微生物活化水技術在侏羅系油藏的研究與應用

安 然，董傳賓，朱向前，李凱凱

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710018）

1 試驗區概況

安X油藏主要沉積相為辮狀河三角洲平原亞相，整體上呈現西傾單斜的特征，構造幅度較小，局部發育微構造高點，從下到上各小層的頂面構造具有較好的繼承性，主力開發層底水不發育，動用含油面積33.3 km2，地質儲量2 019×104t，平均油層厚度8.7 m，孔隙度17.58%，滲透率23.1 mD，含油飽和度50.2%，屬低滲透油藏。自2009 年投入開發以來，先后經歷了規模建產期、注水見效階段、含水快速上升期三個階段。開發初期水驅油效果明顯，但因儲層非均質性較強，2015 年以后，水驅動用程度下降，剖面水驅效果變差。通過油藏數值軟件模擬油水運動規律顯示，該區流線大多呈玫瑰花瓣形態分布，剩余油主要富集在采油井井排、垂直河道油井井間，需要改變平面水驅方向，進一步提高波及體積。

依據微生物活化水驅機理[1-6]，通過調研國內外油田微生物驅研究實施現狀，結合長慶油田微生物活化水驅油藏篩選原則以及《SY/T 6888-2012 微生物驅技術規范》，安X 油藏各種指標均滿足條件（見表1），適合開展微生物活化水驅油。

表1 長慶油田微生物活化水驅油藏篩選指標和試驗區油藏對比表

2 室內實驗

2.1 菌種的篩選

立足本源菌種，取安X 油藏采出液過濾后配制營養基，滅菌后分別接入本源菌種，通過篩選、分離、富集、純化等工藝篩選、鏡檢、計數，結果表明在模擬地層溫度及礦化度條件下，各菌種都能生存，但生長繁殖能力差異大，優選假單胞菌、枯草芽孢桿菌、簡單節桿菌三種功能菌做進一步適應性分析。

2.2 適應性分析

室內填砂管實驗表明菌體及代謝產物（生物聚合物等）進入巖心孔喉滯留聚集，流體橫向運移能力增強，驅替壓力產生波動，驅油效率較單純水驅提高9.8%，封堵率達37.6%（見表2）。

表2 枯草芽孢桿菌發酵液填砂管實驗結果

利用控制變量法進一步分析溫度、pH、礦化度對3株功能微生物菌株生長的影響，研究發現：采出水中菌種大量生長繁殖，各菌株在8～12 h 后進入對數生長期，24～32 h 進入穩定期（見圖1）；當溫度在25～60 ℃，三種微生物菌種生長較快（見圖2），試驗區地層溫度為57.2 ℃，屬于適宜繁殖溫度范圍；當pH 值為5～9 時，微生物菌種（銅綠假單胞菌）可快速生長（見圖3），試驗區pH 值為6～8，適宜微生物生長；當礦化度在10～60 g/L 范圍時，微生物生長狀態良好，試驗區油藏礦化度為21.1 g/L，適宜微生物生長（見圖4）。

圖1 三種菌種在采出液中繁殖隨時間變化的關系曲線

圖2 三種菌種在采出液中繁殖隨溫度變化的關系曲線

圖3 銅綠假單胞菌繁殖隨pH值變化關系曲線

圖4 銅綠假單胞菌繁殖隨礦化度變化關系曲線

3 礦場應用及效果

3.1 現場設計及施工工藝

為防止微生物沿大孔道竄流，過早被油井采出，在實施整體活化水驅技術前基于油水井動態監測資料統計分析，對典型尖峰狀吸水注水井開展剖面治理，開展針對性高強度凝膠調剖9 口，確保試驗區活化水驅實施效果。

根據前期研究成果及先導試驗應用效果，結合試驗區地質情況，將微生物活化水驅油體系分兩個段塞組合，分別是強化產生物聚合物功能菌活化段塞和多種功能菌組合活化段塞，兩段塞在地層中協同作用提高采收率，室內實驗及微觀機理研究表明，微生物在地層中起作用的最低濃度為106個/毫升，定期開展節點菌濃測試，根據微生物增殖池中菌濃度及動態結果進行組合復配，目前微生物繁殖正常，擴培池及中間水池菌濃均大于108個/毫升。

3.2 應用效果

依托注水站注水系統，開展38 注125 采的試驗，結果表明，該技術在提高水驅、控水穩油、改善水質方面取得了良好效果。

3.2.1 注入端動態變化符合驅油機理

3.2.1.1 注入壓力變化 目前井口注入壓力整體呈現先升后降的過程，井口壓力由7.9 MPa 上升至8.3 MPa，后降至8.1 MPa，體現了一定的封堵-突破作用，微生物及其代謝產物逐級向地層深部推進。同時根據地層壓力測試對比，該區地層壓力保持水平由88.9%提升至90.4%，也能反映出大孔道封堵，注入水更多蓄留在地層，提高地層能量的特征。

3.2.1.2 吸水剖面明顯改善 共開展吸水剖面測試15口，其中可對比剖面7 口，平均吸水厚度由5.4 m 上升至6.0 m，其中4 口井的吸水厚度變大且剖面形態更均勻，2 口井的吸水剖面維持穩定，1 口井的變薄，整體上吸水剖面穩定及改善的占比為85.7%，水驅動用程度由48.5%上升至51.4%。

3.2.2 采出端控水穩油效果明顯 實施微生物活化水驅后該油藏平均月度遞減由2.5%下降至1.2%，月均含水上升幅度由1.02%下降至0.32%（見圖5），累計增油2.1×104t，區塊開發狀況明顯改善。

圖5 實施區域產量預測曲線

注前調剖和未調剖井組效果對比：安X 區9 口注水井實施注前調剖后注入微生物活化水，17 口井未調剖直接注入微生物，對比發現注入微生物均能降低遞減，但實施注前調剖效果較未實施調剖好，月度遞減、含水上升幅度明顯變小（見表3）。

表3 注前調剖和未調剖井組效果對比

3.2.3 采出水水質明顯改善 微生物擴培裝置投用后，通過氣浮除油、生化降解、絮凝沉降作用，采出水處理效果明顯，處理后水質清澈透明，含油量由146 mg/L降至10 mg/L，懸浮物由152 mg/L 降至17 mg/L，全部符合回注標準。

4 結論

（1）注入端壓力整體呈現先上升后下降的過程，符合活化水驅見效特點；可分析注水井吸水剖面得到顯著改善，水驅動用程度進一步提高，見效井以降水增油型為主，說明微生物活化水驅同時具有提高驅油效率和擴大波及體積作用。

（2）微生物可以大幅降低采出水中含油量和懸浮物含量，提高注入水質。

（3）注前調剖井比直接進行微生物活化水驅在控遞減、降含水效果好，下一步結合動態監測資料，掌握井間微裂縫、動態裂縫發育情況，并實施先堵后驅，增強微生物在地層中的滯留性。

（4）通過對擴培裝置節點菌濃及繁殖情況檢測，注入端指標滿足設計要求，但目前針對采出端尚未配套監測，難以判斷菌種在地層中的滯留情況，下步加強采出端微生物種類、總數、濃度等指標的定期監測。