微生物驅油擴大試驗的方法研究

張新勃（西安石油大學 地球科學與工程學院，陜西 西安 710065）

微生物采油是是技術含量較高的一種提高采收率技術，指將地面分離培養的微生物菌液和營養液混合注入油層，或單注入營養液激活油層內有益微生物，使其在油層內自然生長繁殖，引起的巖石、油、氣、水物性的改變，產生有利于提高采收率的代謝產物，以提高油田采收率的采油方法(簡稱MEOR或MIOR)[1]。怎樣將有生命的微生物既沒有損失又不被破壞、又滿足工藝條件注入到目的層，是注入工藝的重點。在注水站的貯水罐中加入微生物，無論是連續注入還是階段注入，微生物都能通過注水系統以正常速度注入地層。在設計注入設備過程中，對微生物注入方式與配注量、營養液用量等對微生物的影響進行了認真的分析和研究，成功地研制出相應的注入方案與工藝流程，并應用到油田現場。

1 作用機理

微生物采油主要是通過微生物及其代謝物與地層的作用來實現。微生物代謝產物進行分析發現采油微生物代謝過程中除了產酸、生物表面活性劑和氣體等代謝產物外，還產生物聚合物和有機溶劑等，所有這些代謝產物都能在不同程度上以不同方式作用于地層原油，改善原油的性質，以利于原油的開采。

微生物采油主要機理有：①微生物發酵后可以產生氣體，它們溶于油中，使原油降低粘度；②產生有機酸(如乙酸、甲酸等)溶解孔喉中重質長鏈烴類提高有效滲透率，提高儲層微觀滲透率，起到解堵作用；③它可以原油作養料，將原油分解，提高油相流動能力，起到除蠟和降粘作用；④表面活性劑可降低油與巖石和油與水的界面張力，提高驅油效率等[2]。

2 礦場應用方案

2.1 注入方式

依據提高采收率微生物驅油室內試驗研究成果，根據實際油藏條件，選取微生物濃度及營養液整體注入濃度為2%，采用連續注入方式進行試驗。

2.2 注入層段與配注量

試驗區目前注水開發的主力層為長2，為了更好的評價注入的效果，與單純水驅時的效果做對比，注入過程中不改變調整注入層段。目前試驗區注水井日注水總量84m3/d，平均注入壓力5.1MPa。

2.3 微生物與營養液用量

根據室內試驗研究成果，驅油溶液注入量為0.5PV，提高驅油效率8.0%更多。給合微生物在地層的可生長性，確定本次試驗注入溶液總量為0.1PV，取試驗區孔隙度14%、有效厚度6.8m、含油飽和度46%，30個注水井組控制面積為6.1×106m2，考慮到波及及動用程度，地層有效孔隙體積，注入液總體積為2.1×105m3，微生物注入量按注入溶液總量的2%計算，試驗區微生物溶液用量4200m3。微生物驅油溶液由營養液與菌液組成按1：2比例注入，需要營養液1400m3，菌液2800m3。

依據室內實驗研究成果，選擇驅油溶液注入濃度為2%。目前試驗區總日注水總量226.7m3/d，日注微生物驅油溶液總量應為4.534m3/d。按目前注入速度，完成該實驗需要注入2.54年。

2.4 最大注入壓力

注水開發油田要取得好的開發效果，必須要達到注采平衡。為了不破壞油層結構，井底流壓不應超過地層破裂壓力的80%。

元峁地區長2油層壓裂時依稀測試其破裂壓力為24MPa，油層埋深650m，故該區最大注入壓力為12.7MPa。

2.5 注入工藝流程

注入方式采取在現有注水配水間管線上外加注入微生物驅油劑加藥裝置。微生物驅油劑自儲罐由注入泵按照一定速度泵入各個注入井的單井注入管線中，與注入水混合注入地下。加劑流程圖見圖1，主要由2.0m3的帶攪拌的加藥罐一個，柱塞泵二臺，加藥泵二臺，截止閘六個，不銹鋼管線若干，管線接頭若干等組成。

圖1 試驗區加微生物加驅油劑裝置流程圖

2.6 實驗效果分析

從2011年7月23日起，試驗區開始進行微生物提高采收率礦場試驗，10個注采井組全部見效，見效前后對比，注水壓力持續下降，由5.1MPa降到4.6MPa，受益井日產液由41t上升到53t，日產油由6.64t上升到8.55t，綜合含水率基本穩定在84%左右，截止2013年4月底累計增油1221t。目前階段投入產出比達1：1.35，產生了一定經濟效益，根據室內實驗的成果，預計礦場可提高采收率3%。

3 結語

3.1 針對低滲區塊開展微生物驅油工藝技術研究應用，起到了降低注水壓力和提高洗油效率的雙重效果，開發指標明顯提高，注水狀況明顯改善。

3.2 礦場應用條件研究保證了微生物注入濃度的穩定性，工藝流程的簡化使地面注入工藝更加簡單，節省了人力資金，提高經濟效益。

[1]李瑞琪.地層原油高壓物性參數預測方法[J]..油氣田地面工程,2009,28(9).

[2]朱化蜀.油氣藏流體高壓物性參數及相態特征預測方法研究[D].西南石油大學,2006.