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1、胜利油田微生物采油技术研究与试验,汪卫东 中石化胜利油田采油工艺研究院 2011.11,石油微生物技术,发现新储量,提高产量,提高采收率,节水减排,环境保护,1、石油的形成（稠油形成）,降低成本,2、微生物勘探,3、酶处理钻井伤害,4、微生物采油,5、微生物处理污水,6、生物修复,7、微生物腐蚀,单菌应用,多菌应用（微生物生态）,单井应用,区块驱油,厌氧微生物,厌氧好氧微生物,外源微生物,内源微生物,胜利油田微生物采油技术发展历程,汇报提纲,微生物采油主要机理研究,微生物采油技术的现场试验与应用,微生物采油发展趋势,微生物对残余油的乳化 微生物细胞或生物聚合物改变渗透性 微生物产生物气 生物化
2、学趋向性及在位繁殖,1,2,3,4,一、微生物采油主要机理研究,HDB,TGB,TGB,TGB,微生物在降解 石油烃过程中乳化原油,原油,协同作用,1、微生物对原油的乳化作用,含沥青质原油,含蜡质原油,一、微生物采油主要机理研究,高温好氧菌对原油的乳化作用,1、微生物对原油的乳化作用,在多孔介质中乳化原油,一、微生物采油主要机理研究,1、微生物对原油的乳化作用,一、微生物采油主要机理研究,压力10MPa,细菌在平面形成扩油圈,不同微生物产生表面活性物质的扩油圈,一、微生物采油主要机理研究,1、微生物对原油的乳化作用,温度：65 压力：10MPa,一、微生物采油主要机理研究,不同微生物产生表面活
3、性物质的扩油圈,1、微生物对原油的乳化作用,天然岩心多孔介质中微生物的生长,微生物在多孔介质中生长研究,2、微生物细胞或生物聚合物改变渗透性,一、微生物采油主要机理研究,二、胜利油田微生物采油技术研究进展,CO2 H2 CH4,烃类、糖类,好氧、厌氧,一、微生物采油主要机理研究,3、微生物产生物气,一、微生物采油主要机理研究,3、微生物产生物气, 气体溶解，降低原油黏度 气体使原油体积膨胀,Robert T. Anderson, Derek R. Lovley NATURE | VOL 404 | 13 APRIL 2000,盲孔模型驱油实验,一、微生物采油主要机理研究,3、微生物产生物气,盲
4、孔模型驱油实验,A（ 30） C（ 20）,B（ 30） D（ 20）,E（ 10）,F（ 10）,一、微生物采油主要机理研究,3、微生物产生物气,（ 30） （ 20） （ 10）,一、微生物采油主要机理研究,3、微生物产生物气,盲孔模型驱油实验,一、微生物采油主要机理研究,3、微生物产生物气,生物气的产生增加了油和气的产出体积,用LEMUR设计模拟开采过程,Huang,University of Calgary,微生物在位繁殖效应,微生物在位繁殖 微生物的界面作用,4、生物化学趋向性及在位繁殖,一、微生物采油主要机理研究,岩石 油膜地层水,1、岩心内部 产出液,拆解岩芯，计数分析,渗透率1
5、.6m2,内源菌激活后充分水驱,产出液,产出液离心分离 离心管,约5-20倍（单位体积）,2、产出液油水界面 产出液水相,约2-8倍（单位体积）,菌体浓度,微 生 物 分 布 定 量 分 析,二、微生物采油机理、适应范围,4、生物化学趋向性及在位繁殖,汇报提纲,微生物采油主要机理研究,微生物采油技术的现场试验与应用,微生物采油发展趋势,二、微生物采油技术的现场试验与应用,微生物采油技术的,、微生物清防蜡技术 、微生物单井吞吐技术 、微生物驱油技术,现场试验与应用,微生物在井筒内生长代谢,二、微生物采油技术的现场试验与应用,1、微生物清防蜡技术,阻止 蜡核形成,破坏烃 分子间力,降低 原油粘度,
6、细菌体 代谢产物, 提 高 产 液 量, 降 低 含 水, 延 长 热 洗 周 期, 代 替 化 学 药 剂, 降 低 电 流 载 荷, 降 低 回 压, 延 长 免 修 期,效果体现,胜利油田已实施1639口井，增油17万吨。,二、微生物采油技术的现场试验与应用,1、微生物单井处理技术,微生物在分层中生长代谢,代谢产物（活性物质、气体）,有机堵塞,无机堵塞,清除,二、微生物采油技术的现场试验与应用,2、微生物单井吞吐技术,油井生产改善,在生产参数不变的情况下，开井后日产液由试验前55吨提高到84吨，日产油由3.4吨提高到10.4吨，含水率由试验前93%下降到88%。截至2010年12月20日
7、，开井生产65天，累计增油160吨。,注入激活剂，关井,作业关井,二、微生物采油技术的现场试验与应用,2、微生物单井吞吐技术,生物培养监测结果,试验后产出液菌浓大幅度上升，比试验前提高了4-5个数量级，乙酸根浓度由试验前的35mg/L上升到554mg/L。,乙酸根浓度监测结果,（小时）,（小时）,开井后,开井后,油井激活试验,二、微生物采油技术的现场试验与应用,2、微生物单井吞吐技术,内源微生物群落结构发生了明显变化,梭菌（厌氧发酵菌）,肠球菌（厌氧发酵菌）,土芽孢杆菌（烃氧化菌）,弧菌（厌氧发酵菌）,试验后,试验前,试验前烃氧化菌为绝对优势菌，试验后优势菌类型增加，菌群多样性降低，主要激活厌
8、氧发酵菌。,二、微生物采油技术的现场试验与应用,2、微生物单井吞吐技术,开井生产后，产出液中检测到营养物，其中总磷源为注入浓度的27%，总氮源为注入浓度的53%。,开井后,检测时间,（小时）,二、微生物采油技术的现场试验与应用,2、微生物单井吞吐技术,营养物质消耗,1998年1999年纯梁正南西区,1999年现在 河口罗801块,2008年现在 孤岛中一区Ng3,2000年2002年临盘盘2-33,2004年2007年滨南单12,1998年1999年滨南利32 效果不明显,整装油藏井组,断块油藏,效果明显,累增油14 万吨,效果初现,3、微生物驱油技术现场试验,微生物驱目的层S1、S3、S4,
9、典型区块：罗801块微生物驱试验,罗801井罗801-16井油藏剖面图,设计注入井：2口 受效油井：12口 注入方式：周期性注入菌液激活剂 注入周期: 25天 设计注入量：0.25PV （菌液4850m3+ 营养物6062.5m3） 预计提高采收率5%,原方案要点,含油面积 1.25 km2 地质储量291 104t 空气渗透率211.7 10-3um2 原油粘度353mPa.s， 地层水矿化度9794mg/L 油藏温度 75-80 oC,主要油藏参数,探索微生物驱提高断块油藏采收率,二、微生物采油技术的现场试验与应用,3、微生物驱油技术,截至2011年5月, 累计增油10.37104t ，阶
10、段提高采收率3.5%。,罗801断块实际产量与递减预测曲线,罗801断块实际年产油曲线,罗801块微生物驱整体实施效果,二、微生物采油技术的现场试验与应用,3、微生物驱油技术,35,微生物驱试验区 含油面积：0.86km2 地质储量：164.9万吨 埋深1173m1230m 油藏温度69 水井8/8口， 日注1146方 油井13/14口 日液1600方 日油41.7吨 综合含水：97.4% 采出程度：53%,1992年聚合物先导试验,1994年聚合物驱扩大试验 1997年转后续水驱,中一区Ng3聚合物驱后微生物驱油试验,二、微生物采油技术的现场试验与应用,试验区生产动态好转，试验效果初显：动态
11、曲线好于水驱预测,中一区Ng3聚合物驱后微生物驱油试验,聚合物驱后续水驱,微生物驱,试验区实际产量与递减预测曲线,二、微生物采油技术的现场试验与应用,3、微生物驱油技术,汇报提纲,微生物采油主要机理研究,微生物采油技术的现场试验与应用,微生物采油发展趋势,生产井,16S rDNA,PCR,油藏微生物分子生态分析技术的发展,微生物细胞,变性梯度凝胶电泳分析（DGGE） 末端限制性片段长度多态性分析（TRFLP） 克隆文库分析（CLONE LIBRARY）,三、微生物采油发展趋势,微生物空间分布广泛 群落中种群类型丰富 驱油相关代谢功能全面细菌：嗜热、嗜盐、厌氧、烃降解、产氢、互营古菌：极端嗜热、
12、嗜盐、产甲烷,胜利油田油藏内源微生物普查,普遍具备微生物采油的物质基础,三、微生物采油发展趋势,油藏 环境,3,1、油藏微生物生态调控技术研究,三、微生物采油发展趋势,针对油藏环境,组成优化,工艺优化,1、油藏微生物生态调控技术研究,菌种体系,营养体系,注入工艺,菌群结构与功能 油藏流体性质 油藏物性 生产动态,为矿场注入提供工艺方案,国家“863”项目内源微生物驱油现场试验技术研究,注入量 注入时机 注入速度 段塞结构,三、微生物采油发展趋势,2、开展残余油气化技术研究,氢解产甲烷：4H2+CO2=CH4+2H2O 酸解产甲烷：CH3COOH=CH4+CO2,目的：延长油藏开发寿命,三、微生
13、物采油发展趋势,3、微生物驱油与CO2驱油耦合技术,产甲烷：4H2+CO2=CH4+2H2O,石油烃、碳水化合物,H2,产氢,二氧 化碳,提高 采收率,三、微生物采油发展趋势,澳大利亚联邦科学与工业研究中心,三、微生物采油发展趋势,微生物驱油技术适应范围,渗透率 5010-3m2 温度 80 矿化度 5104mg/L,水驱后整装油藏,化学驱后油藏,中高渗断块油藏,三、微生物采油发展趋势,结合微生物驱油藏分类标准，在油藏温度初选的基础上，考虑油藏空气渗透率、原油粘度等油藏参数，筛选到一、二类适宜微生物驱潜力资源107333.7104t，其中一类单元77个，地质储量62257.7104t ，二类单元60个，地质储量45076104t。,胜利油区微生物驱资源调查,三、微生物采油发展趋势,目前微生物驱油技术的潜力仍未充分发挥，需要从以下几个方面进行研究完善：,存在的问题及发展方向,形成高效配方体系，提高驱油效率； 油藏中营养分布扩散规律研究； 微生物驱油过程中代谢产物分类定量化表征； 微生物在多孔介质中运移、吸附和生物膜形成及其对渗透性的影响。,三、微生物采油发展趋势,敬请批评指正,
