微生物吞吐采油优化设计方法
改善微生物采油关键技术研究和应用

微生物提高原油采收率(Microbial Enhanced OilRecovery ,MEOR )是利用微生物的有机活动及代谢产物来提高原油采收率的一项综合性技术。
室内研究显示微生物采油能提高采收率15%~23%,但从诸多油田现场应用情况来看,常规微生物采油措施有效期短,一般小于3个月,增油量少,一般在300t 左右,与室内改善微生物采油关键技术研究和应用黄子俊,冯青,田苗,杨浩,刘子雄(中海油田服务股份有限公司油田生产研究院,天津300459)摘要:本文针对目前对油藏中微生物的认识不足、现场采油有效期短,增油效果差等方面问题,开展了采油功能强的微生物筛选、外源菌耦合内源菌定向激活短板核心微生物、调控微生物代谢产物、聚合生物酶以及优化微生物采油施工参数等关键技术研究。
现场应用效果表明,同以往微生物采油技术相比,适应性好,有效期长达3年,单井增油量平均4000t 以上,展现了良好的技术应用前景。
关键词:微生物采油;油藏;提高采收率;采油方法中图分类号:TE357.9文献标识码:A文章编号:1673-5285(2018)02-0037-05DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2018.02.009Research and application of key technology for improving microbial enhanced oil recoveryHUANG Zijun ,FENG Qing ,TIAN Miao ,YANG Hao ,LIU Zixiong(China Oilfield Services Limited Oilfield Production Optimization Institution ,Tianjin 300459,China )Abstract:With the development of science and technology,microbial enhanced oil recoveryhas become the fourth new method of EOR (enhanced oil recovery )after thermal drive,chemistry drive and polymer drive,and draws more and more attention.This paper analyzes the present development of this technology at home and abroad,simply introduces the char -acteristics and application of microbial profile control,microbial stimulation technology for single well and microbial water flooding and discusses the challenge and prospect of micro -bial enhanced oil recovery.Also,the field application results show that the adaptability is good compared with previous microbial oil recovery technology,has long validity and high ef -ficiency.Key words :microbial enhanced oil recovery (MEOR );oil reservoirs ;enhanced oil recovery ;oil recovery technology*收稿日期:2018-01-26石油化工应用PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION 第37卷第2期2018年2月Vol.37No.2Feb.2018属水相/个数油相/个数油相/菌株名称合计/个数α-变形杆菌283Oceanicola nanhaiensis SS011B1-2031Salin arimonas Sl014B41a4Filomicrobium insigne Sg5b-19γ-变形菌175Halomons daoingensis SL014B-8522Halomons daoingensis D0d2-30Halomons daoingensis sl014b-69Marinobaccter guadaon ensis sl014B61A Marinobaccter guadaon ensis sl014B11Aβ-变形菌101放线菌05Tessaracoccus sp SL014B-76A15Tessaracoccus sp SL014B-20A1Tessaracoccus sp SL014B-79AAmycolicicoccus subflavus DOS3-9A1Amycolicicoccus subflavus DOS3-9A2厚壁菌99相比差距较大,效果不持久,难以同热力驱、化学驱、聚合物驱一样开展大规模的生产应用。
微生物采集石油的方案

酸与碳酸盐发生化学反应生成二氧化碳,降低石油黏度
气体
恢复油层压力
使石油膨胀
降低黏度,改善流速比
由于碳酸盐被二氧化碳溶解而使渗透率增加
溶解在原油中而使原油黏度下降
溶解矿物中的硫,提高渗透率
生物量
选择性或非选择性封堵
通过生物代谢产物对油层的作用
微生物代谢产物
对油层的作用
溶剂
溶解岩石孔隙中的原油,降低原油黏度
通过溶解和清除孔隙喉道中的长链烃增大有效率
表面活性剂
减少油,岩石和油,水接触的表面张力
乳化作用:形成石油—水乳状液
酸
通过溶解孔隙喉道中的碳酸盐增大有效渗透率
3.1.1微生物的直接作用
通过在岩石表面上的生长繁殖,占据孔隙空间,用物理方法驱出石油,改变碳氢化合物的馏分。微生物能黏附则岩石表面,在油膜下生长,最后把油膜推开,使油释放出来。
3.1.2改变原油的组成
通过降解原因,使其变成低黏的原油。微生物以石油中正构烷作为碳源而生长繁殖,从而改变了原油的碳链组成,使原油黏度降低而变得容易流动。微生物不断老化,改变了石蜡其原油的物理性质,影响了原油液或固相的平衡,降低了石蜡其原的临界温度和压力。微生物的增加能大大减少储存、井眼和设备表面原油石蜡的温度和压力。微生物生长时释放出的生物酶,可降解原油,使原油碳链断裂,高碳链原油变为低碳链原油,使重组分减少,轻质组成增加,凝固流和黏均可降低。不仅改善原油在油层中的流动性,而且会使原油层质得到改善。
微生物采油(即地下发酵发)是直接将微生物注入到油层,将储油岩层作为一个巨大的发酵罐,在其中生长繁殖,代谢出对提高采收率有用的代谢产物或进行原油改良,从而提高原油采收率得方法。与其他提高采收率的方法相比,微生物采油技术具有明显的优势;一、施工成本低,二、施工工艺简单,操作方便,操作方式灵活多变,容易控制,三、具有不损坏地层,可反复使用,易生物降解,不易污染环境的生态学优势,四、增产效果持续时间长,五、使用范围广。
微生物吞吐采油技术发展思考

微生物吞吐采油技术发展思考微生物吞吐采油技术是一种利用微生物来提高油田采油效率的技术。
随着石油资源的日益枯竭,传统的采油技术已经难以满足全球能源需求,因此对微生物吞吐采油技术的研究越来越受到重视。
本文将就微生物吞吐采油技术的发展现状、存在的问题和未来的发展方向进行一些思考。
我们来了解一下微生物吞吐采油技术的基本原理。
微生物吞吐采油技术是依靠一些特殊的微生物来降低原油的黏度和粘度,从而提高原油的流动性,使得原油更容易被开采。
在这个过程中,微生物通过代谢作用来降解原油中的高分子化合物,从而改变原油的性质。
这种技术与化学吞吐剂相比,不仅更环保,还可以有效地延长油井的寿命,提高采油效率。
随着对微生物吞吐采油技术的研究不断深入,目前已经取得了一些进展。
一方面,有关微生物吞吐采油技术的基础理论研究得到了加强,可以更好地理解微生物在原油中的代谢作用及其对原油性质的影响。
许多实验室研究表明,通过选择适合条件的微生物菌株,可以取得显著的吞吐采油效果,这为技术的实际应用提供了有力的支持。
尽管微生物吞吐采油技术展现出巨大的应用潜力,但在实际应用中还存在着一些问题和挑战。
微生物吞吐采油技术在不同油田的适用性有所不同,需要根据不同油田的地质特征和原油性质来选择合适的微生物菌株,这就需要开展更多的油田适应性研究。
微生物吞吐采油技术在实际应用中需要考虑到微生物对环境的影响,包括对地下水的影响以及对生态系统的影响,因此需要加强环境风险评估和管理。
微生物吞吐采油技术的成本问题也需要引起重视,目前这项技术的成本相对较高,需要通过技术创新和工艺优化来降低成本,使得技术更具竞争力。
看到微生物吞吐采油技术的发展现状和存在的问题,我们不禁要思考一下,未来该技术的发展方向应该是怎样的。
需要加强对微生物吞吐采油技术的基础理论研究,深入理解微生物在原油中的代谢机制以及原油性质的变化规律,这将为技术的实际应用提供理论指导。
需要开展更多的实验室和试验田的研究,选择合适的微生物菌株并加强对不同油田适应性的研究,以验证技术的可行性和效果。
微生物吞吐采油技术

微生物吞吐采油技术摘要:石油是不可再生资源,但是随着石油开采的不断深入,石油存储量的不断较小,石油开采的难度越来越大。
微生物吞吐技术的应用,可以降低稠油的粘稠度,能在很大程度上提高原油采收率。
本文首先分析了微生物吞吐采油技术的原理和特点,并讨论了微生物吞吐采油技术的应用。
关键词:微生物;采油;采油技术1 微生物吞吐采油技术的原理和特点1.1 原理第一,微生物的正常生长代谢会产生生物酶,代谢产生的酶可以分解只有重组分。
石油重组分比较粘稠,轻组分粘稠度比较低,当粘稠的重组分被分解成为轻组分,则有利于开采。
这就使得曾经因为粘稠而无法开采出来的石油可以运用微生物吞吐技术开采出来。
第二,微生物代谢还可以产生可溶解的碳酸盐,这就增加了底层的孔隙度。
底层的渗透率有所增加,开采工作也有利于进行。
第三,微生物代谢产生气体,地层压力上升,原有的流动性有所增加,开采工作变得相对容易。
多种微生物在代谢过程中能产生生物气,一般包括H2、CO2和CH4等,无论是什么气体,如果在油藏中产生必然有利于采油。
这些气体均是微生物以碳水化合物为底物发酵生成的,气体的产量与驱油效果有直接关系。
第四,微生物可以产生脂肪类物质,具有润湿性,能够使得底层流体变得容易流动。
第五,微生物可以将原油中的稠化物质水解,消解原油中的冻胶物质,从而使得原油的流动性增加。
总之,微生物以石油中的某些物质为养料,可以自行生长生殖,大量的微生物的新陈代谢产生大量的酶、碳酸盐和气体等等。
这些增加了原油的流动性、底层的孔隙率、底层流体的流动性、轻组分的占比,最终增加了石油的开采量。
1.2 特点第一,微生物吞吐采油技术是利用微生物自身的代谢产物来改变原油粘稠度、底层孔隙率和流动性等等,从而让原料粘稠不可采集的石油变得可以采集。
在整个过程中,只有微生物在工作,没有其他大型设备或者化学物质,对环境没有污染。
所以,微生物吞吐采油技术具有环境友好型的特点。
第二,微生物吞吐采油技术的成本比较低,微生物可以自己繁殖,投入比较少。
微生物吞吐采油技术发展思考

微生物吞吐采油技术发展思考随着石油工业的发展,油层越来越老化、成分复杂、开采难度逐渐增加,传统的采油方法面临很大的挑战。
微生物吞吐采油技术应运而生,这种技术利用微生物自身的代谢活动来改善原油的物化性质,从而实现有效采油。
与传统的采油技术相比,微生物吞吐采油技术具有低成本、低污染、可控性强等特点,因此在石油工业中应用前景广阔。
本文将对微生物吞吐采油技术的发展进行思考,并针对这种技术的应用前景进行分析。
微生物吞吐采油技术最早可以追溯到20世纪60年代。
当时,美国科学家在研究水力压裂技术时发现,通过微生物的代谢作用可以促进原油的渗出。
在此基础上,人们开始探索如何通过微生物的代谢作用来加速采油。
在80年代初,美国油气公司首次将微生物吞吐采油技术应用于实际生产中。
这种技术通过向油藏中注入一定数量的微生物,利用微生物分解原油中的高分子化合物,使其变得更易流动,从而提高采油效率。
随着技术的不断发展,微生物吞吐采油技术已经取得了很大的进展。
目前,人们已经发现了一些具有特殊代谢功能的微生物,如酵母菌、细菌等,这些微生物可以在此特定地域内生长和繁殖。
通过科学地控制这些微生物的数量和生长环境,可以实现有针对性的采油效果。
可以预计,随着技术的不断创新,微生物吞吐采油技术的应用前景将会更加广阔。
1. 低成本微生物吞吐采油技术的注入成本相对较低,而且可以实现多次注入。
此外,采用这种技术可以减少人工方法的使用,从而节约人力资源成本。
2. 低污染相比传统的采油技术,微生物吞吐采油技术对环境污染更小。
由于微生物吞吐采油技术采用的是天然的微生物,不需要使用人工合成的化学药剂,从而减少了化学物质对环境的影响。
3. 可控性强微生物吞吐采油技术可以根据具体情况进行调整,从而实现有针对性的采油效果。
此外,由于微生物吞吐采油技术的反应速度较慢,因此可以有效地控制采油速度,从而使得采油效果更加稳定。
总之,微生物吞吐采油技术是一种具有很大潜力的技术。
提高石油采收率-微生物采油

提高石油采收率
微生物பைடு நூலகம்油
三、微生物驱油效果分析实例 (一)方案情况及实施要点 1. 2008年微生物驱规划方案 2. 注入方案要点 (1)注入周期:30口水井,两种周期(90天和60天)。 (2)注入参数 ① 微生物介质(菌液+营养基+无机盐水溶液)注入量与原注水 方案配注量一致。 ② 注入速度与原配注瞬时流量相当。 ③ 现场注入目的菌浓度高于1×107cells/mL。 ④ 杂菌浓度低于1×103cells/mL。 ⑤ 营养基中总糖浓度高于23%。 ⑥ pH值7~8。
改变岩石润湿性,分散乳化原油等。
提高石油采收率
工作过程知识
三、采油用微生物菌种的选择
⑴尺寸小、繁殖快。
⑵厌氧。
⑶耐高温。
⑷抗高压。
⑸耐盐。
⑹代谢产物中有气体、酸、溶剂、表面活性剂、
聚合物等。
提高石油采收率
工作过程知识
四、微生物采油营养液的选择
1.代谢产物符合设计方案的要求。
2.注入较小的数量即可由微生物代谢产生 较大数量的代谢产物。 3.注入地层后不与地层岩石及其中流体 发生其它反应。
2. 对原油的降解作用,降低原油粘度和凝固点。
3. 产生气体,可以提高地层压力,降低原油粘度, 增加岩石的孔隙度和渗透率。 4. 产生有机酸,增加岩石的孔隙度和渗透率。 5. 产生有机溶剂,降低原油粘度,提高原油的流动性。 6. 产生生物聚合物,可增加水相粘度,改善流度比。 7. 产生生物表面活性剂,降低油水界面张力,
4. 油层的地质条件(孔隙度、渗透率、孔隙结构大小、
地层压力、地层温度等)适合于微生物开采。 5. 具有完好的井身结构和完善的井口装置。
提高石油采收率
微生物吞吐采油技术发展思考

微生物吞吐采油技术发展思考【摘要】微生物吞吐采油技术是一种新兴的采油方法,通过利用微生物降解油藏中的复杂烃类物质,提高油井产量。
本文从微生物吞吐采油技术的原理和应用、在提高采油效率方面的作用、在降低采油成本方面的优势、在环境保护和可持续发展方面的意义、以及发展趋势和挑战等方面进行了详细讨论。
研究发现,微生物吞吐采油技术能够有效提高采油效率,降低采油成本,并对环境保护和可持续发展起到积极作用。
未来,微生物吞吐采油技术的发展趋势将更趋向于绿色环保和高效能源利用。
微生物吞吐采油技术的发展对油田开发具有重要意义,值得进一步深入研究和应用。
【关键词】微生物吞吐采油技术,采油效率,降低成本,环境保护,可持续发展,发展趋势,挑战,油田开发1. 引言1.1 微生物吞吐采油技术发展思考微生物吞吐采油技术是一种新型的油田开发技术,通过利用微生物在地下油层中的作用,促进原油与地层之间的作用力,从而提高油田的采收率。
随着石油资源的逐渐枯竭和环境污染问题的日益严重,微生物吞吐采油技术逐渐引起人们的关注。
对于这一新兴技术的发展,我们需要进行深入的思考和研究。
微生物吞吐采油技术不仅可以提高油田的采收率,还可以降低采油成本,同时对环境保护和可持续发展也具有重要意义。
在技术的发展过程中,也会遇到一些挑战和障碍。
我们需要思考如何克服这些挑战,推动微生物吞吐采油技术的发展。
2. 正文2.1 微生物吞吐采油技术的原理和应用微生物吞吐采油技术是一种利用微生物降解油田中油质物质,从而增加油藏驱替率的技术。
其原理主要是利用特定的微生物菌种对油井中的油质进行降解,将油质转化为可被泵送出来的物质,从而提高采油效率。
在应用方面,微生物吞吐采油技术已经在实际油田探索中取得了一定的成功。
通过注入适量的微生物菌种到油藏中,能够促进油藏中原油的分解和释放,从而提高采收率。
微生物吞吐采油技术还可以减轻油田开采过程中的环境污染问题,提高油田的可持续开发能力。
微生物吞吐采油技术发展思考

微生物吞吐采油技术发展思考随着越来越多的老油田开采进入中晚期,以及油气价值的不断提升,再加上传统采油方法的局限性和环境压力的不断增加,微生物吞吐采油技术在油田勘探开发领域逐渐崭露头角。
在微生物吞吐采油技术中,微生物的生命活动将油藏中油水分离,使易流动的原油被提取并移动,从而达到提高采收率的目的。
本文将从微生物吞吐采油技术的原理、现状和应用前景三个方面进行探讨和思考。
微生物吞吐采油技术是一种生物采油技术,其基本原理是将一定的微生物添加到油层中,通过活跃的微生物代谢产物与油层的作用,分解油藏中的碳源分子,并从注入物中得到能量,同时吞吐水分子,抑制水与油之间的粘度,使其分离,从而使原油在油层中的流动性增强,提高油藏采收率。
微生物在油层中是一种高效而特殊的生物降解剂,其代谢物能够刺激微生物吞噬、降解油烃物,还能够换液-油层微生态系统,改善油藏中的水力条件,从而使油藏的渗透率提高,流体性能得到改进,更好地满足采油工程的要求。
目前,国际上已经有了许多微生物吞吐采油技术的研究报道,并取得了一些积极的效果。
例如,美国石油基金会(API)就对微生物吞噬技术进行了长期的实验,获得了显著的油田采收率提高效果;我国也在这个领域进行了大量的研究,如龚金龙等在渤海海域对微生物吞吐技术进行了应用,在提高油田开采效率方面取得了一定的成果。
不过,微生物吞吐采油技术在应用上也存在一些问题和限制。
由于油藏环境复杂,微生物吞吐采油技术的成功与否与深层微生物数据及现场拱墅水、油藏物性等密切相关,同时,微生物吞吐采油技术在生态环境中的影响等问题也需要充分考虑。
相对于传统采油技术,微生物吞吐采油技术具有更为环保、节能、可持续等特点,且在极端环境下发挥作用的能力非常强。
因此,微生物吞吐采油技术在未来油气资源勘探开发中具有广阔的应用前景。
未来,可以进一步加强微生物吞吐采油技术的研究,通过实验验证和应用示范,完善技术体系,发挥微生物的更大潜力,进一步提高油田采收率,促进油气资源的可持续利用。
微生物吞吐采油技术研究

微生物吞吐采油技术研究石油问题已经成为当今世界的主要能源问题,人们追求财富,石油已经成为创造社会财富的主要因素之一,同时,开采石油也成为影响世界的经济秩序与军事,政治的一种重要手段。
石油已经成为每一个国家能源战略的核心。
随着我国经济的不断发展,石油问题也成为我国能源问题的关键,所以微生物吞吐采油技术的出现,是给我国的能源问题打上了一剂强心针。
一、微生物吞吐采油技术概述微生物作为提高原油采收率的技术被称为微生物采油技术,是一个总称。
微生物吞吐采油技术是新时代的一种产物,它通过注入油井中,通过物理或者化学的方法,从油井中开采出人类的资源——石油。
1.从微生物源的分类不同来分,可以将石油分离技术分为外源微生物采油技术和本源微生物采油技术。
微生物采油技术按照驱替方式来分,可以分为微生物驱油技术和微生物吞吐采油技术:(1)微生物驱油技术是指将从注水井注入微生物,随着注入的水越来越多,逐渐对油层进行驱替,从而分离出石油。
(2)微生物吞吐采油是将微生物注入采油井单井中,随着微生物的作用,将井眼内流体的理化性能改变,从而提升单井的原油产量。
将(2)与(1)对比发现,(2)的技术具有更小的风险,操作上的简便,施工的简单的优点,所以微生物吞吐采油技术是本文所要研究的重要对象,也是微生物采油技术的发展方向。
2.之所以选择微生物作为吞吐采油技术的生物,微生物必然有属于它易于别的技术的特点。
2.1微生物的代谢产物不断的利用物理作用或者化学作用来与原油发生反应,从而降低了原油表面的张力,使得原来那些在岩石表面及空隙中的原油更容易从中分离出来,更加优化了原油的提炼率。
2.2能够发生作用的微生物藏在原油中,利用原油在其中生长并且繁殖,更能直接的作用于采油技术中。
2.3微生物通过自身以及自身的排泄物组成成膜,粘附在空隙的表面,将高渗透带堵塞,使得波及的体积得到有利扩大。
2.4另外,微生物可以利用往井里注水整体的提炼原油,并且可以有效地提取剩余的石油,提高效率。
微生物吞吐采油技术发展思考

微生物吞吐采油技术发展思考【摘要】微生物吞吐采油技术是一种新型的采油技术,通过利用微生物在油藏中的作用,促进原油的流动和提高采收率。
本文首先介绍了微生物在采油过程中的作用与应用,探讨了微生物吞吐采油技术的原理与方法。
其次分析了该技术的优势与挑战,提出了未来发展方向,同时探讨了与环境保护的关系。
最终结论指出,微生物吞吐采油技术的发展将带来采油工艺的革新与效率的提升,有望为油田开发带来全新的可能性,对于发展石油工业具有重要意义。
通过不断的研究和实践,可以不断完善该技术,推动油田开发的可持续发展。
【关键词】微生物、吞吐采油技术、发展、思考、作用、应用、原理、方法、优势、挑战、未来发展方向、环境保护、发展、采油工艺、效率提升1. 引言1.1 微生物吞吐采油技术发展思考微生物在采油过程中的作用与应用主要体现在以下几个方面:一是通过微生物代谢产生的吞吐剂,可以改善油藏中的油水相对渗透率,从而提高采收率;二是微生物可以降解油田中的有机物,减少油藏污染,保护环境;三是微生物在地层中的自生长和自繁殖也能够维持长期的采油效果。
微生物吞吐采油技术的原理与方法主要包括微生物筛选、培养、注入和监测等步骤。
通过合理选择和培养适应性强的菌种,控制注入浓度和频率,实现对油藏的有效改造。
微生物吞吐采油技术的优势在于其绿色环保、经济效益显著,但同时也面临着菌种选择、生长环境控制等挑战。
未来发展方向主要集中在提高微生物代谢产物的效率和特异性、深化对微生物在油藏中的作用机制的研究。
微生物吞吐采油技术与环境保护的关系密切,通过引入微生物降解油田污染物,不仅可以减少环境压力,还可以提升油田的可持续发展能力。
微生物吞吐采油技术的不断发展将为采油工艺革新和效率提升带来新的机遇和挑战,有望成为未来油田开发的重要技术手段。
2. 正文2.1 微生物在采油过程中的作用与应用微生物在采油过程中发挥着重要作用,其主要包括以下几个方面:1. 生物改造油藏:微生物可以通过产生酸、酶等物质改造油藏的物理性质,增加油井渗透率,提高原油采收率。
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微生物吞吐采油优化设计方法摘要20世纪80年代发展起来的微生物强化采油技术,是一项利用微生物的活动及其代谢物强化采油的技术( Microbial Enhanced 0ilRecovery,简称MEOR)。
因其具有较强的应用潜力,国内外对该技术越来越重视。
微生物吞吐采油是指在采油井单井注入微生物,利用微生物作用,改变井眼内流体理化性能,提高单井原油产量。
本文首先阐述了微生物吞吐采油的的作用机理,包括六个方面,对这些作用机理进行了全面概述。
然后探讨了微生物采油的选井条件,包括一些具体参数。
最后根据中原油田的条件研究了微生物采油菌种筛选的优化方法,并得到结论。
关键词:MEOR;吞吐采油;作用机理;菌种筛选一、微生物采油技术1.1 微生物采油技术简介目前普遍采用的采油技术主要有化学法(如表面活性剂、聚合物及其复合体系)、热采方法和气采方法,我国应用较多的是化学法。
20世纪80年代发展起来的微生物强化采油技术,是一项利用微生物的活动及其代谢物强化采油的技术( Microbial Enhanced 0il Recovery,简称MEOR)。
因其具有较强的应用潜力,国内外对该技术越来越重视。
微生物采油技术是一项高新技术,是微生物技术与采油技术的融合,对于处理难采油井具有明显的作用。
在90年代初,美国和加拿大等已进人商业化应用阶段。
我国在此领域虽然起步较晚,但发展势头强劲,在室内研究和矿场试验都有相当进展。
微生物采油是指通过微生物作用提高油田采收率的采油方法。
通过找出能够代谢产生出具有降解油层中例如沥青、石蜡、胶质等大分子物质生物酶的微生物使其进入油气层,改变油气层物性,降低油层中原油的粘度、增大其流动性,从而达到提高采收率的目的。
因此,微生物采油技术具有广阔的发展空间,尤其对于高含水、特高含水的老油田具有十分重要的意义。
微生物采油以其费用低、工序简单、操作方便,流动的油和不流动的油都能采出等特点,成为继水驱、化学驱、聚合物驱之后提高采收率的又一种新方法。
微生物采油是生物工程在石油工业领域的开拓性应用。
1.2 国内微生物强化采油技术发展现状自20世纪80年代后,我国微生物采油技术研究快速发展。
中科院微生物研究所、南开大学微生物中心、华东理工大学应用化学研究所、长江大学化学与环境工程学院、胜利油田采油研究院、吉林油田研究院和克拉玛依石油化工研究院等进行了实验室模拟研究,为尽快实现矿场试验起到积极的促进作用。
至今已掌握了菌种培育、活化、发酵技术和单井采油工艺技术等。
同期一些研究单位及油田还与国外公司合作如美国的NPC公司、日本的石油公司等进行了吞吐采油试验,有效率达70%以上。
目前我国的微生物采油技术研究方兴未艾,包括菌种筛选与培养、采油工艺研究、跟踪监测技术方法等,其最终目的是能够达到工业化应用规模,使该技术达到完善和成熟。
在菌种开发方面除常规菌种外,还涉及耐高温、耐高矿化度、耐高氯离子系列;采油工艺除单井处理外还涉及区块驱油、封堵高含水岩层及井筒防蜡处理工艺。
除以上研究单位和油田进行微生物采油的技术研究和矿藏试验外,其他油田如辽河油田、大港油田、中原油田、江汉油田等也进行了类似的实验研究,也都证明了微生物强化采油技术的可行性与应用前景。
表1国内几个油田微生物吞吐采油效果统计表1.3 微生物强化采油技术主要优势和不足1.3.1 优势(1)成本低,作业简单。
增产1桶原油,聚合物驱油花费5~8美元,表面活性剂驱油花费8~12美元,微生物驱油花费1~4美元。
(2)微生物和代谢产物不损害储层,无产出液后处理问题,环境友好。
(3)适用范围广,对不适合聚合物驱油藏,微生物采油具有很大程度的适应性;对聚合物驱后油藏,微生物采油具有潜力。
(4)可用于开采各种类型的原油,开采重质原油的效果更好。
(5)注入的微生物和培养基(营养物)价格便宜,易于获得。
可以针对具体的油藏,灵活调整微生物配方。
(6)微生物细胞很小,且能运移,所以能够进入其他驱油工艺不能完全进入的油层中的死油区和裂缝。
1.3.2 不足当然也有不足之处, 表现为:(1)不太适用于高温和高盐的油藏。
(2)需要进行室内配伍性试验及适当的工艺设计。
(3)需要开发能够真正预测油田生产动态的油藏模拟软件。
二、微生物吞吐采油技术微生物采油技术是利用微生物提高采收率的技术的总称。
按照驱替方式来分,微生物采油技术可以分为微生物驱油技术和微生物吞吐采油技术。
微生物驱油是指将微生物从注水井注入,随注入水一起对油层进行驱替,按照微生物源又可以分为外源微生物采油技术和本源微生物采油技术;微生物吞吐采油是指在采油井单井注入微生物,利用微生物作用,改变井眼内流体理化性能,提高单井原油产量。
与微生物驱油技术相比,微生物吞吐采油技术风险更小、更易于操作、施工更加简单。
因此,是微生物采油技术的主要发展方向。
2.1 微生物吞吐采油技术作用机理微生物吞吐采油技术提高采收率的作用机理主要为以下几点。
(1)微生物在岩石表面繁殖占据孔隙空间而驱出原油。
(2)微生物在生长繁殖过程中能够产生可以降解原油中重组分的酶,从而降低原油的粘度、临界压力、临界温度以及凝固点,增大原油的流动性能。
(3)微生物通过代谢产生出的各种无机酸和有机酸,能够溶解岩石中的碳酸盐,清理岩石孔道,增大孔隙度,提高地层的渗透率。
(4)微生物代谢可以产生二氧化碳、甲烷等气体,从而增大地层压力,降低地层流体粘度,提高原油的流动性。
(5)微生物代谢产生的各种醇、糖、脂肪酸等,可以降低油水界面表面张力,改善岩石润湿性,且可以溶解原油,改善地层流体流动性能。
(6)某些微生物(例如地衣芽孢杆菌)能够代谢产生对原油中稠化物质水解性良好酶,破除原油残渣中的冻胶物质,提高原油流动性能。
图1 微生物吞吐采油示意图2.2 微生物采油的选井条件由于MEOR技术是将细菌应用于井下或地层,而地层的物化环境对细菌的生长有很大影响,这将直接影响试验效果。
因此,在选择试验井时,尽可能选择对细菌较温和的井下条件。
前期的室内研究和大量的试验表明微生物单井吞吐技术适合油藏范围见表2。
表2 微生物单井吞吐技术适合油藏范围具体到试验单井, 要求的矿场施工选井条件如下:(1)油井具备正常的生产条件, 生产正常或基本正常。
(2)管柱合理, 处理层油层上部没有封隔器, 防砂井不是化学防砂。
(3)原油粘度低于4000mPa·s,地层水矿化度低于150000mg/L,pH值5一9之间。
(4)井底温度最高不超过120℃,渗透率高于50×10-3μm2。
(5)含水低于70%,若高于70%则产液量最好低于20t/d。
(6)含蜡量高于3%,油井近期(30d内)无降粘、清防蜡等化学处理。
2.3 微生物吞吐采油在各油田的应用微生物吞吐采油技术在国内外各油田已经多次采用,均收到良好效果。
目前,在我国东部老油田,单井吞吐采油实验已达800口井以上,平均增产量达56%,含水降低达15%~27%,增产效果非常明显。
2.3.1 大庆油田在大庆油田储层含水5%~95%之间、地层压力50MPa以下、原油含蜡量3%以上、地层温度120℃以下、矿化度15×104mg/L的葡北地区筛选出12株微生物菌种选择15口井进行微生物吞吐采油实验,进行吞吐采油后油井产油量和产液量均有增加。
实验前15口井日产油34t,日产液量131t,含水率为74.0%,试验后油井日产油58t,日产液量为194t,含水率为70.1%;生产3月后,油井日产油42t,日产液量145t,含水率为71.0%;增产效果明显。
2.3.2 川北油田在川北油田cs47井进行微生物吞吐采油实验,以川北水样和注入水为对象筛选出3株菌种,采用套管挤注法注入,实验前日产油量为15.54t,日产气量为1.70 ×104m3;试验后日产油量为15.71t,日产气量1.823× 104m3;对比原油增产1.1%,天然气增产量7.1%,增产效果并不明显。
2.3.3 青海七个泉和狮子沟油田5口井施工后,最长生产天数为97d,最短的44d;5口井平均日增液量4133m3,日增油1133t,最高日增油2112t,最低019t;含水率平均下降6.08%,最高下降10%,最低下降4%;单井平均日增油1133t,累计增油473125t。
三、中原油田微生物采油菌种筛选优化3.1 菌种的筛选原则MEOR的菌种筛选原则是所选微生物需适应油藏环境条件( 如高温、高压、高盐、缺氧及不同渗透率和pH值等),并在此环境中能生长代谢产生表面活性剂、酸、气、溶剂以及聚合物等物质, 能有效地乳化原油、增加压力、降低粘度,以增强原油流动性。
经过国内外多年研究,认为MEOR的作用机理主要是:(1)降解作用。
微生物本身具有分解石油烃的能力,经筛选的细菌,有些可以以原油的某些组份作为碳源,尤其是原油中大分子烃类,经细菌的降解作用,可将高粘度大分子烃降解成小分子量的石油组分, 从而降低粘度、改善流动性。
(2)微生物代谢产物的作用。
微生物在发酵过程中产生各种气体(如CH4、CO2、N2和H2等)一方面增加了地层的压力,另一方面气体溶解于原油,改善其流动性,有利于采收率的提高。
许多种细菌都能产生有机酸,在碳酸盐地层,或含有碳酸盐的砂岩地层中,细菌产生有机酸,可作用于岩石,溶解碳酸盐成分,可提高地层的渗透性。
同时有机酸还可起到有机溶剂的作用。
细菌的代谢产物中,有许多是有机醇类、醛类和酮类,这些物质相当于有机溶剂,对地层中的原油直接作用;也可降低油水界面张力,改变岩石的润湿性,帮助原油乳化。
有些细菌可产生生物聚合物,细菌随含有营养的水相进人高渗区,在那里产生生物聚合物,可以对高渗区进行封堵或提高水相粘度,提高水驱效率。
微生物采油技术就是要筛选那些既能适应地层环境,在地层中能生长,又具有很强的代谢性能的细菌,筛选出的细菌经室内性能评价和测试后,再进行放大生产,生产出的菌液,运送到矿场进行试验。
从室内细菌的筛选,到细菌的生产和矿场试验,这整个过程都要保证细菌的活性,才有可能得到好的试验结果。
这些细菌在地层或井筒中大量繁殖,可持续发挥作用。
在地层中单个细菌的作用是微不足道的,只有大量的细菌同时存在并发挥作用,才表现出明显的效果。
3.2 微生物室内筛选与鉴定优化3.2.1 菌种来源样品为73个中原油田污水、炼油厂废水样和28个含油污泥样。
3.2.2 培养基组成与配制(1)分离降解石油微生物的无机盐溶液NaCl0.5%,(NH4)SO40.1%,MgSO4.7H2O0.025%,NaNO30.2%,KH2PO40.5%,K2HPO4.3H2O1.0%(2)以原油为碳源的液体培养基在50ml厌氧培养瓶中加入原油0.2g,按厌氧液体培养基制备方法分装无机盐溶液10ml,120℃蒸汽灭菌20min,然后用无菌注射器注入2mlA TS溶液和0.2ml1.0%Na2S和NaHCO3溶液。