白153区微生物活化水改善水驱技术应用效果及下步攻关方向

一、研究背景

通过调研与室内论证, 微生物活化水改善水驱在改善注水井吸水剖面, 提升注入水水质、降解原油组分等方面具有优势, 且设备具有工艺简单、管理方便、成本低、无污染等优点。因此, 2009年白153区庆一注水站试验微生物活化水改善水驱处理设备一套开展了高矿化度采出水生化处理技术攻关研究。该技术对提高采收率、提高水资源利用率、保护环境等具有重要意义。

二、微生物活化水改善水驱机理

微生物活化水改善水驱提高采收率技术是通过调控油藏微生物生态系统达到驱油的目的。其原理是利用微生物自身的繁殖、代谢及代谢产物 (包括:酸、生物膜、气体、溶剂、表面活性剂、聚合物等) 所具有的的驱油机理达到提高驱油效率的目的。从而降低对应油井含水、增加对应油井产量, 最终提高原油采收率。

三、室内研究成果

监测发现白153区微生物活化水中存在利于驱油的微生物, , 如DNB、烃氧化菌等, 见表1。为进一步验证微生物活化水中内源微生物的驱油潜力, 在白153区采出水生化处理基础上开展微生物驱油可行性室内研究。

1. 微生物代谢可降解原油。

通过对庆一注生化处理前后原油组分进行原油全烃色谱分析显示:生化处理后采出水中原油轻质组份 (C11-C16) 增加, 大分子组份 (C22以上) 明显减少, 见图1和图2。说明微生物可裂解重质烃类和石蜡, 降低原油粘度, 改善原油流动性。

2. 微生物代谢产生有机酸。

通过对生化处理前后水质PH分析发现生化处理后水样PH值下降1.0-2.0, 见表2, 证实微生物代谢产生了有机酸。同时, 监测发现生化水中产生了乙酸、丙酸等小分子有机酸。

3. 微生物代谢产生表面活性剂可降低油水界面张力。

庆一注生化处理后的采出水萃取原油时, 呈现严重的乳化现象, 而处理前萃取时不发生乳化。说明在生化过程中产生了表面活性物质。经测定, 生化处理后水的表面张力值降低13m N/m左右, 见表3, 证实了微生物代谢产生了表面活性剂且降低了油水界面张力, 进而改变油藏岩石润湿性。

四、现场试验应用

通过室内研究及现场可行性分析, 为进一步验证该技术在超低渗油藏下的驱油效果, 在庆一注生化处理的基础上, 选取白153区3个井组进行现场应用试验。

1. 工艺流程改造

庆一注微生物活化水改善水驱处理装置 (生化处理) 始建于2009年10月15日, 投用于2009年12月。先后经过两次工艺流程优化, 采出水按“预沉—反应—沉淀—储水—回注”流程注入地下。

2. 试验效果分析

截止14年8月, 试验区对应油井14口, 开井13口, 油井见效6口, 见效比例42.9%, 井均有效期536d, 井均日增油0.51t。试验井组累计增油2118t, 累计降水5817m3。

(1) 高含水油井见效明显, 单井产量上升。其中高含水井4口, 试验前井均日产油0.10t, 含水95.6%, 目前日均日产油0.38t, 含水75.9%。孔隙型水淹井关127-158效果最好。

(2) 试验区压力保持水平持续上升。对比试验前, 地层压力上升1.7MPa, 地层压力保持水平上升10.8%。对比白153区, 2011年至目前, 压力上升1.7MPa, 较全区高1.0MPa;压力保持水平上升10.8%, 较全区高6.4%。

(3) 注入剖面得到改善。对比试验前, 井均吸水厚度增加3.8m, 试验区水驱储量动用程度由50.1%↑59.2%, 提高9.1%。

3. 试验中存在的问题

二次改造完成后近三年运行, 对比改造后及目前运行情况, 微生物处理装置运行效果变差。

分析原因, 主要是生化处理设备在防腐问题上未进行预见性研究, 导致设备中多处处理设施存在腐蚀, 处理效果变差。

五、下步攻关方向

1. 设备防腐改善

鉴于该技术在开发过程中试验效果显著, 后期可进行规模应用, 但需先解决设备腐蚀问题。将预沉池、沉淀池、储水池、悬挂载体等进行防腐处理, 提升设备使用寿命。

2. 井筒采液环境改善研究

(1) 原油组分分析。跟踪监测见效井关127-158井随着微生物在地层生长繁殖, 产出油中轻组分增加, 重组分含量减少。从理论上讲, 可延缓油井结蜡速率, 降低生产负载。

(2) 有害菌含量降低。对比微生物驱油后油井产出液中有害菌类含量, 可发现硫酸盐还原菌 (SRB) 、腐生菌 (TGB) 含量逐渐降低, 从理论上讲, 可延缓油井腐蚀、结垢速率。

(3) 井筒攻关方向。上述两观点从理论上说明, 微生物活化水改善水驱技术对油井井筒结蜡、结垢、腐蚀具有一定的抑制作用, 为改善井筒采液环境指明了方向。下步可着重将改善井筒采液环境作为一项试验, 对比注清水、采出水、活化水对应油井井筒环境, 分析不同驱油物质下的油井结蜡、结垢、腐蚀情况, 将地质与工艺相结合, 从而达到地质、工艺效果双提升的目的。

六、结论及建议

1. 结论

本文从室内研究、现场试验进行分析阐述, 对白153区超低渗透油藏微生物活化水改善水驱试验进行研究, 对比试验效果, 得出以下结论:

(1) 试验区油井见效明显, 单井产量提升。试验区水驱动用程度及压力保持水平持续上升, 高含水井见效明显, 单井产量上升。

(2) 横向对比白153区, 微生物活化水改善水驱试验效果显著。试验区油井降水增油效果更加明显, 试验区开发效果好于区块内其他区域。

(3) 微生物活化水改善水驱试验从理论上改善了井筒采液环境, 降低了油井结蜡、结垢、腐蚀速率, 为改善井筒采液环境提供了下步攻关方向。

2. 建议

(1) 建议扩大微生物活化水改善水驱试验范围, 并对生化处理设备实施防腐, 延长设备使用寿命。

(2) 加大见效油井井筒资料的收集, 对油井结蜡、结垢、腐蚀进行室内研究, 分析注清水、采出水、活化水对应油井井筒采液环境的改善。

(3) 进一步进行室内实验, 深入研究油层的渗透性与微生物菌的穿透能力之间的关系, 提升认识。

摘要：本文通过对微生物活化水改善水驱技术机理的研究, 从室内研究分析、现场应用效果等方面做出评价。对白153区3个井组进行试验, 对比油井微生物活化水改善水驱技术与常规注水开发的效果, 并根据现场应用情况提出下步攻关方向, 将地质与工艺相结合, 理论与实践相结合, 从而提升油井采收率, 延长油井免修期。

关键词：微生物驱油,室内研究,白153区,对比效果