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    微生物活化水技術(shù)在侏羅系油藏的研究與應(yīng)用

    2022-05-25 00:51:08董傳賓朱向前李凱凱
    石油化工應(yīng)用 2022年4期
    關(guān)鍵詞:口井水驅(qū)試驗(yàn)區(qū)

    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(yàn)區(qū)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(xiàn)西傾單斜的特征,構(gòu)造幅度較小,局部發(fā)育微構(gòu)造高點(diǎn),從下到上各小層的頂面構(gòu)造具有較好的繼承性,主力開發(fā)層底水不發(fā)育,動(dòng)用含油面積33.3 km2,地質(zhì)儲(chǔ)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(fā)以來,先后經(jīng)歷了規(guī)模建產(chǎn)期、注水見效階段、含水快速上升期三個(gè)階段。開發(fā)初期水驅(qū)油效果明顯,但因儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng),2015 年以后,水驅(qū)動(dòng)用程度下降,剖面水驅(qū)效果變差。通過油藏?cái)?shù)值軟件模擬油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律顯示,該區(qū)流線大多呈玫瑰花瓣形態(tài)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(qū)方向,進(jìn)一步提高波及體積。

    依據(jù)微生物活化水驅(qū)機(jī)理[1-6],通過調(diào)研國內(nèi)外油田微生物驅(qū)研究實(shí)施現(xiàn)狀,結(jié)合長慶油田微生物活化水驅(qū)油藏篩選原則以及《SY/T 6888-2012 微生物驅(qū)技術(shù)規(guī)范》,安X 油藏各種指標(biāo)均滿足條件(見表1),適合開展微生物活化水驅(qū)油。

    表1 長慶油田微生物活化水驅(qū)油藏篩選指標(biāo)和試驗(yàn)區(qū)油藏對(duì)比表

    2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

    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(yǎng)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(jì)數(shù),結(jié)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(yōu)選假單胞菌、枯草芽孢桿菌、簡單節(jié)桿菌三種功能菌做進(jìn)一步適應(yīng)性分析。

    2.2 適應(yīng)性分析

    室內(nèi)填砂管實(shí)驗(yàn)表明菌體及代謝產(chǎn)物(生物聚合物等)進(jìn)入巖心孔喉滯留聚集,流體橫向運(yùn)移能力增強(qiáng),驅(qū)替壓力產(chǎn)生波動(dòng),驅(qū)油效率較單純水驅(qū)提高9.8%,封堵率達(dá)37.6%(見表2)。

    表2 枯草芽孢桿菌發(fā)酵液填砂管實(shí)驗(yàn)結(jié)果

    利用控制變量法進(jìn)一步分析溫度、pH、礦化度對(duì)3株功能微生物菌株生長的影響,研究發(fā)現(xiàn):采出水中菌種大量生長繁殖,各菌株在8~12 h 后進(jìn)入對(duì)數(shù)生長期,24~32 h 進(jìn)入穩(wěn)定期(見圖1);當(dāng)溫度在25~60 ℃,三種微生物菌種生長較快(見圖2),試驗(yàn)區(qū)地層溫度為57.2 ℃,屬于適宜繁殖溫度范圍;當(dāng)pH 值為5~9 時(shí),微生物菌種(銅綠假單胞菌)可快速生長(見圖3),試驗(yàn)區(qū)pH 值為6~8,適宜微生物生長;當(dāng)?shù)V化度在10~60 g/L 范圍時(shí),微生物生長狀態(tài)良好,試驗(yàn)區(qū)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(shí)間變化的關(guān)系曲線

    圖2 三種菌種在采出液中繁殖隨溫度變化的關(guān)系曲線

    圖3 銅綠假單胞菌繁殖隨pH值變化關(guān)系曲線

    圖4 銅綠假單胞菌繁殖隨礦化度變化關(guān)系曲線

    3 礦場應(yīng)用及效果

    3.1 現(xiàn)場設(shè)計(jì)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(shí)施整體活化水驅(qū)技術(shù)前基于油水井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)典型尖峰狀吸水注水井開展剖面治理,開展針對(duì)性高強(qiáng)度凝膠調(diào)剖9 口,確保試驗(yàn)區(qū)活化水驅(qū)實(shí)施效果。

    根據(jù)前期研究成果及先導(dǎo)試驗(yàn)應(yīng)用效果,結(jié)合試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)情況,將微生物活化水驅(qū)油體系分兩個(gè)段塞組合,分別是強(qiáng)化產(chǎn)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(xié)同作用提高采收率,室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及微觀機(jī)理研究表明,微生物在地層中起作用的最低濃度為106個(gè)/毫升,定期開展節(jié)點(diǎn)菌濃測(cè)試,根據(jù)微生物增殖池中菌濃度及動(dòng)態(tài)結(jié)果進(jìn)行組合復(fù)配,目前微生物繁殖正常,擴(kuò)培池及中間水池菌濃均大于108個(gè)/毫升。

    3.2 應(yīng)用效果

    依托注水站注水系統(tǒng),開展38 注125 采的試驗(yàn),結(jié)果表明,該技術(shù)在提高水驅(qū)、控水穩(wěn)油、改善水質(zhì)方面取得了良好效果。

    3.2.1 注入端動(dòng)態(tài)變化符合驅(qū)油機(jī)理

    3.2.1.1 注入壓力變化 目前井口注入壓力整體呈現(xiàn)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(xiàn)了一定的封堵-突破作用,微生物及其代謝產(chǎn)物逐級(jí)向地層深部推進(jìn)。同時(shí)根據(jù)地層壓力測(cè)試對(duì)比,該區(qū)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(cè)試15口,其中可對(duì)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(tài)更均勻,2 口井的吸水剖面維持穩(wěn)定,1 口井的變薄,整體上吸水剖面穩(wěn)定及改善的占比為85.7%,水驅(qū)動(dòng)用程度由48.5%上升至51.4%。

    3.2.2 采出端控水穩(wěn)油效果明顯 實(shí)施微生物活化水驅(qū)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(jì)增油2.1×104t,區(qū)塊開發(fā)狀況明顯改善。

    圖5 實(shí)施區(qū)域產(chǎn)量預(yù)測(cè)曲線

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

    表3 注前調(diào)剖和未調(diào)剖井組效果對(duì)比

    3.2.3 采出水水質(zhì)明顯改善 微生物擴(kuò)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)。

    4 結(jié)論

    (1)注入端壓力整體呈現(xiàn)先上升后下降的過程,符合活化水驅(qū)見效特點(diǎn);可分析注水井吸水剖面得到顯著改善,水驅(qū)動(dòng)用程度進(jìn)一步提高,見效井以降水增油型為主,說明微生物活化水驅(qū)同時(shí)具有提高驅(qū)油效率和擴(kuò)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(zhì)。

    (3)注前調(diào)剖井比直接進(jìn)行微生物活化水驅(qū)在控遞減、降含水效果好,下一步結(jié)合動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料,掌握井間微裂縫、動(dòng)態(tài)裂縫發(fā)育情況,并實(shí)施先堵后驅(qū),增強(qiáng)微生物在地層中的滯留性。

    (4)通過對(duì)擴(kuò)培裝置節(jié)點(diǎn)菌濃及繁殖情況檢測(cè),注入端指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求,但目前針對(duì)采出端尚未配套監(jiān)測(cè),難以判斷菌種在地層中的滯留情況,下步加強(qiáng)采出端微生物種類、總數(shù)、濃度等指標(biāo)的定期監(jiān)測(cè)。

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