微生物驱油技术研究与发展

微生物驱油技术不断成熟,应用也日渐广泛。本文分析了微生物驱油技术的特点,提高原油采收率的机理,微生物驱油技术的应用方式和技术标准;并介绍了微生物驱油技术的发展现状,提出了今后研究的重点和方向。目前在国内外开展的微生物驱油先导性矿场试验已初见成效,增油效果明显,显示了良好的发展前景。     

低渗透油藏多段塞微生物驱开发指标预测

油藏条件不同,微生物驱油体系的提高采收率能力和油藏适应性也有所差别,需要合理的注入参数对开发指标进行预测。通过模拟不同注入方式微生物驱油实验优化注入参数,在实验基础上综合运用前缘推进理论和经验回归方法,考虑微生物降低原油黏度以及影响油水相对渗透率等客观因素,建立一种将油井产能和含水变化规律结合的预测模型来预测微生物驱开发指标。微生物驱油实验表明,多段塞微生物驱较单一段塞微生物驱采收率可提高9.24%,见水时间能延长40.10%~40.14%,无水采收率提高18.44%;用该模型能较准确地预测微生物吞吐开井后的产油量、增油量、产液量和含水率,单井预测误差小于10%,区块总体产液量和产油量预测误差均小于3%,含水率仅为0.25%。矿场试验采用五级段塞交替注入调剖用微生物与驱油用微生物,试验区含水上升率由8.1%下降至-4.3%,综合递减率由13.3%下降到4.4%,控水稳油效果明显。     

安塞特低渗油田微生物驱油室内研究及先导试验

在室内对拟用微生物菌液开展了从油砂中脱油能力、改变岩石表面润湿性和原油性质研究,并用驱油实验研究了注入参数和驱油效果。研究表明脱油效率较高的菌液浓度是3%~5%,微生物改变岩石润湿能力比水快17%~28%,菌液驱的毛管阻力下降程度远比水驱时大,岩石变为亲水时,菌液驱时水指进减缓。提高采收率较佳的注入量是(0.3~0.45)PV。现场微生物驱实施后试验区已累计增产原油526.44 t。室内和现场试验表明安塞特低渗油田适合于微生物提高采收率。     

海上早期聚合物驱开发特征研究

2006年渤海L油田开展了早期聚合物驱矿场试验,至今取得了一定的增油效果。目前陆地油田、渤海J油田高含水期聚合物驱的矿场试验中,见效后生产特征出现明显的含水下降漏斗或下降趋势,而在渤海早期注聚L油田见效后并未出现明显的含水下降漏斗或下降趋势,这主要由于L油田开发早期见水后含水处于快速上升阶段,聚合物驱“降水效果”不足以抵消水驱“含水快速上升趋势”。本文重点分析了渤海L油田早期聚驱注入压力及含水特征,及数值模拟研究含水在聚驱与水驱情况下的不同表现,说明早期聚驱开发特征。为早期开展聚合物驱矿场试验设计及效果评价提供参考依据。     

表面活性剂驱在吴仓堡油区的应用与效果分析

针对常规水驱后大量残余油无法被采出的问题,吴仓堡油区实施了表面活性剂驱矿场试验。表面活性剂注入浓度为0.5%,确定注入总量为0.3PV,根据矿场参数确定了长2、长6、长9层位最大注入压力。试验结果表明,表面活性剂驱有效抑制了单井产量递减,单井日产油量提高,平均单井日产油量由1.36t上升至1.55t,表面活性剂使油水两相相对渗透率均得到提高,试验区注入压力下降0.4MPa。表面活性剂驱的应用对吴仓堡低渗透油区提高采收率具有重要的实际指导意义。     

混合菌提高采收率技术在油田中的应用研究

目前微生物采油技术的研究主要集中在单菌种微生物提高采收率方面,有关混合菌驱油实验和矿场试验方面的研究甚少.对混合菌采油效果进行了室内实验研究,并进行了矿场试验.室内实验研究表明:所选用的DQ7、DY3两株实验菌,具有降解原油中重质烃类、生成表面活性剂和气等性能,可使原油黏度降低,凝固点下降.现场试验效果表明:所用混合菌可有效疏通井筒及近井地带石蜡和胶质沥青质的沉积,降低原油黏度,改善原油的流动性能,从而减缓结蜡速度,有效提高原油产量.     

非均相驱油体系在多孔介质中流动行为影响因素

针对非均相驱油体系在矿场应用过程中部分单元存在注入或者封堵效果不理想问题,通过填砂岩心驱替实验,研究了岩心渗透率、注入速度、体系中凝胶颗粒与聚合物质量比(干重)因素对非均相驱油体系在多孔介质中流动行为的影响.结果表明:非均相驱油体系在渗透率0.5～3.4μm2的岩心中能顺利注入并形成有效封堵,封堵率可达82.5％以上....     

注入水水质对新疆陆9井区内源微生物激活效果的影响

中国面临着能源短缺和大量石油资源未能有效开发的突出问题,提高采收率是保障我国能源安全的重要措施. 内源微生物驱技术具有成本低、环境友好、适用范围广、综合效益好等优点,能有效提高原油采收率,但是现场试验的效果并不十分稳定. 以新疆油田陆9 井区注入水为研究对象,以碎屑岩油藏注水水质的行业标准为依据,研究注入水中生物因素(总菌、烃氧化菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌等微生物类群的浓度)和物理因素(悬浮物粒径中值等)对内源微生物激活效果的影响. 研究结果表明驱替用注入水的水质对内源微生物激活有较大的影响,并在此基础上,得出一套适合该区块微生物驱的注入水水质标准. 该研究可为微生物驱实施的有效性提供保障,对其他油田微生物驱效果稳定性有重要的参考价值.     

微生物驱油中采收率影响因素实验研究

本文在实验室针对华北油田哈22断块油样进行了微生物驱模拟实验,考察了微生物菌种、菌液浓度、微生物段塞大小以及岩心渗透率等因素对驱油效果的影响.研究结果表明,在所实验的7种菌中,菌种代谢类型对驱油效果影响较大,其中,代谢生物聚合物的菌种和复合菌种驱油效果较好,只代谢表活剂的菌效果较差.微生物浓度越高、段塞越大,驱油效果越好.文中还考察了渗透率对微生物驱油效果的影响,渗透率太大时,驱油效果并不一定好,原因可能是微生物从水驱形成的通道窜流,不能与水驱后的剩余油发生有效作用.     

油藏内源微生物演替规律及其对驱油效果的影响

利用长岩心连续动态驱替实验模拟现场微生物驱油过程,通过高通量测序及荧光定量PCR技术定量描述物模驱出液菌群结构、多样性指数及驱油功能细菌浓度的动态变化规律,并分析生物特征动态变化规律与含水率变化之间的对应关系。结果表明:激活剂多轮次段塞注入方式下,内源菌群呈现连续动态演替变化,菌群结构趋于简单化,多样性指数逐渐降低,不动杆菌、厌氧小杆菌及甲烷嗜热杆菌逐渐成为群落中的优势菌属;内源总细菌浓度及驱油功能细菌浓度随激活剂的注入逐渐升高,在时间尺度上存在明显的好氧、兼性及厌氧驱油功能菌级联激活规律,厌氧产甲烷古菌激活时整个代谢链被启动,驱油效率最高;在兼性及厌氧驱油功能细菌浓度提高2个数量级后,产出液细菌群落多样性指数与含水率变化之间存在明显的相关性,可以作为内源微生物驱油生物特征指标,指导内源微生物驱油现场效果的分析及方案的针对性调整。     

油层法微生物采油代谢产物生成量的理论分析

为研究油层法微生物采油代谢产物提高原油采收率的能力,根据物质守恒定律及储层孔隙结构特征,建立储层中微生物代谢产物含量与微生物可利用物质含量的数学方程,分析微生物驱油机制及微生物代谢产物的化学组成,揭示微生物在储层中生长代谢有利驱油物质的能力。结果表明:利于驱油的代谢产物成分中氧原子数量较多,而储层流体中可供微生物利用以合成驱油物质的氧原子浓度相对较低,限制了含氧原子的生物表面活性剂、生物聚合物、生物气体等的生成;以烃为唯一碳源的微生物采油难以大幅度提高原油采收率;油层中微生物可利用物质的溶解度、消耗速率、流体的注入速度等均制约微生物代谢产物的产量和生成范围。     

CO2注入井井筒温度压力剖面计算及影响因素研究

CO2驱既可实现提高原油采收率又可实现CO2气体的埋存,是一项非常有前景的三次采油技术.对于CO2驱,一项重要工作就是对CO2注入井筒中的温度、压力剖面进行较准确的计算,从而为优化井口注入参数以及井口注入系统设计提供理论依据.目前针对CO2注入井筒温度、压力剖面计算的相关研究由于未考虑CO2在井筒中的相态变化,因而计算结果精度较差.现将井筒中CO2的相态变化加以考虑,建立了CO2注入井井筒温度、压力计算模型,并根据三种相态方程的计算结果,选取了Peng-Robinson方程作为CO2密度及相态的计算方程.在此基础上,对CO2井口注入温度、注入量进行了敏感性研究,结果表明,二者对CO2注入井井筒温度、压力剖面均有一定影响.     

注气体积和轻质油藏空气驱机制的关系探讨

通过细长管、填砂管氧化和驱替等一系列室内试验以及绝热条件下注空气过程的数值模拟研究注空气体积及不同注气阶段和轻质油藏注空气驱油机制的关系。根据试验和数值模拟分析结果,与其他气驱过程比较,给出典型轻质油藏空气驱替试验可能取得的原油采收率与注气体积关系理论曲线。结果表明,轻质油藏在不同注气体积条件下具有不同的驱油机制:注气体积小于0.5Vp(Vp为孔隙体积)即气体突破之前,烟道气驱为主要的驱油机制,驱油过程为一非混相气驱过程;注气体积大于0.5Vp即气体突破之后,烟道气和高温反应带共同作用的驱替作用表现为其主要机制;当反应带逐步推进至接近产出端时,反应带的热效应有可能成为重要的驱油机制。     

塔河油田强底水砂岩油藏CO2/N2驱提高采收率机理

塔河油田强底水砂岩油藏开发后期，受强非均质性和底水锥进影响，大部分水平井出现了点状水淹，导致低产低效井增多，油藏含水率不断上升，井间剩余油动用难，且该油藏具有高温、高盐特点，常规提高采收率技术难以取得较好开发效果。因此，本文主要通过高温高压三维物理模型进行油藏的模拟，采用注CO2/N2（体积比为7:3）混合气提高强底水砂岩油藏采收率。一方面，CO2与原油易混相，能够大幅度地提高驱油效率；另一方面，N2具有较好的压锥效果，在一定程度上抑制了强底水快速锥进，提高油藏的波及系数。这样使“驱油”与“压锥”进行有机结合，大大提高了油藏采收率。同时，对比不同注气方式、不同注气速度和不同注采部位等驱油条件，优选注气参数。实验结果表明：注入CO2/N2后地层原油体积膨胀了21%，粘度降低了24.9%；CO2/N2混合气与原油的最小混相压力为39.62 MPa；优选出了最佳的注入参数：注气速度为1 mL/min（提高采收率幅度为14.25%）、注气方式为水气交替注入（提高采收率幅度为15.8%）、注采部位为高注低采（提高采收率幅度为14.5%）。研究结果为塔河油田强底水砂岩油藏CO2/N2混合气驱先导试验提供可靠实验依据。     

胜利油田注空气二次采油技术评价研究

注空气技术已被成功应用于不同类型油藏以提高采收率。对注水困难的低渗透油藏来说,注空气取代注水进行二次采油以及注空气/空气泡沫进行三次采油都将受到越来越多的重视。针对注空气驱油机理和工艺特点,通过一系列实验和油藏数值模拟,研究低渗透油藏注空气提高采收率的机理及其应用。针对胜利油田低渗透轻质油藏目标区块,采用小型台架氧化反应器(SBR)进行原油氧化实验,并利用驱替装置进行氮气驱和空气驱的对比实验,评价了原油的氧化特性及空气驱的驱油效率,给出了原油-空气低温氧化动力学参数,为数值模拟提供基础数据。最后运用油藏数值模拟热采模型对注空气过程中氧化反应的热效应提高采收率进行了预测。     

注入时机对低矿化度表面活性剂驱油的影响

近年来,针对低矿化度水为注入液的研究结果表明,低矿化度水在一定程度上有提高采收率的作用。相比于低矿化度水驱,低矿化度表面活性剂驱在提高采收率方面具有更大的优势。然而,低矿化度表面活性剂注入时机对驱油的影响缺乏相关研究。选择一种能在低盐度环境下获得油水超低界面张力的阴离子表面活性剂KPS,在不同转注时机下进行低矿化度表面活性剂驱油实验。结果表明,注入时机对采收率、含水率、注入压力及降压率都有较大影响。注入时机越早,最终采收率越高,当高矿化度水驱至含水率分别为60. 5%、81. 5%、98. 1%后转注低矿化度表面活性剂,采收率增值为38. 9%、25. 3%、15. 7%,最终采收率为74. 3%、67. 8%、65. 1%;注入时机越早降压率越低,降压率最大差值为33. 1%。     

微生物吞吐采油技术应用探讨

阐述了国内微生物采油技术的发展现状和强化采油的主要工艺及特点,介绍了微生物单井吞吐采油技术在延长油田的应用情况,实践证明,微生物强化采油技术可有效提高原油的采收率,具有良好的发展前景。     

不稳定注水模拟实验及其在不同类型砂岩油藏中的应用

建立了模拟正、反韵律油藏的物理模型以及矿场可能出现的 9种注水模式。利用室内模拟实验和矿场实际应用验证了砂岩油藏不稳定注水提高采收率的机理 ,并量化了平面转网后不同韵律油藏采收率的增加值 ,得出了在不同注入方式下的注入孔隙体积倍数、采出程度、采出程度增加值等参数不同时的累积采油量。实际应用表明 ,不稳定注水缓解了油藏层内非均质的矛盾及层间矛盾 ,且正韵律油藏的注水效果优于反韵律油藏。通过转网缓解了油藏平面的矛盾 ,并且在不同含水阶段转网均可提高采收率。在胜利油区采用不稳定注水取得了明显的降水增油效果。     

气顶油藏顶部注氮气重力驱数值模拟研究

针对江苏油田欧北区块的地质条件和开发现状，建立了顶部注氮气重力驱数值模型。从生产井和注入井的控制条件及地质条件出发，分析了影响气顶油藏顶部注氮气重力驱开发效果的各种因素，在此基础上对各种方案的开发指标进行计算对比，并对该区块提高采收率的潜力进行评价，提出了适合同类气顶油藏的开发模式。研究结果表明，气顶油藏顶部注氮气重力驱可以有效地提高采收率，达到降水增油的效果；提高采液速度并不能改善顶部注氮气重力驱的开发效果；注气速度对开发效果以及气顶边缘推进速度有很大的影响，并且存在最佳和临界注气速度。研究区块的最佳注气速度为12500～17500m^3／d，临界注气速度为30000m^3／d。