特高含水期微生物驅改善注水開發效果研究與應用

陳 博，楊 靖，陳世棟，聶劍峰，陳 珂

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710200）

微生物采油是一項具有前瞻性的技術，微生物提高地層采收率的方法因其投資少、效益高和生態安全，受到人們的普遍重視。由于它們的生命活動，地層的高滲透帶被封堵，注入地層的化學劑會在地層的非水洗低滲透帶再分配，目前在特高含水期改善水驅方面起到了很好的效果。室內實驗和礦場試驗均表明，微生物的代謝產物，可改變油水相界面張力，增大水在高滲透帶的滲濾阻力和改變巖石潤濕性。在實驗室內理論研究中應加強目前進行的微生物驅油模擬研究，篩選并確定最好的菌種、營養物、代謝和生理特征，在基礎理論研究方面力爭有所突破，使微生物驅油開采技術獲得較高成功率[1-2]。

1 開發現狀

1.1 油藏概況

胡尖山油田A20區處于陜北斜坡的一個局部鼻隆構造上，油氣聚集受構造控制，油層為延9、延10層。該區主要受構造控制，東部主要開發層系為延10層，中部開發層系為延9、延10層合采，西部開發層系為延9層。平均油層厚度6.8 m，平均電阻率12.6 Ω·m，平均孔隙度17.5%，平均滲透率75.9 mD，平均含油飽和度51.1%，地質儲量162.94萬噸。地層礦化度28~35 g/L，pH 值 6~8，地層溫度 55 ℃[3]。

1.2 A20區塊開發存在問題

1.2.1 油藏能量保持水平低 隨著注水時間的延長和累計注水量的增多，油藏的地層壓力穩中有升，但從區塊分布來看，A20井區原始地層壓力保持水平較低，僅為原始地層壓力的60%。

1.2.2 油田開發至中后期，導致單井產能較低 目前油井小于1 t的井共13口，占油井總數的28.9%，其中：目前產量0 t的井共有7口，其中0＜Q＜0.5 t/d的3口；0.5≤Q＜1.0 t/d的3口，低產井中除套破井外，其它井均由于高含水致使產量較低。

1.2.3 油藏總體產量持續下降，兩項遞減較大 目前A20井區綜合含水均比較高，A20井區綜合遞減分別為15.7%，遞減較大主要原因由于綜合含水上升。

鑒于以上胡尖山油田開發存在的問題，結合微生物特有性質，同時解決其它驅油劑帶來的注入設備投資大、堵塞地層、原油脫水困難、催化劑中毒等難題，摸索適合胡尖山低滲透油田的開發模式，建立起有效驅動體系，實現經濟有效動用，來探索解決胡尖山低滲透油田開采難度大、采出程度低這一問題的新途徑。

2 菌種篩選及改善水驅效果性能評價

2.1 微生物菌種優選

篩選菌種主要來源于A20區塊生產井產出液，經過篩選、分離、富集、純化[4]等工藝篩選得到繁殖和代謝較好的三株菌，分別為產鼠李糖脂的假單胞菌、產脂肽的枯草菌和產海藻糖脂的節桿菌（見圖1~圖3）。

圖1 假單孢菌

圖2 枯草菌

圖3 節桿菌

表1 微生物菌液性能評價結果表

2.2 微生物菌種改善水驅性能評價

室內實驗菌種為三株復配后的菌液，鑒于微生物菌種特殊的驅油機理，微生物菌種性能評價主要包括油藏配伍性、降粘、油水界面張力、表面張力、驅油效率[5-6]，性能評價結果（見表1），篩選出的菌種能夠適應A20區塊油藏條件，很好的作用原油，室內驅油效率在水驅的基礎上提高17.73%。

3 現場應用

3.1 現場試驗

2013年在A20井區優選采出程度低、含水較高5個井組開展先導性試驗，結合微生物采油技術使用條件和驅油機理，采用“先調后驅，調驅結合”的思路，采用四段式注入工藝流程，段塞一封堵段塞，段塞二為高濃度微生物驅劑，段塞三為低濃度微生物驅劑，段塞四為高強度封口段塞，累計注入緩釋營養劑、微生物菌液175.8 t，注入液5 500 m3，注入濃度3%，累計注入周期90 d。

3.2 整體效果

2013年實施后，截止至2014年2月8日，對應21口井均見到了不同程度的增油效果，見效率100%，其中17口井明顯見效，明顯見效比0.76，單井日產油由0.33 t上升到最高單井日增油0.87 t，綜合含水下降到5.6%，日增油12 t區塊累計增油4 205.4 t，單井平均增油200.26 t，目前仍在有效期內。

3.3 見效特征

3.3.1 注水壓力上升 從表2可以看出，微生物驅措施前后，注水壓力升高、視吸水指數降低，吸水厚度增加，措施后，改善了后續水驅效果，改變了后續水驅方向和面積。

3.3.2 水淹嚴重的井效果較差 經過長時間注水開發后，由于非均質性的影響，注入水在地層中的推進并不均勻，突進嚴重，造成注入水受效不均，因此對于高含水井，在注入井和生產井之間形成高滲透層，微生物在地層中增殖時間受限，導致微生物活性不高，因此為保證微生物能夠進入新的作用空間、在地層中有足夠的繁殖、代謝時間，在注微生物之前，增加了封堵段塞，改善水流通道，保證微生物代謝產物的活性，能夠更好的作用于原油，見效特征（見表3）。

3.3.3 增油效果與菌種的數量和菌群結構的穩定性相關 從試驗井細菌監測結果看，油水井連通狀況好，微驅油井見菌時間早、數量多。在油水井連通狀況相似的條件下，見菌時間越晚、細菌數量增加越慢增油效果越好（見表4）。

4 結論

（1）篩選出適合胡尖山油田A20區塊的3株本源微生物菌種，分別為產鼠李糖脂的假單胞菌、產脂肽的枯草菌和產海藻糖脂的節桿菌。

（2）篩選出的3株菌復配后能夠適應A20區塊油藏條件，很好的作用于地層原油，降粘率62.05%，油水界面張力降低率95.08%，驅油效率比水驅提高17.73%。

表2 措施前后注水壓力統計表

表3 試驗井見效特征分類表

表4 增油效果與見菌時間和菌群結構的關系表

（3）試驗表明微生物采油技術存在有效率的問題，油井見效率70%左右，單井增油量0.44～1 452.28 t，平均單井增油量200.26 t。

（4）微生物驅存在合理時機問題，室內巖芯驅油實驗結果表明，在油井含水為72%時為最佳驅油時機。因此在現場試驗過程中，增加了封堵輔助段塞和關閉強水淹井等措施，保證了注入微生物的繁殖和代謝活性。

（5）現場試驗表明，微生物驅油特征主要表現為注入井壓力上升，改善吸水剖面。強水淹井效果較差。增油效果與見菌時間和菌群結構穩定性相關。

（6）微生物驅油對采出程度相對低，綜合含水較高的侏羅系油藏適應性較好，可以作為該類油藏后期提高采收率的有效手段，鑒于先導性試驗取得的效果，下步將擴大微生物驅油試驗范圍，為低滲油藏提高采收率技術實現工業化推廣提供技術儲備。

[1]王惠，盧淵，伊向藝.國內外微生物采油技術綜述[J].大慶石油地質與開發，2003，22（5）：49-53.

[2]汪衛東.我國微生物采油技術現狀及發展前景[J].石油勘探與開發，2002，29（6）：87-90.

[3]陳立，陳世棟，張通，等.胡尖山油田微生物驅油技術效果評價[J].石油化工應用，2013，32（10）：22-24.

[4]光烈錢，李華斌，黃磊，等.驅油微生物[J].石油化工應用，2011，30（12）：11-12.

[5]王克亮，王繼紅，李世強，等.定邊區塊微生物驅油效果評價[J].科學技術與工程，2011，23（11）：5530-5532.

[6]鄭承綱.微生物提高采收率技術研究[D].北京:中國科學院研究生院滲流流體力學研究所，2010.