微生物调驱技术研究与应用

[摘要]牛心坨油田自2002年以来在主体部位实施分层系注水调整，目前进入中高含水期快速递减阶段，可采储量采出程度81.7%，综合含水达到72%。目前下层系及合采区水窜、水淹严重，进入中高含水期。牛心坨油田是低渗裂缝性油藏，生产井为压裂投产，导致油水关系复杂，加上注水井调剖轮数的增加和井组采出程度的提高，残余油分布越加零散，动用难度日趋加大。近几年，在牛心坨油田实施的注水井深部调剖虽然取得了较好的稳油控水效果，但措施效果逐渐变差。

[关键词]调剖 压裂 渗透率

1区块概况及存在问题

辽河油田高升采油厂牛心坨区块构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡北端牛心坨断裂背斜构造带。共开发牛心坨油层、牛心坨潜山两套含油层系。动用含油面积5.8平方公里，石油地质储量2301万吨。可采储量440.7万吨，标定采收率19.2%。牛心坨油层动用储量1328万吨，标定采收率21.6%，平均孔隙度11.3%，平均渗透率26.7毫达西，为裂缝孔隙型低渗高凝稠油砂砾岩边水油藏。

牛心坨油田自2002年以来在主体部位实施分层系注水调整，目前进入中高含水期快速递减阶段，可采储量采出程度81.7%，综合含水达到72%。目前下层系及合采区水窜、水淹严重，进入中高含水期。牛心坨油田是低渗裂缝性油藏，生产井为压裂投产，导致油水关系复杂，加上注水井调剖轮数的增加和井组采出程度的提高，残余油分布越加零散，动用难度日趋加大。近几年，在牛心坨油田实施的注水井深部调剖虽然取得了较好的稳油控水效果，但措施效果逐渐变差。

2解决思路

针对低渗裂缝性高凝稠油油藏储层动用程度严重不均，水驱波及较弱区域剩余油丰富，常规调剖、调驱无法有效动用，进行生物选择性调驱技术的应用。利用微生物代谢生成生物聚合物来封堵水窜通道，提高水驱波及体积；利用生物活性剂降低油水界面张力，提高水驱油效率，实现难动用剩余油的有效开采。

3微生物调驱技术研究

3.1技术原理

微生物调驱剂在地层条件下生长繁殖，能在油藏高渗透区产生聚合物，使其能够有选择地堵塞大孔道，能在高渗透地带控制流度比，调整注水油层的吸水剖面，增大扫油面积，提高采收率。同时，微生物代谢产生的表面活性剂能改变油藏岩石润湿性，从亲油变成亲水，使吸附在岩石表面上的油膜脱落，油藏残余饱和度降低，从而提高采收率。而微生物生长时释放出的生物酶，可降解原油，使原油碳链断裂，高碳链原油变为低碳链原油，使重组分减少，轻质组分增加，凝固点和黏度均可降低，不仅改善原油在油层中的流动性，而且会使原油品质得到改善。

3.2室内评价

3.2.1前置液优化剂

前置液优化剂所提供的微量元素和营养源，能够激活地层中的内源微生物，利用内源微生物产生的次级代谢产物（聚合物、生物酶、表面活性剂、气体、有机酸等）进行驱油，提高采油率。通过对T3430水样品进行分析，筛选了大量有利于驱油的功能微生物，实际采油过程中，如果能够充分发挥内源微生物的驱油作用，将大幅度提高油井产量。因此，生物酶PFO101作为前置液优化剂，可以起到激活内源微生物的作用。

3.2.2生物聚合物调剖剂（生物酶900BioBPS）

将生物酶900Bio-BPS及其生物活性水注入到非均质高渗油层，进行选择性调剖，改善水驱效果和减少油井产水，提高原油采收率。

3.2.3生物表面活性剂驱油剂（生物酶IMMSOR 101）

（1）生物酶IMMSOR 101产生生物表面活性剂能力

通过对生物酶IMMSOR 101具有较强的表面活性剂能力。作用72h反应液表界面张力降低到26—29mN/m，界面张力降低到2—3.5mN/m。经液相色谱分析及质谱鉴定，生物酶IMMSOR 101所产生的为脂肽类生物表面活性剂。

质谱条件：MALDAI-TOF MS；仪器型号：Bruckers Daltons Autoflex；激光器：氮气激光；检测波长：337nm；检测能量：134.3uJ；基体：Sigma公司；误差：定期校正。

（2）生物酶～IMMSOR 101乳化固体石蜡能力

实验对生物酶IMMSOR 101乳化固体石蜡的能力进行了评价，由图4-9可见，生物酶IMMSOR 101具有较强的乳化固体石蜡能力，石蜡降解率高达90%。

（3）生物酶～IMMSOR 101降低原油粘度能力

实验对生物酶～IMMSOR 101乳化稠油的能力进行评价，由图4—10可见，生物酶IMMSOR 101具有降低稠油粘度的能力，作用48h后稠油粘度可由最初的100000 mPa.s以上降低到100mPa.s以下。通过气相色谱对生物酶～IMMSOR 101降解稠油的机理进行分析表明（图4—10），生物酶～IMMSOR 101可将稠油中长链烃降解为短链烃，进而能够彻底降低原油粘度。

3.2.4小结

综上所述，前置液优化剂生物酶PFO101能够有效激活高采T3430井组内源微生物，利用微生物次级代谢产物，如表面活性剂、有机酸或醇等进行驱油，能有效提高采收率；生物酶900Bio-BPS产生的纤维类生物多糖聚合物相互粘连形成三维立体网状聚合物，对高渗透层带起到封堵作用。随着反应时间的延长，聚合物的粘度不断升高，在高温条件下仍然能够维持其稳定的形态，可以作为高采T3430井组的生物聚合物调剖剂；生物酶IMMSOR 101可以产生表面活性剂，具有乳化稠油、降低稠油粘度、乳化固体石蜡的能力。三者结合使用，具有对地层封堵范围广、驱油效果好，耐高矿化度等特点。因此，利用前置液优化剂、生物聚合物和表面活性剂进行调剖，最终可以达到提高原油采收率的目的。

4技术创新点

（1）微生物调驱技术优选出适合牛心坨低渗裂缝性油藏的微生物调驱体系，能够根据油藏特点，灵活调整配方；

（2）微生物能够在地层条件下生成生物聚合物和生物表面活性剂，具有调整吸水剖面和驱油的作用，同时只在有油的孔隙繁殖并产生代谢物，克服了盲目性；

（3）该技术成本低，细菌能自我复制，通过层内繁殖扩大其有利作用；同时，不损害地层，产物均可生物降解，不污染环境。

5结论及建议

（1）微生物调驱剂在实验条件下代谢能生成表面活性剂和生物调剖剂，起到驱油和调剖的效果。

（2）现场试验取得了初步增油降水效果，微生物注入到地层后需要一个月以上时间繁殖、代谢才能生成生物聚合物及表面活性剂，因此，随着注水时间的延长，措施效果将更加明显。

（3）微生物调驱技术较常规调剖、调驱具有驱油效率高、对地层伤害小的优点，为高含水区块的有效开发提供了技术支持。