陳 博,楊 靖,陳世棟,聶劍峰,陳 珂
(中國石油長慶油田分公司第六采油廠,陜西西安 710200)
微生物采油是一項具有前瞻性的技術(shù),微生物提高地層采收率的方法因其投資少、效益高和生態(tài)安全,受到人們的普遍重視。由于它們的生命活動,地層的高滲透帶被封堵,注入地層的化學(xué)劑會在地層的非水洗低滲透帶再分配,目前在特高含水期改善水驅(qū)方面起到了很好的效果。室內(nèi)實驗和礦場試驗均表明,微生物的代謝產(chǎn)物,可改變油水相界面張力,增大水在高滲透帶的滲濾阻力和改變巖石潤濕性。在實驗室內(nèi)理論研究中應(yīng)加強(qiáng)目前進(jìn)行的微生物驅(qū)油模擬研究,篩選并確定最好的菌種、營養(yǎng)物、代謝和生理特征,在基礎(chǔ)理論研究方面力爭有所突破,使微生物驅(qū)油開采技術(shù)獲得較高成功率[1-2]。
胡尖山油田A20區(qū)處于陜北斜坡的一個局部鼻隆構(gòu)造上,油氣聚集受構(gòu)造控制,油層為延9、延10層。該區(qū)主要受構(gòu)造控制,東部主要開發(fā)層系為延10層,中部開發(fā)層系為延9、延10層合采,西部開發(fā)層系為延9層。平均油層厚度6.8 m,平均電阻率12.6 Ω·m,平均孔隙度17.5%,平均滲透率75.9 mD,平均含油飽和度51.1%,地質(zhì)儲量162.94萬噸。地層礦化度28~35 g/L,pH 值 6~8,地層溫度 55 ℃[3]。
1.2.1 油藏能量保持水平低 隨著注水時間的延長和累計注水量的增多,油藏的地層壓力穩(wěn)中有升,但從區(qū)塊分布來看,A20井區(qū)原始地層壓力保持水平較低,僅為原始地層壓力的60%。
1.2.2 油田開發(fā)至中后期,導(dǎo)致單井產(chǎn)能較低 目前油井小于1 t的井共13口,占油井總數(shù)的28.9%,其中:目前產(chǎn)量0 t的井共有7口,其中0<Q<0.5 t/d的3口;0.5≤Q<1.0 t/d的3口,低產(chǎn)井中除套破井外,其它井均由于高含水致使產(chǎn)量較低。
1.2.3 油藏總體產(chǎn)量持續(xù)下降,兩項遞減較大 目前A20井區(qū)綜合含水均比較高,A20井區(qū)綜合遞減分別為15.7%,遞減較大主要原因由于綜合含水上升。
鑒于以上胡尖山油田開發(fā)存在的問題,結(jié)合微生物特有性質(zhì),同時解決其它驅(qū)油劑帶來的注入設(shè)備投資大、堵塞地層、原油脫水困難、催化劑中毒等難題,摸索適合胡尖山低滲透油田的開發(fā)模式,建立起有效驅(qū)動體系,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效動用,來探索解決胡尖山低滲透油田開采難度大、采出程度低這一問題的新途徑。
篩選菌種主要來源于A20區(qū)塊生產(chǎn)井產(chǎn)出液,經(jīng)過篩選、分離、富集、純化[4]等工藝篩選得到繁殖和代謝較好的三株菌,分別為產(chǎn)鼠李糖脂的假單胞菌、產(chǎn)脂肽的枯草菌和產(chǎn)海藻糖脂的節(jié)桿菌(見圖1~圖3)。
圖1 假單孢菌
圖2 枯草菌
圖3 節(jié)桿菌
表1 微生物菌液性能評價結(jié)果表
室內(nèi)實驗菌種為三株復(fù)配后的菌液,鑒于微生物菌種特殊的驅(qū)油機(jī)理,微生物菌種性能評價主要包括油藏配伍性、降粘、油水界面張力、表面張力、驅(qū)油效率[5-6],性能評價結(jié)果(見表1),篩選出的菌種能夠適應(yīng)A20區(qū)塊油藏條件,很好的作用原油,室內(nèi)驅(qū)油效率在水驅(qū)的基礎(chǔ)上提高17.73%。
2013年在A20井區(qū)優(yōu)選采出程度低、含水較高5個井組開展先導(dǎo)性試驗,結(jié)合微生物采油技術(shù)使用條件和驅(qū)油機(jī)理,采用“先調(diào)后驅(qū),調(diào)驅(qū)結(jié)合”的思路,采用四段式注入工藝流程,段塞一封堵段塞,段塞二為高濃度微生物驅(qū)劑,段塞三為低濃度微生物驅(qū)劑,段塞四為高強(qiáng)度封口段塞,累計注入緩釋營養(yǎng)劑、微生物菌液175.8 t,注入液5 500 m3,注入濃度3%,累計注入周期90 d。
2013年實施后,截止至2014年2月8日,對應(yīng)21口井均見到了不同程度的增油效果,見效率100%,其中17口井明顯見效,明顯見效比0.76,單井日產(chǎn)油由0.33 t上升到最高單井日增油0.87 t,綜合含水下降到5.6%,日增油12 t區(qū)塊累計增油4 205.4 t,單井平均增油200.26 t,目前仍在有效期內(nèi)。
3.3.1 注水壓力上升 從表2可以看出,微生物驅(qū)措施前后,注水壓力升高、視吸水指數(shù)降低,吸水厚度增加,措施后,改善了后續(xù)水驅(qū)效果,改變了后續(xù)水驅(qū)方向和面積。
3.3.2 水淹嚴(yán)重的井效果較差 經(jīng)過長時間注水開發(fā)后,由于非均質(zhì)性的影響,注入水在地層中的推進(jìn)并不均勻,突進(jìn)嚴(yán)重,造成注入水受效不均,因此對于高含水井,在注入井和生產(chǎn)井之間形成高滲透層,微生物在地層中增殖時間受限,導(dǎo)致微生物活性不高,因此為保證微生物能夠進(jìn)入新的作用空間、在地層中有足夠的繁殖、代謝時間,在注微生物之前,增加了封堵段塞,改善水流通道,保證微生物代謝產(chǎn)物的活性,能夠更好的作用于原油,見效特征(見表3)。
3.3.3 增油效果與菌種的數(shù)量和菌群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性相關(guān) 從試驗井細(xì)菌監(jiān)測結(jié)果看,油水井連通狀況好,微驅(qū)油井見菌時間早、數(shù)量多。在油水井連通狀況相似的條件下,見菌時間越晚、細(xì)菌數(shù)量增加越慢增油效果越好(見表4)。
(1)篩選出適合胡尖山油田A20區(qū)塊的3株本源微生物菌種,分別為產(chǎn)鼠李糖脂的假單胞菌、產(chǎn)脂肽的枯草菌和產(chǎn)海藻糖脂的節(jié)桿菌。
(2)篩選出的3株菌復(fù)配后能夠適應(yīng)A20區(qū)塊油藏條件,很好的作用于地層原油,降粘率62.05%,油水界面張力降低率95.08%,驅(qū)油效率比水驅(qū)提高17.73%。
表2 措施前后注水壓力統(tǒng)計表
表3 試驗井見效特征分類表
表4 增油效果與見菌時間和菌群結(jié)構(gòu)的關(guān)系表
(3)試驗表明微生物采油技術(shù)存在有效率的問題,油井見效率70%左右,單井增油量0.44~1 452.28 t,平均單井增油量200.26 t。
(4)微生物驅(qū)存在合理時機(jī)問題,室內(nèi)巖芯驅(qū)油實驗結(jié)果表明,在油井含水為72%時為最佳驅(qū)油時機(jī)。因此在現(xiàn)場試驗過程中,增加了封堵輔助段塞和關(guān)閉強(qiáng)水淹井等措施,保證了注入微生物的繁殖和代謝活性。
(5)現(xiàn)場試驗表明,微生物驅(qū)油特征主要表現(xiàn)為注入井壓力上升,改善吸水剖面。強(qiáng)水淹井效果較差。增油效果與見菌時間和菌群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相關(guān)。
(6)微生物驅(qū)油對采出程度相對低,綜合含水較高的侏羅系油藏適應(yīng)性較好,可以作為該類油藏后期提高采收率的有效手段,鑒于先導(dǎo)性試驗取得的效果,下步將擴(kuò)大微生物驅(qū)油試驗范圍,為低滲油藏提高采收率技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化推廣提供技術(shù)儲備。
[1]王惠,盧淵,伊向藝.國內(nèi)外微生物采油技術(shù)綜述[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2003,22(5):49-53.
[2]汪衛(wèi)東.我國微生物采油技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].石油勘探與開發(fā),2002,29(6):87-90.
[3]陳立,陳世棟,張通,等.胡尖山油田微生物驅(qū)油技術(shù)效果評價[J].石油化工應(yīng)用,2013,32(10):22-24.
[4]光烈錢,李華斌,黃磊,等.驅(qū)油微生物[J].石油化工應(yīng)用,2011,30(12):11-12.
[5]王克亮,王繼紅,李世強(qiáng),等.定邊區(qū)塊微生物驅(qū)油效果評價[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2011,23(11):5530-5532.
[6]鄭承綱.微生物提高采收率技術(shù)研究[D].北京:中國科學(xué)院研究生院滲流流體力學(xué)研究所,2010.