微生物驱油扩大试验的方法研究

2022-10-26

微生物采油是是技术含量较高的一种提高采收率技术, 指将地面分离培养的微生物菌液和营养液混合注入油层, 或单注入营养液激活油层内有益微生物, 使其在油层内自然生长繁殖, 引起的岩石、油、气、水物性的改变, 产生有利于提高采收率的代谢产物, 以提高油田采收率的采油方法 (简称MEOR或MIOR) [1]。怎样将有生命的微生物既没有损失又不被破坏、又满足工艺条件注入到目的层, 是注入工艺的重点。在注水站的贮水罐中加入微生物, 无论是连续注入还是阶段注入, 微生物都能通过注水系统以正常速度注入地层。在设计注入设备过程中, 对微生物注入方式与配注量、营养液用量等对微生物的影响进行了认真的分析和研究, 成功地研制出相应的注入方案与工艺流程, 并应用到油田现场。

1 作用机理

微生物采油主要是通过微生物及其代谢物与地层的作用来实现。微生物代谢产物进行分析发现采油微生物代谢过程中除了产酸、生物表面活性剂和气体等代谢产物外, 还产生物聚合物和有机溶剂等, 所有这些代谢产物都能在不同程度上以不同方式作用于地层原油, 改善原油的性质, 以利于原油的开采。

微生物采油主要机理有: (1) 微生物发酵后可以产生气体, 它们溶于油中, 使原油降低粘度; (2) 产生有机酸 (如乙酸、甲酸等) 溶解孔喉中重质长链烃类提高有效渗透率, 提高储层微观渗透率, 起到解堵作用; (3) 它可以原油作养料, 将原油分解, 提高油相流动能力, 起到除蜡和降粘作用; (4) 表面活性剂可降低油与岩石和油与水的界面张力, 提高驱油效率等[2]。

2 矿场应用方案

2.1 注入方式

依据提高采收率微生物驱油室内试验研究成果, 根据实际油藏条件, 选取微生物浓度及营养液整体注入浓度为2%, 采用连续注入方式进行试验。

2.2 注入层段与配注量

试验区目前注水开发的主力层为长2, 为了更好的评价注入的效果, 与单纯水驱时的效果做对比, 注入过程中不改变调整注入层段。目前试验区注水井日注水总量84m3/d, 平均注入压力5.1MPa。

2.3 微生物与营养液用量

根据室内试验研究成果, 驱油溶液注入量为0.5PV, 提高驱油效率8.0%更多。给合微生物在地层的可生长性, 确定本次试验注入溶液总量为0.1PV, 取试验区孔隙度14%、有效厚度6.8m、含油饱和度46%, 30个注水井组控制面积为6.1×106m2, 考虑到波及及动用程度, 地层有效孔隙体积, 注入液总体积为2.1×105m3, 微生物注入量按注入溶液总量的2%计算, 试验区微生物溶液用量4200m3。微生物驱油溶液由营养液与菌液组成按1:2比例注入, 需要营养液1400m3, 菌液2800m3。

依据室内实验研究成果, 选择驱油溶液注入浓度为2%。目前试验区总日注水总量226.7m3/d, 日注微生物驱油溶液总量应为4.534m3/d。按目前注入速度, 完成该实验需要注入2.54年。

2.4 最大注入压力

注水开发油田要取得好的开发效果, 必须要达到注采平衡。为了不破坏油层结构, 井底流压不应超过地层破裂压力的80%。

元峁地区长2油层压裂时依稀测试其破裂压力为24MPa, 油层埋深650m, 故该区最大注入压力为12.7MPa。

2.5 注入工艺流程

注入方式采取在现有注水配水间管线上外加注入微生物驱油剂加药装置。微生物驱油剂自储罐由注入泵按照一定速度泵入各个注入井的单井注入管线中, 与注入水混合注入地下。加剂流程图见图1, 主要由2.0m3的带搅拌的加药罐一个, 柱塞泵二台, 加药泵二台, 截止闸六个, 不锈钢管线若干, 管线接头若干等组成。

2.6 实验效果分析

从从2011年年7月月23日日起起, , 试试验验区区开开始始进进行行微微生生物物提提高高采采收收率率矿场试试验验, , 1100个个注注采采井井组组全全部部见见效效, , 见见效效前前后后对对比比, , 注注水水压压力力持持续续下下降降, , 由由55..11MMPPaa降降到到44..66MMPPaa, , 受受益益井井日日产产液液由由4411tt上上升升到到5533tt, , 日日产产油油由由66..6644tt上上升升到到88..5555tt, , 综综合合含含水水率率基基本本稳稳定定在在8844%%左左右右, , 截截止止22001133年年44月月底底累累计计增增油油11222211tt。。目目前前阶阶段段投投入入产产出出比比达达达11:::11..3355, , , 产产产生生生了了了一一一定定定经经济济效效益益, , 根根据据室室内内实实验验的的成成果果, , 预预计计矿矿场场可可提提高高采采收收率率33%%。。