微生物活化水技術(shù)在侏羅系油藏的研究與應(yīng)用

安 然，董傳賓，朱向前，李凱凱

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710018）

1 試驗(yàn)區(qū)概況

安X油藏主要沉積相為辮狀河三角洲平原亞相，整體上呈現(xiàn)西傾單斜的特征，構(gòu)造幅度較小，局部發(fā)育微構(gòu)造高點(diǎn)，從下到上各小層的頂面構(gòu)造具有較好的繼承性，主力開發(fā)層底水不發(fā)育，動(dòng)用含油面積33.3 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量2 019×104t，平均油層厚度8.7 m，孔隙度17.58%，滲透率23.1 mD，含油飽和度50.2%，屬低滲透油藏。自2009 年投入開發(fā)以來，先后經(jīng)歷了規(guī)模建產(chǎn)期、注水見效階段、含水快速上升期三個(gè)階段。開發(fā)初期水驅(qū)油效果明顯，但因儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，2015 年以后，水驅(qū)動(dòng)用程度下降，剖面水驅(qū)效果變差。通過油藏?cái)?shù)值軟件模擬油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律顯示，該區(qū)流線大多呈玫瑰花瓣形態(tài)分布，剩余油主要富集在采油井井排、垂直河道油井井間，需要改變平面水驅(qū)方向，進(jìn)一步提高波及體積。

依據(jù)微生物活化水驅(qū)機(jī)理[1-6]，通過調(diào)研國內(nèi)外油田微生物驅(qū)研究實(shí)施現(xiàn)狀，結(jié)合長慶油田微生物活化水驅(qū)油藏篩選原則以及《SY/T 6888-2012 微生物驅(qū)技術(shù)規(guī)范》，安X 油藏各種指標(biāo)均滿足條件（見表1），適合開展微生物活化水驅(qū)油。

表1 長慶油田微生物活化水驅(qū)油藏篩選指標(biāo)和試驗(yàn)區(qū)油藏對(duì)比表

2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

2.1 菌種的篩選

立足本源菌種，取安X 油藏采出液過濾后配制營養(yǎng)基，滅菌后分別接入本源菌種，通過篩選、分離、富集、純化等工藝篩選、鏡檢、計(jì)數(shù)，結(jié)果表明在模擬地層溫度及礦化度條件下，各菌種都能生存，但生長繁殖能力差異大，優(yōu)選假單胞菌、枯草芽孢桿菌、簡單節(jié)桿菌三種功能菌做進(jìn)一步適應(yīng)性分析。

2.2 適應(yīng)性分析

室內(nèi)填砂管實(shí)驗(yàn)表明菌體及代謝產(chǎn)物（生物聚合物等）進(jìn)入巖心孔喉滯留聚集，流體橫向運(yùn)移能力增強(qiáng)，驅(qū)替壓力產(chǎn)生波動(dòng)，驅(qū)油效率較單純水驅(qū)提高9.8%，封堵率達(dá)37.6%（見表2）。

表2 枯草芽孢桿菌發(fā)酵液填砂管實(shí)驗(yàn)結(jié)果

利用控制變量法進(jìn)一步分析溫度、pH、礦化度對(duì)3株功能微生物菌株生長的影響，研究發(fā)現(xiàn)：采出水中菌種大量生長繁殖，各菌株在8～12 h 后進(jìn)入對(duì)數(shù)生長期，24～32 h 進(jìn)入穩(wěn)定期（見圖1）；當(dāng)溫度在25～60 ℃，三種微生物菌種生長較快（見圖2），試驗(yàn)區(qū)地層溫度為57.2 ℃，屬于適宜繁殖溫度范圍；當(dāng)pH 值為5～9 時(shí)，微生物菌種（銅綠假單胞菌）可快速生長（見圖3），試驗(yàn)區(qū)pH 值為6～8，適宜微生物生長；當(dāng)?shù)V化度在10～60 g/L 范圍時(shí)，微生物生長狀態(tài)良好，試驗(yàn)區(qū)油藏礦化度為21.1 g/L，適宜微生物生長（見圖4）。

圖1 三種菌種在采出液中繁殖隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線

圖2 三種菌種在采出液中繁殖隨溫度變化的關(guān)系曲線

圖3 銅綠假單胞菌繁殖隨pH值變化關(guān)系曲線

圖4 銅綠假單胞菌繁殖隨礦化度變化關(guān)系曲線

3 礦場應(yīng)用及效果

3.1 現(xiàn)場設(shè)計(jì)及施工工藝

為防止微生物沿大孔道竄流，過早被油井采出，在實(shí)施整體活化水驅(qū)技術(shù)前基于油水井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)典型尖峰狀吸水注水井開展剖面治理，開展針對(duì)性高強(qiáng)度凝膠調(diào)剖9 口，確保試驗(yàn)區(qū)活化水驅(qū)實(shí)施效果。

根據(jù)前期研究成果及先導(dǎo)試驗(yàn)應(yīng)用效果，結(jié)合試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)情況，將微生物活化水驅(qū)油體系分兩個(gè)段塞組合，分別是強(qiáng)化產(chǎn)生物聚合物功能菌活化段塞和多種功能菌組合活化段塞，兩段塞在地層中協(xié)同作用提高采收率，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及微觀機(jī)理研究表明，微生物在地層中起作用的最低濃度為106個(gè)/毫升，定期開展節(jié)點(diǎn)菌濃測(cè)試，根據(jù)微生物增殖池中菌濃度及動(dòng)態(tài)結(jié)果進(jìn)行組合復(fù)配，目前微生物繁殖正常，擴(kuò)培池及中間水池菌濃均大于108個(gè)/毫升。

3.2 應(yīng)用效果

依托注水站注水系統(tǒng)，開展38 注125 采的試驗(yàn)，結(jié)果表明，該技術(shù)在提高水驅(qū)、控水穩(wěn)油、改善水質(zhì)方面取得了良好效果。

3.2.1 注入端動(dòng)態(tài)變化符合驅(qū)油機(jī)理

3.2.1.1 注入壓力變化 目前井口注入壓力整體呈現(xiàn)先升后降的過程，井口壓力由7.9 MPa 上升至8.3 MPa，后降至8.1 MPa，體現(xiàn)了一定的封堵-突破作用，微生物及其代謝產(chǎn)物逐級(jí)向地層深部推進(jìn)。同時(shí)根據(jù)地層壓力測(cè)試對(duì)比，該區(qū)地層壓力保持水平由88.9%提升至90.4%，也能反映出大孔道封堵，注入水更多蓄留在地層，提高地層能量的特征。

3.2.1.2 吸水剖面明顯改善 共開展吸水剖面測(cè)試15口，其中可對(duì)比剖面7 口，平均吸水厚度由5.4 m 上升至6.0 m，其中4 口井的吸水厚度變大且剖面形態(tài)更均勻，2 口井的吸水剖面維持穩(wěn)定，1 口井的變薄，整體上吸水剖面穩(wěn)定及改善的占比為85.7%，水驅(qū)動(dòng)用程度由48.5%上升至51.4%。

3.2.2 采出端控水穩(wěn)油效果明顯 實(shí)施微生物活化水驅(qū)后該油藏平均月度遞減由2.5%下降至1.2%，月均含水上升幅度由1.02%下降至0.32%（見圖5），累計(jì)增油2.1×104t，區(qū)塊開發(fā)狀況明顯改善。

圖5 實(shí)施區(qū)域產(chǎn)量預(yù)測(cè)曲線

注前調(diào)剖和未調(diào)剖井組效果對(duì)比：安X 區(qū)9 口注水井實(shí)施注前調(diào)剖后注入微生物活化水，17 口井未調(diào)剖直接注入微生物，對(duì)比發(fā)現(xiàn)注入微生物均能降低遞減，但實(shí)施注前調(diào)剖效果較未實(shí)施調(diào)剖好，月度遞減、含水上升幅度明顯變小（見表3）。

表3 注前調(diào)剖和未調(diào)剖井組效果對(duì)比

3.2.3 采出水水質(zhì)明顯改善 微生物擴(kuò)培裝置投用后，通過氣浮除油、生化降解、絮凝沉降作用，采出水處理效果明顯，處理后水質(zhì)清澈透明，含油量由146 mg/L降至10 mg/L，懸浮物由152 mg/L 降至17 mg/L，全部符合回注標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

（1）注入端壓力整體呈現(xiàn)先上升后下降的過程，符合活化水驅(qū)見效特點(diǎn)；可分析注水井吸水剖面得到顯著改善，水驅(qū)動(dòng)用程度進(jìn)一步提高，見效井以降水增油型為主，說明微生物活化水驅(qū)同時(shí)具有提高驅(qū)油效率和擴(kuò)大波及體積作用。

（2）微生物可以大幅降低采出水中含油量和懸浮物含量，提高注入水質(zhì)。

（3）注前調(diào)剖井比直接進(jìn)行微生物活化水驅(qū)在控遞減、降含水效果好，下一步結(jié)合動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料，掌握井間微裂縫、動(dòng)態(tài)裂縫發(fā)育情況，并實(shí)施先堵后驅(qū)，增強(qiáng)微生物在地層中的滯留性。

（4）通過對(duì)擴(kuò)培裝置節(jié)點(diǎn)菌濃及繁殖情況檢測(cè)，注入端指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，但目前針對(duì)采出端尚未配套監(jiān)測(cè)，難以判斷菌種在地層中的滯留情況，下步加強(qiáng)采出端微生物種類、總數(shù)、濃度等指標(biāo)的定期監(jiān)測(cè)。