微生物采油跟蹤監(jiān)測技術(shù)研究

賈代鵬

摘 要：微生物進行稠油降粘還具有施工方式靈活，施工周期相對較短，環(huán)保無污染、提高驅(qū)替和吞吐的掃油面積，經(jīng)濟效益好的優(yōu)點，雖然其他各種措施可以在一定程度上提高稠油的開采效率，但是總的技術(shù)經(jīng)濟效益仍很差。因此，針對稠油粘度大，含量高的特點，向含稠油區(qū)塊注入營養(yǎng)源及外源微生物，同時激活地層本源微生物，使二者在地下生長代謝，為了保證措施效果，需要跟蹤監(jiān)測微生物在地層的生長情況，了解微生物對稠油的降解作用，對提高稠油的采收率具有深遠的意義。

關(guān)鍵詞：微生物;稠油;跟蹤監(jiān)測

1微生物跟蹤監(jiān)測技術(shù)

1.1 微生物多樣性分析

1.1.1微生物宏基因組提取

加熱振蕩方法洗出油樣中含有的微生物，該方法簡便，消耗樣品和試劑少，污染小，所需設(shè)備簡單;電泳結(jié)果顯示所獲得的宏基因組組份完整，質(zhì)量好，可用于后續(xù)試驗。

1.1.2 多樣性分析

為保證所擴增的16S rDNA無偏好性，試驗中采用溫度梯度擴增方式，以宏基因組DNA作為模板擴增，合并擴增產(chǎn)物，進行PAGE電泳，并對凝膠指紋圖譜進行對比分析;從微生物多樣性的檢測可以看出，組份中微生物豐度均較為理想，樣品間的微生物分布呈現(xiàn)顯著的差異性，同時，施工注入的兩種微生物在施工后采出液中均被檢測到了，說明百奧泰稠油降粘微生物菌種在油層環(huán)境中可以正常繁殖，從而產(chǎn)生大量生物表面活性劑，改善巖石-油-水三相的界面張力，同時與油層中本源微生物有很好的配伍性，該技術(shù)對稠油區(qū)塊有很好的適用性。

1.2示蹤技術(shù)

為了充分認識微生物在油藏運移后在地層中分布規(guī)律與數(shù)量變化，準確分析和客觀評價微生物稠油降粘現(xiàn)場試驗效果，可采用綠色熒光蛋白（GFP）基因?qū)こ叹M行標記，通過綠色熒光蛋白跟蹤監(jiān)測目的菌的動態(tài)信息。

該技術(shù)的作用主要包括：1）可以快速有效的監(jiān)控微生物在油藏環(huán)境中的生長繁殖情況，考察降粘微生物對地層環(huán)境的適應(yīng)能力;2）外源微生物的投入往往會對油藏微生物分布情況產(chǎn)生影響，通過熒光計數(shù)基礎(chǔ)上的多樣性分析可以實現(xiàn)有效的相關(guān)監(jiān)控;3）通過對導(dǎo)入GFP的工程菌進行監(jiān)控，可以考察鄰近井深度油層的相互關(guān)系，為勘探開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。

取一定量施工前后的原油，按照一定的比例萃取后進行氣相分析，了解原油中直鏈烷烴的變化情況，進一步了解降粘機理。

氣相結(jié)果表明施工后的原油短鏈烷烴的相對含量大幅度增加，而中長碳鏈烷烴的相對含量減少，說明微生物在油藏內(nèi)的生長代謝過程中，將原油中中長碳鏈的烷烴降解，部分轉(zhuǎn)化成短鏈烷烴，使其含量增加，原油粘度降低。

1.3氣相色譜分析

通過氣相色譜法檢測菌株降粘前后原油直鏈烷烴組分的變化情況，菌株作用后短鏈烷烴的相對含量增加，且增幅較大;中長鏈烷烴的相對含量降低，說明在作用過程中，微生物降解了一部分的中長鏈烷烴以及原油中其它組分，使其轉(zhuǎn)變成部分短鏈烷烴，從而增加了短鏈烷烴含量，降低原油粘度。

1.4膠質(zhì)瀝青質(zhì)和蠟含量分析

利用溶劑法測定菌株作用前后原油中膠質(zhì)瀝青質(zhì)和蠟含量的變化情況，顯示油樣中膠質(zhì)瀝青質(zhì)和蠟含量均出現(xiàn)不同程度的減少，其中該三種組分的降解率大的降粘效果也較好，說明菌株在稠油降粘過程中，對膠質(zhì)瀝青質(zhì)和蠟的降解也是稠油降粘的重要環(huán)節(jié)。

2施工方案確定

根據(jù)實驗室評估結(jié)果，在進行現(xiàn)場施工之前要對施工使用的液量及施工方式進行設(shè)計，主要包括技術(shù)參數(shù)設(shè)計、注入液量設(shè)計和注入后燜井時間等。

施工的技術(shù)參數(shù)主要包括實驗區(qū)塊的油藏埋深，滲透率，孔隙度，原油粘度等指標，以及單井吞吐的注入方式，處理半徑，施工段油層厚度等。

2.1 注入液量確定

在現(xiàn)場試驗中，注入液量符合經(jīng)驗公式：

q =πR2HφS/D ……………………（1）

Q =πR2Hφ……………………（2）

q—微生物用量（t）;

R—處理半徑（m）;

S—含油飽和度;

H—油層厚度（m）;

φ—油層孔隙度%;

D—關(guān)井天數(shù);

Q—營養(yǎng)液用量;

2.2 燜井時間設(shè)計

根據(jù)選取的微生物菌種的生長代謝特點設(shè)計燜井時間，實驗室考察菌種生長達到穩(wěn)定期所需時間。在滅菌后培養(yǎng)基中接種現(xiàn)場使用菌株，50℃、150 rpm下培養(yǎng)，定時取樣進行平板涂布，考察其微生物菌落濃度，從而得出其生長達到穩(wěn)定器所需時間。

通過實驗可知，在上述培養(yǎng)條件下，多數(shù)菌株48 h后，菌落濃度可達到109個以上。其穩(wěn)定傳代為3代，因此最短關(guān)井時間為7-10 d，為保證效果，關(guān)井10 d。

2.3注入方式

微生物稠油降粘現(xiàn)場實驗對注入方式無特殊要求，現(xiàn)場采用套管環(huán)空注入的方式，不動管柱，達到施工工藝最簡化。

為了使微生物在油層中更好的生長，在注入菌種的同時配注大量的營養(yǎng)液，其主要成分為微生物生長所必需的碳、氮源以及其它微量營養(yǎng)元素。根據(jù)實驗室及發(fā)酵條件優(yōu)化結(jié)果，選取糖蜜、NH4Cl、KH2PO4、Na2HPO4為營養(yǎng)液主要成分。施工時模擬接種過程，采用微生物菌液和營養(yǎng)液混合式注入，在2-5%營養(yǎng)液濃度的注入液過程中，均勻加入微生物發(fā)酵液，頂替清水。關(guān)井10 d后正常生產(chǎn)。檢測產(chǎn)量變化情況，一般施工生產(chǎn)90-120天后，周期注入微生物發(fā)酵液以保證穩(wěn)產(chǎn)。

3結(jié)論

3.1用微生物產(chǎn)品進行降粘實驗后的原油，其粘度仍然保持在降粘后的狀態(tài)，為不可逆的降粘效果;

3.2通過室內(nèi)微生物生長特點的研究，確定微生物發(fā)酵液注入濃度為2-5%，關(guān)井7-10天，持續(xù)90-120天生產(chǎn)的周期注入方式;

參考文獻：

[1]雷光倫。微生物采油技術(shù)的研究與應(yīng)用J.石油學(xué)報，2001，22（2）：56-61.

[2]龐林緒，莫冰。微生物采油中原油組分的變化J.石油勘探與開發(fā)，1998，25（1）：50-51.

（中油遼河油田公司錦州采油廠? 遼寧? 凌海? ?121209）