CN1424484A

CN1424484A - 一种利用油藏内源微生物驱油的方法

Info

Publication number: CN1424484A
Application number: CN 03111809
Authority: CN
Inventors: 汪卫东; 李希明; 包木太; 魏斌; 宋永亭; 蒋焱; 陈勇; 鞠玉芹; 耿雪丽; 陈声
Original assignee: Oil Production Technology Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
Current assignee: Oil Production Technology Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2003-06-18

Abstract

本发明公开的是石油工业使用的一种利用油藏内源微生物驱油的方法，适于在经过长期注水开发后的油藏及区块中使用，利用油藏中原有的微生物提高油藏采收率，原有的微生物包括油藏中原有的所有品种。选择合适的油藏，针对具体区块，利用油藏内源微生物，包括烃类氧化菌和厌氧发酵菌。通过分析该区块油藏的液体性质，确定内源微生物激活剂，并注入地层。本发明应用的不是外加菌液，而是直接利用地层中原有的微生物，因此，不需要进行菌种筛选、菌液生产、菌液运输，同时内源菌避免了微生物对地层的适应性问题。因此比传统的微生物驱油技术降低了成本、提高了效益。

Description

一种利用油藏内源微生物驱油的方法

技术领域

本发明属于石油工业的采油方法，特别是一种利用油藏内源微生物驱油的方法，适于在经过长期注水开发后的油藏及区块中使用，应用油藏中原有的微生物提高油藏采收率，原有的微生物包括：烃类氧化菌和厌氧发酵菌。

技术背景

油田开发经过了一次采油、二次采油阶段，目前己进入三次采油阶段。所谓一次采油是指利用储层潜能采油，当储层能量消耗殆尽，一次采油的能量随之下降。在压力下注水是用于二次采油工艺的主要方法。一次采油和二次采油合起来可采出约30％的已知常规储油量。油藏内的剩余油将通过三次采油方法开采，目前使用的三次采油方法包括热处理技术、化学驱技术和微生物采油技术。微生物采油技术是共认的低廉、高效、环保、可以提高油田采收率的三次采油技术，该技术应用微生物在油藏内的活动及其代谢产物进行强化采油。在《油气采收率技术》，1996年，第3撰第1期，14-22页“微生物提高采收率技术”有详细介绍。有些微生物如：假单胞菌(Pseudomonas)可以生成有机酸、表面活性剂和聚合物，有助于提高水驱油的效率；有些微生物如：芽胞杆菌(Bacillus)、微球菌(Micrococcus)能消耗分子量较高的烃类，降低原油的粘度，增强其流动性能；有些微生物如：甲烷杆菌(Methanobacterium)能产生大量的气体，包括气态烃和二氧化碳，可以作为驱油动力；有些微生物如：棒杆菌(Corynebacterium)在油藏内可以产生高粘度物质，堵塞部分大的孔道，从而使水驱油在中等或较小的孔道内的作用得以加强。微生物采油技术目前主要包括微生物清防蜡、微生物单井吞吐、微生物单井处理和微生物驱油技术，其中微生物驱油技术可以提高区块的原油采收率。现有的微生物驱油技术是先在实验室筛选分离合适的微生物菌种，这类菌种能够在油藏中生长、代谢，改善油藏中的残余油流动性。然后经过工业菌液的生产，生产出大批量的菌液，运送到现场，由注入设备将菌液注入地层。通过微生物在地层中作用于残余油，从而提高采收率。但室内筛选的微生物进入地层后，难以适应油藏中的极端环境，如高温、高压和高矿化度等，因此现场实施效果常常不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供成本低廉、实用有效的一种利用油藏内源微生物驱油的方法，通过加入微生物激活剂，激活油藏中的内源微生物，从而达到用微生物提高采收率的目的；克服常规微生物采油方法存在的微生物难以适应地层环境的问题，省去菌种筛选和菌液生产步骤，降低技术成本。

本发明所采用的技术方案是：选择合适的油藏，针对具体区块，利用该油藏内源微生物如：烃类氧化菌和厌氧发酵菌，通过分析该区块油藏的液体性质，确定内源微生物激活剂，并注入地层。

本发明与常规的微生物采油方法相比具有显著的效果，由于本发明应用的不是外加菌液，而是直接利用地层中原有的微生物，因此，不需要进行菌种筛选、菌液生产、菌液运输，同时内源菌避免了微生物对地层的适应性问题。因为长期注水开发的油藏由于地面的注入水不断进入地层，已在油藏中形成一个相对稳定的微生物生态，包括烃类氧化菌、腐生菌、产甲烷菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、硫细菌等。其中烃类氧化菌、腐生菌、产甲烷菌有较好的驱油作用，但由于地层中营养不平衡，不能大量繁殖，因此起不到明显的作用。本发明分析其营养状况，了解内源微生物所缺少的主要营养组份，通过注入水给油藏中的内源菌提供适当的营养，如碳源、氮源和磷源，可使内源菌快速繁殖起来，产生大量的代谢产物，如生物表面活性剂，生物气等，这些物质具有良好的驱油作用。在模拟地层条件下优选内源微生物的激活剂，以激活油藏中的内源微生物，从而提高采收率。因此比传统的微生物驱油技术降低了成本、提高了效率。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明做进一步的详述：一种利用油藏内源微生物驱油的方法，选择合适的油藏，针对具体区块，利用该油藏内源微生物，即原有的微生物，包括：烃类氧化菌和厌氧发酵菌，通过分析该区块油藏的液体性质，包括地层水化学组成和微生物的组成，确定内源微生物激活剂，并注入地层。合适的油藏区块是指：温度≤80℃；矿化度≤100000mg/L；渗透率＞50×10^-3μm²的所有油藏。特别是温度≤70℃长期注水开发的油藏是最适合于内源微生物驱油的油藏。确定内源微生物激活剂的方法是首先在模拟地层条件下进行内源微生物的激活试验和驱油试验，确定该地层需要激活的内源微生物及其激活剂的组成，再根据激活及驱油试验结果，确定现场实际应用的激活剂配方及激活剂用量。激活剂是指需激活的微生物生长所需要的营养成分，包括碳源、氮源和磷源，碳源是只含碳的有机物，氮源和磷源分别指含氮和含磷的无机物；内源微生物是指油藏中所有的微生物。模拟地层条件下进行内源微生物的激活试验和驱油试验是指利用人造岩芯或天然岩芯模拟油藏温度条件将不同的激活剂与地层水共同培养，根据细菌生长速度和培养后表面张力降低的程度选择最佳的激活剂配方。应用最佳的激活剂配方以不同段塞或称激活剂用量进行岩芯模拟驱油试验，以确定最佳段塞或称最佳激活剂用量，最佳激活剂配方和用量用做区块现场设计参数。现场应用时，将激活剂按适当的浓度溶于注入水，由注水***将激活剂注入地下。应用时，针对合适的区块开展下列工作：

首先对该区块进行地层水化学组成和微生物群落组成的分析，主要做以下三个方面的工作：1、区块注入水及油井产出液水相的化学分析；2、区块注入水及油井产出液中微生物群落分析；3、根据化学分析和微生物群落分析结果，按照营养协调、物理化学条件适宜和经济节约原则，确定这些液体中需要补充微生物所需的无机营养，从而确定内源菌激活剂。

其次是模拟油藏温度条件将不同的激活剂与地层水共同培养，根据细菌生长速度和培养后表面张力降低的程度选择最佳的激活剂配方。应用最佳的激活剂配方以不同段塞或称激活剂用量进行岩芯模拟驱油试验，以确定最佳段塞或称最佳激活剂用量。最佳激活剂配方和用量可用于区块现场应用设计参数。

最后在现场应用时，可将激活剂溶于注入水，由注水***将激活剂注入地下。

实施例：

选择一个适合区块的内源微生物做驱油试验。该区块是温度≤80℃；矿化度≤100000mg/L；渗透率＞50×10^-3μm²的任一油藏或区块。温度≤70℃、长期注水开发的油藏或区块更适合于用内源微生物驱油。首先对其注入水和3口油井取样进行水质化学分析和微生物分析。

A-1块水样化学分析结果

项目	注入水	A-1 1号井	A-1 2号井	A-1 3号井
项目	注入水	A-1 1号井	A-1 2号井	A-1 3号井	pH	7.0	7.5	7.5	7.2

DO(mg/L)	-	0.04	0.04	0.06
DO(mg/L)	-	0.04	0.04	0.06	Na⁺+K⁺(mg/L)	6092.7	7918.9	7633	7534.8
Ca²⁺(mg/L)	309.7	124.1	125.7	160.8	Na⁺+K⁺(mg/L)	6092.7	7918.9	7633	7534.8
Ca²⁺(mg/L)	309.7	124.1	125.7	160.8	Mg²⁺(mg/L)	106.7	67.1	74.4	67.3
Cl^-(mg/L)	9497.5	11097.3	10632.7	10976.6	Mg²⁺(mg/L)	106.7	67.1	74.4	67.3
Cl^-(mg/L)	9497.5	11097.3	10632.7	10976.6	Ac^-(mg/L)	12.23	0	5.85	5.74
OH^-(mg/L)	0	0	0	0	Ac^-(mg/L)	12.23	0	5.85	5.74
OH^-(mg/L)	0	0	0	0	HCO₃ ^-(mg/L)	556.5	2270.4	2328.9	1472.5
CO₃ ^2-(mg/L)	0	0	0	0	HCO₃ ^-(mg/L)	556.5	2270.4	2328.9	1472.5
CO₃ ^2-(mg/L)	0	0	0	0	SO4^2-(mg/L)	0	62.3	0	5.3
S^2-(mg/L)	12	-	-	-	SO4^2-(mg/L)	0	62.3	0	5.3
S^2-(mg/L)	12	-	-	-	Fe(总)(mg/L)	0.2	0.1	3.5	10
矿化度(mg/L)	16563.1	21483.1	20794.7	20274.3	Fe(总)(mg/L)	0.2	0.1	3.5	10

A-1块细菌群落计数分析结果

根据水质化学分析结果，确定内源菌激活剂配方系列，分别激活内源菌，检查内源菌中烃类氧化菌和产甲烷菌的激活情况，优选最佳的配方，最佳配方可将这两类菌在模拟条件下激活生长浓度达10⁸个/ml。将这种配方进入物模驱油试验。配方中含有碳源、氮源和磷源营养成分，针对适合做内源微生物驱油的具体不同的油藏或区块，根据具体情况，还可添加微量元素。

物模驱油是在人造岩芯中进行，应用A-1块1号井脱水脱气原油、A-1块注入水、地层水、上述优选的激活剂。岩芯基本参数见表：

岩芯基本参数

岩芯号尺寸孔隙度渗透率原始含油饱和度

38mm×

1 35％ 1.50um² 70％

350mm

38mm×

2 34％ 1.28um² 70％

350mm

38mm×

3 35％ 1.43um² 74％

350mm

驱油时一次水驱岩芯至含水98％。注0.25PV激活剂，激活剂浓度为1％。地层温度下分别放置7--15天，再二次水驱岩芯至含水98％。该实施例中，内源微生物驱油物模实验结果表明内源微生物驱油物模试验可在水驱基础上提高采收率9.3％，见下表。

微生物提高采收率情况

实验号 1次水驱采收率内源驱采收率微生物提高采收率

1 34.80％

2 33.33％ 39.41％ 6.1％

3 30.50％ 39.80％ 9.3％

Claims

1、一种利用油藏内源微生物驱油的方法，选择合适的油藏，其特征是针对具体区块，利用油藏原有的微生物，包括：烃类氧化菌和厌氧发酵菌，通过分析该区块油藏的液体性质，确定内源微生物激活剂，并注入地层。

2、根据权利要求1所述的一种利用油藏内源微生物驱油的方法，其特征在于确定内源微生物激活剂的方法是首先在模拟地层条件下进行内源微生物的激活试验和驱油试验，确定该地层需要激活的内源微生物及其激活剂的组成，再根据激活及驱油试验结果，确定现场实际应用的激活剂配方及激活剂用量。

3、根据权利要求1或2所述的一种利用油藏内源微生物驱油的方法，其特征在于激活剂是指需要激活的微生物生长所需要营养成分，包括碳源、氮源和磷源，碳源是含碳的有机物，氮源和磷源分别指含氮和含磷的无机物；内源微生物是指油藏中所有的微生物，特别是烃类氧化菌和厌氧发酵菌。

4、根据权利要求2所述的一种利用油藏内源微生物驱油的方法，其特征在于模拟地层条件下进行内源微生物的激活试验和驱油试验是指利用人造岩芯或天然岩芯模拟油藏温度条件将不同的激活剂与地层水共同培养，根据细菌生长速度和培养后表面张力降低的程度选择最佳的激活剂配方。

5、根据权利要求4所述的一种利用油藏内源微生物驱油的方法，其特征在于模拟地层条件下进行内源微生物的激活试验和驱油试验是指应用最佳的激活剂配方以不同段塞或称激活剂用量进行岩芯模拟驱油试验，以确定最佳段塞或称最佳激活剂用量，最佳激活剂配方和用量用做区块现场设计参数。

6、根据权利要求1所述的一种利用油藏内源微生物驱油的方法，其特征在于现场应用时，将激活剂按适当的浓度溶于注入水，由注水***将激活剂注入地下。

7、根据权利要求1中所述的一种利用油藏内源微生物驱油的方法，其特征在于合适的油藏区块是指：温度≤80℃；矿化度≤100000mg/L；渗透率＞50×10^-3μm²的所有油藏，特别是温度≤70℃长期注水开发的油藏是最适合于内源微生物驱油的油藏。