中高温油藏内源微生物驱油现场试验

巴　燕，胡　婧，刘　涛，汪刚跃，赵凤敏，唐存知，姚寒梅，汪太杭

（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）

中高温油藏内源微生物驱油现场试验

巴燕1，胡婧1，刘涛1，汪刚跃1，赵凤敏1，唐存知2，姚寒梅2，汪太杭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地质、开发情况及内源微生物群落特点，从中高温（55～85℃）油藏605个单元中选定沾3块为目标油藏区块，采用现场分阶段、逐步推进的方式实施微生物驱油试验。现场试验跟踪分析效果表明，对应油井产量从38.9 t/d升高到86.9 t/d，含水率从93.8%下降到89.1%；截至2016年3月，累计增油3.76万t，阶段提高采收率1.73%。沾3块油藏内源微生物被有效激活，油藏微生物多样性显著降低，与现场动态变化吻合。

中高温油藏；内源微生物驱油；现场试验；效果评价

胜利油田常规水驱开发动用地质储量35亿t，油藏温度为39～175℃，其中55～95℃的中高温油藏占一半以上，技术应用潜力巨大。由于油区陆相沉积油藏储层类型多、构造复杂、非均质严重、地层温度高，限制了聚合物驱油技术的应用范围，存在聚驱成本高、产出液后处理及聚合物驱后如何进一步提高采收率等问题。而CO2驱、N2驱等气驱提高采收率技术因气源等原因限制［1］，仍需要继续在规模化应用和高效率、高效益方面开展研究。因此，研究开发油藏适应性强、低成本、对产出液后续处理无不良影响的高采收率潜力技术，是开发技术发展的重要研究方向。

微生物驱油技术具有油藏适应性强、成本低、操作简便、无污染、效果好等优势，室内研究和矿场试验方面已取得显著进展［2-6］，成为油田开发后期保持油田可持续发展的一项重要技术［7］。

针对胜利油田中高温油藏地质、开发情况及内源微生物群落特点，笔者从中高温（55～85℃）油藏605个单元中选定沾3块为目标油藏区块，现场分阶段实施，考察中高温油藏内源微生物在采油过程中的增产能力，以期进一步提高现场的采收率，同时降低含水率。

1　中高温油藏内源微生物驱油区块筛选

选区油藏温度55～85℃，油藏类型以整装、断块为主，考虑后续现场实施工作，优先选择便于矿场试验工作开展的采油厂。以胜利油区水驱开发油藏调查为主要基础资料，根据各区块的油藏地质条件、开发历史及现状、井网完善程度、剩余油分布情况及3次采油规划情况，结合内源微生物群落结构特点，筛选适宜区块。最终从605个单元中选定沾3块为目标油藏区块（图1）。

图1　沾3块内源微生物驱原方案部署图Fig.1 Primary project deployment diagram of the experiment of indigenous microbe oil displacement technology in Zhan 3 block

该区块油藏埋藏深度1 240～1 360 m，原始油藏温度63℃，渗透率0.682 μm2，原油黏度1 885 mPa·s，属中高温断块稠油油藏，具有较好的代表性；在内源微生物驱油藏筛选标准的最佳范围之内；目前井网较完善，有利于微生物发挥驱油作用。试验区1985年3月投入开发，1989年6月开始注水，历经3个开发阶段，2011年微生物驱前处于特高含水率开发、产量递减阶段，达到最低日产油24 t、含水率96.1%、采出程度25%、水驱标定采收率31.5%，面临含水率高、稳产难度大的开发形势，适合开展微生物驱油现场试验。

2　微生物驱油现场试验及效果

2.1方案实施进度

沾3块内源微生物驱油先导试验于2011年11月开展现场实施，采用分阶段实施、逐步推进的方式，先导试验区已完成单井试注和3口井注入激活剂阶段，目前扩大到5口水井注入激活剂阶段，方案设计与实际完成情况如表1所示。

2011年11月开始现场试验，第一阶段为试注阶段，时间为2011年11月至2013年5月中旬。试验区中心水井沾3-更12注入微生物激活剂，对应受效油井5口，注入方式采用周期注入，共注入6轮，注入激活剂总量450 t，注入质量浓度为30 g/L。

第二阶段实施时间为2013年5月下旬至2014年3月。试验区注入井扩大为3口（沾3-更12、义古1、义古14），阶段累计注入微生物激活剂2 895 t，注入质量浓度为30 g/L。注入方式结合现场实施条件，采用周期注入，每轮集中2～3 d注入激活剂（激活剂180 g/L），其余18 d注水。

第三阶段实施时间为2014年4月至今。试验区注入井扩大为5口（沾3-更12、义古1、义古14、沾3-X28以及沾3-X30），阶段累计注入微生物激活剂3 118 t，注入质量浓度为14 g/L。

2.2方案实施效果

图2为沾3块微生物驱开发曲线（2011年9月2016年2月）。由图2可知:在实施内源微生物驱油期间，试验井区中除了沾3-斜31、沾3-26井补孔非主力层、沾3-15提液外，其他油井没有明显改变区块产量的措施，试验期间油水井总体生产制度平稳，因此内源微生物驱油试验前后效果可对比性强。

表1　方案设计与实际完成情况表Table 1 The scheme design and actual performance

2011年11月实施第一阶段现场试验，6个月后见到明显效果，对应油井产量由26.3 t/d上升至51.8 t/d，含水率由96.1%下降至92.8%。2013年5月开始第二阶段现场试验，生产井生产动态得到进一步改善。试验区产油量进一步升至80.4 t/d，综合含水率进一步下降至89.1%。2014年5月进入第三阶段现场试验，前期效果稳定。2014年10月份开始由于地层出砂及水井套损等问题导致区块出现平面矛盾、层间矛盾，含水率上升。目前日产量51 t/d，含水率93.9%，仍处于有效期。

图2　沾3块微生物驱油开发曲线（2011年9月—2016年2月）Fig.2 The producing curves of Zhan 3 block（2011-09-2016-02）

2.2.1试验区综合含水率变化

将试验区内的综合含水率量的变化进行总结，结果见表2。由表2可知:实施微生物驱油后，油井含水率显著下降。含水率由96.1%下降至最低88.1%。目前，试验区综合含水率94%，仍在有效期内。第一阶段，5口井含水率由95%下降至87%，下降8%；第二阶段，12口井含水率由91%最低下降至88.6%，下降2.4%，含水率上升得到有效抑制。其中，含水率下降的单井有11口，占试验区总井数的69%。扣除补孔换层影响，含水率下降幅度大的井，主要位于微生物注入对应较好的构造高部位的沾3-13、沾3-15等井，但2015年开始，含水率回返速度较快。

2.2.2试验区增油效果

沾3块试验区现场注入4个月后见效，与注微生物激活剂前对比，井区开发形势明显变好。试验区内油井产油量增加，截至2016年3月，累计增油3.76×104t。16口油井中，11口油井见效增油，单井增油量情况见表3。

根据微生物驱油见效标准统计［8］，目前见效井11口，见效率68.8%，平均单井累增油量3 359 t，累增油量3.7×104t，中心井效果好于边井。

表2　单井含水率分类统计表Table 2 Classification for stimulated single well water cut statistical table

表3　单井增油量统计表Table 3 The oil production for stimulated single well statistical table

中心井2口（沾3-13、3-15）:见效2口，见效率100%。由于激活剂注入受效较为均匀，驱替面积大，两口井位于构造高部位，剩余油饱和度高，见效最为明显。见效2～4个月后，产量上升，含水率大幅度下降，累油效果显著。截至2016年3月底，累增油量14 558 t，平均单井累增油量7 279 t。

典型井1——中心区典型井沾3-13，在试验期间的生产曲线见图3。由图3可知:试验前含水率94.7%左右，油量2.5 t/d；2011年11月注入激活剂后3个月开始见效，至第一阶段结束，油井含水率下降至72.8%，日产油量上升至15.7 t，日产油能力增加13.2 t；第二阶段，含水率最低下降至66.8%，日产油量最高到18.8 t，目前累计增油11 619 t（见表3）。2014年底由于对应水井Z3-N12套损，Ed14层不吸水，含水率急剧上升，卡封转抽无效，目前日产液78 t，日产油2.6 t，含水率97%。

图3　沾3-13井生产曲线Fig.3 Zhan 3-13 production curve

边井13口，见效9口，见效率69.2%。见效井大多位于剩余油饱和度较低的构造腰部，见效时间一般在9～12个月，含水率较中心井下降速度慢，幅度小，增油量少。9口井，截至目前累增油量22 394 t，平均单井增油2 488 t。

典型井2——沾3-23井的生产曲线见图4。由图4可知:第二阶段开始受效，注入2个月见效，产量从试验前的1.5 t/d升高到5.3 t/d，含水率由97.3%下降至88%，下降9.1%，增油降水效果显著；第三阶段沾3-X29及沾3-N16注入后，沾3-23多向受效，含水率最低下降至71%。目前生产稳定，产液32 t/d、产油7.3 t/d、含水率为77.2%，累增油4 882 t。

图4　沾3-23井生产曲线Fig.4 Zhan 3-23 production curve

2.2.3生化指标检测

考察现场产出液中微生物情况，结果见图5。由图5可知:现场实施后，生物多样性降低，同时目标优势菌比例大幅升高，其中4种目标优势菌（甲烷食甲基菌、假单胞菌、沙雷氏菌、无色杆菌）所占比例由试验前的25.1%升高到最高97.8%。

图6为现场产出液中优势菌与日油关系曲线。由图6可知:优势菌及代谢产物浓度与产量呈现明显的正相关性，随着优势菌含量的增加，原油产量逐渐增加。其中，甲烷食甲基菌属古菌可以在微生物驱油过程中产生甲烷气体，其他3种优势功能菌可以在地层中产生脂肽类生物表面活性剂参与微生物驱油过程（图7）。

图6　现场产出液中优势菌与日油关系Fig.6 Relationships between dominant bacteria from produced fluid of oil well and oil production

3　结论

沾3区块油藏封闭性较好、井网相对完善，油藏温度、渗透率等条件适宜，符合微生物驱油筛选的标准；同时内源功能菌群丰富，存在不同种类的功能微生物，且得到了有效的激活，这是现场取得明显效果的原因。

现场试验表明微生物的生长变化过程能够与生产动态有效对应，而且呈现明显的正相关性。

图7　现场产出液中代谢产物与日油关系Fig.7 Relationships between metabolites from produced fluid of oil well and oil production

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（责任编辑 荀志金）

Experiment of indigenous microbe oil displacement technology in high temperature reservoir

BA Yan1，HU Jing1，LIU Tao1，WANG Gangyue1，ZHAO Fengmin1，TANG Cunzhi2，YAO Hanmei2，WANG Taihang2
（1.Research Institute of Petroleum Engineering Technology，Shengli Olifield Company，Sinopec，DongYing，257000，China；2.Hekou Oil Production Factory，Shengli Olifield Company，Sinopec，DongYing，257000，China）

Based on the geological conditions and development history of high temperature reservoir in ShengLi OilField and the community characteristics of the indigenous microorganisms，Zhan 3 was screened from 605 well block in medium and high temperature reservoir.Field test was carried out by stages.Tracking analysis showed that oil well yield was up to 86.9 t/d from original 38.9 t/d and the water cut decrease to 89.1%from original 93.8%.Up to March 2016，cumulative incremental oil production of Zhan 3 has been more than 3.76×104t，the current recovery increase has been 1.73%. Endogenous microorganism was activated in Zhan 3 reservoir.Microbial community diversity was reduced evidently.It was tie in with the performance of oil production and injection wells.

hightemperatureandsalinityreservoir；endogenousmicroorganismflooding；field experiment；effect evaluation

TQ352

A

1672-3678（2016）03-0057-06

10.3969/j.issn.1672-3678.2016.03.011

2016-04-02

国家高技术研究发展计划（863计划）（2013AA064401）

巴 燕（1983—），女，山东东营人，研究方向:微生物采油，E-mail:bayan.slyt@sinopec.com