在油田開(kāi)發(fā)中后期,往往呈現(xiàn)三高(高含水,、高采油速度,、高采出程度)、三低(低產(chǎn)量、低動(dòng)液面,、低地層壓力),、兩快(自然遞減快、綜合遞減快)的特征,。
面對(duì)注采效果差,、穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)弱、開(kāi)發(fā)難度大的嚴(yán)峻形勢(shì),,被稱為三次采油技術(shù)的微生物驅(qū)油技術(shù),,是當(dāng)前一種先進(jìn)的調(diào)驅(qū)技術(shù),它以成本低,、操作簡(jiǎn)便,、不傷害地層、不污染環(huán)境,、投入少,、效益高等優(yōu)勢(shì),引起石油,、石化行業(yè)的專家,、學(xué)者和礦場(chǎng)技術(shù)人員的高度重視。
按照目前世界上的開(kāi)采工藝技術(shù)水平,,原油的平均采收率僅在50%左右,,也就是說(shuō),還有50%左右的原油埋在地下采不出來(lái),,如何提升采收率,,便成為油田開(kāi)發(fā)的重中之重。
世界產(chǎn)油,、耗油大的美國(guó),、俄羅斯等國(guó)家,在利用微生物提高采收率方面,,已經(jīng)進(jìn)行了多年研究,。美國(guó)能源部的一份研究表明,利用微生物可提高采收率10%~15%,,可延長(zhǎng)油藏開(kāi)發(fā)5年~10年,;挪威國(guó)家石油公司在Nome油田使用微生物技術(shù),使原油采收率提高了7%~10%,,預(yù)計(jì)在15年內(nèi)可累計(jì)增油3000萬(wàn)桶,;我國(guó)在勝利、中原等油田進(jìn)行的微生物研究,,其水平也已進(jìn)入世界先進(jìn)行列,,已累計(jì)增油6.7萬(wàn)噸,。
但總的來(lái)講,利用微生物驅(qū)油技術(shù)提高油田采收率,,目前世界各國(guó)還都處于研究,、試驗(yàn)階段,還有很多技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有得到解決,,尤其在基礎(chǔ)理論方面需要有所突破,。
業(yè)內(nèi)專家指出,微生物采油是一項(xiàng)具有前瞻性的技術(shù),,要抓緊基礎(chǔ)理論研究和礦場(chǎng)的開(kāi)發(fā)利用,,國(guó)家應(yīng)進(jìn)一步加大支持力度,使其盡快地在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,,這對(duì)我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義,。
俄羅斯:綜合研究不斷加快
俄羅斯國(guó)立石油科學(xué)研究院的專家指出,利用微生物提高地層采收率的方法,,因其投資少,、效益高和生態(tài)安全,受到人們的普遍重視,。
由微生物處理增加的驅(qū)油量,,除取決于類似物理化學(xué)處理的機(jī)理外,還和孔隙介質(zhì)中形成的,、與原油直接接觸的可提高驅(qū)油效率的生物代謝產(chǎn)物有關(guān),。
在目前采用的大多數(shù)微生物提高原油采收率的工藝技術(shù)中,注入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均滲入到地層的水洗孔隙和水洗帶,,并在其中形成有利于細(xì)菌新陳代謝的條件,。由于它們的生命活動(dòng),地層的高滲透帶被封堵,,注入地層的化學(xué)劑就會(huì)在地層的非水洗低滲透帶再分配,。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和礦場(chǎng)試驗(yàn)均表明,微生物的生命活動(dòng)產(chǎn)物,,可改變油水之間的張力,增大水在高滲透帶的滲濾阻力,,提高用于驅(qū)油水的巖石潤(rùn)溫性,。
目前,微生物處理地層的方法,,主要可分為以下兩大類,。第一類是采用礦場(chǎng)發(fā)酵裝置,制備微生物生命活動(dòng)物質(zhì)(代謝產(chǎn)物),。該方法與化學(xué)方法類似,,可借助于生物表面活性劑,、生物聚合物、溶劑和乳化劑等化合物,,來(lái)提高注入水的驅(qū)油性能,。
第二類是使微生物在地層中發(fā)育,得到代謝產(chǎn)物,。這時(shí),,可借助于向地層中添加糖蜜、食品和化學(xué)工業(yè)廢料等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),,使微生物生長(zhǎng)發(fā)育,,產(chǎn)生驅(qū)油劑。該方法還可按微生物群的種類分成兩個(gè)亞類:第一亞類是由地表添加可在地層遠(yuǎn)井地帶激活的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),,激活地層中的天然微生物,;第二亞類是將地表培育的微生物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)注入地層。
微生物驅(qū)油提高采收率的重要特征,,體現(xiàn)在微生物生命活動(dòng)的強(qiáng)度和規(guī)模,。在井下建立繁育和快速適應(yīng)的最佳生態(tài)條件,是影響微生物提高采收率效果的最重要因素,。因此,,開(kāi)發(fā)一切微生物處理地層的方法,如果不對(duì)地層的物理,、化學(xué)性質(zhì),,以及微生物生長(zhǎng)發(fā)育條件的自然和人工參數(shù),進(jìn)行長(zhǎng)期研究和優(yōu)化試驗(yàn),,很難收到預(yù)定效果,。
這類參數(shù)的復(fù)雜性和相關(guān)性,可用地層性能評(píng)價(jià),。其中影響微生物處理工藝效果的自然因素有:細(xì)菌密度,、巖石類型、地層類型,、地層孔隙度,、滲透率、含油飽和度,、地層溫度等,,而影響處理效果的人為因素主要是:注入水溫度、注入水類型(淡水,、礦化水),、注水方式、注水壓力,、添加的激活微生物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等,。
俄羅斯石油科學(xué)研究院不斷加快微生物采油的綜合研究,,取得的基礎(chǔ)理論成果,為我們礦場(chǎng)的開(kāi)發(fā)利用,,提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn),。
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用:采收率提高顯著
自1995年起,勝利油田開(kāi)始了系統(tǒng)的微生物采油技術(shù)研究,,他們與美國(guó)合作,,開(kāi)展了微生物單井處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),即將菌液從套管加入或擠入油井近井地帶,,通過(guò)微生物的代謝作用和代謝產(chǎn)物的作用,,改善原油的流動(dòng)性,延長(zhǎng)油井免修期,;而外源微生物驅(qū)油技術(shù),,是針對(duì)油藏條件,篩選特殊菌組,,通過(guò)加入一定營(yíng)養(yǎng)液注入地層,,讓細(xì)菌在地層中大量生存繁殖,從而改善殘余油的流動(dòng)性,,提高油藏采收率,。
目前,微生物單井處理技術(shù)已在該油田日臻成熟,,并進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用,,每年處理近200口油井,年增油2萬(wàn)余噸,。同時(shí),,還減少了作業(yè)次數(shù),降低了生產(chǎn)成本,,避免了環(huán)境污染,。
中原油田在油田開(kāi)發(fā)后期,將微生物驅(qū)油技術(shù)變成開(kāi)發(fā)“利器”,。采油三廠針對(duì)文明寨油田儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng),、吸水差異大、部分小層儲(chǔ)量動(dòng)用程度低,、常規(guī)驅(qū)油技術(shù)難以見(jiàn)效的實(shí)際,,引進(jìn)了微生物調(diào)驅(qū)技術(shù),積極開(kāi)展三次采油研究,。根據(jù)不同油藏條件及井組的動(dòng)、靜態(tài)資料,,開(kāi)展了微生物的篩選,、物理模擬試驗(yàn)等室內(nèi)研究,,調(diào)配出了合適的微生物材料。
自今年初以來(lái),,文明寨油田先后在M4,、M159等井組,實(shí)施12井次微生物驅(qū)油技術(shù),,效果顯著,,其中10口水井對(duì)應(yīng)的29口油井,已見(jiàn)效25口,,日增油38.2噸,,含水下降3.6個(gè)百分點(diǎn),累計(jì)增油7000余噸,。
發(fā)展前景:技術(shù)才剛剛起步
美國(guó),、俄羅斯、中國(guó),、挪威,、德國(guó)等國(guó)家通過(guò)進(jìn)行礦場(chǎng)試驗(yàn),其開(kāi)發(fā)利用結(jié)果表明,,微生物驅(qū)油提高采收率技術(shù),,具有廣闊的發(fā)展前景。
美國(guó)已在室內(nèi)條件下,,研究了用微生物開(kāi)采瀝青的可能性,,試驗(yàn)結(jié)果表明,可用該方法開(kāi)采某些油田砂巖地層的瀝青,;俄羅斯通過(guò)對(duì)綜合微生物提高采收率方法進(jìn)行礦場(chǎng)試驗(yàn),,發(fā)現(xiàn)該方法具有良好的提高采收率效果,對(duì)不同油田,、不同層位的原油,,具有廣泛的適用性;我國(guó)將微生物研究作為國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目,,目前此項(xiàng)技術(shù)已漸成“氣候”,;“十一五”期間,勝利油田力爭(zhēng)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行完善,,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用,,為進(jìn)一步提高油田采收率,提供新的技術(shù)支撐,。
正因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)剛剛起步,,今后在世界范圍內(nèi),將有更廣闊的發(fā)展空間,,對(duì)諸多油田剩余油的開(kāi)采,,將會(huì)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益,。