微生物吞吐采油技术应用效果分析

微生物吞吐采油技术应用效果分析
摘要：室内研究优选出适合SN油田的BS菌种，该菌种具有较好的油层配伍性，能够降低原油粘度，投入产出比1：8.5，现场应用增油效果显著。

结合微生物吞吐技术特点，确定了SN油田微生物吞吐采油技术选井条件，提高措施有效率，解决了压裂等措施无法实施薄、差油层的问题，完善薄、差油层开采方法，为SN油田推广应用提供依据。

关键词：SN油田；微生物；采油技术；菌种性能；评价
SN油田开发区中的过渡带地区，中、低渗透油层由于油层物性、原油物性以及连通状况影响，动用程度差，采出程度较低，具有较多的剩余油，现有技术状况下，这部分油层进一步动用难度较大，目前的三次采油技术聚合物驱和三元复合驱均不适应这类油层。

由于这部分油层原油粘度大、含蜡量高，在注水开发过程中，有机堵塞造成产能下降较快，而部分油井油层有效厚度小，应用压裂、酸化等增产措施效益差。

为此，根据这类油层特征和原油物性，在室内实验的基础上，开展微生物采油技术研究，先后进行了30口油井微生物吞吐和开展微生物驱油试验，增油效果明显。

一、微生物采油技术菌种性能评价
萨东过渡带地区油层发育状况差，低渗透一般在200μm2，地面原油粘度40cp 以上，含蜡量高于纯油区3-5个百分点，油层温度为45℃，并且该地区含水较高，针对过渡带地区的开发特点，确定出优选菌种应适应以下条件。

(1)在原油存在的条件下能够生存，对原油的毒性有很强的抵抗作用。

(2)在大庆油层的温度条件(45℃)能够生存。

(3)油层的厌氧条件要求菌种最好厌氧，至少是兼性的。

(4)具有同化降解原油的能力。

(5)代谢产物具有提高原油采收率的能力
从大庆油田各采油厂取上百个油污水样，从中分离出38株菌，进行目的菌种分离，得到了代谢产出表面活性剂的BS菌种，BS菌种为革兰氏阴性菌，属假单胞菌属，是兼性厌氧菌，菌体形态为杆状，菌体大小为1-2μm，PH值4.5-9.0，菌数105-109(cell/ml)，耐温65℃，耐盐12500mg/L，呈现浅黄或深黄色，具有较好的耐温、耐酸、碱和耐盐等特性。

与SN东部过渡带地区油层具有较好的配伍性，主要表现两个方面。

1、IBS菌种作用后原油性质变化
(1)原油正构烷烃组成变化。

将菌种作用前后的原油做色谱分析，可以看到菌种作用前后的原油烷烃组分发生了不同程度的变化，从菌种作用后烷烃分布曲线可以明显看出，曲线向轻组分方向移动。

(2)菌种作用前后原油粘度的变化。

经测定菌种对不同性质的原油均具有较好的降粘效果。

分析认为，发酵液对原油具有降解作用，使原油轻组分增加，加入BS菌种发酵液后，原油的姥鲛烷/nC17，和植烷/nC18。

比值增加，改变了原油的流动性能。

如X1井，当发酵液浓度分别为(浓度/温度)：0/65、0.2/60、0.6/50、1/46、2/40、5/30时，降粘率分别为0、7.6、23、29、38.5、53.8。

(3)菌种作用前后原油含蜡的变化。

用柱色层吸法测定菌种作用前后含蜡变化，发现菌种作用后含蜡量下降，随着菌种浓度的增加，防蜡率随之增加。

如X1井，当发酵液浓度分别为：0.2、0.6、1、2、5时，防蜡率分别为36.2、57.6、74.5、73.9、85.75。

1.2微生物菌液性能分析
(1)发酵液菌浓达到108数量级。

我们对微生物发酵的原液进行菌浓度测试。

测试表明，微生物在温度低于65℃条件下，菌浓度可以达到108数量级。

(2)发酵液有机酸分析。

检测到无机酸发酵液的pH值由7.2下降到4.5-5.5，说明菌种生物代谢过程中产生酸性物质，放置12Oh后脂肪酸含量由空白的168.99mg/L上升到818.54mg/L。

(3)发酵液界面张力分析。

发酵液与油相的界面张力(IFT)是衡量生物表面活性剂性能的一个重要参数。

通过测定，pH值为4.5的菌液复配体系与SN过渡带原油的界面张力为3.4×10-1mN/m，说明所筛选到的微生物在以碳水化合物为碳源时能产生界面活性很高的生物表面活性剂。

(4)菌种存活期可以达到30d以上。

在室温条件下，对放置在烧瓶中的菌种进行测试，菌的浓度保持在1.2×105个/mL—1.0×108各/mL范围内天数为35d。

通过室内研究，产生表面活性剂的BS菌种具有降粘性能，与SN东部过渡带地区油层具有较好的配伍性，可有效解除有机物堵塞，适合在SN东部过渡带地区进行现场应用。

二、应用效果
2.1技术原理
(1)微生物代谢产生的生物表面活性剂，可以在井壁产生亲水膜，使油与井壁之间的作用力减弱，在油层中，生物表面活性剂也可以提高油井产能。

(2)微生物菌体可以被油层中的颗粒吸附，这样颗粒周围的极性加强，颗粒
与岩石作用力减弱，从而可清除一些杂质对岩石孔道的堵塞，起到疏通孔道，提高渗透率的作用。

(3)微生物代谢产物有机醇、有机酮(醛)、脂肪酸等，是原油的溶剂类物质，能够溶解稀释原油，使吸附在孔隙岩石表面的原由易于释放；有机酸能溶解石灰岩、疏通岩石孔隙，起到酸化地层、近井解堵的作用。

(4)微生物代谢产生的CO2、H2、CH4等气体，能溶于原油，使其膨胀和降粘，还能增加整个油藏体系的压力，从而促进流体流动，增加油井产能
2.2选井原则
(1)储层具有一定的有效厚度，与水井连通状况良好，投产初期具有较高产能。

(2)随着注水受效，产液、产油下降主要是有机污染造成的。

(3)地面设备及井下管柱状况良好，相应邻井注水状况较好。

2.3措施效果
1999年-2002年共施工30油井，1999年微生物吞吐技术单井微生物用量为1t/口，2000年后菌种用量根据油井有效厚度进行设计，即1t/2m，菌液浓度控制在10-30％，顶替清水8-12m3，解堵半径5-7m，施工时注入压力控制在破裂压力以内，措施后，30口油井增油效果较好。

(1)萨东过渡带地区应用“BS”微生物菌种吞吐后投入产出比达到1：8.5，比该地区油井压裂经济效益高1.8倍。

萨东过渡带地区应用微生物吞吐采油井30口，有25口井见效，见效比例为83.3％，措施后日增油67t，综合含水下降4.9个百分点，阶段累积增油5765t，平均单井累积增油192t，创效656，06万元(每吨原油价格按1138元计算)，扣除原材料和研究费用，直接经济效益587.06万元，投入产出比达到1：8.5。

2002年该地区实施油井压裂3口，平均单井累积增油600t，投入产出比只有1：4.7，与压裂效果对比，微生物吞吐采油技术具有投入少，资金回收快，经济效益高的优势。

(2)油井原油粘度下降，提高油井渗流能力。

微生物具有降解原油的能力，根据8口采油井取样分析，原油粘度由措施前的46.9mP.s下降到32.3mP.s，下降了14.6mP.s，下降幅度为31.1％，增加原油从油层进入井筒的流动性能。

措施后30口油井日产液480t，比措施前增加221t，泵效为53.6％，比措施前提高24.6个百分点。

(3)有效延长油井的洗井周期。

因为微生物对石蜡有很好的代谢作用，发酵形成的酸和气体可以使井筒周围得到清洗，可以延长油井的洗井周期。

统计30口措施的油井，措施前平均洗井周期为141d，措施后，平均提高洗井周期100d
以上。

三、结论
(1)通过微生物解堵后，含水相对较低的油层发挥了作用，可减缓中高含水的油井层间矛盾。

统计措施后的30口油井资料，中高含水油井措施效果显著，综合含水为80-90％的油井见效比例为100％，措施初期日增液115t，日增油27t，增油幅度为3.38倍，综合含水下降7.0个百分点，平均单井增油213t；综合含水大于90％的6口油井见效井比例为67.7％，平均单井增油214t；与含水小于80％的油井对比，中高含水油井平均单井累积增油40t。

(2)与水井连通方向多的，注水状况好的油井，微生物解堵效果最好。

双向连通和三向连通的油井有16口，见效比例为94.0％，措施初期增油幅度达到1.43倍，平均单井累积增油277t，与单向连通的油井对比，措施有效率高12.2个百分点，增油幅度高0.9倍，而处在断层附近的油井措施效果最差。

(3)确定适合微生物吞吐技术油井条件。

油井综合含水在80％以上的油井；连通方向在两个方向以上的油井；砂岩厚度10.0m左右，有效厚度在2.0m以上，水驱控制程度在70％以上，开发中、低渗透率油层的油井；原油粘度较大，含蜡量高，产能下降快的油井。

参考文献：
1.刘文霖，油气田开发技术[M]，北京：石油工业出版社，1996。