微生物辅助化学驱驱油机理研究

符晓曼

摘 要：微生物采油具有适用范围较广，生产工艺操作简单，是目前能有效缓解东部老油田高含水期的一个重要方法。通过对化学驱油后，油藏存在再次采油较难这一世界难题，在文献及国外先进技术的指导下，试图通过微生物辅助化学驱，提高油藏原有利用率，为油田增产增效。大庆朝阳沟油藏具有边际油田这一特点，通过对该油田实验研究，得出相关数据，丰富理论研究及教学实践。

关 键 词：化学驱油；微生物；油藏

中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）10-2388-03

Study on Displacement Mechanism of Microbe-assisted Chemical Flooding

FU Xiao-man

（Luoyang Vocational & Technical College，Henan Luoyang 471000，China）

Abstract： Microbial oil recovery has a wide range of application， the production process is simple， and it is an important method to effectively enhance the oil recovery in the high water cut stage of the old oil field in the East. Aiming at the problem that oil recovery of the reservoir after the chemical flooding is very difficult， through analyzing relevant literatures and foreign advanced techniques， the microbe-assisted chemical flooding method was put forward to improve the utilization rate of the original reservoir and oil yield. Daqing Chaoyanggou reservoir has the characteristics of marginal oilfield， through the experimental study of the oilfield， the relevant data have been got to enrich the theory research and teaching practice.

Key words： Chemical flooding； Microbe； Reservoir

现阶段，在我国东部地区的大型油田，已经进入了高含水期，其油田开采不仅面临着采收率低的弊端，同时也存在开采难度大、以及渗透率较低等难题。

油田在经过长时间聚合物驱油及注水驱油后，只剩下低渗透率及特低渗透率油藏含有大量原油，而且这部分原油通常表现为粘度很高，为了能在当前情况下，驱出这部分原油，我们试图通过化学药剂聚合物等来降低粘性，运用微生物在油藏中，可以提升油藏表面活性，从而有效提高原油的流动性，并积极提高当前油田的采收率。

1 国内外微生物驱油现状

早在1895年就有相关的记载，记录了由微生物作用产生的烃类现象，在1926年期间，亦有国外的相关学者证实这一观点，证实在油层水中存在硫酸盐还原菌，并包含一些其它的生理菌群。进而相关学者开始设想，利用微生物这一特点进行采油。在20世纪30年代到50年代，国外学者一致致力于对微生物驱油机理的室内研究及小规模实验。

从50年代开始，苏联等西方发达国家深入研究细菌采油，但结果表明对低产油井效果较好，此后十余年虽然有成果，但都没有具有深远意义的成果研制成功。

在70年代，由于全球石油危机，美国等国家高度重视eor的研究。微生物采油相应也被人们所关注，到80年代末90年代初，生物工程技术及信息技术的快速发展，西方发达国家室内研究及矿场实验效果良好。

美国每年有数量巨大的油井枯竭，而微生物采油在枯井实验良好，能综合利用井底剩余油，提高油藏利用率[1]。在1986年9月，俄克拉荷马州的DelChilders油田中开展第一轮试验，其先到试验中在微生物驱油矿场进行试验，一直持续到1989年12月试验结束；通过该试验中表明，对于所注入的微生物，可以在地层中进行生长繁殖，并同时形成有用产物， 提高原油产量，使原油开采量提升13%。并且在1990年6月，在同一油田中开展第二轮实验，，他们在进行第一轮驱油试验基础上，扩大试验区块的矿场面积，在实验结束后，该矿场的原油产量增加19.6 t。据估计全球有50%左右的油藏都适用该种方法采油[2]。

1955年国内微生物研究学者就对微生物采油进行深入研究，60年代中期培育出相关菌种，七五期间，微生物采油被列入国家科技项目，并在大庆油田进行试验，在增粘性、耐温性以及抗盐性断口进行驱油，其得出的性能效率良好；同时，在研究中，还在油层特定条件下注水油层微生物，得出微生物的生长发育规律。并且，在九五期间，在我国微生物采油研究方面，也取得很多项重大成果，许多研究机构，展开了大量的实验研究，各大油田也相应在油田小区块进行实验，在高校对人才培养方面也是着重培养化学生物方法进行采油作业。自1995年胜利油田开采以来，先后对60多口油井进行处理，其平均有效率达到70%以上，累计应用该方法增油达9 000 t，发挥积极应用价值。

2 微生物辅助化学驱驱油机理

在一次采油之后，地层能量的减小，通过化学方法，物理方法，提高油藏采收率，是当前全世界油田工作者面对的主要问题，在各种提高采收率方法中，聚合物驱油最具有工业化生产基础，能经济有效的提高采收率，见效快，波及范围广，因此它的适用范围广，能提高油藏渗透能力，但聚合物驱油之后常常会出现污染，凝胶堵塞等现象。这一现象，目前是一个世界性的问题。

笔者通过阅读文献，及在教学中实践，了解到微生物作用于油藏后，特别是枯井废井，及聚合物驱油之后的油井[3]。微生物驱油具有成本低，见效快，注入设施简单。且注入井下之后稳定性较好，不污染环境。受周围酸碱性影响也较小，能有效的打开大通道。提高油藏采收率。

两者单独使用，采油效率，可见一斑。如果配合使用，国外学者通过研究表明，会取得良好的提高采收率效果。笔者就这一机理进行，大体分析。微生物采油主要利用微生物产物具有酸性，对于这些具有有机性的酸，可以有效的在储油岩层溶解其孔隙中沉积的碳酸盐，从而可以有效增加油层中的孔隙度与渗透率，较好的改善原油实际流动性[4]。并且，在酸与碳酸岩石发生反应后，还可以产生酸性的二氧化碳气体，可以溶解在原油之中，使原油膨胀、增强其粘度，积极改善油田中原油的流动性，提高油田中的原油采收率。在加之聚合物在地下油藏能形成大型胶体，能为原油有效流入井口提供外力，提高油田采收率[5]。

3 应用实例

大庆油田采油十厂应用微生物辅助化学驱，小块实验表明，通过注入培养成熟的微生物菌种，配合聚合物驱油能取得良好的效果。以下是应用事例，笔者具体分析该方法驱油过程中的反应大致机理及取向，希望作用生产，提高油田采收率。

可以根据室内实验的结果，并可结合相关调研资料，将微生物用量确定为50 mg/（L PV），同时，该试验区块的孔隙体积为163.2×104 m3，故此对于每周期中的微生物总用量为163.2 t。 期间注水，及聚合物驱油按原有方式保持不变。四个周期注入从2011年4月至2013年1月，累计注入量见表1。

表1 微生物菌液及营养液注入

Table 1 Microbial liquid and nutrient solution injection

井

号 第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 合计

菌

液 营

养

液 菌

液 营

养

液 菌

液 营

养

液 菌

液 营

养

液 菌

液 营

养

液

朝61-Y123 59.5 40 55 0 75.2 35.9 140 70 329.7 145.9

朝60-126 65.7 45 70.2 0 50.0 24.1 140 70 325.9 139.1

合计 125.2 85 125.2 0 125.2 60 280 140 655.6 285

图1、图2为生产中，操作流程，该流程在增压注入，培养液混合方面较之国内大港油田，胜利油田均有所提高。

图1 微生物驱油现场的液体注入流程

Fig.1 The liquid injection process of microbial oil displacement field

图2 微生物驱油中注入固体激活剂的流程

Fig.2 The process of solid activator in the field of microbial flooding

从以上两图可以微生物溶于溶解液体，和聚合物混合置备成注入药剂，配合注水井进入地层，驱油，由于注水井注水速度不变，因此地层能量没有变化，不影响原有生产平衡。对于段塞式的注入流程中，可以在储罐中储存大量激活剂，从而可以一次性的把大剂量激活剂注入到驱油地层中，不仅可以增加驱油过程中的激活剂浓度，也可以避免注入过程中地层水稀释激活剂浓度，确保微生物激活代谢的正常运转。同时，对于持续式注入方式，主要适用在较低地层渗透率中运用，可以持续不断的注入激活剂，从而可以长效的维持微生物生长代谢，对于该注入方式中，可以反映总体开发状况变好。图3为试验区中，中高含水井生产曲线。反映出了在细菌辅助聚合物驱油，对产量的影响。

图 3 试验区中高含水井生产曲线

Fig.3 Production curve of the well with high water content in experimental area

根据试验井区的开发动态，可见在井区中的低含水井没有受效，其中高含水井的产量则由较为明显的上升趋势。关于目前开发中，井区增油已经累计达到7 652 t。 从微生物菌液及营养液注入后，观察其水驱特征曲线，可以看出曲线偏转向产油量轴，可以反映出该实验区的总体开发状况开始变好。

在中高渗透区域中，当微生物主要进入后，其产生的影响主要表现为以下两方面：

（1）在宏观角度来看， 对于微生物驱油试验之中，以笼统方式注入微生物，且微生物主要是以水为载体的，可以在注入水运动过程中使微生物到达高渗透层。

（2）在中高渗透区域内，其微观水呈相连续状态，水相孔隙具有更大的半径，这样就会更有利微生物的个体通过这些孔隙。

可以通过多孔介质平行毛管模型以及试验区孔隙度、渗透率，大致的计算出在油层中，其孔隙平均半径达到 0.9 μm，当油层含水饱和度达到 43.5% ，此时的水相孔隙半径平均达到 0.64 μm；当其含水在 60% ，则平均的水相孔隙半径为0.7 μm；而对于微生物个体，其大小往往在 0.45 μm左右，所以在实际中油层渗透率相同时，油层的含水饱和度越高，就会越利于微生物的通过。同时，在检测油井的产出液，在其中未检测到营养物质窜出，同时对于其窜出液中，其存的葡萄糖浓度也远远低于20 mg/L，小于实验中注入微生物质量的浓度，也就是说在生产井中，并未大量产出注入的激活剂。

4 结束语

综上所述，运用微生物辅助化学驱油，聚合物在通过微生物辅助之后，可以达到减小地层污染这一目标。并且产量提高也十分显著，建议国内外油田工作者，完善该采油方式，培养相关人才，作用生产，服务油田。

参考文献：

[1]盖立学，卫王艳玲，柏璐璐，等. 微生物采油技术在大庆油田低渗透油藏的应用[J]. 大庆石油地质与开发，2011， 30（1）：145-149.

[2]邢爱忠. 胜利油田化学驱地面注入工艺技术进展[J]. 油气田地面过程，2010， 29（12）：57-58.

[3]王俊，俞理，黄立信. 油藏生物气研究进展[J]. 特种油气藏，2010， 7（5）：8-12.

[4]聂飞满. 探讨微生物技术在石油开采中的应用[J].中国化工贸易， 2014（9）：198-198.

[5] 高军， 沙帆， 吴立伟，等. 复合驱油技术在特低渗透油田驱油效果分析[J]. 中国化工贸易， 2014（1）： 29-29.

英国果园农药使用量增速迅猛 远超种植面积增长

根据英国环境食品和农村事务部（DEFRA）最近发布的报告数据，尽管果园作物种植面积仅增长了4%，但是自2008年至今，英格兰和威尔士地区的农药使用量却增长了33%。其中，杀虫剂用量增长最为显著，约为37%，杀菌剂增加了21%，生长调节剂和除草剂分别增长21%和5%。农药用量的上涨主要源于甜点苹果种植面积的增加，还有在樱桃和酿酒用苹果作物上的大量使用。本次调查数据来源于2014-15年冬季对英国283个农场主的2913个果园（占总果园作物种植面积的35%）的调查结果。按面积计算，2014年杀菌剂的施用面积占果园作物农药施用总面积的64%，按重量来算的话，该数值为67%；按面积算，杀虫剂占总施药面积的12%。克菌丹是使用最多的杀菌剂产品，而毒死蜱则是使用最多的杀虫剂。自2012年起，杀菌剂苯醚甲环唑的使用量大幅攀升，主要用于防控梨木虱的生物制品花蝽的使用量也有所增加。用作采后落叶剂的尿素施用面积增加了64%。