胜利油田微生物技术石油学会

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,CO2H2CH4,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,RobertT.Anderson,DerekR.LovleyNATURE|VOL404|13APRIL2000,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,UniversityofCalgary,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1.6m2,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,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，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,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1.25km2地质储量291104t空气渗透率211.710-3um2原油粘度353mPa.s，地层水矿化度9794mg/L油藏温度75-80oC,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,16SrDNA,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（CLONELIBRARY）,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、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