微生物采油跟踪监测技术研究

贾代鹏

摘 要：微生物进行稠油降粘还具有施工方式灵活，施工周期相对较短，环保无污染、提高驱替和吞吐的扫油面积，经济效益好的优点，虽然其他各种措施可以在一定程度上提高稠油的开采效率，但是总的技术经济效益仍很差。因此，针对稠油粘度大，含量高的特点，向含稠油区块注入营养源及外源微生物，同时激活地层本源微生物，使二者在地下生长代谢，为了保证措施效果，需要跟踪监测微生物在地层的生长情况，了解微生物对稠油的降解作用，对提高稠油的采收率具有深远的意义。

关键词：微生物;稠油;跟踪监测

1微生物跟踪监测技术

1.1 微生物多样性分析

1.1.1微生物宏基因组提取

加热振荡方法洗出油样中含有的微生物，该方法简便，消耗样品和试剂少，污染小，所需设备简单;电泳结果显示所获得的宏基因组组份完整，质量好，可用于后续试验。

1.1.2 多样性分析

为保证所扩增的16S rDNA无偏好性，试验中采用温度梯度扩增方式，以宏基因组DNA作为模板扩增，合并扩增产物，进行PAGE电泳，并对凝胶指纹图谱进行对比分析;从微生物多样性的检测可以看出，组份中微生物丰度均较为理想，样品间的微生物分布呈现显著的差异性，同时，施工注入的两种微生物在施工后采出液中均被检测到了，说明百奥泰稠油降粘微生物菌种在油层环境中可以正常繁殖，从而产生大量生物表面活性剂，改善岩石-油-水三相的界面张力，同时与油层中本源微生物有很好的配伍性，该技术对稠油区块有很好的适用性。

1.2示踪技术

为了充分认识微生物在油藏运移后在地层中分布规律与数量变化，准确分析和客观评价微生物稠油降粘现场试验效果，可采用绿色荧光蛋白（GFP）基因对工程菌进行标记，通过绿色荧光蛋白跟踪监测目的菌的动态信息。

该技术的作用主要包括：1）可以快速有效的监控微生物在油藏环境中的生长繁殖情况，考察降粘微生物对地层环境的适应能力;2）外源微生物的投入往往会对油藏微生物分布情况产生影响，通过荧光计数基础上的多样性分析可以实现有效的相关监控;3）通过对导入GFP的工程菌进行监控，可以考察邻近井深度油层的相互关系，为勘探开发提供数据支持。

取一定量施工前后的原油，按照一定的比例萃取后進行气相分析，了解原油中直链烷烃的变化情况，进一步了解降粘机理。

气相结果表明施工后的原油短链烷烃的相对含量大幅度增加，而中长碳链烷烃的相对含量减少，说明微生物在油藏内的生长代谢过程中，将原油中中长碳链的烷烃降解，部分转化成短链烷烃，使其含量增加，原油粘度降低。

1.3气相色谱分析

通过气相色谱法检测菌株降粘前后原油直链烷烃组分的变化情况，菌株作用后短链烷烃的相对含量增加，且增幅较大;中长链烷烃的相对含量降低，说明在作用过程中，微生物降解了一部分的中长链烷烃以及原油中其它组分，使其转变成部分短链烷烃，从而增加了短链烷烃含量，降低原油粘度。

1.4胶质沥青质和蜡含量分析

利用溶剂法测定菌株作用前后原油中胶质沥青质和蜡含量的变化情况，显示油样中胶质沥青质和蜡含量均出现不同程度的减少，其中该三种组分的降解率大的降粘效果也较好，说明菌株在稠油降粘过程中，对胶质沥青质和蜡的降解也是稠油降粘的重要环节。

2施工方案确定

根据实验室评估结果，在进行现场施工之前要对施工使用的液量及施工方式进行设计，主要包括技术参数设计、注入液量设计和注入后焖井时间等。

施工的技术参数主要包括实验区块的油藏埋深，渗透率，孔隙度，原油粘度等指标，以及单井吞吐的注入方式，处理半径，施工段油层厚度等。

2.1 注入液量确定

在现场试验中，注入液量符合经验公式：

q =πR2HφS/D ……………………（1）

Q =πR2Hφ……………………（2）

q—微生物用量（t）;

R—处理半径（m）;

S—含油饱和度;

H—油层厚度（m）;

φ—油层孔隙度%;

D—关井天数;

Q—营养液用量;

2.2 焖井时间设计

根据选取的微生物菌种的生长代谢特点设计焖井时间，实验室考察菌种生长达到稳定期所需时间。在灭菌后培养基中接种现场使用菌株，50℃、150 rpm下培养，定时取样进行平板涂布，考察其微生物菌落浓度，从而得出其生长达到稳定器所需时间。

通过实验可知，在上述培养条件下，多数菌株48 h后，菌落浓度可达到109个以上。其稳定传代为3代，因此最短关井时间为7-10 d，为保证效果，关井10 d。

2.3注入方式

微生物稠油降粘现场实验对注入方式无特殊要求，现场采用套管环空注入的方式，不动管柱，达到施工工艺最简化。

为了使微生物在油层中更好的生长，在注入菌种的同时配注大量的营养液，其主要成分为微生物生长所必需的碳、氮源以及其它微量营养元素。根据实验室及发酵条件优化结果，选取糖蜜、NH4Cl、KH2PO4、Na2HPO4为营养液主要成分。施工时模拟接种过程，采用微生物菌液和营养液混合式注入，在2-5%营养液浓度的注入液过程中，均匀加入微生物发酵液，顶替清水。关井10 d后正常生产。检测产量变化情况，一般施工生产90-120天后，周期注入微生物发酵液以保证稳产。

3结论

3.1用微生物产品进行降粘实验后的原油，其粘度仍然保持在降粘后的状态，为不可逆的降粘效果;

3.2通过室内微生物生长特点的研究，确定微生物发酵液注入浓度为2-5%，关井7-10天，持续90-120天生产的周期注入方式;

参考文献：

[1]雷光伦。微生物采油技术的研究与应用J.石油学报，2001，22（2）：56-61.

[2]庞林绪，莫冰。微生物采油中原油组分的变化J.石油勘探与开发，1998，25（1）：50-51.

（中油辽河油田公司锦州采油厂  辽宁  凌海   121209）