微生物驅油技術在克拉瑪依油田的應用

趙玲莉，高 雁，張 濤，婁 愷，周 鑫，張 鵬

（ 1.新疆農業科學院微生物應用研究所，新疆烏魯木齊 830091；2.克拉瑪依市紅都有限責任公司，新疆克拉瑪依 834000；3.北京化工大學，北京 102200）

1 微生物采油概況

利用微生物開采原油是一種具有100 多年探索和礦場研究歷史的技術，20 世紀70 年代的世界石油危機更大大促進了微生物采油技術的研究。美國、英國等都加快了微生物采油技術（ Microbial enhanced oil recovery，MEOR）的研究步伐，經過20 年的努力，該技術取得了極大的進展， 已從理論及室內研究階段發展到礦場應用階段[1]。 微生物采油技術（ MEOR）是利用微生物及其代謝產物增加原油產量的石油開采三次采油技術，具有改善吸水剖面和提高洗油效率的雙重效果[2]。微生物采油技術具有施工成本低、施工工序簡單、不污染環境、適應范圍廣等優點。 1998 年，武平倉等在長慶油田采用美國NPC 公司的商品微生物， 分兩次在32口井上進行了116 井次的微生物單井吞吐采油試驗，效果顯著，獲得了較好的增產效果和經濟效益[3]。 近幾年，微生物采油技術相繼在陜北油田[4]、文明寨油田[5]、勝利油田等油田進行了應用研究， 都取得了很好的效果。克拉瑪依油田即新疆油田，是新中國成立后開發建設的第一個大油田， 其勘探開發單位新疆油田公司是中國西部最大的石油生產企業。 隨著石油儲備開采量的連年增加， 近年， 新疆克拉瑪依稠油井數量顯著增加，進行三次采油即微生物采油勢在必行。

微生物采油的機理比較復雜, 就目前所知可以概括為以下幾點[6，7]：

（ 1）微生物在生長過程中可以利用石油中的長鏈烴作為碳源（ 微生物在生物代謝作用下所產生的酶類，可以裂解重質烴類和石蠟），將大分子的烴類轉化為低分子的烴，使原油粘度、凝固點降低， 從而改善了原油的流動性能。

（ 2）微生物在地層中生長代謝過程中，能產生CO2、N2、H2和CH4等氣體， 這些氣體能保持和增加油層壓力，并可溶于原油使其粘度下降。

（ 3）注入地層的微生物在其代謝過程中產生各種化學物質，生物聚合物（ 如：生物多糖）或及同重金屬生成的沉淀物具有高效封堵作用， 這對非均質油藏的注水調剖具有良好的效果。

（ 4）微生物中的厭氧菌產生的溶劑性產物（ 如：表面活性劑、醇類、酮類及醛類）能溶解石油，降低油水界面張力， 微生物能吸附在巖石表面， 在油膜下生長，最后把油膜推開，原油得到釋放。

油藏地理環境復雜， 本試驗針對新疆克拉瑪依油藏特點，利用自己篩選得到的微生物降粘菌株BT-003對克拉瑪依區塊油田進行現場驅油試驗應用研究。

2 材料與方法

2.1 試驗方法

BT-003 菌株發酵菌液采用段塞法進行施工，施工中采用加壓設備連續注入微生物發酵菌液， 微生物發酵菌液濃度≥5.5×105，根據油層厚度計算用量，每米油層用量5 m3～15 m3，施工結束后悶井7 d～10 d，悶井結束后可直接開井生產。

2.2 試驗地點

試驗選取克拉瑪依黑油山、 紅山公司的油井進行現場降粘驅油施工試驗， 井號分別為： DF2009（ 黑油山），H2085 和H3191（ 紅山公司紅淺作業區）。

3 試驗結果

3.1 DF2009 井地層降粘后產量變化

油藏DF2009 井的施工參數（ 見表1），連續施工4 d，壓力控制在9.0 MPa，每4 h 注入一定量的微生物發酵菌液，悶井后開井生產，其產量與它相鄰的井DF2008、DF2007 的日產油量進行比較，其結果（ 見表2）。 從試驗結果可以看出， 微生物發酵液及微生物代謝產物可以大大降低地層原油黏度， 減少原油與地層巖石之間的界面張力，減少親油油層的毛細管阻力，有利于地層原油的流動，從而提高油井的產量，延長開采周期，從表2 的試驗結果可以看出DF2009 井地層降粘后油井日產量較高， 第一輪次達到8.16 t/d， 而相鄰DF2008井、DF2007 井產量分別為2.98 t/d、2.99 t/d， 即加入微生物發酵液降粘后油井日產量提高了近3 倍， 且生產周期穩定。

表1 DF2009 井施工參數

表2 DF2009 井與鄰井生產數據對比表

3.2 H2085 和H3191 地層降粘后產量變化

H2085 和H3191 井區施工參數（ 見表3），H2085和H3191 油藏的處理層厚度分別為12 m 和9 m，微生物發酵液悶井降粘開井生產后，H2085 井每月的生產情況（ 見圖1），該井為3 輪井，從圖1 中可以看出，該井的產量從施工前的月產量7 t 上升到施工后的55 t，有效期半年以上，目前月產油量約為20 t，生產平穩。H3191 的月產量（ 見圖2），H3191 為一口新井，微生物發酵液降粘施工后， 月產量在100 t 以上，11 月產量達到382 t，同輪井次比較增產150 t 以上，增產效果顯著。

圖1 H2085 井月生產曲線

圖2 H3191 井月生產曲線

4 結論

（ 1）2014 年生產的微生物發酵液在新疆油田公司黑油山、 紅山公司油田稠油井區塊現場試驗10 余口井，工藝成功率100 %，有效率90 %，累計階段增油1 000 t。 微生物發酵液降粘施工后，原油粘度降低70%，周期生產狀況良好，油汽比增加，取得了較好的措施效果。

（ 2）從現場應用過程看，現場配制簡單、性能穩定、施工方便，微生物菌劑用量基本在50 m3～100 m3。 施工時的注入壓力一般在0 MPa～12 MPa。微生物發酵液降粘施工實施后，提高了油井的產油能力；降低了生產成本，延長了維修和生產周期，油井增油效果明顯。

［ 1］ 左良成.微生物提高石油采收率菌種的篩選及其驅油效能研究［ D］.西北大學碩士學位論文，2003，

［ 2］ 杜鑫，俱煒農，藺美麗，李艷婷，徐東.微生物驅油技術應用效果分析［ J］.石油化工應用，2011，30（ 2）：16-17.

［ 3］ 武平倉，巨全義，李成龍，等.微生物采油中微生物對原油作用的研究［ J］.油田化學，1998，15（ 4）：362-365.

［ 4］ 張榮榮，康阿利，李一，等.微生物驅油技術在陜北油田實驗研究［ J］.石油化工應用，2009，28（ 8）：11-14.

［ 5］ 高政華，劉永明，等.微生物驅油技術研究及應用［ J］.內蒙古石油化工，2006，15（ 9）：93-94.

［ 6］ 張延山，徐山，等.石油微生物采油技術［ M］.北京：化學工業出版社，2011.

［ 7］ 彭裕生.微生物采油基礎及進展［ M］.北京：石油工業出版社，2005.