排6南微生物吞吐应用研究

王志坚，高志卫，孙立柱，王 静

(1．中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司新春公司，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石油工程技术研究院,山东 东营 257000)

新疆春风油田排6南区目的层为白垩系吐谷鲁群组，其油藏类型为浅层地层特稠油油藏。位于春风油田西南部，构造位置位于车排子凸起的东北部，区域构造上属于准噶尔盆地西部隆起的次一级构造单元。排6南区K1tg顶面构造简单，整体呈向南西倾斜条带分布，整体比较平缓，南低北高，构造倾角1～2°，油水界面为625m。含油面积3.8km2，石油地质储量355×104t。埋深410～620m，油藏温度下脱气原油粘度19683mPa·s，油层厚度4～10m，孔隙度35.2%，渗透率5000～10000×10-3μm2。油藏地层压力为5.71MPa，压力系数为1.07，地层温度32.97℃。属于常温常压高孔、高渗特稠油油藏。排6南属于边底水影响区，原油粘度高，油水流度比差异大，经历多轮次蒸汽吞吐，油井生产过程中指进严重，目前持续特高含水，周期产油量降低，蒸汽吞吐效果越来越差。为改善该区块油井热采后，特高含水、产油量低的现状，对该井采取功能性激活剂延长微生物激活时间的基础上，调整渗流通道；通过微生物常规激活剂及菌液乳化分散，降低原油粘度，提高原油流动性，达到控水稳油，提高油井产量的目的。

1 室内研究

1.1 样品来源

排6南产出液及含油土壤样品。

1.2 实验仪器

生化培养箱、振荡培养箱、超净工作台、双重蒸馏水器、电子分析天平、自动电热压力蒸汽灭菌器、表面张力仪、冰箱、培养皿、三角瓶、试管、各种量筒、各种烧杯等。

1.3 实验材料

(1)筛选培养基：葡萄糖0.3%、蛋白胨0.3%、酵母粉0.3%、磷酸氢二钾0.3%、氯化钠0.5%，蒸馏水定容至1L，pH值为7.0～7.2。

(2)发酵培养基：甘油3%、硝酸氨0.3%、磷酸氢二钾0.2%、磷酸二氢钾 0.2%、氯化钠0.1%、酵母粉0.1%。蒸馏水定容至1L；115 ℃，高压蒸气灭菌20 min。

1.4 实验方法

1.4.1 高效降粘微生物的筛选

取 1.0 g含油土样放入三角瓶中，33℃，200 r/min摇床富集培养48 h；稀释，涂布，获得单一菌株。将单一菌株分别接种到发酵培养基中，33 ℃，200 r/min摇床培养48h；再涂布、划线分离，得到纯种菌株WJ-21[1-3]。

1.4.2 菌种性能评价

在油藏温度下33℃下，10%菌种发酵液与排6南原油进行乳化、降粘以及润湿效果评价。

1.4.2．1 乳化性能

不同浓度发酵液按照油水比1∶9的比例，在250mL烧杯中加入油10g，不同WJ-21发酵液90mL，不搅拌，在33℃烘箱中静置两天观察乳化情况[4-5]。

1.4.2．2 降粘性能

按照油水比7：3的比例，在250mL烧杯中加入油70g，10%WJ-21发酵液90mL，不搅拌，在33℃烘箱中静置两天直接测试静置油水状态下粘度[5-10]。

1.4.2．3 润湿性能

切割面积为1.5×1.5cm2玻璃片，采取不同方式浸泡：(1)用10%WJ-21发酵液浸泡48h，用乙醇和去离子水洗涤干净后测定模型表面接触角；(2)表面覆盖原油，油藏温度下放置7天，使充分接触，硅酸盐表面由亲水性转为疏水性，再将玻片在10%WJ-21发酵液中处理48h，取出后用石油醚洗涤去除表面残留原油，分别以乙醇和去离子水洗涤干净，测定其表面接触角。

1.4.3 激活体系优化

1.4.3.1 常规激活体系的优化

根据WJ-21菌株营养特点，碳源浓度按25%，氮源浓度按0.1% ，在地层水的基础上直接添加不同碳源、氮源组成7种不同激活剂配方(见表1)，通过菌浓、乳化、降粘、润湿效果等分析从而确定最佳激活体系[11-12]。

表1 激活剂配方

1.4.3.2 功能性激活剂的研制

在排6南油藏条件下，利用功能性激活剂体系进行微生物激活实验，激活剂浓度0.3%，评价激活后菌浓及乳化降粘性能。

1.4.4 内外源复合性能评价

菌种：WJ-21

激活剂：最佳激活体系

用排6南产出液按照不同激活剂配方配置营养分装在200mL厌氧瓶中，每瓶150mL，如下表2进行实验，外源菌接种量10%，原油10%，氮气置换厌氧瓶内空气，拧紧瓶盖，33℃下静置培养，不同时间取样评价菌浓、乳化降粘以及润湿效果。

表2 排6南复合吞吐配方体系

1.5 实验结果

1.5.1 菌种筛选结果

从排6南产出液中筛选到发酵液呈浅绿色的菌株(见图1)WJ-21菌落圆形,浅绿色,光滑凸起，湿润，边缘整齐中央较厚，因产色素而使培养基呈绿色。菌体直杆状，以极生鞭毛运动，革兰氏阴性细菌，经细菌鉴定是假单孢菌。

图1 WJ-21形态图

1.5.2 菌种性能评价

1.5.2.1 乳化性能：

如表3所示，不同浓度发酵液按照油水比1∶9的比例，在250mL烧杯中加入油10g，10%WJ-21发酵液90mL，不搅拌，在33℃烘箱中静置两天观察乳化情况，发现10%WJ-21发酵液乳化最好。

表3 发酵液对排6南原油乳化性能评价

1.5.2.2 降粘性能

如图2所示，按照油水比7∶3的比例，在250mL烧杯中加入油70g，10%WJ-21发酵液90mL，不搅拌，在33℃烘箱中静置两天直接测试静置油水状态下黏度，降粘率达到79%。

图2 排6南降粘性能评价

1.5.2.3 润湿性能

图3 WJ-21发酵液对排6南原油润湿性能评价

从图3可以看出，采取不同方式浸泡，玻片用10%WJ-21发酵液浸泡48h，可以将玻片表面由亲水转变成弱亲水，表面老化原油7天后，玻片表面由亲水性转为疏水性，再将玻片在10%WJ-21发酵液中处理48h，发现10%WJ-21发酵液可以将疏水表面转变为弱亲水表面，因此确定WJ-21具有较强的润湿调控功能。

1.5.3 内源微生物激活体系优化

1.5.3.1 常规激活体系的优化

如图4、图5，不同激活体系对内源微生物激活的影响评价，4号配方体系菌浓最高，产气量最大，乳化降粘洗油效果最高。

图4 不同激活剂体系对内源微生物激活的影响评价

图5 不同激活体系对原油作用效果评价

1.5.3.2 功能性激活剂的研制

对功能性激活剂激活以后的菌浓及对原油的乳化特性进行了实验，与常规激活剂相比功能性激活剂激活以后菌浓达到了6×108个/mL，高于常规激活剂的激活菌浓。对原油的乳化指数功能性激活剂达到了95%，对原油具有较好的乳化特性(图6)。

图6 功能性激活剂与常规激活剂激活后菌浓和乳化指数对比

1.5.4 排6南内外源复合体系性能评价

针对排6南油藏(见图6、表4)， 筛选到内源微生物激活剂配方4和外源菌WJ-21，从评价结果可以看出，WJ-21的加入可以进一步提高微生物对原油的乳化性能、改善润湿性(瓶壁粘附油少)，增强原油流动性。因此，内外源复合可以更好地解决排6南原油粘度高、流动性差的问题。

图7 内外源复合原油乳化效果评价

表4 内外源复合性能评价

2 现场实验

2015～2018年在排6南实施微生物吞吐9口经井16轮次，增油9308吨，平均单井增油1034吨，平均每轮次吞吐增油582吨，具有广泛的应用前景。

图8 排6南-平48生产曲线

3 结论与建议

(1)针对排6南油藏条件筛选到常规微生物激活剂配方4、功能性激活剂以及外源润湿降粘菌WJ-21形成复合吞吐体系进行性能评价，乳化指数达到100%，降粘率达到97%，润湿性改变效率70%，可以解决排6原油粘度高，流动性差的问题。

(2)2015～2018年在排6南实施微生物吞吐9口井16轮次，增油9308吨，平均单井增油1034吨，平均每轮次吞吐增油582吨，具有广泛的应用前景。

(3)微生物采油技术在排6南边底水稠油油藏具有良好的适应性，建议进一步优化微生物吞吐工艺，提高其工艺适应性。