微生物活化水技术在侏罗系油藏的研究与应用

安 然，董传宾，朱向前，李凯凯

（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西西安 710018）

1 试验区概况

安X油藏主要沉积相为辫状河三角洲平原亚相，整体上呈现西倾单斜的特征，构造幅度较小，局部发育微构造高点，从下到上各小层的顶面构造具有较好的继承性，主力开发层底水不发育，动用含油面积33.3 km2，地质储量2 019×104t，平均油层厚度8.7 m，孔隙度17.58%，渗透率23.1 mD，含油饱和度50.2%，属低渗透油藏。自2009 年投入开发以来，先后经历了规模建产期、注水见效阶段、含水快速上升期三个阶段。开发初期水驱油效果明显，但因储层非均质性较强，2015 年以后，水驱动用程度下降，剖面水驱效果变差。通过油藏数值软件模拟油水运动规律显示，该区流线大多呈玫瑰花瓣形态分布，剩余油主要富集在采油井井排、垂直河道油井井间，需要改变平面水驱方向，进一步提高波及体积。

依据微生物活化水驱机理[1-6]，通过调研国内外油田微生物驱研究实施现状，结合长庆油田微生物活化水驱油藏筛选原则以及《SY/T 6888-2012 微生物驱技术规范》，安X 油藏各种指标均满足条件（见表1），适合开展微生物活化水驱油。

表1 长庆油田微生物活化水驱油藏筛选指标和试验区油藏对比表

2 室内实验

2.1 菌种的筛选

立足本源菌种，取安X 油藏采出液过滤后配制营养基，灭菌后分别接入本源菌种，通过筛选、分离、富集、纯化等工艺筛选、镜检、计数，结果表明在模拟地层温度及矿化度条件下，各菌种都能生存，但生长繁殖能力差异大，优选假单胞菌、枯草芽孢杆菌、简单节杆菌三种功能菌做进一步适应性分析。

2.2 适应性分析

室内填砂管实验表明菌体及代谢产物（生物聚合物等）进入岩心孔喉滞留聚集，流体横向运移能力增强，驱替压力产生波动，驱油效率较单纯水驱提高9.8%，封堵率达37.6%（见表2）。

表2 枯草芽孢杆菌发酵液填砂管实验结果

利用控制变量法进一步分析温度、pH、矿化度对3株功能微生物菌株生长的影响，研究发现：采出水中菌种大量生长繁殖，各菌株在8～12 h 后进入对数生长期，24～32 h 进入稳定期（见图1）；当温度在25～60 ℃，三种微生物菌种生长较快（见图2），试验区地层温度为57.2 ℃，属于适宜繁殖温度范围；当pH 值为5～9 时，微生物菌种（铜绿假单胞菌）可快速生长（见图3），试验区pH 值为6～8，适宜微生物生长；当矿化度在10～60 g/L 范围时，微生物生长状态良好，试验区油藏矿化度为21.1 g/L，适宜微生物生长（见图4）。

图1 三种菌种在采出液中繁殖随时间变化的关系曲线

图2 三种菌种在采出液中繁殖随温度变化的关系曲线

图3 铜绿假单胞菌繁殖随pH值变化关系曲线

图4 铜绿假单胞菌繁殖随矿化度变化关系曲线

3 矿场应用及效果

3.1 现场设计及施工工艺

为防止微生物沿大孔道窜流，过早被油井采出，在实施整体活化水驱技术前基于油水井动态监测资料统计分析，对典型尖峰状吸水注水井开展剖面治理，开展针对性高强度凝胶调剖9 口，确保试验区活化水驱实施效果。

根据前期研究成果及先导试验应用效果，结合试验区地质情况，将微生物活化水驱油体系分两个段塞组合，分别是强化产生物聚合物功能菌活化段塞和多种功能菌组合活化段塞，两段塞在地层中协同作用提高采收率，室内实验及微观机理研究表明，微生物在地层中起作用的最低浓度为106个/毫升，定期开展节点菌浓测试，根据微生物增殖池中菌浓度及动态结果进行组合复配，目前微生物繁殖正常，扩培池及中间水池菌浓均大于108个/毫升。

3.2 应用效果

依托注水站注水系统，开展38 注125 采的试验，结果表明，该技术在提高水驱、控水稳油、改善水质方面取得了良好效果。

3.2.1 注入端动态变化符合驱油机理

3.2.1.1 注入压力变化 目前井口注入压力整体呈现先升后降的过程，井口压力由7.9 MPa 上升至8.3 MPa，后降至8.1 MPa，体现了一定的封堵-突破作用，微生物及其代谢产物逐级向地层深部推进。同时根据地层压力测试对比，该区地层压力保持水平由88.9%提升至90.4%，也能反映出大孔道封堵，注入水更多蓄留在地层，提高地层能量的特征。

3.2.1.2 吸水剖面明显改善 共开展吸水剖面测试15口，其中可对比剖面7 口，平均吸水厚度由5.4 m 上升至6.0 m，其中4 口井的吸水厚度变大且剖面形态更均匀，2 口井的吸水剖面维持稳定，1 口井的变薄，整体上吸水剖面稳定及改善的占比为85.7%，水驱动用程度由48.5%上升至51.4%。

3.2.2 采出端控水稳油效果明显 实施微生物活化水驱后该油藏平均月度递减由2.5%下降至1.2%，月均含水上升幅度由1.02%下降至0.32%（见图5），累计增油2.1×104t，区块开发状况明显改善。

图5 实施区域产量预测曲线

注前调剖和未调剖井组效果对比：安X 区9 口注水井实施注前调剖后注入微生物活化水，17 口井未调剖直接注入微生物，对比发现注入微生物均能降低递减，但实施注前调剖效果较未实施调剖好，月度递减、含水上升幅度明显变小（见表3）。

表3 注前调剖和未调剖井组效果对比

3.2.3 采出水水质明显改善 微生物扩培装置投用后，通过气浮除油、生化降解、絮凝沉降作用，采出水处理效果明显，处理后水质清澈透明，含油量由146 mg/L降至10 mg/L，悬浮物由152 mg/L 降至17 mg/L，全部符合回注标准。

4 结论

（1）注入端压力整体呈现先上升后下降的过程，符合活化水驱见效特点；可分析注水井吸水剖面得到显著改善，水驱动用程度进一步提高，见效井以降水增油型为主，说明微生物活化水驱同时具有提高驱油效率和扩大波及体积作用。

（2）微生物可以大幅降低采出水中含油量和悬浮物含量，提高注入水质。

（3）注前调剖井比直接进行微生物活化水驱在控递减、降含水效果好，下一步结合动态监测资料，掌握井间微裂缝、动态裂缝发育情况，并实施先堵后驱，增强微生物在地层中的滞留性。

（4）通过对扩培装置节点菌浓及繁殖情况检测，注入端指标满足设计要求，但目前针对采出端尚未配套监测，难以判断菌种在地层中的滞留情况，下步加强采出端微生物种类、总数、浓度等指标的定期监测。