春风油田特稠油油藏微生物吞吐技术研究及应用

2018-12-13王志坚孙立柱

山东化工 2018年22期

王志坚，孙立柱，王静

(1.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司新春采油厂，山东东营 257000; 2．中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院,山东东营 257000)

排6南区位于春风油田西南部，位于车排子凸起的东北部，整体呈向南西倾斜条带分布，比较平缓，南低北高，南部为边底水油藏。排6南区自开发以来，采用热采注蒸汽吞吐开发，2017年产油6万吨，年累注汽10.26万吨，年油汽比0.58。属低效热采开发油藏。

CFP6-P44井区位于排6南块西南部边水+底水区，P44油井油层平均厚度6.6m，渗透率平均6000×10-3μm2，脱气原油粘度为25440mPa.s，地层温度29℃。针对P44储层原油粘度高、含水高，热采效率低等开发矛盾，为改善该井热采后，产油量低的现状，拟采取外源微生物复合常规激活剂激活近井地带微生物，乳化分散降低原油粘度，改善油水流度比，提高油井产量[1-3]。

1 室内研究

1.1 样品来源

胜利油田新春采油厂油井P44产出液及含油土壤样品。

1.2 实验仪器

生化培养箱、振荡培养箱、超净工作台、双重蒸馏水器、电子分析天平、自动电热压力蒸汽灭菌器、表面张力仪、冰箱、培养皿、三角瓶、试管、各种量筒、各种烧杯等。

1.3 实验材料

(1)富集培养基：液体石蜡1 g·L-1，MgSO40.2 g·L-1，CaCl20.02 g·L-1，KH2PO41 g·L-1，K2HPO41 g·L-1，FeCl30.05 g·L-1，NH4NO31 g·L-1，酵母膏1 g·L-1，蒸馏水定容至1L，pH值为7.0～7.2。

(2)发酵培养基：葡萄糖 20 g·L-1，酵母粉1 g·L-1，NaNO33 g·L-1， K2HPO43 g·L-1，NaCl5g·L-1，蒸馏水定容至1L；115 ℃，高压蒸气灭菌20 min。

(3)原油培养基：原油2 g·L-1，MgSO40.2 g·L-1， K2HPO41 g·L-1， NH4NO31 g·L-1，酵母膏1 g·L-1，蒸馏水定容至1L，pH值为7.0～7.2。

1.4 实验方法

1.4.1 内源微生物评价

通过高速离心(12000 r/min ×15 min)收集25 mL产出液中的菌体并提取菌体DNA，用于微生物群落结构及驱油功能菌的定量检测分析。样品菌体DNA的提取采用AxyPrep基因组提取试剂盒，提取后的DNA利用Nanodrop微量紫外检测仪进行浓度检测后用于细菌16S rRNA扩增。为了保证群落特征检测的准确度和覆盖度，本研究所有样品微生物群落结构的分析都采用目前最先进的高通量测序技术，测序及分析工作由深圳华大基因公司完成，测序方法详见相关文献[4]。

1.4.2 内源微生物激活体系优化

碳源浓度按2%，氮源浓度按0.1% ，在地层水的基础上直接添加不同碳源、氮源组成7种不同激活剂配方(见表1)，通过菌浓、产气量、乳化降粘洗油效率等分析从而确定最佳激活体系[5-7]。

表1 激活剂配方

1.4.3 高效降粘微生物的筛选

将样品接入50mL富集分离培养基中，分别于20℃、30℃ 150r/min振荡培养。每隔5d以5%的富集液接种至新鲜的富集分离培养基中。连续转接三次后将富集液进行梯度稀释并涂布于LB平板，挑取单菌落，进一步在LB 平板上划线纯化。然后接种在以石油或烷烃培养基中加以验证，并以P6-P44原油测定降粘率，获得高效烃类降解菌[8-12]。

1.4.4 内外源复合性能评价

菌种：筛选的高效降粘细菌

激活剂：最佳激活体系

用P6-P44产出液按照不同激活剂配方配置营养分装在200mL厌氧瓶中，每瓶150mL，如下表2进行实验，外源菌接种量10%，原油10%，氮气置换厌氧瓶内空气，拧紧瓶盖，30℃下静置培养，不同时间取样评价菌浓、产气以及乳化效果。

表2 P44复合吞吐配方体系

1.5 实验结果

1.5.1 内源微生物评价

产出液P44所有克隆按照99%的相似性共划分16个OTU类型。其中序列全部属于Gammaproteobacteria亚纲Pseudomonadales目，其中Pseudomonadaceae占主导地位，Moraxellaceae次之。属水平的微生物类群包括：Psychrobacter、 Pseudomonas、Acinetobacter。

图1 P44油井样品以属划分的OTU的丰度图

1.5.2 内源微生物激活体系优化

如图3、图4、图5，不同激活体系对内源微生物激活的影响评价，4号配方体系菌浓最高，产气量最大，乳化降粘洗油效果最高，通过表3产气组分分析，4号配方体系产甲烷量最高。

图3 不同激活剂体系对内源微生物激活的影响评价

图4 不同激活剂体系对气压的影响评价

图5 不同激活体系对原油作用效果评价

配方气压/MPa氮气/%氧气/%二氧化碳/%甲烷气/%10.1258052720.08660211130.0677015840.16520103850.1271024560.0881019070782110

1.5.3 高效降粘微生物的筛选

富集筛选到能在20～40℃常温环境下降解烃类的菌种22株，针对P6-P44原油菌株降粘评价获得高效降粘菌株5株1-2-1、2-2-3、2-2-2、1-2-2、3-2-1，降粘率95%以上，见表4。

表4 高效降粘菌的分离筛选

1.5.4 P6-P44内外源复合性能评价

针对P6-P44井(见图6)，筛选到内源微生物激活剂配方4和外源嗜烃菌1-2-1、1-2-2、3-2-1，从表5评价结果可以看出，三株嗜烃菌的加入可以进一步提高微生物对原油的乳化性能、改善润湿性(瓶壁粘附油少)，促使原油粘度进一步降低。因此，内外源复合可以更好地解决排P6-P44原油粘度较高的问题。

图6 内外源复合原油乳化效果评价

序号培养时间30d乳化指数原油粘度/MPa·S降粘率/%表面张力/(mN/m)1空白0%10300072.62配方480%69013344.331-2-2+1-2-1+3-2-1100154585%35.14配方4+1-2-2+1-2-1+3-2-110028897.228.9

2 现场实验

CFP6-P44于2013年2月19日注蒸汽投产K1tg层，周期累油1783t，峰值产油量20.9t/d，含水40%，已实施蒸汽吞吐4个周期， 2016年5月14日以后日产油降低到1t以下，含水上升至97%以上，有效期167天。目前为K1tg2砂体油水过渡带内边底水区生产井，2015年12月堵水注汽转周生产至2016年5月特高含水待措施。 2017年实施内外源微生物单井吞吐，注入微生物菌剂300m3，关井10天，开井后含水最低降至79.6%，日产油最高4.1t，累计增油171t，投入产出比大于1∶5，具有良好的应用前景，CFP6-P44井2017-04-03至2017-11-15日度生产曲线见图7。