中高温油藏微生物单井激活现场试验

谭晓明，林军章，唐存知，毛　源

（1.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，山东东营257000；2中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司河口采油厂，山东东营257000）

中高温油藏微生物单井激活现场试验

谭晓明1，林军章1，唐存知2，毛源2

（1.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，山东东营257000；2中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司河口采油厂，山东东营257000）

针对胜利油田中高温油藏微生物群落结构特点，开展室内模拟试验，对耐高温激活剂进行筛选和性能评价。室内筛选出的激活剂适应温度范围在60℃以上，该激活体系与稠油作用后乳化分散效果显著，激活后菌密度从1.3×105个/mL增至3×107～4×107个/mL，气压达到0.05 MPa以上，原油乳化指数达到90%以上。根据室内模拟条件，对中高温油藏单井进行现场激活试验，开井后，总菌密度由激活前的104～105个/mL增至3.2×107个/mL，在有效期136 d内，单井累计增油超过180 t，含水率降低约15%。试验证明，室内筛选出的激活剂可以激活中高温油藏內源微生物，提高单井产油量，为实施中高温油藏微生物驱油提供理论依据和技术支持。

中高温；油藏微生物；激活剂；单井激活

微生物单井激活技术是向油藏中注入经过筛选的激活剂，有选择性地激活其中对提高采收率有益的微生物，并限制对油田开发有害的微生物，让有益微生物高效代谢并产生大量代谢产物，裂解重质烃类和石蜡等，改善原油的流动性能，从而提高单井吞吐产量的采油技术［1-4］。该技术具有适应范围广、操作简便、成本较低等优点［5］，受到国内外有关研究机构和油田的广泛重视。国内外研究证明油藏中存在的微生物具有复杂性和多样性，但是由于油藏中营养含量的限制，微生物数量普遍偏少［6-8］。胜利油田常规水驱开发动用地质储量35亿t，油藏温度范围在39～175℃，其中55～95℃的中高温油藏占一半以上，在这些中高温油藏中，微生物种类少，活性低［9-10］。

本文中，笔者针对胜利油田中高温油藏区块的油藏条件进行不同激活剂的单井激活分析研究，以期筛选出适合中高温油藏的激活剂，同时对现场单井激活效果进行跟踪分析，为实施中高温油藏微生物驱油提供理论依据和技术支持。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

1.1.1样品采集

样品来源为胜利油田中高温油藏油水井和稠油。

1.1.2仪器设备

生化培养箱，江苏海安实验仪器厂；振荡培养箱，哈尔滨东联电子技术有限开发公司；AUVON细菌计数板，东西仪（北京）科技有限公司；漩涡振荡器，合肥艾本森科学仪器有限公司；电子分析天平，上海奥豪斯有限公司。

1.2实验方法

1.2.1培养方法

好氧培养:60℃、180 r/min摇瓶培养。

厌氧培养:60℃厌氧瓶静置培养。

1.2.2测定方法

总菌数测定:通过细菌计数板进行显微计数法。

乳化性能测定:取一试管，加5 mL柴油和5 mL激活剂溶液，通过漩涡振荡器振荡2 min，测量乳化液在油相中所占的体积百分数。

气压测定:用压力表测定气压。

1.2.3激活剂的筛选

微生物生长所需的营养体系中的C、N、P的理论比值（质量比）为100∶10∶1，所以碳源是微生物生长所需的关键。根据不同的碳源，在高温条件下培养，通过显微计数法，以总菌密度为指标，初步筛选与中高温油藏具有良好配伍性的激活剂。

1.2.4激活剂激活效果评价

中高温油藏地层水中添加激活效果好的激活剂后，分别在高温条件下进行好氧和厌氧培养，对激活前后內源菌总菌密度的变化、原油乳化作用及厌氧条件下产气方面进行分析，评价激活剂激活效果。

1.2.5微生物单井激活现场效果

施工步骤如下:①注入微生物激活剂前，进行油井产出液取样；②停抽，紧固井口各部件，并重新换井口盘根；③抽油机停抽，把抽油机停至下死点，试压15 MPa，3 min不刺不漏为合格；④打开套管闸门，关闭生产闸门和回压闸门，反挤微生物激活剂，随后注入联合站的回注水，将微生物注剂顶替入地层；⑤关井3 d后开井生产，生产参数不变。开井后隔日取样，取样周期根据取样检测结果及时调整。

2　结果与讨论

2.1激活剂的筛选

根据中高温油藏的特点，将不同碳源的13种激活剂在60℃、180 r/min条件下激活地层水中的內源微生物，对照组为没有添加碳源，结果如图1所示。由图1可知:培养14 d后，有12种激活剂能够将菌密度的数量级激活到107，而无碳源添加的对照组中没有检测到菌。根据內源菌的动态生长曲线，初步将激活后稳定期中总菌密度高的羧甲基纤维素、脱木素、棉籽糖蜜、次粉和安琪酵母筛选出来。

图1　碳源激活剂激活效果Fig.1 Effects of carbon sources on microorganism activation

2.2激活剂激活效果评价

2.2.1好氧和厌氧条件下总菌密度的变化

将筛选出的5种碳源分别在60℃、好氧和厌氧条件下进行激活试验，结果如图2所示。由图2可知:连续培养50 d后，无碳源添加的对照组中没有检测到菌，而以次粉、玉米浆干粉为碳源的激活剂体系，能够在好氧和厌氧条件下快速激活菌群，并且，次粉具有好氧条件下消耗慢、厌氧条件快速激活的特点。

图2　在好氧和厌氧条件下碳源对微生物的激活效果Fig.2 Effects of carbon sources on microorganism activation under aerobic and anaerobic conditions

2.2.2产气实验分析

在60℃、厌氧条件下培养15 d，评价不同碳源气压及气体组成变化，结果如图3、图4所示。由图3和图4可知:以次粉为碳源的激活剂体系，在高温厌氧条件下，产气量及产甲烷能力均优于其他碳源体系。因此筛选以次粉为碳源的激活剂体系进行原油乳化分散评价。

2.2.3原油乳化作用分析

在60℃厌氧条件下，观察次粉乳化原油的效果。通过乳化性能的测定，次粉的乳化率是100%。室内试验中，选用胜利油田单14区块的原油，原油的加入量通常在5%～10%，主要检测激活剂是否具有乳化分散原油的能力，实验结果如图5所示。由图5可知:次粉具有较强的乳化分散原油的能力，原油被乳化成小颗粒，培养基颜色明显变深，而无碳源添加的对照组中，原油成块状漂浮在培养基上。表明以次粉为碳源的激活剂体系可以促进在水相中乳化分散原油，从而可以改善稠油流动性。

图3　在高温厌氧条件下碳源对气压值的影响Fig.3 Effects of carbon sources on pressure at high temperature under anaerobic conditions

图4　在高温厌氧条件下碳源对气体组分的影响Fig.4 Effects of carbon source on gas component at high temperature under anaerobic conditions

图5　次粉乳化分散原油外观情况Fig.5 Appearance of crude oil emulsion powder

2.3 微生物单井激活现场效果

2.3.1实施方案

通过中高温油藏激活剂的配伍性试验，在胜利油田单14区块X73（油藏温度82℃）进行微生物单井吞吐试验。根据所选试验井的有效厚度来确定微生物激活剂的用量，其计算见式（1）。

式中:V为体积（m3），R为半径（m），H为厚度（m），ф为孔隙度（%），β为用量系数，取值为37.2%。

施工结束后关井培养3 d，开井生产，要求日液≤10 t，并跟踪取样分析。

2.3.2试验效果

选取SH14X73这一单井进行试验，施工开井后，总菌密度由激活前的104～105个/mL增至3.2× 107个/mL，试验效果如表1所示，由表1可知:从2015年5月27日开始微生物单井激活试验后，截至2015年10月11日，在有效期的136 d内，平均单井增油累计为183 t，日产液体量稳定在10 t左右，日产油量从0.8 t升至3.3 t，含水率从80.0%降至64.4%。经济效益分析:共注入微生物注剂54 t，目前累计增油203.3 t，增加经济效益25.28万元。

表1　微生物单井吞吐实验效果统计表Table 1 Statistics of microbial huff and puff effect

3　结论

通过室内模拟中高温油藏条件，筛选出适合中高温油藏的激活剂，该激活剂体系适应温度范围在60℃以上，激活后总菌密度从1.3×105个/mL增至3×107～4×107个/mL，气压达到0.05 MPa以上，原油乳化指数达到90%以上，与稠油作用后乳化分散效果显著。微生物单井进行现场激活试验，开井后，总菌密度由激活前的104～105个/mL增至3.2× 107个/mL，在136 d有效期内单井累计增油超过180 t，含水率降低15.6%。增加经济效益25.28万元。

微生物单井激活技术只是将激活剂通过柱塞泵从套管注入，工序简单，操作方便，并且不污染环境，不伤害地层。胜利油田采用微生物单井激活采油具有一定的可行性，建议从微生物驱油和单井激活相结合进行试验，提高油藏原油采收率。

［1］ 乐建君，董代远.聚驱后油藏激活內源微生物的驱油工艺［J］.能源科学发展，2014，2（1）:8-11.

［2］ 李彩风，宋永亭，谭晓明，等.激活剂对油藏微生物群落及其驱油能力的影响［J］.西安石油大学学报，2013，28（6）:77-81.

［3］ 汪卫东.微生物提高采收率技术进展［J］.油气采收率技术，1998，5（4）:72-74.

［4］ 谭维业.KBS系列微生物采油技术研究与应用［J］.油气采收率技术，1999，6（4）:9-11.

［5］ BELYAEV S S，BORZENKOV I A，NAZINA T N，et al.Use of microorganisms in the biotechnology for the enhancement of oil recovery［J］.Microbiology，2004，73（5）:590-598.

［6］ 包木太，孔祥平，宋永亭，等.胜利油田S12块内源微生物群落选择性激活条件研究［J］.石油大学学报（自然科学版），2004，28（6）:44-48.

［7］ 孙渊平，李锋，刘兰涛，等.微生物单井吞吐技术研究［J］.石油钻探技术，2001，29（4）:57-59.

［8］ 王修垣.俄罗斯利用微生物提高石油采收率的新进展［J］.微生物学通报，1995，22（6）:383-384.

［9］ 程海鹰，王修林，徐登霆，等.内源微生物提高采收率实验研究［J］.石油勘探与开发，2006，33（1）:91-94.

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（责任编辑 管珺）

Field test of microbial single well activation inmiddle and high temperature reservoir

TAN Xiaoming1，LIN Junzhang1，TANG Cunzhi2，MAO Yuan2
（1.Research Institute of Petroleum Engineering Technology，Shengli Oilfield Company，Sinopec，Dongying 257000，China；2.Hekou Oil Production Factory，Shengli Olifield company，Sinopec，Dongying 257000，China）

According to the characteristics of microbial community structure of high temperature reservoir in Shengli Oilfield，the physical model test was carried out to screen and evaluate the performance of high temperature resistant activator.The activator adaptation temperature range in more than 60℃，the emulsifying and dispersing effect was significant after the activation system reacting with the heavy oil，the activated bacteria count was increased from 1.3×105cell/mL to 3×107-4×107cell/mL and the air pressure reached more than 0.05 MPa，crude oil emulsification index reached more than 90%.According to the physical model conditions，the activation test of single well was carreid out in the middle and high temperature oil reservoir，after opening the well，the cell density increased from 104-105cell/mL to 3.2× 107cell/mL，single well oil yield increased by more than 180 t，moisture content decreased by about 15%. Tests show that the activated agents could activate the endogenous microbes in the middle and high temperature reservoir，increased the oil content of the single well，and provide theoretical basis and technical support for the implementation of high temperature oil reservoir microbial oil displacement.

middle and high temperature；reservior microorganism；activator；single well activation

TE32+7

A

1672-3678（2016）03-0053-04

10.3969/j.issn.1672-3678.2016.03.010

2016-01-15

国家高技术研究发展计划（863计划）（2013AA064401）

谭晓明（1983—），女，山东烟台人，研究方向:微生物采油，E-mail:tanxiaoming.slyt@sinopec.com