碳基微生物技術的研究與應用

摘要：隨著吞吐周期的增加，歡西油田稠油產量呈下降趨勢，油汽比偏低，生產成本逐年上升。尋找一種簡單、快速、低成本的稠油開采方法已迫在眉睫。自從微生物采油技術自1996年引進以來，經過不斷的改進和改進，已成為我廠稠油區(qū)塊增產的主要措施之一。該技術可有效提高稠油循環(huán)產量，延長生產周期，降低稠油開采成本。

關鍵詞：微生物生產周期;開發(fā)中后期;開發(fā)成本

1概況

歡西油田稠油地質儲量占總儲量的66%，產量占總產量的74%。蒸汽吞吐開采稠油。隨著吞吐次數的增加，產量降低、油汽比低、生產成本增加等問題日益突出，尋求一種簡單、快速、低成本的原油開采方法已迫在眉睫。

微生物采油是指將各種細菌和營養(yǎng)物質注入儲層，使其在油藏環(huán)境中繁殖生長，在降解原油的同時產生表面活性劑、氣體、生物聚合物、酸、醇等代謝物，以降低油水界面張力，從而提高采收率，延長油井生產周期。

自1996年引進微生物采油技術以來，已形成較為完善的油田注采工藝技術。在近年來，我們緊密結合微生物科學技術發(fā)展的新趨勢，借鑒其他油田的先進經驗，本著因地制宜、因地制宜的原則，不斷創(chuàng)新和改進，大大提高了這項技術的適用范圍和措施效果。

2技術創(chuàng)新

2.1建立微生物采油菌庫，簡化菌種篩選程序

采用16rDNA基因PCR擴增和DNA芯片技術，對錦45塊和錦25塊產液進行了分析，了解了錦45塊和錦25塊形成過程中微生物群落的詳細情況。

通過分離、篩選和評價試驗，發(fā)現以原油為碳源的菌株具有耐鹽、儲層溫度高、體積小的特點。

通過菌種庫的建立，實現了微生物菌種的綜合管理和儲層信息與菌種信息的交互作用，省去了分析油井采出液中菌落狀況的步驟，從而為后續(xù)的細菌擴增和室內評價試驗爭取時間，最終把握最佳施工時機，對提高措施效果起到決定性作用。

2.2提高菌種的耐溫性，進一步提高措施的適用范圍

從實驗室實驗中篩選出的菌株的適宜溫度為35～50℃，大大限制了菌種的適用范圍選擇。采取以錦45塊為例（見下表），適宜油層為Ⅰ、于Ⅱ，興Ⅰ、興Ⅱ油層不能實施。同時，考慮到注汽對地層溫度的影響，我們保守地選擇注汽6個月以上的油井進行施工。

因此，提高微生物的耐溫性，不僅可以增加措施的適用范圍，而且可以大大提高措施的實施效果。

2.3酶制劑與內生菌相結合可有效提高單井產量

微生物的代謝產物中含有生物表面活性劑，可以起到一定的生物作用。7天的培養(yǎng)結果表明，前3天滅菌液和非滅菌液的乳化效果相似。但從實驗第4天開始，未滅菌溶液的效果明顯優(yōu)于滅菌溶液解決方案，結果表明，原油的酶降解和乳化是形成過程中與微生物相互作用的結果，微生物的存在有利于原油的形成生物酶的作用。

2018年，我們創(chuàng)新性地提出將生物酶和微生物菌株混合使用。在現場施工中，我們首先將生物酶注入目的層，充分利用酶的特性降解原油中的膠質瀝青質，消除了近井區(qū)水泥堵塞，起到了分選地層的作用，為后續(xù)微生物的注入開辟了通道使細菌能夠遷移到更高的作用半徑。

2.4通過微生物熱化學的研究，可以改善細菌的營養(yǎng)來源，提高細菌的繁殖能力

從化學角度看，微生物采油的機理是化學反應的結果，化學反應必須伴隨熱反應效果。那個用微量量熱儀測定了該過程的熱效應，得到了代謝過程的熱譜曲線，以反映微生物的代謝過程，微量熱法研究了微生物在原油介質中的代謝過程。

實驗測定了35℃時菌種在含葡萄糖和原油的培養(yǎng)基中代謝過程的熱譜數據，菌株在含葡萄糖培養(yǎng)基和含原油培養(yǎng)基中代謝的熱譜曲線大致相似，但細菌在含葡萄糖培養(yǎng)基中的代謝比在含原油的培養(yǎng)基中代謝旺盛，在原油培養(yǎng)基中的代謝過程時間比在葡萄糖培養(yǎng)基中長。

3經濟效益分析

該項目已實施21井次，投入成本88.32萬元，累計增油1611.5t，經濟效益266.21萬元，投入產出比1：3.3。

經濟效益=[增油×（增油價-噸油成本）]-投入總成本

=[1611.5×（3000-800）]/10000-88.32=266.21萬元

（注：原油價格3000元/噸，生產成本800元/噸）

節(jié)約注汽成本=（延長生產天數/熱采周期）×注汽量×70元/m3

=103萬元

（注：錦25、45塊熱采周期為240天，注汽量按平均注汽量2000m3計算。）

4結論

（1）微生物采油菌庫的建立，使我們加深了對油藏微生物系統(tǒng)的認識，進一步簡化了菌種篩選過程，為后續(xù)工作爭取時間。

（2）細菌耐溫性的提高，突破了措施井選擇的局限性，擴大了選井范圍，有利于延長油井的生產周期。

（3）生物酶能解除井周圍堵塞，打通滲流通道，為后續(xù)注入內源細菌，使微生物菌種能夠遷移到較遠的位置，使波及范圍擴大。

（4）在營養(yǎng)液中添加一定量的單糖對提高措施效果有重要作用。

參考文獻：

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[2] 汪云海，焦國華，汪康.微生物采油技術在油田開發(fā)中的應用[J].中國石油和化工標準與質量.2012（S1）.

[3] 劉杰，王超，孫朝陽.微生物驅油在油田的應用[J].化工設計通訊.2019（01）.

作者簡介：

劉偉，男，1982年2月出生，工程師，2008年畢業(yè)于大慶石油學院石油工程專業(yè)，現就職于遼河油田公司冷家油田開發(fā)公司科技科。