微生物驱油复合菌性能评价及其应用

为研究微生物驱油复合菌与油藏微生物对提高采收率产生的影响,利用T-RFLP和16SrRNA焦磷酸测序方法对比分析了复合菌与油藏微生物的菌群结构差别。通过室内产气和天然岩心物理模拟驱油实验,证实微生物驱油复合菌具有较强的产气增压效果,在用量0.32~0.50 PV的条件下,天然岩心物理模拟驱油可提高采收率5.3%。经现场12口试验井实施,合计增油2 178 t。其中有2口井进行了全过程的动态监测,发现微生物驱油复合菌及油藏中优势菌的丰度变化与采收率提高相关,这有助于改进并完善微生物驱油复合菌种及其培养基配方。     

大型砂岩储层模拟驱油装置研发与应用

研究开发出能模拟常规砂岩储层油藏条件下，人造岩心和天然岩心的水驱、聚合物驱、微生物驱及多元化学驱的驱油全过程，实现岩心物理参数的测定、化学驱油效果评价等研究。本项目研制开发了大型砂岩储层模拟驱油装置，该装置由注入系统、模型系统、采出液计量系统、仪表控制系统和微机系统组成，在模型设计、自动计量、填砂和取砂工艺方面均具有现代最新技术。该装置能较真实地模拟油藏中油、水和驱替液的运动规律。大型砂岩储层模拟驱油装置开发了多种相关的新技术，项目创新点：     

微生物驱油技术综述

相对于常规提高采收率技术,微生物采油有2个优点,即微生物不会消耗大量能源且其使用与油价无关.微生物能以油藏里的物质为营养代谢,在发酵过程中排出生物气,占据部分储层空间,或形成人工气顶.微生物还可以堵塞油层的高渗透通道.微生物在油藏整个水相里都发挥作用,包括水与岩石界面和油水界面,并可以受控地在分子和孔隙微观水平上连续产出气体、溶剂、表面活性剂以及其他生物化学剂,驱替石油.日本和中国用优选的微生物菌种注入油藏进行矿场试验,结果提高采收率15%～23%.但是微生物采油也有一些局限性,所以应该加强目前进行的微生物驱油模拟研究,确定最好的菌种、营养物、代谢和生理特征,使微生物驱油开采技术获得较高成功率.     

胜利油田微生物采油技术研究与应用进展

胜利油田微生物采油技术历经二十多年的室内研究和现场试验,机理研究取得深入认识,技术体系日趋完善,已进入工业化应用阶段。微生物界面趋向性、嗜烃乳化、界面润湿改性等主导驱油机理认识更加深入,并实现了量化表征,为菌种(群)改造和调控指明了方向;建立系统的油藏菌群结构分子生物学分析、采油功能菌激活调控、三维物理模拟驱油等微生物采油技术体系;现场试验从单井吞吐到微生物驱,从外源微生物到内外源微生物共同作用,近几年通过微生物+其它工艺组合的方式大幅提高了该技术油藏适应性。目前已进入全面先导实验向工业化应用的转化阶段。截至2019年12月胜利油田微生物驱油已实施10个区块,累积增油量为30×10⁴ t。微生物驱技术在沾3普通水驱稠油油藏现场试验取得成功的基础上,又在辛68高温高盐稠油油藏和草13热采低效稠油油藏微生物驱现场试验取得突破。针对不同类型稠油油藏建立了微生物复合气体等复合吞吐工艺,扩大微生物单井吞吐技术应用规模,到2019年12月已实施400余口油井单井吞吐,累积增油量为8×10⁴ t。     

胜利油田开展国内首次中高温油藏微生物功能普查

正近日,依托国家863项目"微生物采油关键技术"研究,胜利油田在国内首次开展中高温油藏内源微生物及其激活特征普查,筛选出4个适合微生物采油现场试验的候选区块,确定1个目标区块,并已取得阶段成果。胜利油田常规水驱开发动用地质储量35亿t,油藏温度范围在39~175°C,其中55~95°C的中高温油藏占一半以上,技术应用潜力巨大。依托国家863项目子课题中高温油藏微生物驱油技术研究,胜利采油院微生物中心科研人员针对油田11     

克拉玛依油田空气辅助微生物驱油室内研究

针对克拉玛依油田油藏地质条件,室内进行了兼性采油菌的好氧、厌氧培养和代谢原油性能测定及空气辅助物理模拟驱油试验。结果表明,在好氧条件下,兼性采油菌的生长繁殖能力和代谢原油的性能都优于厌氧条件;空气辅助微生物驱比单一微生物驱提高最终采收率3.75个百分点,能进一步提高微生物驱油效果。     

微生物+化学复合驱提高高凝油油藏采收率室内实验

针对高凝油油藏析蜡冷伤害、水驱采收率低的问题，运用微生物高通量测序分析、化学驱实验评价方法，利用岩心物理模拟与CT扫描等手段，提出了微生物+化学复合驱组合提高高凝油采收率技术，研制了微生物化学复合驱配方，该体系兼有化学驱大幅度提高驱油效率及微生物降低原油蜡质组分双重优点，最后通过物模实验优化了微生物与化学驱配方段塞组合。实验结果表明：微生物+化学复合驱较水驱提高驱油效率35.19个百分点，较单一化学复合驱可提高驱油效率7.27个百分点，单位质量聚合物增油量提高了1.16 t/t。该研究为高凝油油藏开发后期方式转换、提高采收率提供有效接替技术。     

文明寨极复杂断块油田微生物驱油试验研究

根据文明寨极复杂断块油田的油藏地质特征与剩余油分布规律，开展了有关微生物驱油提高原油采收率的试验研究。在室内进行了微生物菌种的筛选与复配、微生物复配体系的适应性、微生物岩心驱替等试验，确定了用于现场试验的微生物菌种及其浓度、用量等。现场试验提出了方案设计，结果表明，微生物驱油取得了成功，并取得了较好的经济效益，为油田高含水采油期增油降水提供了成功范例。     

S12区块内源微生物驱油技术现场试验

为了利用微生物技术进一步提高原油采收率,针对S12区块开发现状和地质条件,通过对油藏内部的微生物群落结构组成、地层流体的性质进行分析,确定了实施内源微生物驱油技术的可行性。通过大量室内试验筛选了可以激活油藏中利于采油细菌的营养配方,并通过物理模拟试验确定了激活剂的注入浓度,物理模拟试验结果表明,在进行水驱之后,实施内源微生物驱油技术可提高采收率9个百分点以上,在室内试验的基础上进行了现场注入试验。现场跟踪测试结果表明,注入筛选的营养剂配方以后,油藏中的细菌被激活,并代谢产生了有利于提高原油采收率的物质,起到了一定的增油效果。     

动态驱替内源微生物生长代谢与驱油效率关系

油藏内源微生物的生长代谢活性直接影响内源微生物驱油技术现场实施效果,摇瓶培养及一维物理模拟实验手段无法真实模拟微生物动态驱替过程。利用三维物理模拟实验体系,开展了内源微生物驱油过程中内源微生物群落生长代谢规律研究。研究结果表明：由于多孔介质对激活剂的滞留和吸附作用,三维模拟动态驱替体系中内源微生物群落激活剂消耗C∶N∶P比传统微生物培养的比例低,而且不同生长阶段的组分消耗比例不同;模拟油藏环境的动态驱替体系中,内源微生物群落生长代谢呈现出与传统微生物培养相似的延滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期,但生长周期明显延长。内源微生物群落生长代谢规律与生产动态之间存在明显的对应关系,生长延滞期含水无明显变化,对数生长和稳定期含水快速降低,进入衰亡期后驱替效率快速降低,该认识与现场产出液微生物浓度与生产动态变化规律一致。     

微生物采油技术研究进展与发展趋势

近十几年来,主要有两方面原因促使微生物采油技术进入快速发展阶段,一是基于16S rRNA的微生物生态分析技术的应用,尤其是高通量测序技术的应用,实现了油藏极端环境微生物群落结构与动态演变规律的快速准确解析;二是以聚合物驱为主导的化学驱油技术的应用已经越过其高峰期,适合化学驱的油藏资源越来越少,对接替技术的迫切需求让微生物采油技术再次受到关注。微生物采油技术本身的发展和生产需求使该技术理论研究和现场试验得到快速发展,其应用工艺与以前相比也发生了巨大的变化,随着现场试验规模的扩大和时间的延长,微生物采油机理也进一步明确,以乳化、产气为主导机理已形成共识。但该技术的优势在现场应用过程中仍没有得到充分发挥,实现大规模工业化应用仍面临诸多问题,主要是油藏微生物生态功能的精准调控和微生物采油配套技术需要进一步研究及完善。     

An Evaluation for Two Bacillus Strains in Improving Oil Recovery in Carbonate Reservoirs

Many successful field cases of microbial enhanced oil recovery (MEOR) method have been reported for sandstone reservoirs. The objective of this study is to investigate the potential of MEOR method in UAE carbonate reservoirs. Two Bacillus strains were incubated at temperatures from 35 to 55°C, and their effects on crude oil properties and recovery were examined. It was discovered the strain could effectively reduce interfacial tension. Bacteria solutions were subsequently injected into a glass Hele-Shaw model to simulate microbial flooding in a fracture. It was observed that both strains grown under 45°C achieved maximum enhanced recovery of over 13%. Core flooding tests were conducted at elevated temperature of 70°C with limestone core. The two strains achieved enhanced oil recovery of more than 4.5%. The observation on core flooding test indicated selective plugging as the dominant recovery mechanism.     

Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR)

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) represents the use of microorganisms to extract the remaining oil from reservoirs. This technique has the potential to be cost-efficient in the extraction of oil remained trapped in capillary pores of the formation rock or in areas not swept by the classical or modern enhanced oil recovery (EOR) methods, such as combustion, steams, miscible displacement, caustic surfactant-polymers flooding, etc. Thus, MEOR was developed as an alternative method for the secondary and tertiary extraction of oil from reservoirs, since after the petroleum crises in 1973, the EOR methods became less profitable. Starting even from the pioneering stage of MEOR (1950s) studies were run on three broad areas, namely, injection, dispersion, and propagation of microorganisms in petroleum reservoirs; selective degradation of oil components to improve flow characteristics; and metabolites production by microorganisms and their effects.     

聚合物驱后油藏激活内源微生物驱油现场试验

针对聚合物驱后油藏内源微生物的生长特点,对大庆油田萨南开发区南二区东部聚合物驱后典型油藏开展了激活内源微生物驱油现场试验。通过优选由玉米浆干粉、硝酸钠和磷酸氢二铵构成激活剂,与保护剂聚合物交替注入,并运用分子生态学末端限制性片段长度多态性方法分析了内源微生物激活前后群落结构的变化规律,研究了利用内源微生物驱油技术的可行性。现场试验结果表明：聚合物驱后油藏中有明显的产气增压效果;油藏驱动压力的动态变化及代谢产物气体组分CH₄和CO₂的δ¹³C同位素含量波动,验证了激活剂的加入促使油藏内源微生物微氧和无氧代谢交替进行;产出液的各项生化监测指标均有明显变化,激活后优势菌群为Pseudomonas、Thauera和Arcobacter,且丰度增高;试验区阶段累计增油3 068.13 t,含水率下降2.2% ,驱油增产效果明显。该试验的成功实施证明了聚合物驱后油藏采用激活内源微生物驱油的工艺方法是可行的,并为同类油藏进一步提高采收率提供了可借鉴的方法和途径。     

The Application of Microbial Enhanced Oil Recovery Technology in Shengli Oilfield

For the last 20 years Shengli oilfield has done research into the application of microbial enhanced oil recovery (MEOR). The authors summarize and analyze MEOR progress in mechanism research and field application in Shengli oilfield. The results indicate MEOR could improve oil recovery after water flooding and polymer flooding with multiple mechanisms. Cumulative oil increment of MEOR application on seven blocks was 212,366 t. The research and application of MEOR should concentrate on air assisted microbial flooding and indigenous microbial flooding in the future.     

Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR)

Abstract

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) represents the use of microorganisms to extract the remaining oil from reservoirs. This technique has the potential to be cost-efficient in the extraction of oil remained trapped in capillary pores of the formation rock or in areas not swept by the classical or modern enhanced oil recovery (EOR) methods, such as combustion, steams, miscible displacement, caustic surfactant-polymers flooding, etc. Thus, MEOR was developed as an alternative method for the secondary and tertiary extraction of oil from reservoirs, since after the petroleum crises in 1973, the EOR methods became less profitable. Starting even from the pioneering stage of MEOR (1950s) studies were run on three broad areas, namely, injection, dispersion, and propagation of microorganisms in petroleum reservoirs; selective degradation of oil components to improve flow characteristics; and metabolites production by microorganisms and their effects.     

大庆油田聚合物驱后微生物调剖先导性现场试验研究

针对大庆油田聚合物驱后进一步提高原油采收率的问题,从大庆油田聚合物工业化区块采出液中分离、筛选出DT-1和DT-2两株微生物调剖菌。菌种性能评价结果表明,所筛选的两种调剖菌不仅能够在聚合物驱后的油藏条件下有效地生长繁殖,而且与地层本源菌有很好的兼容性。物理模拟岩心实验结果表明,调剖菌对聚合物驱后的油层有很好的封堵调剖作用,封堵率可以达到70%以上;聚合物驱后利用微生物调剖,原油采收率可进一步提高3.9%(OOIP)。现场试验证明,聚合物驱后实施微生物调剖,能够有效改善注水剖面,增加吸水层位和吸水厚度,采油井见到明显降水增油效果,为聚合物驱后进一步提高采收率探索了一条有效的途径。     

提高原油采收率试验菌的筛选和评价方法

本文根据大庆油田微生物地下发酵提高原油采收率先导性矿场试验中取得的认识，介绍了可用于ＭＥＯＲ菌种的基本条件，初步筛选方法及评价方法，探讨了筛选和评价ＭＥＯＲ菌种的研究工作今后的发展。     

空气辅助微生物驱油技术

为改善兼性厌氧微生物在高温、高压、厌氧油藏条件下的驱油性能,对微生物驱现场试验区油藏流体中筛选的兼性厌氧菌株开展优化研究,分别从模拟发酵系统和物理模拟试验2方面研究溶氧条件优化对厌氧环境条件下兼性厌氧菌株代谢及驱油性能的改善。研究表明,在适度溶氧条件下,发酵液菌体密度、代谢产物浓度明显增高,溶氧参数在4.0mg/L时,培养液相对最快达到对数生长期,进一步试验确定出兼性厌氧微生物BS36培养最佳溶氧量为4.2mg/L。物理模拟试验表明,空气辅助条件下微生物驱最终采收率比单一微生物驱提高5.5个百分点。现场实施工艺配套研究基础上,进入现场试验获得成功,进一步提高微生物驱现场试验效果。