內(nèi)源微生物采油技術(shù)在大慶油田南二區(qū)東部聚驅(qū)后油層中的應(yīng)用

劉 芳

(中國石油大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠,黑龍江大慶 163414)

內(nèi)源微生物采油技術(shù)在大慶油田南二區(qū)東部聚驅(qū)后油層中的應(yīng)用

劉 芳

(中國石油大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠,黑龍江大慶 163414)

針對聚驅(qū)后油藏含水上升速度快、產(chǎn)量遞減幅度大、剩余油開采難度逐漸增加的問題，在大慶油田南二區(qū)東部聚驅(qū)后的水驅(qū)區(qū)塊開展了小區(qū)塊內(nèi)源微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗(yàn)，對試驗(yàn)過程中的注入方式、注入工藝及油藏動態(tài)變化情況進(jìn)行分析，結(jié)果表明，加入保護(hù)段塞的注入方式能充分發(fā)揮營養(yǎng)液激活功效，有利于微生物驅(qū)油效果的發(fā)揮；內(nèi)源微生物驅(qū)增加了原油的輕質(zhì)組份，從而提高了原油流動性；油層剖面動用狀況得到改善，提高了差油層采油量。試驗(yàn)的4口采油井最高增油13.4 t/d，綜合含水最低下降2.2個百分點(diǎn)，表明聚驅(qū)后油藏仍然可以采用內(nèi)源微生物驅(qū)油技術(shù)進(jìn)一步提高原油采收率。

大慶油田南二區(qū);聚驅(qū)后油藏；內(nèi)源微生物驅(qū)；提高原油采收率

聚驅(qū)開發(fā)后油藏采出程度基本達(dá)到60%以上，研究開發(fā)聚驅(qū)后油藏剩余油，是油田攻關(guān)的重要內(nèi)容，其中，內(nèi)源微生物采油技術(shù)在聚驅(qū)后油藏是否可進(jìn)一步提高原油采收率，是重要的研究方向之一[1-5]。大慶油田開展的單一井組聚驅(qū)后內(nèi)源微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗(yàn)，在有針對性的室內(nèi)研究基礎(chǔ)上，結(jié)合其他同類現(xiàn)場試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)[6-11]，研究了能更有效發(fā)揮營養(yǎng)液激活功效的組合式注入方案，采用了更合理的注入方式，取得了增油降水的顯著效果。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

聚驅(qū)后油藏內(nèi)源微生物驅(qū)油試驗(yàn)區(qū)位于大慶油田南二區(qū)東部，由1口注入井和4口采油井構(gòu)成一個注采井組(圖1)，注采井距為250 m，試驗(yàn)區(qū)面積為0.12 km2，開采的葡I1-4油層屬三角洲分流平原相和內(nèi)前緣相沉積，縱向上可分為4個小層7個沉積單元，平均單井砂巖厚度14.3 m，有效厚度9.2 m，地質(zhì)儲量15.9×104t，孔隙體積27.26×104m3，平均有效滲透率414×10-3μm2。葡I1-4油層滲透率變異系數(shù)為0.672，其中主要層位葡I2油層滲透率變異系數(shù)為0.56，最高滲透率與最低滲透率相差2.9倍。葡I2層水淹狀況更為嚴(yán)重，比例達(dá)100%，高水淹厚度占水淹厚度的78.34%。內(nèi)源微生物驅(qū)油試驗(yàn)前，試驗(yàn)區(qū)采出程度61.89%，綜合含水96.4%。菌種普查結(jié)果表明，試驗(yàn)油層中含有烴氧化菌、腐生菌、厭氧發(fā)酵菌、硫酸鹽還原菌、硝酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌等本源菌，且其中有益菌激活后數(shù)量可達(dá)107個/mL以上。

圖1 試驗(yàn)區(qū)井位圖

試驗(yàn)分為兩個周期。在第一周期注入營養(yǎng)液0.0213 PV，注入壓力由11.3 MPa上升到12.8 MPa，日注入量120 m3，試驗(yàn)前期和中期注入2 000 mg/L聚合物保護(hù)段塞2 418 m3。在第二周期注營養(yǎng)液0.0368 PV，注入壓力由11 MPa上升到 12 MPa，日注入量120 m3，試驗(yàn)前期、中期和后期共注2000 mg/L聚合物保護(hù)段塞3 108 m3。

2 試驗(yàn)注入方式

2.1 聚合物保護(hù)段塞使?fàn)I養(yǎng)液功效得到有效發(fā)揮

對于聚驅(qū)后的水驅(qū)油層，聚合物的驅(qū)油功效已過時，因此本次現(xiàn)場試驗(yàn)注入的少量聚合物雖然具備一定的淺調(diào)功能，但主要還是發(fā)揮其保護(hù)主段塞的作用，使激活劑與注入水隔離，保證激活劑在油層流動過程中的濃度，以充分發(fā)揮激活微生物菌種的作用。尤其是第二周期(表1)，在加大聚合物注入量的同時，增加營養(yǎng)液段塞結(jié)束時的聚合物保護(hù)段塞，使激活后的有益菌數(shù)量在104個/mL以上的時間達(dá)5個月以上，說明營養(yǎng)液在油層中激活有益菌的作用得以更充分的發(fā)揮。而后期未加入聚合物段塞的第一周期，在注入結(jié)束后第三個月，微生物數(shù)量已經(jīng)降至2個數(shù)量級。

表1 試驗(yàn)方案實(shí)施情況

2．2 分層注入方式進(jìn)一步提高注入效果

內(nèi)源微生物驅(qū)油能夠有效改善注入及采出剖面狀況，而采用分層注入方式，可進(jìn)一步改善剖面動用狀況。統(tǒng)計試驗(yàn)區(qū)注入剖面測試結(jié)果表明，未分注前，注入剖面吸水厚度由原來的5.9 m增加到7.0 m，增加了13.10%，差油層動用狀況得到了改善。采取分層注入后，PⅠ21油層吸水量由76.66%降至50.11%，降低了26.55個百分點(diǎn)，厚油層指進(jìn)現(xiàn)象得到一定的抑制；差油層的動用狀況進(jìn)一步改善，動用厚度由第一周期的7.0 m，增加到7.6 m，動用程度提高了7.15%。

采出剖面數(shù)據(jù)表明(圖2)，分注前，所有層段均得到動用。對比J3-P40井試驗(yàn)前后資料，未動用的兩個層段得到動用的同時，原產(chǎn)液層含水均有不同程度的下降，因此增油效果明顯。分析認(rèn)為，聚合物段塞雖然注入量少，但是，在保證油層中營養(yǎng)液濃度的同時，改善了油層的滲流環(huán)境，而微生物衍生氣的產(chǎn)生使油層剖面得到進(jìn)一步的調(diào)整(見3.1)。分注后，J3-P40井主要層段產(chǎn)液量由51.2 t下降到31.9 t，下降18.9%，差油層產(chǎn)液由18.1 t增加到28.5 t，增加了11.1%。厚油層縱向矛盾得到緩解，差油層產(chǎn)能得到進(jìn)一步加強(qiáng)。

圖2 試驗(yàn)區(qū)J3-P40井產(chǎn)出剖面變化情況

3 試驗(yàn)動態(tài)反映特點(diǎn)

3.1 內(nèi)源微生物驅(qū)擴(kuò)大了生產(chǎn)壓差，改善了液體流動狀況

在注入量基本不變的情況下(圖3)，注入壓力由11.3 MPa上升到12.8 MPa，上升了1.5 MPa。雖然注聚合物段塞過程中，注入壓力上升明顯，但注入段塞小，不足以維持3、4個月的高壓力水平。而采出氣體中CO2與CH4交替變化(圖4)，說明油層中有持續(xù)的氣體產(chǎn)生，是保持注入壓力高的主要原因。

圖3 試驗(yàn)前后注入壓力變化曲線

圖4 注營養(yǎng)液后CH4、CO2含量變化曲線

試驗(yàn)前后地層壓力數(shù)據(jù)表明，注入井油層中部流壓由試驗(yàn)前的22.18 MPa上升到試驗(yàn)后的23.32 MPa，上升了1.14 MPa，說明由于油層中產(chǎn)生的氣體，造成地層壓力升高。同時，4口采油井平均流壓下降2.14 MPa，下降42.46%，注采壓差得到擴(kuò)大，油層中流體的流動狀況得到改善。

3.2 改變原油物性利于原油采出

4口采油井原油中∑C21-/C21+值均明顯增加(圖5)，增加幅度54.39%～66.38%，表明輕質(zhì)組分增加，并形成富集狀態(tài)。注營養(yǎng)液后原油族組成分析結(jié)果表明，4口采油井芳烴、非烴和瀝青質(zhì)含量均呈下降趨勢，而飽和烴呈上升趨勢，原油重質(zhì)組份降低，輕質(zhì)組份增加，從而增大了原油的流動性，相對降低水的流速，起到了增油降水的作用。

圖5 注營養(yǎng)液后原油物性參數(shù)∑C21-/C21+變化

聚驅(qū)后內(nèi)源微生物采油技術(shù)符合常規(guī)驅(qū)油機(jī)理，即擴(kuò)大注入水的波及體積，增加差油層產(chǎn)油量；增加地層壓力，改善地層滲透性；降解飽和烴、芳烴等原油重質(zhì)烴類和瀝青質(zhì)，降低原油黏度，改善原油的流動性能等。

4 內(nèi)源微生物驅(qū)有效提高聚驅(qū)后原油采收率

試驗(yàn)見效后，日產(chǎn)液由482 t增加到560 t，增加了78 t/d，日產(chǎn)油由18.1 t最高增加到31.5 t，增加13.4 t。綜合含水由96.1%最低下降至93.9%，下降了2.2個百分點(diǎn)。累積增油2 713 t，提高原油采收率1.71個百分點(diǎn)。

與試驗(yàn)區(qū)所屬工業(yè)區(qū)塊(全區(qū))和其平行的單井組(對比區(qū))對比，試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)油增加，含水明顯下降，階段采出程度高。

(1)含水下降幅度大。從圖6看出，試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)區(qū)含水明顯下降，最低下降2.2個百分點(diǎn)，而全區(qū)和對比區(qū)含水均始終呈上升趨勢。

圖6 含水對比曲線

(2)產(chǎn)油遞減速度小。與全區(qū)和對比區(qū)對比(圖7)，在試驗(yàn)有效期內(nèi)，試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)油量明顯增加，遞減趨勢得到有效控制，而全區(qū)和對比區(qū)產(chǎn)油均呈下降趨勢。

(3)階段采出程度高。試驗(yàn)區(qū)階段采出程度較對比區(qū)高0.89個百分點(diǎn)，較全區(qū)高0.97個百分點(diǎn)。

圖7 產(chǎn)油量對比曲線

5 幾點(diǎn)認(rèn)識

(1)驅(qū)油試驗(yàn)表明，第一個周期僅注入營養(yǎng)液0.0213 PV，提高采收率達(dá)1.26個百分點(diǎn)，增油效果明顯，說明在聚驅(qū)后油藏采用內(nèi)源微生物驅(qū)技術(shù)是可行的。

(2)微生物的衍生氣體提高了注入端油層中部流壓，同時采出端流壓降低，表明微生物驅(qū)過程中，能有效增加生產(chǎn)壓力，促進(jìn)油層中流體的產(chǎn)出。

(3)營養(yǎng)液注入前后加入保護(hù)段塞，能更好地保持營養(yǎng)液在油層中的濃度，使其充分有效發(fā)揮激活微生物菌群的功效，以保障微生物驅(qū)油效果。

(4)聚驅(qū)后油藏采用內(nèi)源微生物驅(qū)油能有效改善注采剖面狀況，達(dá)到增加降水效果，可進(jìn)一步提高原油采收率。

(5)階段性的調(diào)剖措施是內(nèi)源微生物驅(qū)油的重要措施。J2-P40和J3-P40井的表皮系數(shù)由正值變?yōu)樨?fù)值，說明微生物發(fā)揮了對油層的解堵作用。第二個注入周期后，試驗(yàn)區(qū)日產(chǎn)液增加70 m3，但是含水降低程度不明顯，試驗(yàn)效果較差。分析認(rèn)為，第一周期微生物的解堵作用使厚油層滲透性得到恢復(fù)，同時第二周期的聚合物注入量低，未達(dá)到調(diào)剖效果，造成第二周期營養(yǎng)液無效注入量增加，試驗(yàn)效果變差。因此，適時采取調(diào)剖措施，是保證內(nèi)源微生物持續(xù)發(fā)揮驅(qū)油效果的重要方法之一。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)06-0119-04

2015-04-29

劉芳，工程師，1967年生，1988年畢業(yè)于長春地質(zhì)學(xué)院，現(xiàn)主要從事三次采油試驗(yàn)現(xiàn)場管理。

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863)項(xiàng)目(2009AA063504)、中國石油天然氣股份有限公司科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目(2008A-1403)資助。

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