胜利油田辛68区块内源微生物驱油现场试验

刘涛 赵凤敏 林军章 巴燕 曹嫣镔

中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

内源微生物采油技术是利用油藏中已有微生物，通过注入优选的激活剂激活油藏微生物生长代谢，并产生驱油作用，从而提高原油产量的技术[1-3]。其具有油藏适应性好、投入成本较低、不伤害地层、环境友好、产出液不需特殊处理等优点，在当前低油价形势下，微生物采油技术具有广阔的应用前景[4-6]。

胜利油田辛68区块油藏埋藏深、高温高盐，不适合化学驱和转热采提高采收率。因此，在前期研究的基础上，开展了内源微生物驱油先导试验。针对区块特点，分析了微生物群落特征，研发了高效激活剂体系，开展了微生物驱油现场吞吐试验，研究高温高盐油藏微生物驱油可行性，为该区块进一步提高采收率提供技术支撑。

1 区块概况

胜利油田辛68区块位于东辛油田中部，为高温高盐深层稠油油藏，整体南高北低，试验区含油面积0.62 km2，平均有效厚度8.3 m，地质储量63.9×104t，油藏埋深2 205～2 365 m，原始地层温度89～93 ℃，产出水矿化度55 920 mg/L，地面原油黏度3 028～8 761 mPa·s。区块注水开发25年，目前已进入特高含水开发阶段，采出程度26.8%，综合含水率95.1%，面临含水高，采油速度低，采出程度低，水驱采收率低的开发形势，稳产难度大。

2 室内实验

2.1 地层内源微生物菌群结构分析

由于油藏环境及开发方式的不同，不同类型油藏微生物群落结构存在较大差异。为了有效激活功能微生物，需要针对油藏微生物群落结构进行分析。内源菌群结构分析结果(见图1)表明：辛68区块地层内细菌种类丰富，古菌种类较少；细菌普遍以嗜热微生物为主，主要存在弓形杆菌、沙雷氏菌和热袍菌等产表活剂类功能菌[7-8]。古菌以产甲烷菌为主，主要是氢营养型甲烷菌和古丸菌等产气功能菌[9-10]。

通过对辛68块内源微生物的分析研究得出，油藏中具有代谢类型多样、种类较为完善的内源微生物群落，具有从好氧菌到厌氧菌的生态链。但由于油藏高温高盐特点，整体菌群数量不高，需要开展相应的激活研究，以增强功能微生物的数量及代谢活性。

2.2 激活剂体系筛选

在对辛68区块内源微生物菌群结构分析研究的基础上，为克服高温高盐油藏内源菌激活难度大、生长衰亡速率快的问题，研发了长链碳源类激活剂体系，从而增加供给营养时间，激活达到高菌浓的条件下，能够保持长效激活的特性[11]。长链碳源类激活剂体系激活微生物最高菌浓出现在25天，维持在108个/mL高浓度达到50天以上，而常规激活剂只有20天(见图2)。利用响应面法进行了不同碳源、磷源、氮源的筛选及其最佳质量分数的研究，最终确定辛68区块的最优激活体系为：1%长链碳源+0.2%氮源+0.05%磷源+0.1%生长因子。利用筛选得到的激活剂体系，进行了内源微生物的激活。结果表明，激活后菌浓从2.4×104个/mL升高到6.2×108个/mL，而且激活后产表活剂和产气等功能菌成为优势菌，对原油乳化明显，乳化后粒径在10 μm以下。室内物理模拟实验表明，激活以后内源微生物提高采收率8.5%以上，具有较好的驱油能力。

3 现场试验

3.1 试验设计

为研究评价激活剂体系的油藏适应性和现场实际激活效果，2016年2月至3月，在东辛油田辛68区块辛68X140井开展了单井吞吐试验(见表1)。现场首先将激活剂按设计的浓度配好溶液，从油井油套环空反向注入激活剂，再加注入水将其顶替挤入油层[12-13]。施工完成后关井，关井时间为20天，开井后油井按照原工作制度生产，同时跟踪检测油井产量及产出液生化指标。

表1 辛68X140井激活验证施工参数Table1 ActivationvalidationconstructionparametersofXin68X140well区块井号关井时间/d总注入量/m3激活剂/t辛68块X68X1402054020

3.2 试验结果

3.2.1产出液中微生物跟踪检测

对试验前后产出液中细菌总数进行镜检[14]，并通过荧光定量PCR的方法对产表活剂功能菌和产气功能菌进行了监测(见表2)。试验后，产出液菌浓大幅度上升，并呈上升趋势。这表明，油藏中微生物被大量激活，为提高微生物驱油效果提供了基础。另外，产表活剂功能微生物和产气功能微生物被大量激活，浓度较试验前提高了3个数量级以上，激活后功能微生物能够更加高效地作用于原油，从而提高原油的流动性，增加原油产量。

表2 辛68X140井内源微生物激活前后生物化学性能测试Table2 BiochemicaltestbeforeandafterendogenousactivationofXin68X140well阶段时间含水率/%镜检菌浓/(个·mL-1)产表活剂功能菌浓度/(个·mL-1)产气功能菌浓度/(个·mL-1)试验前2016-01-1082.51.0×1035.0×1020.4×102试验后2016-03-1087.00.6×1082.0×1051.6×1042016-03-1189.01.4×1084.4×1055.8×1042016-03-1479.02.0×1083.8×1069.4×1042016-03-1677.52.6×1088.4×1065.2×1052016-03-1887.03.0×1088.8×1067.4×1052016-04-0168.22.6×1088.6×1066.8×105

3.2.2产出液中代谢产物跟踪检测

对试验前后油井产出液中的代谢产物进行跟踪检测。结果表明，油井产出液表面张力和原油黏度在试验后均显著降低(见图3)，表面张力从试验前的60 mN/m下降到43 mN/m，这证明微生物代谢产生的表面活性物质改善了油水的界面性质。对试验前后油井产出液原油形态进行的镜检发现，试验后油井产出液中存在大量的乳化油滴，乳化油滴直径在10～20 μm(见图4)，乳化油滴显著增加，原油黏度从试验前的4 696 mPa·s下降到2 340 mPa·s，这表明油藏中功能微生物被大量激活后，对原油起到了明显的乳化作用，有利于降低原油黏度。

3.2.3油井生产动态跟踪分析

在生产参数不变的情况下，开井后日产油由试验前的1.0 t最高提高到1.8 t，含水率由试验前的82.1%最低下降到68.1%，含水率降低14%，增油降水效果显著。

4 结论与认识

(1) 室内研究的长链碳源类激活剂营养体系能够激活辛68区块油藏微生物及功能菌，微生物激活后产生乳化效果，物理模拟能提高驱替效率8.5%以上。

(2) 现场开展的单井吞吐试验表明，微生物作用特征明显。油井开井后，含水率降低，产量升高，具有明显的提高采收率效果。

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