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微生物驱油技术在盘2_33断块常规稠油油藏的应用

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微生物 技术 _33 常规 油油 应用
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微 生 物 驱 油 技 术在 盘 2 - 33 断 块 常 规 稠 油 油 藏 的 应 用孙 德 宽   王 勤 田   王 海 峰   王 新 强   李 文 阔   李 胜 华   王 明 发(胜 利 油 田 有 限 公 司 临 盘 采 油 厂 )摘   要   盘 2 - 33 断 块 为 常 规 稠 油 油 藏 ,已 进 入 高 含 水 开 发 期 ,水 驱 稳 产 难 度 大 ,根 据 微生 物 生 长 、 代 谢 的 地 层 条 件 ,该 块 适 合 微 生 物 驱 油 。 针 对 油 藏 地 质 特 点 ,进 行 了 微 生 物 驱 油 室内 试 验 研 究 ,包 括 菌 种 筛 选 、 菌 种 适 应 性 、 物 理 模 拟 菌 液 驱 油 及 空 气 辅 助 试 验 。 结 果 表 明 ,细 菌在 地 层 中 有 较 强 的 生 长 及 繁 殖 能 力 ,经 优 选 的 微 生 物 作 用 后 ,原 油 被 乳 化 ,原 油 粘 度 降 低 ,采 收率 大 幅 度 提 高 。 于 是 进 行 了 现 场 施 工 设 计 ,包 括 注 入 周 期 、 注 入 量 等 ,实 施 后 效 果 明 显 ,产 油 量上 升 ,含 水 率 下 降 ,采 收 率 提 高 6. 8 %。关 键 词   常 规 稠 油   微 生 物 驱 油   降 粘   提 高 采 收 率1   概 况盘 2 - 33 断 块 位 于 惠 民 凹 陷 中 央 隆 起 带 临 盘油 田 西 北 部 ,含 油 面 积 1. 6 地 质 储 量 267 ×104 t ,含 油 层 系 沙 三 下 1~ 3 砂 组 ,平 均 孔 隙 度27 % ,渗 透 率 0. 436μ 地 面 原 油 粘 度 800~1 700 s ,原 油 密 度 0. 95~ 0. 97 g/ 凝 固 点3~ 12 ℃ , 含 蜡 量 14. 2 % , 胶 质 沥 青 质 含 量34. 6 % ,为 常 规 稠 油 。 地 层 水 矿 化 度 38~ 42 g/ L ,地 层 水 为 原 始 地 层 压 力 16. 7 地 层温 度 65 ℃ ,为 常 温 常 压 系 统 。 - 33 断 块 有 油 井 13 口 ,开 11 口 ,产 液 量312 t/ d ,产 油 量 33 t/ d ,综 合 含 水 率 89. 4 % ,动 液面 561 m ,采 油 速 度 0. 45 % ,自 然 递 减 率 13 % ,采出 程 度 27. 1 % ,可 采 储 量 采 出 程 度 81. 4 % , 剩 余可 采 储 量 采 油 速 度 7. 3 % ,最 终 采 收 率 33. 3 %。水 井 开 6 口 ,注 水 量 408 d ,累 积 注 采 比 0. 97 ,注 采 对 应 率 88. 7 % ,注 采 较 完 善 。2   可 行 性 论 证微 生 物 采 油 是 80 年 代 以 后 迅 速 发 展 起 来 的一 项 提 高 采 收 率 技 术 ,利 用 筛 选 的 细 菌 注 入 地 层 ,通 过 细 菌 的 生 长 代 谢 产 物 对 地 层 中 的 原 油 直 接 作用 ,改 善 原 油 的 渗 流 特 性 ,从 而 提 高 原 油 采 收率 [1 ] 。 相 对 于 其 它 提 高 采 收 率 技 术 ,具 有 适 应 范围 广 、 操 作 简 便 、 成 本 较 低 等 优 点 。细 菌 对 油 层 的 直 接 作 用 主 要 有 以 下 两 点 :通过 在 岩 石 表 面 上 繁 殖 占 据 孔 隙 空 间 而 驱 出 原 油 ;通 过 降 解 原 油 ,降 低 原 油 粘 度 而 使 原 油 变 得 容 易流 动 。微 生 物 的 生 存 、 繁 殖 和 代 谢 活 动 受 油 藏 物 理化 学 性 质 的 影 响 ,在 微 生 物 驱 油 过 程 中 ,要 根 据 油藏 地 质 特 点 ,筛 选 适 宜 菌 种 。 适 宜 微 生 物 生 长 、 代谢 的 地 层 条 件 如 下 : ① 油 层 温 度 小 于 100 ℃ ; ② 压力 一 般 对 细 菌 生 长 影 响 不 明 显 ; ③ 地 层 水 矿 化 度低 于 100 g/ L ,过 高 会 抑 制 细 菌 生 长 ; ④ 细 菌 生 长繁 殖 的 4~ 9 ; ⑤ 渗 透 率 大 于 0. 05μ 孔隙 度 高 于 15 % ; ⑥ 残 余 油 饱 和 度 大 于 20 % ; ⑦ 注采 井 网 基 本 完 善 ,油 水 井 对 应 清 楚 。根 据 以 上 条 件 ,盘 2 - 33 断 块 的 地 质 条 件 适合 微 生 物 驱 油 ,运 用 微 生 物 驱 油 可 降 低 原 油 粘 度 ,改 善 原 油 渗 流 特 性 ,提 高 采 收 率 。 该 块 经 过 近 30 油 气 田2004 年 7 月                                                           第 11 卷 第 4 期X 收 稿 日 期   2004 - 05 - 19第 一 作 者 简 介   孙 德 宽 ,1972 年 生 ,工 程 师 ,1994 年 毕 业于 西 南 石 油 学 院 , 现 从 事 油 田 开 发 管 理 工 作 , 地 址(251507) :山 东 省 临 邑 县 ,电 话 : (0546) 8861919。的 开 发 ,已 进 入 高 含 水 开 发 期 ,水 驱 稳 产 难 度 大 ,需 要 开 展 改 善 开 发 效 果 、 提 高 采 收 率 技 术 的 探 索研 究 。3   室 内 试 验室 内 研 究 主 要 包 括 四 大 部 分 :针 对 区 块 油 藏条 件 进 行 菌 种 筛 选 、 菌 种 对 油 藏 的 适 应 性 研 究 、 物理 模 拟 菌 液 驱 油 试 验 及 效 果 分 析 、 空 气 辅 助 试验 [2 ] 。3. 1   菌 种 筛 选取 断 块 地 层 水 过 滤 后 配 制 培 养 基 ,灭 菌 后 分别 接 入 11 株 菌 种 ,于 65 ℃ 恒 温 培 养 ,经 12 h、 24 取 样 镜 检 、 计 数 ,测 定 。 结 果 表 明 ,在模 拟 地 层 温 度 及 矿 化 度 条 件 下 ,11 株 细 菌 都 能 生存 ,但 生 长 繁 殖 能 力 差 异 大 ,优 选 出 1 ,6 ,10 号 菌种 3 株 细 菌 进 一 步 试 验 。3. 2   适 应 性 研 究原 油 样 加 入 菌 液 ,恒 温 培 养 48 h ,测 试 前 后 的粘 度 。 结 果 表 明 ,经 微 生 物 作 用 后 ,原 油 被 乳 化 ,晃 动 后 分 散 成 小 油 珠 ,并 有 菌 膜 生 成 ,原 油 粘 度 大幅 度 降 低 ,流 动 性 变 好 (见 表 1) ,说 明 筛 选 菌 种 对原 油 有 较 好 的 适 应 性 。 注 入 水 的 总 矿 化 度 和 各 种离 子 含 量 均 在 细 菌 适 应 范 围 内 。 地 层 水 过 滤 后 加入 营 养 剂 ,按 2 %体 积 比 接 入 菌 种 ,65 ℃ 培 养 48h ,取 样 平 板 观 察 菌 落 形 态 ,结 果 表 明 内 源 菌 仅 占极 少 数 ,接 入 细 菌 大 量 存 在 ,密 度 达 107 说 明 菌 液 对 地 层 水 的 适 应 性 较 好 。表 1   细 菌 作 用 前 后 的 原 油 粘 度 变 化 原 油 粘 度作 用 前 作 用 后粘 度 下 降 , % 33 1365 668 51. 1 62 1650 627 62. 1 331 960 489 48. 7注 :50 ℃ 测 量 。3. 3   物 理 模 拟 试 验采 用 处 理 过 的 油 砂 充 填 岩 心 ,恒 温 65 ℃ ,利用 断 块 的 原 油 和 水 样 ,一 次 水 驱 共 注 入 2 倍 孔 隙体 积 的 水 量 ,水 驱 后 含 水 率 达 到 96 % ,然 后 开 始注 入 菌 液 ,注 入 细 菌 密 度 107注 菌 液 后 二次 水 驱 共 注 入 3 倍 孔 隙 体 积 水 量 ,达 到 含 水 率98 % ,试 验 结 束 。试 验 步 骤 :装 填 模 拟 岩 心 — 抽 真 空 — 饱 和 水— 计 算 孔 隙 体 积 、 水 相 渗 透 率 — 饱 和 油 — 测 含 油饱 和 度 — 水 驱 — 计 算 水 驱 采 收 率 — 注 稀 释 菌 液 —恒 温 放 置 7 d — 水 驱 — 计 算 最 终 采 收 率 。 结 果 表明 ,盘 2 - 33 断 块 适 于 微 生 物 驱 油 ,室 内 提 高 采 收率 达 14. 13 %。3. 4   空 气 辅 助 试 验基 于 微 生 物 本 身 的 特 性 ,所 使 用 的 细 菌 在 有氧 条 件 下 ,生 长 代 谢 速 度 比 在 无 氧 条 件 下 快 得 多 。图 1 表 明 ,好 氧 条 件 的 比 厌 氧 条 件 下 高 出许 多 。 因 此 ,为 了 提 高 菌 液 的 活 性 和 作 用 效 果 ,需给 细 菌 补 充 适 当 的 空 气 辅 助 微 生 物 驱 油 。图 1   37 菌 为 了 掌 握 注 入 空 气 的 量 ,根 据 细 菌 对 氧 气 的需 求 进 行 理 论 计 算 。 当 菌 液 进 入 地 层 后 ,在 注 入水 的 稀 释 下 ,细 菌 密 度 约 为 105 室 内 应 用地 层 水 把 原 菌 液 稀 释 1 000 倍 ,测 试 生 物 耗 氧 量 2. 5 L。 含 有 1 气 的 空 气 体 积 为106. 6 含 有 1 g 氧 气 的 空 气 体 积 为 3. 332 此 现 场 每 注 入 1 t 菌 液 ,在 地 层 中 至 少 消 耗 气 中 的 氧 气 。鉴 于 注 入 空 气 的 副 作 用 ,开 展 了 空 气 安 全 性试 验 。 在 一 小 型 反 应 器 中 加 入 岩 心 、 原 油 ,并 冲 入空 气 ,加 热 到 适 当 温 度 进 行 反 应 ,用 气 相 色 谱 分 析排 出 的 气 体 。 结 果 表 明 ,通 过 低 温 氧 化 反 应 ,注 入空 气 中 的 氧 气 浓 度 大 大 降 低 ,浓 度 均 低 于 4 %。因 此 ,在 油 藏 中 注 入 空 气 ,即 使 不 被 微 生 物 全 部 利用 ,也 将 在 地 层 中 发 生 的 氧 化 反 应 过 程 中 被 大 量消 耗 ,使 氧 气 浓 度 降 到 安 全 线 范 围 内 。4   现 场 应 用 及 效 果4. 1   现 场 设 计 及 施 工 工 艺4. 1. 1   注 微 生 物 前 进 行 整 体 堵 水 调 剖由 于 盘 2 - 33 断 块 层 多 ,非 均 质 严 重 ,地 层 受35第 11 卷 第 4 期                 孙 德 宽 等 . 微 生 物 驱 油 技 术 在 盘 2 - 33 断 块 常 规 稠 油 油 藏 的 应 用                 2004 年 7 月注 入 水 长 期 冲 刷 ,形 成 了 次 生 孔 道 ,注 入 水 主 要 沿高 渗 层 、 段 窜 流 ,造 成 注 入 水 利 用 率 大 大 降 低 。 如直 接 注 微 生 物 ,则 沿 大 孔 道 窜 流 ,严 重 影 响 驱 油 效果 ,因 此 注 微 生 物 前 必 须 进 行 整 体 堵 水 调 剖 。 根据 注 水 井 的 井 口 压 降 、 吸 水 剖 面 等 资 料 ,选 择 4 口水 井 调 剖 ,选 用 高 粘 强 度 颗 粒 凝 固 型 堵 剂 。4. 1. 2   微 生 物 水 驱 液 的 浓 度 及 注 入 量前 期 室 内 试 验 及 微 观 机 理 试 验 表 明 ,微 生 物在 地 层 中 起 作 用 的 最 低 浓 度 为 105 每 轮次 注 菌 液 量 为 300 菌 液 在 地 层 中 从 107 释 到 2 × 105 其 稀 释 倍 数 为 50 倍 ,试验 井 注 水 量 为 400 d ,根 据 公 式 计 算 出 注 入 周期 为 37 d。注 入 周 期 (d) = 每 轮 次 注 菌 液 量 (× 菌 液稀 释 倍 数 / 注 水 量 (d)微 生 物 驱 油 试 验 设 计 2 a ,每 轮 次 菌 液 原 液 用量 25 t ,累 积 注 入 20 轮 次 ,注 入 菌 种 500 t ,现 场 放大 菌 液 7 460 . 1. 3   施 工 工 艺采 取 现 场 菌 液 放 大 周 期 注 入 工 艺 ,试 验 区 4口 注 水 井 采 取 段 塞 式 注 入 微 生 物 。 施 工 时 ,放 样培 养 罐 与 注 水 干 线 接 口 阀 门 打 开 ,按 2∶1 (水 ∶ 菌 )比 例 稀 释 后 ,经 高 压 注 水 泵 注 入 ,在 菌 液 注 入 完 成后 ,根 据 空 气 辅 助 试 验 结 果 注 入 空 气 。 盘 2 - 33块 每 轮 次 配 注 菌 液 300 需 注 入 空 气 4 165 用 压 风 机 以 6 度 注 入 空 气 ,连 续 注 入23. 2 h。 后 续 正 常 注 水 1 d ,再 停 注 4 d ,保 证 菌 液在 地 层 中 有 充 分 的 停 留 时 间 ,再 转 入 正 常 注 水 。4. 2   应 用 效 果对 试 验 区 内 5 口 油 井 产 出 液 跟 踪 取 样 ,进 行细 菌 和 原 油 物 性 分 析 。 微 生 物 驱 油 试 验 前 后 数 据对 比 表 明 ,受 效 油 井 产 出 液 中 细 菌 浓 度 呈 递 增 趋势 ,原 油 粘 度 和 凝 固 点 总 体 趋 势 逐 渐 降 低 。 如 盘2 - 33 井 原 油 地 面 粘 度 由 1 365 s 下 降 到720s ,表 明 现 场 注 入 的 微 生 物 在 盘 2 - 33断 块 油 藏 内 生 长 、 代 谢 ,并 对 原 油 产 生 了 作 用 ,改善 了 原 油 的 渗 流 性 能 。盘 2 - 33 断 块 试 验 区 现 场 注 入 5 个 月 后 见效 ,与 注 微 生 物 前 对 比 ,开 发 形 势 明 显 变 好 。 试 验区 内 油 井 产 油 量 增 加 ,含 水 率 下 降 ,9 口 油 井 见 效增 油 降 水 ,见 效 率 82 %。 如 盘 2 - 62 井 含 水 率 由91. 3 %下 降 到 80. 5 % ,产 油 量 由 3. 2 t/ d 上 升 到7. 2 t/ d。 断 块 产 油 量 明 显 上 升 ,产 油 量 由 33 t/ 至 最 高 的 52 t/ d ,平 均 44 t/ d ;综 合 含 水 率 下降 ,含 水 率 由 89. 4 %下 降 到 最 低 的 83. 8 % ,平 均86. 2 %。 如 不 进 行 微 生 物 驱 油 试 验 ,按 13 %自 然递 减 率 计 算 ,到 2002 年 底 应 产 油 1. 99 × 104 t ,而实 际 产 油 2. 92 × 104 t ,多 产 油 0. 93 × 104 t。微 生 物 驱 油 后 , 采 收 率 由 33. 3 % 上 升 到40. 1 % ,提 高 6. 8 % ,增 加 可 采 储 量 18 × 104 t。5   结 论 及 认 识(1)根 据 油 藏 特 点 ,进 行 微 生 物 驱 油 可 行 性 论证 及 室 内 试 验 研 究 。 结 果 表 明 ,细 菌 在 地 层 中 大量 生 长 ,繁 殖 能 力 强 ,导 致 原 油 物 理 化 学 性 质 发 生变 化 ,粘 度 降 低 ,流 动 性 能 增 加 ,提 高 了 采 收 率 。(2)对 于 层 多 、 非 均 质 严 重 的 油 藏 ,微 生 物 驱油 前 必 须 进 行 整 体 调 剖 ,封 堵 高 渗 层 、 段 的 大 孔道 ,提 高 微 生 物 驱 油 的 利 用 率 ,提 高 驱 油 效 率 。(3)矿 场 试 验 表 明 ,细 菌 能 够 在 盘 2 - 33 断 块中 存 活 并 生 长 代 谢 ,降 低 原 油 粘 度 及 凝 固 点 ,改 善原 油 流 动 性 ,对 应 油 井 含 水 率 下 降 ,产 油 量 上 升 ,采 收 率 提 高 6. 8 % ,表 明 常 规 稠 油 油 藏 实 施 微 生物 驱 油 ,可 有 效 地 提 高 油 层 内 驱 油 效 率 。参 考 文 献1   唐 纳 森 E C 著 . 微 生 物 提 高 石 油 采 收 率 . 北 京 :石 油 工 业 出 版社 ,19952   刘 易 非 ,何 秋 轩 ,张 旭 辉 . 微 生 物 驱 油 效 率 实 验 研 究 . 提 高 采 收率 技 术 ,1996 ,3 (4) :30~ 34(编 辑   赵 卫 红 )452004 年 7 月                               断 块 油 气 田                                 第 11 卷 第 4 期of In as in 5 57001 , , i et 2004 ,11( 4) :46~ 48by of of in of in OR of In in of of so on 313 % 5 %. a to is in in OR of o. , , un 2004 ,11( 4) :49~ 51at of by of on to of on of of on s of of of in 51507 , , et 2004 ,11( 4) :52~ 54is a It at of to is in As of of of of in be in a of is is is a We on is 8 in of 1 1. 02249 , 2. ,57094 , , 2004 ,11( 4) :55~ 57is by of of in of 1 is of of is is is is is It of 1 , 37001 , , et 2004 ,11( 4) :58~ 59In to of to it by to of to to 004                                                                 11   4
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