碳基微生物技術(shù)的研究與應(yīng)用

摘要：隨著吞吐周期的增加，歡西油田稠油產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，油汽比偏低，生產(chǎn)成本逐年上升。尋找一種簡(jiǎn)單、快速、低成本的稠油開采方法已迫在眉睫。自從微生物采油技術(shù)自1996年引進(jìn)以來，經(jīng)過不斷的改進(jìn)和改進(jìn)，已成為我廠稠油區(qū)塊增產(chǎn)的主要措施之一。該技術(shù)可有效提高稠油循環(huán)產(chǎn)量，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，降低稠油開采成本。

關(guān)鍵詞：微生物生產(chǎn)周期;開發(fā)中后期;開發(fā)成本

1概況

歡西油田稠油地質(zhì)儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的66%，產(chǎn)量占總產(chǎn)量的74%。蒸汽吞吐開采稠油。隨著吞吐次數(shù)的增加，產(chǎn)量降低、油汽比低、生產(chǎn)成本增加等問題日益突出，尋求一種簡(jiǎn)單、快速、低成本的原油開采方法已迫在眉睫。

微生物采油是指將各種細(xì)菌和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)注入儲(chǔ)層，使其在油藏環(huán)境中繁殖生長(zhǎng)，在降解原油的同時(shí)產(chǎn)生表面活性劑、氣體、生物聚合物、酸、醇等代謝物，以降低油水界面張力，從而提高采收率，延長(zhǎng)油井生產(chǎn)周期。

自1996年引進(jìn)微生物采油技術(shù)以來，已形成較為完善的油田注采工藝技術(shù)。在近年來，我們緊密結(jié)合微生物科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)，借鑒其他油田的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，本著因地制宜、因地制宜的原則，不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，大大提高了這項(xiàng)技術(shù)的適用范圍和措施效果。

2技術(shù)創(chuàng)新

2.1建立微生物采油菌庫(kù)，簡(jiǎn)化菌種篩選程序

采用16rDNA基因PCR擴(kuò)增和DNA芯片技術(shù)，對(duì)錦45塊和錦25塊產(chǎn)液進(jìn)行了分析，了解了錦45塊和錦25塊形成過程中微生物群落的詳細(xì)情況。

通過分離、篩選和評(píng)價(jià)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)以原油為碳源的菌株具有耐鹽、儲(chǔ)層溫度高、體積小的特點(diǎn)。

通過菌種庫(kù)的建立，實(shí)現(xiàn)了微生物菌種的綜合管理和儲(chǔ)層信息與菌種信息的交互作用，省去了分析油井采出液中菌落狀況的步驟，從而為后續(xù)的細(xì)菌擴(kuò)增和室內(nèi)評(píng)價(jià)試驗(yàn)爭(zhēng)取時(shí)間，最終把握最佳施工時(shí)機(jī)，對(duì)提高措施效果起到?jīng)Q定性作用。

2.2提高菌種的耐溫性，進(jìn)一步提高措施的適用范圍

從實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中篩選出的菌株的適宜溫度為35～50℃，大大限制了菌種的適用范圍選擇。采取以錦45塊為例（見下表），適宜油層為Ⅰ、于Ⅱ，興Ⅰ、興Ⅱ油層不能實(shí)施。同時(shí)，考慮到注汽對(duì)地層溫度的影響，我們保守地選擇注汽6個(gè)月以上的油井進(jìn)行施工。

因此，提高微生物的耐溫性，不僅可以增加措施的適用范圍，而且可以大大提高措施的實(shí)施效果。

2.3酶制劑與內(nèi)生菌相結(jié)合可有效提高單井產(chǎn)量

微生物的代謝產(chǎn)物中含有生物表面活性劑，可以起到一定的生物作用。7天的培養(yǎng)結(jié)果表明，前3天滅菌液和非滅菌液的乳化效果相似。但從實(shí)驗(yàn)第4天開始，未滅菌溶液的效果明顯優(yōu)于滅菌溶液解決方案，結(jié)果表明，原油的酶降解和乳化是形成過程中與微生物相互作用的結(jié)果，微生物的存在有利于原油的形成生物酶的作用。

2018年，我們創(chuàng)新性地提出將生物酶和微生物菌株混合使用。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，我們首先將生物酶注入目的層，充分利用酶的特性降解原油中的膠質(zhì)瀝青質(zhì)，消除了近井區(qū)水泥堵塞，起到了分選地層的作用，為后續(xù)微生物的注入開辟了通道使細(xì)菌能夠遷移到更高的作用半徑。

2.4通過微生物熱化學(xué)的研究，可以改善細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)來源，提高細(xì)菌的繁殖能力

從化學(xué)角度看，微生物采油的機(jī)理是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，化學(xué)反應(yīng)必須伴隨熱反應(yīng)效果。那個(gè)用微量量熱儀測(cè)定了該過程的熱效應(yīng)，得到了代謝過程的熱譜曲線，以反映微生物的代謝過程，微量熱法研究了微生物在原油介質(zhì)中的代謝過程。

實(shí)驗(yàn)測(cè)定了35℃時(shí)菌種在含葡萄糖和原油的培養(yǎng)基中代謝過程的熱譜數(shù)據(jù)，菌株在含葡萄糖培養(yǎng)基和含原油培養(yǎng)基中代謝的熱譜曲線大致相似，但細(xì)菌在含葡萄糖培養(yǎng)基中的代謝比在含原油的培養(yǎng)基中代謝旺盛，在原油培養(yǎng)基中的代謝過程時(shí)間比在葡萄糖培養(yǎng)基中長(zhǎng)。

3經(jīng)濟(jì)效益分析

該項(xiàng)目已實(shí)施21井次，投入成本88.32萬元，累計(jì)增油1611.5t，經(jīng)濟(jì)效益266.21萬元，投入產(chǎn)出比1：3.3。

經(jīng)濟(jì)效益=[增油×（增油價(jià)-噸油成本）]-投入總成本

=[1611.5×（3000-800）]/10000-88.32=266.21萬元

（注：原油價(jià)格3000元/噸，生產(chǎn)成本800元/噸）

節(jié)約注汽成本=（延長(zhǎng)生產(chǎn)天數(shù)/熱采周期）×注汽量×70元/m3

=103萬元

（注：錦25、45塊熱采周期為240天，注汽量按平均注汽量2000m3計(jì)算。）

4結(jié)論

（1）微生物采油菌庫(kù)的建立，使我們加深了對(duì)油藏微生物系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了菌種篩選過程，為后續(xù)工作爭(zhēng)取時(shí)間。

（2）細(xì)菌耐溫性的提高，突破了措施井選擇的局限性，擴(kuò)大了選井范圍，有利于延長(zhǎng)油井的生產(chǎn)周期。

（3）生物酶能解除井周圍堵塞，打通滲流通道，為后續(xù)注入內(nèi)源細(xì)菌，使微生物菌種能夠遷移到較遠(yuǎn)的位置，使波及范圍擴(kuò)大。

（4）在營(yíng)養(yǎng)液中添加一定量的單糖對(duì)提高措施效果有重要作用。

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作者簡(jiǎn)介：

劉偉，男，1982年2月出生，工程師，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè)，現(xiàn)就職于遼河油田公司冷家油田開發(fā)公司科技科。