張新勃（西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065）

微生物采油是是技術(shù)含量較高的一種提高采收率技術(shù)，指將地面分離培養(yǎng)的微生物菌液和營(yíng)養(yǎng)液混合注入油層，或單注入營(yíng)養(yǎng)液激活油層內(nèi)有益微生物，使其在油層內(nèi)自然生長(zhǎng)繁殖，引起的巖石、油、氣、水物性的改變，產(chǎn)生有利于提高采收率的代謝產(chǎn)物，以提高油田采收率的采油方法(簡(jiǎn)稱MEOR或MIOR)[1]。怎樣將有生命的微生物既沒(méi)有損失又不被破壞、又滿足工藝條件注入到目的層，是注入工藝的重點(diǎn)。在注水站的貯水罐中加入微生物，無(wú)論是連續(xù)注入還是階段注入，微生物都能通過(guò)注水系統(tǒng)以正常速度注入地層。在設(shè)計(jì)注入設(shè)備過(guò)程中，對(duì)微生物注入方式與配注量、營(yíng)養(yǎng)液用量等對(duì)微生物的影響進(jìn)行了認(rèn)真的分析和研究，成功地研制出相應(yīng)的注入方案與工藝流程，并應(yīng)用到油田現(xiàn)場(chǎng)。

1 作用機(jī)理

微生物采油主要是通過(guò)微生物及其代謝物與地層的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。微生物代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)采油微生物代謝過(guò)程中除了產(chǎn)酸、生物表面活性劑和氣體等代謝產(chǎn)物外，還產(chǎn)生物聚合物和有機(jī)溶劑等，所有這些代謝產(chǎn)物都能在不同程度上以不同方式作用于地層原油，改善原油的性質(zhì)，以利于原油的開采。

微生物采油主要機(jī)理有：①微生物發(fā)酵后可以產(chǎn)生氣體，它們?nèi)苡谟椭?，使原油降低粘度；②產(chǎn)生有機(jī)酸(如乙酸、甲酸等)溶解孔喉中重質(zhì)長(zhǎng)鏈烴類提高有效滲透率，提高儲(chǔ)層微觀滲透率，起到解堵作用；③它可以原油作養(yǎng)料，將原油分解，提高油相流動(dòng)能力，起到除蠟和降粘作用；④表面活性劑可降低油與巖石和油與水的界面張力，提高驅(qū)油效率等[2]。

2 礦場(chǎng)應(yīng)用方案

2.1 注入方式

依據(jù)提高采收率微生物驅(qū)油室內(nèi)試驗(yàn)研究成果，根據(jù)實(shí)際油藏條件，選取微生物濃度及營(yíng)養(yǎng)液整體注入濃度為2%，采用連續(xù)注入方式進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2 注入層段與配注量

試驗(yàn)區(qū)目前注水開發(fā)的主力層為長(zhǎng)2，為了更好的評(píng)價(jià)注入的效果，與單純水驅(qū)時(shí)的效果做對(duì)比，注入過(guò)程中不改變調(diào)整注入層段。目前試驗(yàn)區(qū)注水井日注水總量84m3/d，平均注入壓力5.1MPa。

2.3 微生物與營(yíng)養(yǎng)液用量

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)研究成果，驅(qū)油溶液注入量為0.5PV，提高驅(qū)油效率8.0%更多。給合微生物在地層的可生長(zhǎng)性，確定本次試驗(yàn)注入溶液總量為0.1PV，取試驗(yàn)區(qū)孔隙度14%、有效厚度6.8m、含油飽和度46%，30個(gè)注水井組控制面積為6.1×106m2，考慮到波及及動(dòng)用程度，地層有效孔隙體積，注入液總體積為2.1×105m3，微生物注入量按注入溶液總量的2%計(jì)算，試驗(yàn)區(qū)微生物溶液用量4200m3。微生物驅(qū)油溶液由營(yíng)養(yǎng)液與菌液組成按1：2比例注入，需要營(yíng)養(yǎng)液1400m3，菌液2800m3。

依據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究成果，選擇驅(qū)油溶液注入濃度為2%。目前試驗(yàn)區(qū)總?cè)兆⑺偭?26.7m3/d，日注微生物驅(qū)油溶液總量應(yīng)為4.534m3/d。按目前注入速度，完成該實(shí)驗(yàn)需要注入2.54年。

2.4 最大注入壓力

注水開發(fā)油田要取得好的開發(fā)效果，必須要達(dá)到注采平衡。為了不破壞油層結(jié)構(gòu)，井底流壓不應(yīng)超過(guò)地層破裂壓力的80%。

元峁地區(qū)長(zhǎng)2油層壓裂時(shí)依稀測(cè)試其破裂壓力為24MPa，油層埋深650m，故該區(qū)最大注入壓力為12.7MPa。

2.5 注入工藝流程

注入方式采取在現(xiàn)有注水配水間管線上外加注入微生物驅(qū)油劑加藥裝置。微生物驅(qū)油劑自儲(chǔ)罐由注入泵按照一定速度泵入各個(gè)注入井的單井注入管線中，與注入水混合注入地下。加劑流程圖見圖1，主要由2.0m3的帶攪拌的加藥罐一個(gè)，柱塞泵二臺(tái)，加藥泵二臺(tái)，截止閘六個(gè)，不銹鋼管線若干，管線接頭若干等組成。

圖1 試驗(yàn)區(qū)加微生物加驅(qū)油劑裝置流程圖

2.6 實(shí)驗(yàn)效果分析

從2011年7月23日起，試驗(yàn)區(qū)開始進(jìn)行微生物提高采收率礦場(chǎng)試驗(yàn)，10個(gè)注采井組全部見效，見效前后對(duì)比，注水壓力持續(xù)下降，由5.1MPa降到4.6MPa，受益井日產(chǎn)液由41t上升到53t，日產(chǎn)油由6.64t上升到8.55t，綜合含水率基本穩(wěn)定在84%左右，截止2013年4月底累計(jì)增油1221t。目前階段投入產(chǎn)出比達(dá)1：1.35，產(chǎn)生了一定經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的成果，預(yù)計(jì)礦場(chǎng)可提高采收率3%。

3 結(jié)語(yǔ)

3.1 針對(duì)低滲區(qū)塊開展微生物驅(qū)油工藝技術(shù)研究應(yīng)用，起到了降低注水壓力和提高洗油效率的雙重效果，開發(fā)指標(biāo)明顯提高，注水狀況明顯改善。

3.2 礦場(chǎng)應(yīng)用條件研究保證了微生物注入濃度的穩(wěn)定性，工藝流程的簡(jiǎn)化使地面注入工藝更加簡(jiǎn)單，節(jié)省了人力資金，提高經(jīng)濟(jì)效益。

[1]李瑞琪.地層原油高壓物性參數(shù)預(yù)測(cè)方法[J]..油氣田地面工程,2009,28(9).

[2]朱化蜀.油氣藏流體高壓物性參數(shù)及相態(tài)特征預(yù)測(cè)方法研究[D].西南石油大學(xué),2006.