特高含水期微生物驱改善注水开发效果研究与应用

陈 博，杨 靖，陈世栋，聂剑峰，陈 珂

（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西西安 710200）

微生物采油是一项具有前瞻性的技术，微生物提高地层采收率的方法因其投资少、效益高和生态安全，受到人们的普遍重视。由于它们的生命活动，地层的高渗透带被封堵，注入地层的化学剂会在地层的非水洗低渗透带再分配，目前在特高含水期改善水驱方面起到了很好的效果。室内实验和矿场试验均表明，微生物的代谢产物，可改变油水相界面张力，增大水在高渗透带的渗滤阻力和改变岩石润湿性。在实验室内理论研究中应加强目前进行的微生物驱油模拟研究，筛选并确定最好的菌种、营养物、代谢和生理特征，在基础理论研究方面力争有所突破，使微生物驱油开采技术获得较高成功率[1-2]。

1 开发现状

1.1 油藏概况

胡尖山油田A20区处于陕北斜坡的一个局部鼻隆构造上，油气聚集受构造控制，油层为延9、延10层。该区主要受构造控制，东部主要开发层系为延10层，中部开发层系为延9、延10层合采，西部开发层系为延9层。平均油层厚度6.8 m，平均电阻率12.6 Ω·m，平均孔隙度17.5%，平均渗透率75.9 mD，平均含油饱和度51.1%，地质储量162.94万吨。地层矿化度28~35 g/L，pH 值 6~8，地层温度 55 ℃[3]。

1.2 A20区块开发存在问题

1.2.1 油藏能量保持水平低 随着注水时间的延长和累计注水量的增多，油藏的地层压力稳中有升，但从区块分布来看，A20井区原始地层压力保持水平较低，仅为原始地层压力的60%。

1.2.2 油田开发至中后期，导致单井产能较低 目前油井小于1 t的井共13口，占油井总数的28.9%，其中：目前产量0 t的井共有7口，其中0＜Q＜0.5 t/d的3口；0.5≤Q＜1.0 t/d的3口，低产井中除套破井外，其它井均由于高含水致使产量较低。

1.2.3 油藏总体产量持续下降，两项递减较大 目前A20井区综合含水均比较高，A20井区综合递减分别为15.7%，递减较大主要原因由于综合含水上升。

鉴于以上胡尖山油田开发存在的问题，结合微生物特有性质，同时解决其它驱油剂带来的注入设备投资大、堵塞地层、原油脱水困难、催化剂中毒等难题，摸索适合胡尖山低渗透油田的开发模式，建立起有效驱动体系，实现经济有效动用，来探索解决胡尖山低渗透油田开采难度大、采出程度低这一问题的新途径。

2 菌种筛选及改善水驱效果性能评价

2.1 微生物菌种优选

筛选菌种主要来源于A20区块生产井产出液，经过筛选、分离、富集、纯化[4]等工艺筛选得到繁殖和代谢较好的三株菌，分别为产鼠李糖脂的假单胞菌、产脂肽的枯草菌和产海藻糖脂的节杆菌（见图1~图3）。

图1 假单孢菌

图2 枯草菌

图3 节杆菌

表1 微生物菌液性能评价结果表

2.2 微生物菌种改善水驱性能评价

室内实验菌种为三株复配后的菌液，鉴于微生物菌种特殊的驱油机理，微生物菌种性能评价主要包括油藏配伍性、降粘、油水界面张力、表面张力、驱油效率[5-6]，性能评价结果（见表1），筛选出的菌种能够适应A20区块油藏条件，很好的作用原油，室内驱油效率在水驱的基础上提高17.73%。

3 现场应用

3.1 现场试验

2013年在A20井区优选采出程度低、含水较高5个井组开展先导性试验，结合微生物采油技术使用条件和驱油机理，采用“先调后驱，调驱结合”的思路，采用四段式注入工艺流程，段塞一封堵段塞，段塞二为高浓度微生物驱剂，段塞三为低浓度微生物驱剂，段塞四为高强度封口段塞，累计注入缓释营养剂、微生物菌液175.8 t，注入液5 500 m3，注入浓度3%，累计注入周期90 d。

3.2 整体效果

2013年实施后，截止至2014年2月8日，对应21口井均见到了不同程度的增油效果，见效率100%，其中17口井明显见效，明显见效比0.76，单井日产油由0.33 t上升到最高单井日增油0.87 t，综合含水下降到5.6%，日增油12 t区块累计增油4 205.4 t，单井平均增油200.26 t，目前仍在有效期内。

3.3 见效特征

3.3.1 注水压力上升 从表2可以看出，微生物驱措施前后，注水压力升高、视吸水指数降低，吸水厚度增加，措施后，改善了后续水驱效果，改变了后续水驱方向和面积。

3.3.2 水淹严重的井效果较差 经过长时间注水开发后，由于非均质性的影响，注入水在地层中的推进并不均匀，突进严重，造成注入水受效不均，因此对于高含水井，在注入井和生产井之间形成高渗透层，微生物在地层中增殖时间受限，导致微生物活性不高，因此为保证微生物能够进入新的作用空间、在地层中有足够的繁殖、代谢时间，在注微生物之前，增加了封堵段塞，改善水流通道，保证微生物代谢产物的活性，能够更好的作用于原油，见效特征（见表3）。

3.3.3 增油效果与菌种的数量和菌群结构的稳定性相关 从试验井细菌监测结果看，油水井连通状况好，微驱油井见菌时间早、数量多。在油水井连通状况相似的条件下，见菌时间越晚、细菌数量增加越慢增油效果越好（见表4）。

4 结论

（1）筛选出适合胡尖山油田A20区块的3株本源微生物菌种，分别为产鼠李糖脂的假单胞菌、产脂肽的枯草菌和产海藻糖脂的节杆菌。

（2）筛选出的3株菌复配后能够适应A20区块油藏条件，很好的作用于地层原油，降粘率62.05%，油水界面张力降低率95.08%，驱油效率比水驱提高17.73%。

表2 措施前后注水压力统计表

表3 试验井见效特征分类表

表4 增油效果与见菌时间和菌群结构的关系表

（3）试验表明微生物采油技术存在有效率的问题，油井见效率70%左右，单井增油量0.44～1 452.28 t，平均单井增油量200.26 t。

（4）微生物驱存在合理时机问题，室内岩芯驱油实验结果表明，在油井含水为72%时为最佳驱油时机。因此在现场试验过程中，增加了封堵辅助段塞和关闭强水淹井等措施，保证了注入微生物的繁殖和代谢活性。

（5）现场试验表明，微生物驱油特征主要表现为注入井压力上升，改善吸水剖面。强水淹井效果较差。增油效果与见菌时间和菌群结构稳定性相关。

（6）微生物驱油对采出程度相对低，综合含水较高的侏罗系油藏适应性较好，可以作为该类油藏后期提高采收率的有效手段，鉴于先导性试验取得的效果，下步将扩大微生物驱油试验范围，为低渗油藏提高采收率技术实现工业化推广提供技术储备。

[1]王惠，卢渊，伊向艺.国内外微生物采油技术综述[J].大庆石油地质与开发，2003，22（5）：49-53.

[2]汪卫东.我国微生物采油技术现状及发展前景[J].石油勘探与开发，2002，29（6）：87-90.

[3]陈立，陈世栋，张通，等.胡尖山油田微生物驱油技术效果评价[J].石油化工应用，2013，32（10）：22-24.

[4]光烈钱，李华斌，黄磊，等.驱油微生物[J].石油化工应用，2011，30（12）：11-12.

[5]王克亮，王继红，李世强，等.定边区块微生物驱油效果评价[J].科学技术与工程，2011，23（11）：5530-5532.

[6]郑承纲.微生物提高采收率技术研究[D].北京:中国科学院研究生院渗流流体力学研究所，2010.