低渗透裂缝性油藏微生物调驱室内研究

2009-09-21曹晶许耀波宋渊娟许飞田喜军

特种油气藏 2009年4期

曹　晶　许耀波　宋渊娟　许　飞　田喜军

摘要：低渗透油藏主要开发技术是在强化地质认识基础上，以酸化压裂、完善井网、细分开采、丛式井配套为主的水驱技术，由于天然裂缝发育，在注水开发过程中呈现出油井产水快速上升、产能下降、供液能力差、低产低效的局面。为改变这种局面，对延长油田唐80区从54井组微生物调驱进行室内评价研究。微生物采油是一种经济有效的技术，是油田开发后期一种重要的提高采收率技术。针对井组油藏的特点，根据微生物驱提高采收率技术路线，对菌种进行筛选及评价，对初步筛选的2种微生物菌种在室内进行了基本性能评价，并进行微生物菌液物理模拟实验，综合评价和研究驱油技术提高采收率的能力。实验结果表明，利用微生物对该类油藏进行调剖驱油，能明显改善注采状况，对区块起到降水增油的作用。为更好地在低渗透性油田应用微生物采油技术，提供了经验和依据。

关键词：低渗透；裂缝性油藏；微生物驱；室内研究

中图分类号：TE357.4文献标识码：A

前言

油田注水开发后期，由于低渗透储层存在天然裂缝发育，导致油井含水急剧上升，产量迅速下降，油藏采出程度低，进一步提高低渗油藏采收率的技术方向在于改善油藏的非均质性及提高洗油效率。在现有提高采收率技术中，化学驱投入大，受技术经济界限的限制，部分化学剂对人体有害或污染地层，在施工中具有一定的局限性。微生物调驱技术是一项能通过现有生产井提高油井产量和采收率的新技术，以其成本低、适应性强、作业简单、对产层无伤害和无环境污染问题等优势已经得到了越来越广泛的应用。微生物调驱技术通过对注水井进行调剖，使调剖驱油这两项技术的长处得以充分的发挥，实现调剖驱油功能的累加，最大限度地提高有限驱油的技术经济效益。因此，开展微生物调驱提高采收率技术室内研究。

1菌种筛选

针对延长油田唐80区的油藏条件，开展微生物菌种筛选。将采集到的样品接入分离培养基中于35℃进行菌种的富集，好氧菌48 h、厌氧菌7 d后转接人新鲜的培养基，反复转接3次，将培养好的菌液用固体培养基进行菌种的分离。经分离纯化，筛选到能在35℃环境下良好生长的菌种4株，其中产聚合物菌2株，产表面活性剂菌2株。经过进一步优化，其中筛选出产表面活性剂菌F1—2、产聚合物菌E1—3为实验菌种。

2微生物菌种的性能评价

2.1产表面活性剂菌F1—2

2.1.1菌株的性能特点

菌株F1—2的细胞呈杆状，大小为(0.3～0.5)×(2.0～3.0)μm，菌落很小，表面光滑。接触为酶阴性，不能水解脲酶、淀粉，不能还原硝酸盐和亚硝酸盐，不能利用柠檬酸盐。

2.1.2菌株性能评价

2.1.2.1菌株对原油的降解、降粘和降凝作用

测试了菌株F1—2对原油的降解、降粘和降凝作用(表1)。F1—2对甘谷驿油的降解率为44.3％，降粘率可达41.7％，凝固点降低3.5℃。

2.1.2.2菌株F1—2对岩石表面的作用

灰岩试片经过菌液作用后，接触角有一定程度的降低，表明F1—2具有一定改变岩石表面性质的能力(图1)。

2.1.2.3菌株对液体石蜡和原油乳化效果

在以原油为唯一碳源的无机盐培养基中接入该菌株，35℃、120 r／min培养7d后，液体石蜡颗粒都乳化成小液滴，均匀分散；原油明显乳化分散，呈现出油一水乳浊液。

2.2产聚合物菌E1—3

2.2.1菌株的性能特点

菌株E1—3为革兰氏阳性细菌，杆状，大小为(0.4～0.7)×(1.5～2.5)μm，有芽孢，芽孢端生或次端生，椭圆或稍膨大；周生鞭毛，能运动。菌落形态边缘不规则，在含葡萄糖平板上呈黏液状，半透明。

2.2.2菌株性能评价

2.2.2.1 E1—3菌胞外多糖的分析

EPS样品经酸水解在层析图谱中呈现Rf值很接近的单糖斑点，表明样品由Rf值相近的几种单糖组成。与样品斑点相近的单糖标准品有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖以及阿拉伯糖，为进一步确定单糖组分进行了气相色谱，实验表明样品由3种单糖组成——甘露糖、葡萄糖和半乳糖。

2.2.2.2菌株E1—3产胞外聚合物的透射观察

通过透射电镜可以观察到，在菌体生长初期不分泌胞外多糖，当细菌生长到后期(鞭毛逐渐脱落)，向胞外分泌出大量细丝状的多糖产物(图2)。说明该菌在生长中后期才分泌胞外多糖物质，推测可能是细胞进入营养缺乏后的自我保护状态，对于实际应用，可以将该菌培养至中后期，并且少加营养，以期获得胞外多糖的分泌。

3微生物调驱室内实验研究

微生物驱物模实验采用微生物驱油物理模拟系统，模拟试验区块油藏压力、温度、孔隙度、渗透率和饱和度，流体的矿化度和pH值等基本参数，研究连续驱替条件下微生物在多孔介质中生长代谢规律和流体性质变化规律，代谢产物分析以及微生物驱油性能评价。

3.1微生物封堵实验

3.1.1实验条件

实验所用裂缝性岩心直接用天然岩心制作而成，将岩心沿长度方向从中间锯开，然后用环氧树脂重新粘结在一起。模型基本保持了砂岩的原始孔隙结构，也保持了大部分胶结物和填隙物，模型孔隙结构和润湿性与实际油层基本一致。

实验所用地层水样取自甘谷驿油田唐80区块生产井井口，该区块油藏埋深为353.6～539.0 m，油藏温度为35℃，地层压力为8MPa。用于岩心中微生物生长和繁殖所需的营养物主要包括碳源和氮源。营养液用地层盐水配制，各营养组分浓度分别为：葡萄糖10.0g/L，硝酸钠2.0 g／L。调节pH值至7.0～7.5。

向每组岩心中注入调剖微生物0.25 PV及其营养物0.1 PV，然后置于35℃的条件下培养20d，以1.0 mL／min速度进行2次水驱，使产出液含水达到100％，待岩心入口和出口端压差达到稳定后，计算注入调剖微生物后岩心渗透率。

3.1.2实验结果与讨论

岩心在微生物生长前后的渗透率变化见表2。

由表2可知，注入调剖微生物后，裂缝是流动阻力最小的通道，所以注入流体的大部分都将沿着这一通道向前流动，注入菌体产生的具有封堵性能的聚合物能进行有效地封堵，引起渗透率明显下降，封堵率平均为82.5％。

3.2微生物驱油模拟实验

3.2.1实验条件

为了更好地模拟试验区块油藏地质实际情况，本实验对天然岩心进行了人造微裂缝处理，实验用油为中性煤油(经硅胶或白土处理脱掉极性物质的煤油)，实验用水为岩样同层地层水，温度为35℃。注入一定体积菌液(E1—3和F1—2)，营养液和激活剂，恒温培养15 d后用实验用水驱替至产出液含水100％。

3.2.2实验结果与讨论

天然岩心渗透率为11.2×10^-3～16.8×10^-3μm²，属于低渗透岩心。注入菌液E1—3为富产聚合物菌(调剖菌)，F1—2为富产生物表活剂菌。微生物提高采收率幅度较大，最高达到9.5％，最小值也达到6.6％。同时从表3还可以看出，在微生物注入量相同的情况下，不同营养液注入量影响微生物最终提高采收率值，随着营养液和激活剂注入量的增加，微生物提高采收率的幅度也增加。B—3最高达到9.5％，其次B—2为8.6％。实验结果表明，唐80块水驱后微生物驱具有进一步提高采收率的潜力，提高幅度平均为8.2％。

4结论

(1)菌液基本性能评价结果表明，筛选出的2种菌种具有良好的生长代谢功能，其中F1—2菌液具有表面张力低、降低原油黏度能力和乳化能力高的特点。

(2)室内实验结果表明，用富产聚合物菌液进行调剖，协调效果显著，封堵率平均为82.5％。

(3)对唐80区通过室内实验研究结果表明，水驱后的微生物驱具有进一步提高采收率的潜力，提高采收率6.6％～9.5％。

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