低，微生物的主要營(yíng)養(yǎng)源之一是用通常手段難以采出的石油，微生物的繁殖能力和適應(yīng)性強(qiáng)，作用效果持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)這尤其對(duì)邊際油田吸引力大；

3.2 工序簡(jiǎn)單，利用常規(guī)注入設(shè)備即可實(shí)施，不必增添井場(chǎng)設(shè)備；

3.3 應(yīng)用范圍廣，不僅可開(kāi)采各種類(lèi)型的原油，更適于開(kāi)采重油；

3.4 注入的微生物和培養(yǎng)基原料來(lái)源廣，容易制取，且可根據(jù)具體油藏特點(diǎn)，靈活調(diào)整微生物的配方；

3.5 易于控制，通過(guò)停止注入營(yíng)養(yǎng)液，即可終止微生物的活動(dòng)；

3.6 微生物細(xì)胞小且運(yùn)動(dòng)性強(qiáng)，能進(jìn)入其他驅(qū)油工藝的盲區(qū)；

3.7 微生物只在有油的地方繁殖并產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，避免了表面活性劑注入或降粘劑段塞的盲目性；

3.8 MEOR產(chǎn)物均可生物降解，不損害地層，不會(huì)造成環(huán)境污染，且可以在同一并中重復(fù)使用多次應(yīng)用。

4、微生物采油技術(shù)在低滲透油田的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展

盡管微生物采油技術(shù)在低滲透油田的開(kāi)發(fā)中應(yīng)用廣泛，但仍存在技術(shù)問(wèn)題制約著微生物采油技術(shù)在低滲透油田中的應(yīng)用。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4.1 低滲透油田的主要特點(diǎn)是油田的滲透率低，單井產(chǎn)能低，微生物在注入到低滲透油田時(shí)，注入的速度和量都比較小，在一定程度上增大了在低滲透油田中形成生物場(chǎng)的難度，進(jìn)而使得微生物采油技術(shù)的驅(qū)油效果的實(shí)現(xiàn)受到了限制。

4.2 微生物采油技術(shù)的菌種選用率低，微生物驅(qū)油的菌種選擇需要依靠人工手法，定向選擇，產(chǎn)品種類(lèi)有限，選擇性不大，并且由于菌種的檢驗(yàn)方法不健全，菌種的效能參差不齊，各菌種的操作并沒(méi)有統(tǒng)一，因而選擇出來(lái)的菌種效能有待進(jìn)一步考證。

4.3 微生物的各種指標(biāo)完成不夠全面。盡管各指標(biāo)均能達(dá)到采油需求，但在降低石油凝固點(diǎn)方面存在不足，影響了微生物的工藝效率和原油的流動(dòng)性。

經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用發(fā)展，微生物采油技術(shù)已經(jīng)成為繼熱力驅(qū)、化學(xué)驅(qū)、聚合物驅(qū)之后的第4種提高采收率的新的“三采”技術(shù)，并且越來(lái)越受到人們的重視。當(dāng)前微生物注入采油配水間注入泵，有效的保持注入泵壓力的穩(wěn)定性。微生物采油技術(shù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究可以有效的促進(jìn)低滲透油藏內(nèi)油氣的驅(qū)動(dòng)作用。

5、結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，通過(guò)微生物采油技術(shù)在低滲透油田的廣泛應(yīng)用，其相較于其他采油技術(shù)的發(fā)展優(yōu)點(diǎn)是非常實(shí)用的，盡管現(xiàn)階段仍存在很多制約因素，影響著低滲透油藏的開(kāi)發(fā)效率，但隨著相關(guān)部門(mén)對(duì)微生物采油技術(shù)的深入研究，將促進(jìn)我國(guó)微生物采油技術(shù)在低滲透油藏中的開(kāi)發(fā)進(jìn)程，為油田開(kāi)發(fā)后期提供有力的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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