低渗透油田本源微生物调剖驱油技术研究及应用

2012-11-14刘向伟田育红饶天利侯艳红张文来

石油化工应用 2012年4期

关键词：段塞侏罗系本源

刘向伟，傅波，田育红，饶天利，侯艳红，张文来

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006）

低渗透油田本源微生物调剖驱油技术研究及应用

刘向伟，傅波，田育红，饶天利，侯艳红，张文来

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006）

近年来，随着油价的上涨和大庆油田聚合物驱油取得明显效果，提高采收率技术再度受到各油田的重视。2009年以来，长庆油田采油三厂着手对本源微生物的研究，提取本油田油样，研究适合低渗透油田的本源微生物，利用本源微生物改善注水井吸水剖面、提高驱油效率，取得了较好的措施效果，并形成了本源微生物的配型、筛选、注入用量、注入参数等微生物调剖驱油技术体系，在6个井组开展试验，达到日增油83.2 t，累计增油733.4 t，实现了油田负递减的开发目标，成为低渗透油田侏罗系提高采收率可供选择的主体技术之一。

低渗透；本源微生物；调剖驱油；提高采收率

1 低渗透油田提高采收率技术现状

与国内其它油田相比，长庆油田属于典型低渗、特低渗油田，其采收率还比较低，具有较大的提高采收率潜力。中石油股份公司平均标定采收率35%左右，长庆油田的平均标定采收率为21%,油田每提高一个百分点，油田将新增2500万吨可采储量。

长庆采油三厂原油年产量400万吨以上，是长庆油田的第一大采油厂，全国第四大采油厂，其采收率的提高对中石油整体采收率的提高和国家能源安全未来发展具有重要的意义。

长庆采油三厂提高采收率技术的现场试验可以追溯到1998年，在五里湾油田开展注烃气驱，后因为气源供应不足停止试验。近年来，随着油田开发技术的不断进步，已经形成了堵水调剖调驱、井网加密调整、精细分层注水、表面活性剂驱、气体驱等多项提高采收率技术，并针对三叠系不同的油藏区块和油藏特征，形成了成熟的低渗透油田提高采收率技术系列和相关配套技术。但针对侏罗系油藏，提高采收率技术较为匮乏，随着油田开发时间的延长，多数油田步入中高含水开发期,提高侏罗系油藏的水驱效果，从而提高水驱效率，成为了低渗透油田提高采收率技术的难题。

2 本源微生物驱油机理

油藏特定的地质条件，要求有特定的能够在油藏生长繁殖的菌种，本源微生物是利用油田采出的油水样，进行分离出来的微生物群落和菌种进行研究，利用原有菌种，进行改善、培养，然后再次注入地层，从而改善吸水剖面，提高驱油效果。

2.1 驱油机理

长庆低渗透油藏本源微生物驱油，其有效成分包括生物酶、生物表面活性剂、生物醇以及活的细菌。生物性驱油剂注入地层后，菌体及合成的聚合物可以起到堵水、调剖的作用，发酵液中的生物酶可以迅速有效地降解孔喉中的烃类、纤维素、蜡质等有机成分；生物表面活性剂、生物醇可以降低油水界面张力、剥离岩石表面的油膜、乳化烃类成分、降低原油与岩石的黏附；微生物驱油剂中的细菌则可以在地层中长期存在而持续发挥作用。从而达到对注水井剖面调整，持续提高注水井的驱油效率，提高采收率的目的。

2.2 微生物对油藏的适应性评价

利用微生物合格石油微生物学的研究方法，分析油水样中的微生物群落，涉及本源微生物的菌群主要有六类，好氧菌主要有氢氧化菌和腐生菌，厌氧菌主要有发酵菌、无极物产甲烷菌、有机物产甲烷菌以及有害的硫酸盐还原菌。通过室内研究发现，在六类微生物中，好氧的氢氧化菌和厌氧的发酵菌是该技术的主要两类有益菌群。研究结果表明，不同类型的微生物需要达到一定数量才能对调剖驱油具有一定效果，其数量的基本值在102～103个/毫升。

通过对本源微生物的性质特征研究，通过岩芯渗透率和地层模拟试验，得出了该微生物的适用范围。

表1 生物性驱油技术适用范围

3 侏罗系油藏的特质特征

3.1 地质特征

针对采油三厂靖安侏罗系油藏，为河流相沉积砂体，单个油藏规模小，主要呈土豆状不连续分布于ZJ2、ZJ4、盘古梁区西南和五里湾区等地区。延9、延10是侏罗系主要油藏，为河流相沉积，砂体厚度变化较大，主河道和分支河道砂体厚度一般大于20 m，最厚可达80 m以上；河漫滩砂体厚度相对较小，一般小于20 m。岩性以灰绿色中细粒长石砂岩为主，平均空气渗透率1.0～2.0 mD，物性相对于三叠系长6油藏较好，油藏埋深1100～1500 m。

3.2 储层物性

油井产量与构造位置有关，处于鼻隆轴部的油井，其试油产量相对较高，产无水原油的机率也大，具有低密度、低黏度、低凝固点的特点，平均地面原油相对密度 0.857～0.868 g/cm3，地面原油黏度 7.68～10.19 mPa·s，沥青质含量2.44%～3.29%，凝固点15～22℃，无酸敏—弱酸敏、无水敏—弱水敏、无速敏—弱速敏岩石。油藏分布于砂体厚带、砂层顶面海拔变高的部位。地层水总矿化度随油藏埋深由浅到深依次增大，原油密度、黏度随油藏埋深由浅到深依次减小，原始气油比、饱和压力由浅到深依次增大。

4 施工参数选择

4.1 注入量的确定

根据施工井的储层物性，合理选择微生物的注入量。用量设计按如下计算公式：

其中 Q—微生物驱油剂用量，m3；h—有效油层厚度，m；φ—地层有效孔隙度，%；R—处理半径，m；

生物性驱油剂段塞组成按照，调剖微生物段塞：驱油微生物段塞=2：1。

段塞1：3%调剖生物及营养液（排量35 m3）。营养液组成：淀粉、蔗糖、氯化铵等。

段塞2：2%驱油微生物及生物酶（排量35 m3）。

4.2 注入段塞设计

挤注分2个段塞完成，间隔7天。

第一段塞注入调剖微生物，提高注水压力和水驱波及范围。

第二段塞注入洗油微生物，提高采油效率。

4.3 注入工艺

采用配水间注入，一次在区块内注入3～4个井组，对措施效果分析具有较好的参考意义。

图1 微生物调剖驱油注入工艺流程图

5 现场实施及效果

采油三厂在2010年、2011年分别选取3个井组进行微生物调剖驱油试验，均取得了较好的措施效果。降低自然递减8%，实现了油田开发负递减的目标。

2010年，在靖安油田侏罗系盘33-21区开展微生物调剖试验，3个井组对应9口油井，措施后，注水压力上升1.4 MPa，对应井组产液量平稳，综合含水率由64.2%降为61.5%，日产油量由22.8上升到24.5 t,截止目前累计增油2741.8 t，提高采收率6.2%，2011年，该区自然递减为-2.8%，实现了自该油田2003年开发以来，首次负递减的目标。

2011年，在盘古梁侏罗系塞248区扩大微生物调剖驱油试验，3个井组对应15口油井，措施后，注水压力上升0.9 MPa，对应井组产液量平稳，综合含水由61.5%降为57.8%，日产油量由78.9 t上升到83.2 t,截止目前累计增油733.4 t，提高采收率2.1%，措施后吸水剖面明显好转，吸水厚度由6.3 m增加到7.4 m，吸水更加均匀。