微生物驱油技术在克拉玛依油田的应用

赵玲莉，高 雁，张 涛，娄 恺，周 鑫，张 鹏

（ 1.新疆农业科学院微生物应用研究所，新疆乌鲁木齐 830091；2.克拉玛依市红都有限责任公司，新疆克拉玛依 834000；3.北京化工大学，北京 102200）

1 微生物采油概况

利用微生物开采原油是一种具有100 多年探索和矿场研究历史的技术，20 世纪70 年代的世界石油危机更大大促进了微生物采油技术的研究。美国、英国等都加快了微生物采油技术（ Microbial enhanced oil recovery，MEOR）的研究步伐，经过20 年的努力，该技术取得了极大的进展， 已从理论及室内研究阶段发展到矿场应用阶段[1]。 微生物采油技术（ MEOR）是利用微生物及其代谢产物增加原油产量的石油开采三次采油技术，具有改善吸水剖面和提高洗油效率的双重效果[2]。微生物采油技术具有施工成本低、施工工序简单、不污染环境、适应范围广等优点。 1998 年，武平仓等在长庆油田采用美国NPC 公司的商品微生物， 分两次在32口井上进行了116 井次的微生物单井吞吐采油试验，效果显著，获得了较好的增产效果和经济效益[3]。 近几年，微生物采油技术相继在陕北油田[4]、文明寨油田[5]、胜利油田等油田进行了应用研究， 都取得了很好的效果。克拉玛依油田即新疆油田，是新中国成立后开发建设的第一个大油田， 其勘探开发单位新疆油田公司是中国西部最大的石油生产企业。 随着石油储备开采量的连年增加， 近年， 新疆克拉玛依稠油井数量显著增加，进行三次采油即微生物采油势在必行。

微生物采油的机理比较复杂, 就目前所知可以概括为以下几点[6，7]：

（ 1）微生物在生长过程中可以利用石油中的长链烃作为碳源（ 微生物在生物代谢作用下所产生的酶类，可以裂解重质烃类和石蜡），将大分子的烃类转化为低分子的烃，使原油粘度、凝固点降低， 从而改善了原油的流动性能。

（ 2）微生物在地层中生长代谢过程中，能产生CO2、N2、H2和CH4等气体， 这些气体能保持和增加油层压力，并可溶于原油使其粘度下降。

（ 3）注入地层的微生物在其代谢过程中产生各种化学物质，生物聚合物（ 如：生物多糖）或及同重金属生成的沉淀物具有高效封堵作用， 这对非均质油藏的注水调剖具有良好的效果。

（ 4）微生物中的厌氧菌产生的溶剂性产物（ 如：表面活性剂、醇类、酮类及醛类）能溶解石油，降低油水界面张力， 微生物能吸附在岩石表面， 在油膜下生长，最后把油膜推开，原油得到释放。

油藏地理环境复杂， 本试验针对新疆克拉玛依油藏特点，利用自己筛选得到的微生物降粘菌株BT-003对克拉玛依区块油田进行现场驱油试验应用研究。

2 材料与方法

2.1 试验方法

BT-003 菌株发酵菌液采用段塞法进行施工，施工中采用加压设备连续注入微生物发酵菌液， 微生物发酵菌液浓度≥5.5×105，根据油层厚度计算用量，每米油层用量5 m3～15 m3，施工结束后闷井7 d～10 d，闷井结束后可直接开井生产。

2.2 试验地点

试验选取克拉玛依黑油山、 红山公司的油井进行现场降粘驱油施工试验， 井号分别为： DF2009（ 黑油山），H2085 和H3191（ 红山公司红浅作业区）。

3 试验结果

3.1 DF2009 井地层降粘后产量变化

油藏DF2009 井的施工参数（ 见表1），连续施工4 d，压力控制在9.0 MPa，每4 h 注入一定量的微生物发酵菌液，闷井后开井生产，其产量与它相邻的井DF2008、DF2007 的日产油量进行比较，其结果（ 见表2）。 从试验结果可以看出， 微生物发酵液及微生物代谢产物可以大大降低地层原油黏度， 减少原油与地层岩石之间的界面张力，减少亲油油层的毛细管阻力，有利于地层原油的流动，从而提高油井的产量，延长开采周期，从表2 的试验结果可以看出DF2009 井地层降粘后油井日产量较高， 第一轮次达到8.16 t/d， 而相邻DF2008井、DF2007 井产量分别为2.98 t/d、2.99 t/d， 即加入微生物发酵液降粘后油井日产量提高了近3 倍， 且生产周期稳定。

表1 DF2009 井施工参数

表2 DF2009 井与邻井生产数据对比表

3.2 H2085 和H3191 地层降粘后产量变化

H2085 和H3191 井区施工参数（ 见表3），H2085和H3191 油藏的处理层厚度分别为12 m 和9 m，微生物发酵液闷井降粘开井生产后，H2085 井每月的生产情况（ 见图1），该井为3 轮井，从图1 中可以看出，该井的产量从施工前的月产量7 t 上升到施工后的55 t，有效期半年以上，目前月产油量约为20 t，生产平稳。H3191 的月产量（ 见图2），H3191 为一口新井，微生物发酵液降粘施工后， 月产量在100 t 以上，11 月产量达到382 t，同轮井次比较增产150 t 以上，增产效果显著。

图1 H2085 井月生产曲线

图2 H3191 井月生产曲线

4 结论

（ 1）2014 年生产的微生物发酵液在新疆油田公司黑油山、 红山公司油田稠油井区块现场试验10 余口井，工艺成功率100 %，有效率90 %，累计阶段增油1 000 t。 微生物发酵液降粘施工后，原油粘度降低70%，周期生产状况良好，油汽比增加，取得了较好的措施效果。

（ 2）从现场应用过程看，现场配制简单、性能稳定、施工方便，微生物菌剂用量基本在50 m3～100 m3。 施工时的注入压力一般在0 MPa～12 MPa。微生物发酵液降粘施工实施后，提高了油井的产油能力；降低了生产成本，延长了维修和生产周期，油井增油效果明显。

［ 1］ 左良成.微生物提高石油采收率菌种的筛选及其驱油效能研究［ D］.西北大学硕士学位论文，2003，

［ 2］ 杜鑫，俱炜农，蔺美丽，李艳婷，徐东.微生物驱油技术应用效果分析［ J］.石油化工应用，2011，30（ 2）：16-17.

［ 3］ 武平仓，巨全义，李成龙，等.微生物采油中微生物对原油作用的研究［ J］.油田化学，1998，15（ 4）：362-365.

［ 4］ 张荣荣，康阿利，李一，等.微生物驱油技术在陕北油田实验研究［ J］.石油化工应用，2009，28（ 8）：11-14.

［ 5］ 高政华，刘永明，等.微生物驱油技术研究及应用［ J］.内蒙古石油化工，2006，15（ 9）：93-94.

［ 6］ 张延山，徐山，等.石油微生物采油技术［ M］.北京：化学工业出版社，2011.

［ 7］ 彭裕生.微生物采油基础及进展［ M］.北京：石油工业出版社，2005.