內源微生物采油技術在大慶油田南二區東部聚驅后油層中的應用

2015-07-02 01:41:06劉芳

石油地質與工程 2015年6期

劉芳

(中國石油大慶油田有限責任公司第二采油廠,黑龍江大慶 163414)

劉芳

(中國石油大慶油田有限責任公司第二采油廠,黑龍江大慶 163414)

針對聚驅后油藏含水上升速度快、產量遞減幅度大、剩余油開采難度逐漸增加的問題，在大慶油田南二區東部聚驅后的水驅區塊開展了小區塊內源微生物驅油現場試驗，對試驗過程中的注入方式、注入工藝及油藏動態變化情況進行分析，結果表明，加入保護段塞的注入方式能充分發揮營養液激活功效，有利于微生物驅油效果的發揮；內源微生物驅增加了原油的輕質組份，從而提高了原油流動性；油層剖面動用狀況得到改善，提高了差油層采油量。試驗的4口采油井最高增油13.4 t/d，綜合含水最低下降2.2個百分點，表明聚驅后油藏仍然可以采用內源微生物驅油技術進一步提高原油采收率。

大慶油田南二區;聚驅后油藏；內源微生物驅；提高原油采收率

聚驅開發后油藏采出程度基本達到60%以上，研究開發聚驅后油藏剩余油，是油田攻關的重要內容，其中，內源微生物采油技術在聚驅后油藏是否可進一步提高原油采收率，是重要的研究方向之一[1-5]。大慶油田開展的單一井組聚驅后內源微生物驅油現場試驗，在有針對性的室內研究基礎上，結合其他同類現場試驗經驗[6-11]，研究了能更有效發揮營養液激活功效的組合式注入方案，采用了更合理的注入方式，取得了增油降水的顯著效果。

1 試驗區概況

聚驅后油藏內源微生物驅油試驗區位于大慶油田南二區東部，由1口注入井和4口采油井構成一個注采井組(圖1)，注采井距為250 m，試驗區面積為0.12 km2，開采的葡I1-4油層屬三角洲分流平原相和內前緣相沉積，縱向上可分為4個小層7個沉積單元，平均單井砂巖厚度14.3 m，有效厚度9.2 m，地質儲量15.9×104t，孔隙體積27.26×104m3，平均有效滲透率414×10-3μm2。葡I1-4油層滲透率變異系數為0.672，其中主要層位葡I2油層滲透率變異系數為0.56，最高滲透率與最低滲透率相差2.9倍。葡I2層水淹狀況更為嚴重，比例達100%，高水淹厚度占水淹厚度的78.34%。內源微生物驅油試驗前，試驗區采出程度61.89%，綜合含水96.4%。菌種普查結果表明，試驗油層中含有烴氧化菌、腐生菌、厭氧發酵菌、硫酸鹽還原菌、硝酸鹽還原菌和產甲烷菌等本源菌，且其中有益菌激活后數量可達107個/mL以上。

圖1 試驗區井位圖

試驗分為兩個周期。在第一周期注入營養液0.0213 PV，注入壓力由11.3 MPa上升到12.8 MPa，日注入量120 m3，試驗前期和中期注入2 000 mg/L聚合物保護段塞2 418 m3。在第二周期注營養液0.0368 PV，注入壓力由11 MPa上升到 12 MPa，日注入量120 m3，試驗前期、中期和后期共注2000 mg/L聚合物保護段塞3 108 m3。

2 試驗注入方式

2.1 聚合物保護段塞使營養液功效得到有效發揮

對于聚驅后的水驅油層，聚合物的驅油功效已過時，因此本次現場試驗注入的少量聚合物雖然具備一定的淺調功能，但主要還是發揮其保護主段塞的作用，使激活劑與注入水隔離，保證激活劑在油層流動過程中的濃度，以充分發揮激活微生物菌種的作用。尤其是第二周期(表1)，在加大聚合物注入量的同時，增加營養液段塞結束時的聚合物保護段塞，使激活后的有益菌數量在104個/mL以上的時間達5個月以上，說明營養液在油層中激活有益菌的作用得以更充分的發揮。而后期未加入聚合物段塞的第一周期，在注入結束后第三個月，微生物數量已經降至2個數量級。

表1 試驗方案實施情況

2．2 分層注入方式進一步提高注入效果

內源微生物驅油能夠有效改善注入及采出剖面狀況，而采用分層注入方式，可進一步改善剖面動用狀況。統計試驗區注入剖面測試結果表明，未分注前，注入剖面吸水厚度由原來的5.9 m增加到7.0 m，增加了13.10%，差油層動用狀況得到了改善。采取分層注入后，PⅠ21油層吸水量由76.66%降至50.11%，降低了26.55個百分點，厚油層指進現象得到一定的抑制；差油層的動用狀況進一步改善，動用厚度由第一周期的7.0 m，增加到7.6 m，動用程度提高了7.15%。

采出剖面數據表明(圖2)，分注前，所有層段均得到動用。對比J3-P40井試驗前后資料，未動用的兩個層段得到動用的同時，原產液層含水均有不同程度的下降，因此增油效果明顯。分析認為，聚合物段塞雖然注入量少，但是，在保證油層中營養液濃度的同時，改善了油層的滲流環境，而微生物衍生氣的產生使油層剖面得到進一步的調整(見3.1)。分注后，J3-P40井主要層段產液量由51.2 t下降到31.9 t，下降18.9%，差油層產液由18.1 t增加到28.5 t，增加了11.1%。厚油層縱向矛盾得到緩解，差油層產能得到進一步加強。

圖2 試驗區J3-P40井產出剖面變化情況

3 試驗動態反映特點

3.1 內源微生物驅擴大了生產壓差，改善了液體流動狀況

在注入量基本不變的情況下(圖3)，注入壓力由11.3 MPa上升到12.8 MPa，上升了1.5 MPa。雖然注聚合物段塞過程中，注入壓力上升明顯，但注入段塞小，不足以維持3、4個月的高壓力水平。而采出氣體中CO2與CH4交替變化(圖4)，說明油層中有持續的氣體產生，是保持注入壓力高的主要原因。

圖3 試驗前后注入壓力變化曲線

圖4 注營養液后CH4、CO2含量變化曲線

試驗前后地層壓力數據表明，注入井油層中部流壓由試驗前的22.18 MPa上升到試驗后的23.32 MPa，上升了1.14 MPa，說明由于油層中產生的氣體，造成地層壓力升高。同時，4口采油井平均流壓下降2.14 MPa，下降42.46%，注采壓差得到擴大，油層中流體的流動狀況得到改善。

3.2 改變原油物性利于原油采出

4口采油井原油中∑C21-/C21+值均明顯增加(圖5)，增加幅度54.39%～66.38%，表明輕質組分增加，并形成富集狀態。注營養液后原油族組成分析結果表明，4口采油井芳烴、非烴和瀝青質含量均呈下降趨勢，而飽和烴呈上升趨勢，原油重質組份降低，輕質組份增加，從而增大了原油的流動性，相對降低水的流速，起到了增油降水的作用。

圖5 注營養液后原油物性參數∑C21-/C21+變化

聚驅后內源微生物采油技術符合常規驅油機理，即擴大注入水的波及體積，增加差油層產油量；增加地層壓力，改善地層滲透性；降解飽和烴、芳烴等原油重質烴類和瀝青質，降低原油黏度，改善原油的流動性能等。

4 內源微生物驅有效提高聚驅后原油采收率

試驗見效后，日產液由482 t增加到560 t，增加了78 t/d，日產油由18.1 t最高增加到31.5 t，增加13.4 t。綜合含水由96.1%最低下降至93.9%，下降了2.2個百分點。累積增油2 713 t，提高原油采收率1.71個百分點。

與試驗區所屬工業區塊(全區)和其平行的單井組(對比區)對比，試驗區產油增加，含水明顯下降，階段采出程度高。

(1)含水下降幅度大。從圖6看出，試驗過程中，試驗區含水明顯下降，最低下降2.2個百分點，而全區和對比區含水均始終呈上升趨勢。

圖6 含水對比曲線

(2)產油遞減速度小。與全區和對比區對比(圖7)，在試驗有效期內，試驗區產油量明顯增加，遞減趨勢得到有效控制，而全區和對比區產油均呈下降趨勢。

(3)階段采出程度高。試驗區階段采出程度較對比區高0.89個百分點，較全區高0.97個百分點。

圖7 產油量對比曲線

5 幾點認識

(1)驅油試驗表明，第一個周期僅注入營養液0.0213 PV，提高采收率達1.26個百分點，增油效果明顯，說明在聚驅后油藏采用內源微生物驅技術是可行的。

(2)微生物的衍生氣體提高了注入端油層中部流壓，同時采出端流壓降低，表明微生物驅過程中，能有效增加生產壓力，促進油層中流體的產出。

(3)營養液注入前后加入保護段塞，能更好地保持營養液在油層中的濃度，使其充分有效發揮激活微生物菌群的功效，以保障微生物驅油效果。

(4)聚驅后油藏采用內源微生物驅油能有效改善注采剖面狀況，達到增加降水效果，可進一步提高原油采收率。

(5)階段性的調剖措施是內源微生物驅油的重要措施。J2-P40和J3-P40井的表皮系數由正值變為負值，說明微生物發揮了對油層的解堵作用。第二個注入周期后，試驗區日產液增加70 m3，但是含水降低程度不明顯，試驗效果較差。分析認為，第一周期微生物的解堵作用使厚油層滲透性得到恢復，同時第二周期的聚合物注入量低，未達到調剖效果，造成第二周期營養液無效注入量增加，試驗效果變差。因此，適時采取調剖措施，是保證內源微生物持續發揮驅油效果的重要方法之一。

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編輯：李金華