官69 断块微生物驱油现场试验效果分析

文章编号：1000-0747（2005）02-00??-0?官69断块微生物驱油现场试验效果分析王学立，陈智宇，李晓良，路永萍，张仕明，李秀兰，倪金忠，段冠青（中国石油大港油田南部油气开发公司）摘要：针对大港油田官69断块油藏高含水期水驱效果差的情况，在4个井组实施微生物驱油试验。在断块4口注水井中注入相同用量的菌种（前缘段塞用原油中蜡组分和胶结能力强的菌种DG002和N80，主体与后尾段塞用N80）后，2个井组见到较好效果，产量递减放慢、开采状况基本稳定，或者产量增加，含水下降。受益井官69-8井日产从21.88t上升到23.3t，官69-21井含水从95.6%降至93.7%，减缓了区块产量递减。关键词：高含水油藏；微生物驱；现场试验；效果中图分类号：357.4文献标识码：A1室内菌种评价实验1.1实验菌种选择针对官69断块的油藏和流体特征，经过两年的菌种开发获得了嗜热的驱油菌种N80能在油藏条件下生长、繁殖和代谢[1]，代谢产物能改变原油性质、改变原油组分、降低界面张力。官69-8井油水界面张力降低23.3%～28.2%，凝固点降低2.0～3.1℃，原油粘度降低14.0%～15.8%，含胶量降低1.8%-3.3%。该菌种为复合菌，由3个单菌组成[2]。平板划线获得的菌落形态为放射状，不同于一般的耐高温菌种。菌体大小为0.4～1.0D×1.9～6.5D，杆状，运动，周生鞭毛。根据《伯杰氏细菌鉴定手册》（第八版）定N80菌种为芽孢梭菌属[3]，其最适生长温度73℃，在常温条件下基本不生长，属嗜热菌。1.2试验菌种与地层原菌种的配伍性实验经检测，官69-12和官69-8井产出液中菌浓较高，采用2口井产出水配制营养基，观察在有地层菌的情况下，注入菌及乳化原油情况实验结果表明：原生菌存在不影响注入菌生长及乳化，原生菌与注入菌配伍性好。1.3岩心物理模拟实验[1]对菌种N80进行了岩心物理模拟实验，结果表明：N80菌驱油效率较水驱增加4.78%。2室内试验驱油机理研究将微观透明模型应用于微生物驱油机理研究[4]，模拟官69区块油藏岩心孔隙结构特征制作微观透明模型，用该块微生物矿场驱油试验侯选菌种N80进行驱油机理研究。在微观透明仿真蚀刻模型上进行了该断块候选嗜热驱油菌种的驱油实验，在孔隙级别考察了微生物驱油机理。模型孔隙最大直径为800μm，最小直径为8μm，渗透率0.3～0.6D，实验观测得到该菌液驱油机理如下：2.1机理之一：乳化、携带、启动剩余油水驱剩余油状态下，注入用培养液稀释的10%原菌液1PV，将模型两端密封，放入73℃（官69区块地层温度）的恒温箱内静置7d，然后取出在显微镜下恢复水驱，同时用摄像机摄取驱替过程中流动状态画面。由于模型亲水，在水驱程度较高的孔隙内，菌液可以将被水分割成的油滴、油珠和油段包围起来，利用油作为碳源进行增殖，代谢有益的产物（表面活性剂，有机酸，气体），在菌对油的生物作用和化学作用下，被降解的油发生程度不同的乳化现象，形成油珠大小不等的乳状液，油珠在孔隙中被拉伸、变形、渗流。水驱后并联孔隙中的剩余油，在菌多种作用下开始重新启动，缓慢地被分段排出孔隙。在水驱程度较高的孔隙中，可以见到发酵液将油乳化、分散形成水包油型乳状液，携带油珠渗流的现象。形成的乳状液在孔隙中流动的阻力相对较低，加之孔隙表面沉积的菌液仍有一定活性，以及菌的在位繁殖效应，渗流阻力进一步下降。2.2机理之二：剥离油膜孔隙表面润湿性的非均质性和原油中重质成分的作用，造成部分油滴或油段残留在孔壁上。经过菌作用后，大的油滴或油段在菌液作用下开始启动,在显微镜下观察到油膜被剥离而变薄，剥离下的油呈细丝状从油膜上脱落，随水流动，被驱出孔隙。2.3机理之三：生物气的贾敏效应孔隙中菌种N80产生的气体生物气分为可动气和不动气，不动气是不与孔隙渗流液体流动的气体，因“贾敏效应”构成阻力，可产生使流体改向渗流的作用。 3现场应用效果分析3.1实验区块概况官69断块位于黄骅凹陷孔店构造带南端孔西断层上升盘（见图1），含油层位沙一下、沙三上，平均有效厚度17.1m，孔隙度26%，渗透率230×10-3μm2，含油面积1.8Km2，地质储量238×104t。原油属高凝油，原油物性较差，脱气原油比重0.8826，粘度56.5MPa.s（50℃），凝固点37℃，含蜡量25.67%，含胶量25.53%。该块1987年投入开发，1988年5月开始注水，生产特征表现为初期原油产量较高，但递减很快，注水后油井很快见水，含水急剧上升，近年来保持低水平稳产。官69断块开发至今已具有16年的开发历程，依据开发情况可划分以下几个阶段：第一阶段：1987年10月～1988年5月，弹性开采阶段。第二阶段：1988年6月～1989年4月，开始注水开发，产量大幅度上升。第三阶段：1989年5月～1994年4月，生产特征为产量递减快，含水急剧上升，地层能量保持旺盛。第四阶段：1994年5月～目前，该阶段的生产特征是产量基本稳定，进入特高含水开发阶段。至2001年2月共有油井10口，开井7口，日产油39t，含水94.54%，采油速度0.6%，采出程度31.9%；注水井6口，开井4口，日注水357m3，注采比0.5。3.2效果分析2001年3月至2001年8月在官69断块的官69-1、官69-7、官69-11、官69-13井中注入相同用量的菌种，前缘段塞用原油中蜡组分和胶结能力强的菌种DG002和N80，主体与后尾段塞用N80。在注微生物期间，注入井官69-11井和官69-13井的受益井效果并不明显，只表现出产量递减缓解、开采状况基本稳定；而注入井官69-1和官69-7井的受益井则效果显著，表现出产量上升，含水下降等。以下给予详析：3.2.1注微生物后受益井效果不太显著的注水井组（官69-11和官69-13井）官69-11井1988年5月转注，注水层位为S1、S3，注微生物前（2001年2月）日注82m3，累注41.5716×104m3，官69-12和官69-14井为两口受益井，官69-11注微生物前（2001年2月）前者日产油1.61t，含水98.6%；后者自93年11月高含水关井，累产油3.0201t。官69-11微生物驱后官69-12井含水下降，由98.6%降至97.9%。官69-13注水井段1843.4～1952.9m，至2001年2月累注水30.2×104m3，官69-12和官图1官69区块微构造等值线图69-9井为受益井。注微生物前（2001年2月）官69-12井日产油1.61t，含水98.6%；官69-9井日产油2.35t，含水97.1%。官69-13微生物驱后启动压力上升，由16.1MPa升至18.8MPa，受益井产量稳定，含水下降。分析认为，上述两井组微生物驱效果不十分明显的原因主要有：①受益井水淹程度高（含水98%），已经形成较大的水流通道，剩余油潜力小；②采液速度高（23.8%），菌液尚未与地层流体充分发生反应，微生物驱未彻底进行就已排出地面。3.2.2注微生物后受益井明显见效的注水井组（官69-1和官69-7井）官69-1注水井段1821～1925.8m，注微生物前（2001年2月）日注82m3，累注41.5716×104m3，官69-17和官69-19井为2口受益井，注微生物前（2001年2月）前者日产油2.87t，含水98.1%；后者日产油3.47t，含水52.9%。图2为官69-1井组微生物驱生产曲线图。图2官69-1井组微生物驱生产曲线对比 由图可见官69-19井产量由3.47t升至4.4t（见图2b），含水由52.9%降至48.7%（见图2c）。此外，前后吸水剖面对比也可见明显改善（见图3）。横坐标为吸水率（%）；纵坐标为井深（m）图3官69-1井微生物驱吸水剖面对比变化图官69-7注水层位S1、S3，至2001年2月累注23.3930×104m3，3口受益井（官69-8、官69-21、官69-4）。注微生物前（2001年2月）官69-8日产油21.88t，含水86.4%；官69-21日产油2.96t，含水95.6%；官69-4井日产油2.39t，含水96.6%。微生物驱后主要受益井官69-8井产量上升（日产由21.88t-22.42t-23.3t）；另一口受益井官69-21含水下降（由95.6%-93.7%），产量上升（由2.96t-3.45t-3.19t）。3.3室内产出液监测①菌浓度增加2个数量级，最高增加4个数量级。pH值6.6，较初始平均值（7.6）下降1.0（见图4a、b）。横坐标为监测日期a产出液菌浓度变化;b产出液pH值变化;c表面张力变化;d表面活性剂变化图4官69-9井微生物驱室内实验产出液监测结果②表面张力56.7mN/m较初始值79.6mN/m下降28%（见图4c）。表面活性剂浓度初始值为5mg/L，目前5.7mg/L，峰值为15.4mg/L（见图4d）。③密度下降0.0045g/cm3；凝固点下降4℃；含蜡量下降8.9%，胶质下降7.2%。4认识与结论研究发现，水驱速度快、水淹程度高、剩余油潜力较小的地区（如官69-11、官69-13井区）微生物驱油效果差；供油面积大，边水与注入水共同作用的地区（如官69-7井区）因注水水驱速度较慢，使微生物能与地下流体充分作用，而获得较好效果。认为平面、纵向上水洗程度高的局部地区注微生物前应进行必要的层间治理工作，如调剖等；注水受益井生产保持合理的动液面和适宜的生产压差及适宜的采液速度，确保水线推进速度不致过快，使菌液与地层流体充分发生反应。建议下步微生物驱在剩余油潜力较大的井区进行；应降低生产井产液量；水淹程度高的地区应适当加大菌液用量，实施点滴加液方式。参考文献[1]李国庆,刘金峰,等.官69断块微生物矿场试验方案研究[R].中国石油天然气股份公司大港油田公司,2002.[2]陈智宇,冯庆贤,等.嗜热采油微生物菌种的开发与应用[J].石油学报,2001,22(6):59-61.[3]BuchananRE,GibbonsNE,伯杰氏细菌鉴定手册(第八版)[M].WilliananmsandWikinsPubicInc,1974.[4]冯庆贤,邰庐山,腾克孟,等.应用微观透明模型研究微生物驱油机理[J].油田化学,2001,18(3):261-263.[5]冯庆贤,李玉萍,陈智宇.微生物驱油矿场试验的监测[J].油田化学,2001,18(3):76-78.[6]冯庆贤,陈智宇.港东二区七断块微生物驱油试验研究[J].石油勘探与开发,1999,26(6):68-71.[7]冯庆贤,陈智宇.耐高温采油微生物的研究与应用[J].石油勘探与开发,2000,27(3):50-52.[8]张军斌,张荣军,王志太.微生物驱油的参数敏感性分析[J].石油勘探与开发,2002,29(4):98-100.第一作者简介：王学立（1966-），男，天津宝坻人，大港油田工程师，大港油田南部油气开发公司地质所，从事油田开发地质研究和油藏管理工作。地址：河北省沧县东关南部油气开发公司地质所，邮政编码：061035。电话：022-25941574。收稿日期：2003-11-18修回日期：2004-07-08（编辑、绘图唐金华） 图4官69-9井微生物驱室内实验产出液监测结果