生物活性劑在低滲透油藏開發(fā)中的應(yīng)用

摘要：低滲透油藏開發(fā)過程中，由于受到原油性質(zhì)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，會(huì)引發(fā)很多問題。經(jīng)過多年的探索和研究，將生物活性劑應(yīng)用到低滲透油藏開發(fā)中取得了顯著的效果。文章介紹了活性劑作用機(jī)理，并對(duì)生物活性劑在低滲透油田解堵中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述分析，以期為我國(guó)低滲透油藏的開發(fā)提供參考性建議。

關(guān)鍵詞：生物活性劑；低滲透；油藏開發(fā)

中圖分類號(hào)：TE312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）16-0060-02

生物表面活性劑是微生物產(chǎn)生的生物化合物，并且該化合物具有一定的表面活性。通過對(duì)分子結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)它里面含有極性和非極性基團(tuán)，屬于中性兩極分子。分子結(jié)構(gòu)中的親水基團(tuán)由非離子或者離子形式的氨基、羥基或肽鏈組成，疏水基團(tuán)主要由不飽和、飽和脂肪酸等物質(zhì)組成。對(duì)于分子量較大的蛋白質(zhì)或者多糖復(fù)合物等生物表面活性分子，可以有其他分子組成疏水和親水部分。

生物表面活性劑能夠在不同界面之間整齊地排列成分子層，從而降低界面的能量。它在研究?jī)上辔镔|(zhì)傳遞以及流變學(xué)特性方面具有重要意義，除此之外它還擁有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。

1 活性劑作用機(jī)理

低滲透油藏的物性較差，導(dǎo)致水、油界面之間的張力較大，而且擁有較大的毛細(xì)管阻力，在注水驅(qū)油操作時(shí)效果不明顯。不過生物表面活性劑能夠克服這些缺點(diǎn)，它和原油界面的張力顯著降低，從而提高驅(qū)油效果，在現(xiàn)代低滲透油藏開發(fā)中應(yīng)用十分廣泛。下面對(duì)其作用機(jī)理做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

1.1 驅(qū)油能力顯著

地層中流體和原油界面之間具有較大的張力，從而嚴(yán)重影響驅(qū)油效果。生物活性劑和原油界面的張力較小，從而增加油相的濕潤(rùn)接觸角，使原油的附著能力和濕潤(rùn)張力下降顯著，這樣一來殘余油能夠分散許多體積較小的油滴，從而有利于驅(qū)動(dòng)，大的原油分子因此受到影響重新移動(dòng)，移動(dòng)的過程中不斷的變形。這時(shí)不斷增加生物活性劑注入量，活性劑濃度隨之增加，使那些在移動(dòng)時(shí)變形的殘余油拉成較細(xì)的油絲。

1.2 減小親油空隙介質(zhì)毛管阻力

在油濕空隙介質(zhì)中，水驅(qū)油時(shí)毛細(xì)管力成為阻力。不過生活活性劑能夠降低水、油界面之間的張力，增大油和地下巖石表面的濕潤(rùn)接觸角，以此降低毛細(xì)管阻力。另外生物活性劑粘度比水高很多，從而能夠有效地控制流度，使添加活性劑的注入水進(jìn)入半徑更小的喉道，以此提供驅(qū)油工作效率。

1.3 驅(qū)替出孔道末端的殘余油

隨著驅(qū)替液不斷的注入，加入活性劑的驅(qū)替液能夠降低附著在巖石表面的油溶性物質(zhì)的溶解度，使其發(fā)生解吸。同時(shí)加上活性劑具有粘彈性的特點(diǎn)，在離心拉伸作用的影響下驅(qū)油效率顯著提高。

1.4 促使原有乳化

表面活性具有乳化作用且其復(fù)合體系屬于水溶性物質(zhì)，因此，二元復(fù)合體系在驅(qū)油過程中，能夠促使殘余油形成許多水包油型的小油珠，這些小油珠一般不會(huì)輕易地粘連在巖石表面，而是伴隨著活性劑一起通過孔隙介質(zhì)，從而提高驅(qū)油效率。

2 生物活性劑在低滲透油田解堵中的應(yīng)用

2.1 油井阻塞

低滲透油藏受到地表物性以及原油本身性質(zhì)的影響，容易使油井地帶受到污染，造成這種情況出現(xiàn)的原因主要有以下兩點(diǎn)：

2.1.1 原油中含有的雜質(zhì)較多，主要包括膠質(zhì)、臘等，隨著開采的進(jìn)行，壓力逐漸變小，溫度逐漸降低，在井筒附近蠟和其他雜質(zhì)會(huì)沉淀下來，增大流體流動(dòng)的阻力，從而將滲流孔道阻塞。

2.1.2 采油時(shí)一般會(huì)使用修井等措施，不可避免地出現(xiàn)碎屑，這些碎屑積累到一定程度也會(huì)阻塞孔道；一般低滲透油藏中含有的粘土類物質(zhì)較多，當(dāng)采出液由油層向井筒附近滲流時(shí)，生產(chǎn)井壓力會(huì)逐漸降低，從而使井筒周圍附近沉積大量礦物雜質(zhì)，使孔隙效果大大降低。

當(dāng)遇到孔道較大時(shí)流體速度會(huì)增加，使孔道的滲流能力大大降低，從而使殘余油的飽和度增加，嚴(yán)重影響油井的產(chǎn)油量，不利用原油的開采。

在礦場(chǎng)做單井微生物吞吐實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示微生物能夠有效降低井筒周圍膠質(zhì)、石蠟等雜質(zhì)的沉淀，使原有粘度大大下降，提高原油的流動(dòng)性能，降低結(jié)蠟速度，延長(zhǎng)了清蠟周期，以此提高原油產(chǎn)量。

經(jīng)過認(rèn)真的理論研究，我國(guó)部分油田開展了生物活性解堵實(shí)驗(yàn)，使生物活性劑在解堵中的研究又邁進(jìn)一步。在解堵試驗(yàn)中通過對(duì)實(shí)驗(yàn)前后相關(guān)資料進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)試井曲線斜率有減小的趨勢(shì)，流壓出現(xiàn)了不同程度的上升，生產(chǎn)壓差逐漸降低，滲透率提高污染系數(shù)由正變成負(fù)，這足以說明解堵非常有效，同時(shí)井儲(chǔ)結(jié)束時(shí)間便提前，續(xù)流明顯降低，提升了近景地帶的導(dǎo)流能力。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析得出微生物解堵效率顯著可達(dá)80%以上，而且使內(nèi)外油井的有效期顯著增加。

2.2 提高驅(qū)油效果

在驅(qū)油過程中使用活性劑主要有以下作用：生物活性劑在孔道中產(chǎn)生親水膜，減小油和油井之間的附著力，在油層中活性劑能夠達(dá)到同樣的效果，促使原油產(chǎn)量大大增加；油層中的顆粒可以吸附活性劑中的菌體，增加顆粒周圍的極性，減小顆粒和巖石之間的作用力，在一定程度上清除雜質(zhì)對(duì)孔道阻塞，保持孔道暢通無阻，以此提高滲透率；另外，活性劑能夠選擇性地將飽和蠟降解為不飽和烴，降解過程中微生物會(huì)吸收其他雜質(zhì)，并利用表面產(chǎn)生的各種酶類物質(zhì)提高降解效率。利用微生物降解能力將原油中的重質(zhì)物質(zhì)降解，從而降低原油的凝固點(diǎn)和粘度，達(dá)到改善原油物化性質(zhì)的目的。

通過分析有關(guān)資料發(fā)現(xiàn)生物活性劑解堵能夠改善油井產(chǎn)液剖面，當(dāng)注入活性劑后油層動(dòng)用程度較原來提高了三分之一，使油田的產(chǎn)量大大增加。活性劑中的微生物對(duì)原油具有降解作用，在解堵過程中微生物降解了原油中重組分烷烴，從而使原油中的輕質(zhì)組分顯著提高，同時(shí)將油層中出現(xiàn)的泥垢和蠟等雜質(zhì)加以清除，增加采出油中的烴

組分。

3 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，生物活性劑應(yīng)運(yùn)而生，被廣泛應(yīng)用在我國(guó)許多油田開采中，尤其在低滲透油藏的開采中取得了顯著的成就。生物活性劑在低滲透油藏解堵過程中發(fā)揮著不重要作用，它能夠減少原油中的雜質(zhì)在油井附近沉積，提高原油產(chǎn)量，并且在驅(qū)油效果上仍表現(xiàn)出了較大優(yōu)勢(shì)，能夠降低原油的性能參數(shù)，比如粘度、凝固點(diǎn)等，有效改善原油物化性質(zhì)。

但是生物活性劑的生產(chǎn)需要投入大量的成本，為了降低生物活性劑生產(chǎn)成本投入，提高生活活性劑性能，還需要加強(qiáng)這方面的技術(shù)研究，從而為我國(guó)低滲透油藏的開發(fā)提供技術(shù)和方法的支持，促進(jìn)我國(guó)低滲透油藏開發(fā)的發(fā)展步伐。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳景春，井立軍，史連杰，袁武，陳雁冰.特低滲透油層降壓增注現(xiàn)場(chǎng)單井試驗(yàn)[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，（2）.

[2] 周效全，范波.試論油田化學(xué)藥劑與表面活性劑的關(guān)系[J].石油與天然氣化工，2002，（1）.

作者簡(jiǎn)介：王銳楠（1984—），男，供職于長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠，研究方向：石油工程。