油田微生物驱油注入工艺研究

2012-03-03徐登霆曹功泽

石油天然气学报 2012年11期

徐登霆，刘涛，曹功泽

赵凤敏，巴燕（中石化胜利油田分公司采油工艺研究院，山东东营 257000）

随着微生物驱油技术的发展进步，其在现场的应用也逐渐扩大并逐步应用到不同的油田生产中去［1～3］。与传统的化学驱相比，微生物驱油技术具有地面工艺流程简单，投资成本小，见效时间长，对环境污染小，后期没有污水要处理等优点。但是就当前微生物驱油技术的应用来说，现场注入工艺的优化处理、激活剂的注入方式、油水井的调整布局等都对驱油效果产生一定的影响［4，5］。笔者主要从微生物驱油注入工艺的优化方法入手，对微生物注入工艺、注入方式进行分析研究，并结合现场实施效果分析注入工艺的优化点，以求为现场的扩大应用提供参考。

1 微生物驱油注入工艺特点及要求

1）注入时间短，见效快，成本较低微生物驱油过程不需要专门的地面设备，利用注水站现有设备就可以实现有效注入，从而节省了成本［6］。而且在注入过程中对注入管线影响小，没有象化学驱那样出现管线的严重腐蚀问题［7］。同时，注入在较短时间即可完成，一次施工过程仅需要2～6d。另外，注入后微生物驱油效果见效显著，单井在7d左右即可实现增产，区块驱油在2～5个月即可改善油水生产效果。

2）注入见效持续时间长微生物生长代谢是一个不断连续的过程，而且在微生物生长过程中还可以实现从好氧到厌氧的持续生长。这对于微生物不断持续地产生效果以起到增油的作用奠定了基础。同时微生物生长代谢的不断积累（这包括微生物菌体本身的生长积累、微生物代谢产物的积累）的过程也为微生物采油的长期作用效果起到了积极的作用。

3）适用范围广微生物驱油作为一项三次采油技术，对区块条件要求低。油田高含水、含蜡、含胶质沥青，而大多数微生物菌与含蜡、含胶质沥青的原油作用效果较好，应用后产量上升；与油层的渗透率、孔隙体积等参数关系不大。根据试验制定的微生物采油适应范围，是对胜利油田区块进行筛选统计得出的，胜利油田有近十亿吨的储量适合该项技术的推广应用。

2 注入流程

在微生物驱油过程中，随着技术的不断发展，目前现场的配注流程主要分为2套系统。一是激活剂及菌液的注入流程，这在微生物驱油过程中是关键的因素，起到决定性作用。另外，为适合好氧微生物的生长代谢并为其后续的厌氧生长提供依据，故在现场实施过程中又增加了另一套系统，即配注空气的注气流程［8］。

2.1 激活剂及菌液注入流程

图1 微生物驱油现场液体注入流程

图2 微生物驱油现场固体激活剂注入流程

激活剂及菌液的注入是按照地面现有的配水流程进行的。为适合微生物驱油技术本身的特点，增加了部分需要的注入设备。现场液体注入流程和固体激活剂注入流程如图1、2所示。从图1、2看出，2种流程都是通过注入水的作用将微生物制剂溶解，整个过程都是配合注水流程进行的，不会影响正常的油水井生产。另外，根据实际地层的采出程度条件和实际微生物驱油注入条件的要求，还可以将注入过程分为段塞式注入和持续式注入。①段塞式注入流程：利用储罐储存大量的激活剂，一次性将大剂量的激活剂注入驱油地层。这样可以增加激活剂的浓度，从而避免注入过程中因为地层水的稀释而降低了激活剂有效浓度和不利于微生物激活、代谢的问题。通过微生物注入流程可以有效地实现高浓度注入，同时还能够通过集中段塞注入提高激活的可持续性，有助于微生物驱油效果的长效性。②持续式注入流程：相对于段塞式注入，持续式注入适用于地层渗透率比较低的油层，且地层中原有的微生物比较丰富。这样在激活剂注入过程中，可以持续不断地发挥激活剂维持微生物生长代谢的作用，以使驱油效果更好；同时持续式注入需要有较好的储罐，能保证激活剂在规定时间内的保存。

2.2 配气注入流程

为了满足注入激活剂前期好氧微生物的生长需求，同时也为后面地层深处厌氧微生物生长代谢提供必要的生长因素，特加入配注空气的流程（图3）。

为了增加配气的效果和明确注入空气的数量，特增加了计量装置，这样可以有效地计量配注空气的数量，为微生物的有效激活和油井的安全生产提供保障。通过压缩机的作用给空气加压，然后随注入水和激活剂混合注入地层，这样有利于微生物的好氧激活，提高微生物群落的多样性和作用效果的持续有效性。

图3 微生物驱油注气流程

3 现场应用

经过多年的应用，微生物驱油技术现场应用正在逐渐完善并成熟起来［9～11］。通过几个试验区块的效果比较分析，微生物驱油技术在提高采收率方面相对于其他的技术还是有很多有益之处，特别是微生物驱油注入工艺在微生物驱油技术中起到了至关重要的作用。下面重点以罗801区块和中一区馆3区块为例说明微生物驱油的效果所在。

3.1 罗801区块（段塞式配气注入）

3.1.1 试验概况

1999年7月开始实施微生物驱油先导性试验，初期3口注水井注入微生物，对应8口油井；2001年3月扩大现场规模，微生物注入井增加到4口，对应油井11口，现场采用周期性注入微生物及其营养液的方式施工。2003年实施空气辅助微生物驱油现场试验，采用连续配气及周期性段塞式微生物注入工艺，单井配气量100～150m3/d，气液比达1∶10。

3.1.2 效果分析

注入微生物后，由于微生物及其代谢产物的作用，改善了原油的渗流性能，提高了洗油效率，使含水上升明显减缓。另从产油效果分析看，罗801块实施微生物驱以来，2000年开始明显见效，试验区年产油量呈平稳上升态势，年均日产油达到113t左右，实现了年产油量的稳定生产。

试验区块14口油井中9口井见到降水增油效果，油井见效率为64.3%，见效井平均日增油4.5t，最高日增油10.5t，平均含水下降6.4%。区块自然递减降低15.3%，阶段提高采收率2.53%，区块开发指标明显改善。

3.2 中一区馆3区块（连续式配气注入）

3.2.1 试验概况

试验区块实施微生物采油技术以来，共注入菌液1183t，激活剂3939t，辅助配注空气45×104m3。其中2011年注入菌液127t，激活剂472t，辅助配注空气6.3×104m3。

3.2.2 效果分析

通过试验注入微生物，区块聚合物后续水驱阶段产量递减趋势得以扭转；试验后，区块累计增油9984t。2009年水驱预测产量11117.7t，实际产量17279t，比预测高6161.3t；2010年水驱预测产量9614.2t，实际产量18138t，比预测高8523.8t。油井产出液中未检测到营养物质窜出。产出液中葡萄糖浓度低于20mg/L，远小于注入质量浓度（1130mg/L），说明注入的激活剂未从生产井大量产出。