CN101699026A - 一种低渗透油藏微生物采油方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低渗透油藏微生物采油方法，该方法包括如下步骤：(1)低渗透油藏压裂生产；(2)通过压裂产生的裂缝向油层中注入微生物及营养物进行微生物采油。与现有技术相比，本发明将油藏压裂和微生物采油结合起来，一方面增大了微生物在低渗透油藏中的作用范围，另一方面微生物的代谢作用有助于保持压裂处渗流通道的畅通，进而促进油井产量稳定、延长油田稳产时间，是一种既科学，又经济、有效的低渗透油藏微生物采油方法。

Description

一种低渗透油藏微生物采油方法
技术领域
本发明涉及采油方法，尤其是涉及一种低渗透油藏微生物采油方法。
背景技术
据国土资源部与国家发改委新一轮油气资源评价结果，全国石油资源量为1086亿吨(不含台湾和南海)，其中低渗透资源为537亿吨，占总资源量的49％；全国天然气资源量56万亿立方米，其中低渗透资源为24万亿立方米，占总资源量的42.8％。全国累积探明石油地质储量287亿吨，其中低渗透资源为141亿吨，占49.2％。全国累积探明天然气地质储量6.42万亿方，其中低渗透资源为4.1万亿方，占63.6％。目前，我国新探明储量中低渗透储量相对比例越来越大(中国石油近几年探明储量中低渗透资源所占比例平均达到70％以上)。
我国油气产量中低渗透所占比例将持续增大，2008年，中国低渗透原油产量0.71亿吨，占全国总产量的37.6％，低渗透产量比例逐年上升，近三年分别为34.8％、36％、37.6％；2008年，中国低渗透天然气产量320亿立方米，占全国总产量的42.1％，低渗透产量的比例逐年上升，近三年分别为39.4％、40.9％、42.1％。可以预期，油气产量稳产、增产将更多地依靠低渗透油气。低渗透油气将是我国未来油气勘探开发的主要对象，因此，大力推动我国石油低渗透油藏开发具有现实意义。同时，随着全球经济的快速发展，能源需求快速增长，各国政府都面临着油气安全的挑战。而低渗透油气资源的开发利用对确保油气安全具有重要意义。
低渗透油田在生产上表现为单井日产量小，甚至不压裂就基本上无产能；稳产状况差，产量递减快；注水井吸水能力差，注水压力高，而采油井难见到注水效果；油田见水后含水上升快，而采液指数和采油指数急剧下降，对油田稳产造成很大困难。因此，如何高效开发低渗透油田是石油工作者面临的一个急待解决的问题。
压裂是高效开发油气田，特别是低渗透油气田提高采收率的重要手段。国际著名压裂专家迈克尔·史密斯认为压裂是开发低渗透油气藏的主导技术，在这些油气藏油田勘探开发中的地位越来越重要。随着压裂及相关低渗透开发配套技术的进步，对低渗透油藏开发越来越深入。80年代以前，采用“常规压裂”等技术，使10-50毫达西的一般低渗透油藏得到有效动用。90年代初，采用“大规模压裂、井网优化、注水”等技术，使1.0-10毫达西的特低渗透油藏基本可以有效动用。90年代初，安塞特低渗透油田开发采用“丛式钻井、中等规模压裂、温和注水”等技术，使0.5毫达西的特低渗透油田实现了规模有效开发。2000年以来，鄂尔多斯盆地其它油田，采用“整体压裂、超前注水”等技术，使得低于0.5毫达西以下的数十亿吨特低渗透储量得到了有效动用。
现有技术在低渗透油层实施压裂后生产，一般存在以下问题：
1注水井启动压力高，地层和注水压力上升快
低渗透油藏注水井启动压力可高到10Mpa以上，大大降低了注水井的注水压差。注水井地层压力升高，有效注水压差减少，满足不了油藏开发需要。同时，注水压力升高还会造成油、水井套管变形损害，严重威胁油田正常注水开发。
2生产井注水效果差，产油量递减快
一般而言，低渗透油藏生产井在相应注水井注水半年以后才开始见到注水效果，注水效果远不如中高渗透油藏那样明显，只能短时间内维持油井产量稳定。而且油井见水后油井采液指数大幅度下降，产油量加剧递减。
现有技术在低渗透油层实施压裂后生产，随着生产的进行，由于注入水中杂质尤其是有机物杂质在近井地带的淤积，堵塞了本来渗流能力微弱的渗流通道；采油井近井地带结蜡、结垢日益积累，导致了渗流能力的快速降低。注水井有机物质淤积和采油井结蜡结垢等进一步加剧了现有技术生产中存在的上述问题，使低渗透油藏生产存在的“注水井地层和注水压力上升快，生产井压力和产量下降快”的矛盾更加突出和尖锐，最后导致注水量、产油量、开采速度和采收率都非常低。严重时，使油藏生产实际上处于瘫痪状态。
低渗透油层自然生产能力很低，甚至没有自然产能，一般都要经过压裂改造后才能正式投产。即使经压裂改造，一方面，由于油层孔喉细小，比表面积大、渗透率低、储层连通性差、渗流阻力大、弹性能量小等原因，其生产能力也都很低，采油指数一般只有1～2t/(d.MPa)。另一方面，压裂投产后，由于地层本身的结垢和结蜡等往往使油层渗透率进一步降低，渗流能力下降，导致油井产量快速下降，油藏稳产非常困难。为了克服这些问题，发展了暂堵压裂、油井重复压裂等工艺来促进产量稳定。暂堵压裂是运用暂堵剂封堵油井第一次压裂产生的人工裂缝，迫使人工裂缝转向，以便改善老井二次压裂改造的效果，提高油井产量。油井重复压裂是油井在第一次压裂后生产一段时间因各种原因产量下降，再在同一层进行第二次(或二次以上)压裂的工艺，一是改变油流模式，减少油流流入井筒的阻力；二是重新压开过去已压裂的但因各种原因目前已堵塞或闭合的老裂缝系统。
由此可见，尽管暂堵压裂或重复压裂可以起到缓解油井产量降低的作用，但是，无法解决地层结蜡、结垢等问题，另一方面，这些措施同时需要大量的投资，同时存在施工安全问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种科学、经济、有效的低渗透油藏微生物采油方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低渗透油藏微生物采油方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)低渗透油藏压裂生产；(2)通过压裂产生的裂缝向油层中注入微生物及营养物进行微生物采油。
步骤(2)所述的微生物及营养物的注入量由一矩形区域的体积确定，该矩形区域的长度方向为压裂产生的裂缝方向，长度为裂缝长度，宽度方向垂直于裂缝方向，裂缝两侧各进入油层0.05～0.5m，厚度为油层的厚度。
所述的微生物的体积浓度为5％-20％。
所述的微生物及营养物注入后，处理井关井1-5天。
所述的微生物可降解原油，或代谢产生表面活性剂、有机酸。
所述的微生物选自枯草芽孢杆菌、丙酮丁醇梭菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、G.uzenensis、地下地杆菌、迟缓芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、阴沟肠杆菌、盐生盐杆菌、荧光假单胞菌、恶臭单胞菌中的一种或几种。
所述的营养物包括碳源、氮源、磷源。
所述的碳源包括蔗糖、葡萄糖、淀粉，所述的氮源包括蛋白胨、氯化铵，所述的磷源包括磷酸氢二纳、磷酸二氢钾。
为了有利于微生物在井筒中发挥作用，同时有利于开井后可快速恢复正常生产，试验时先向油套环空注入微生物溶液，此时保持抽油机工作，直到井口取样观察到注入液时才停止抽油机工作，然后继续按设计注入微生物溶液，关井。
与现有技术相比，本发明方法将压裂技术和微生物采油技术结合起来，利用压裂开启的油层裂缝将微生物输送到有藏深部，发挥其代谢生物表面活性剂等作用，提高地层原油的采出程度，同时利用微生物的降解胶质、蜡等作用，解决地层结垢、结蜡引起的堵塞，提高流体的渗流能力，促进油井产量的稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
微生物溶液量计算公式：
V＝fc×L×H×W    (1)
式中：
V-微生物溶液量，m3；
L-处理区长度，m；
H-处理油层有效厚度，m；
W-处理区宽度，m；
fc-综合系数，0.2～0.8。
实施例1
1.某油田A1-11井，油层厚度为H＝14.4m，压裂裂缝长度L＝50m，处理宽度W＝0.1m(裂缝两侧各0.05m)，根据公式(1)计算微生物处理矩形区域体积为V＝72m3。选择综合系数Fc＝0.8，微生物发酵液浓度为5％。注入微生物溶液量57.6m3，其中，微生物发酵液用量2.88m3，其余为营养液，营养液由该区块产出水配置，其中蛋白胨0.15％，酵母膏0.2％，KCl2.0％，NaH2PO40.12％。注入微生物溶液后关井1d，然后恢复正常生产。该井恢复生产后产液稳定，含水下降。日产油由1.3t上升到3.5t，累计增油157t。
2.某油田A1-18井，油层厚度为H＝9.6m，压裂裂缝长度L＝15m，处理宽度W＝0.6m(裂缝两侧各0.3m)，根据公式计算微生物处理矩形区域体积为V＝86.4m3。选择综合系数Fc＝0.5，微生物发酵液浓度为10％。注入微生物溶液量43.2m3，其中，微生物发酵液用量4.32m3，其余为营养液，营养液由该区块产出水配置，其中氯化铵0.1％，酵母膏0.05％，KCl 2.0％。注入微生物溶液后关井5d，然后恢复正常生产。该井恢复生产后产液上升，含水稳定。日产油由1.9t上升到3.1t，累计增油97.2t。
3.某油田A1-24井，油层的厚度为H＝3.7m，压裂裂缝长度L＝50m，处理宽度W＝1.0m(裂缝两侧各0.5m)，根据公式计算微生物处理矩形区域体积为V＝185m3。选择综合系数Fc＝0.2，微生物发酵液浓度为20％。注入微生物溶液量37m3，其中，微生物发酵液用量7.4m3，其余为营养液，营养液由该区块产出水配置，其中蛋白胨0.10％，氯化铵0.04％，酵母膏0.1％，KCl2.0％。注入微生物溶液后关井2d，然后恢复正常生产。该井恢复生产后产液上升，含水稳定。日产油由1.8t上升到3.6t，累计增油116t。
实施例2-5
一种低渗透油藏微生物采油方法：包括如下步骤：低渗透油藏压裂后注入微生物和营养物进行采油。该方法将油藏压裂和微生物采油结合起来，一方面增大了微生物在低渗透油藏中的作用范围，另一方面微生物的代谢作用有助于保持压裂处渗流通道的畅通，进而促进油井产量稳定、延长油田稳产时间，因此是一种既科学、经济、有效的低渗透油藏微生物采油方法。
主要步骤为先对低渗透油层进行压裂改造，然后通过压裂裂缝将微生物注入油藏深部，促使微生物在油藏中繁殖并发挥作用，提高原油采出程度和地层流体渗流能力，最后由采油井获得原油，其特征在于，压裂与微生物采油相结合。
低渗透油藏油井一般压裂生产，为了发挥微生物降解等作用，增强微生物处理效果，本发明确定微生物处理区域为一矩形区域，矩形区域长度方向为沿裂缝方向，选择长度为裂缝长度；宽度方向垂直于裂缝方，裂缝两侧各进入油层0.05～0.5m；厚度为油层的厚度。为了保证微生物顺利进入油层，在油层中尽快繁殖并达到一定的浓度，用营养液将微生物发酵液稀释获得微生物溶液，将微生物溶液注入油藏后关井培养1～5d。其中，微生物体积浓度为5％～20％，营养液组成根据油藏水质和所用微生物生理性能确定，一般通过常规的培养实验即可优选出来，营养液是采用注入水配制。
为了有利于微生物在井筒中发挥作用，同时有利于开井后可快速恢复正常生产，试验时先向油套环空注入微生物溶液，此时保持抽油机工作，直到井口取样观察到注入液时才停止抽油机工作，然后继续按设计注入微生物溶液，关井。
注入微生物及营养物组成见下表：
Figure G2009101979969D0000051

Claims (8)

1.一种低渗透油藏微生物采油方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)低渗透油藏压裂生产；(2)通过压裂产生的裂缝向油层中注入微生物及营养物进行微生物采油。
2.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏微生物采油方法，其特征在于，步骤(2)所述的微生物及营养物的注入量由一矩形区域的体积确定，该矩形区域的长度方向为压裂产生的裂缝方向，长度为裂缝长度，宽度方向垂直于裂缝方向，裂缝两侧各进入油层0.05～0.5m，厚度为油层的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的一种低渗透油藏微生物采油方法，其特征在于，所述的微生物的体积浓度为5％-20％。
4.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏微生物采油方法，其特征在于，所述的微生物及营养物注入后，处理井关井1-5天。
5.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏微生物采油方法，其特征在于，所述的微生物可降解原油，或代谢产生表面活性剂、有机酸。
6.根据权利要求1或5所述的一种低渗透油藏微生物采油方法，其特征在于，所述的微生物选自枯草芽孢杆菌、丙酮丁醇梭菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、G.uzenensis、地下地杆菌、迟缓芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、阴沟肠杆菌、盐生盐杆菌、荧光假单胞菌、恶臭单胞菌中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏微生物采油方法，其特征在于，所述的营养物包括碳源、氮源、磷源。
8.根据权利要求7所述的一种低渗透油藏微生物采油方法，其特征在于，所述的碳源包括蔗糖、葡萄糖、淀粉，所述的氮源包括蛋白胨、氯化铵，所述的磷源包括磷酸氢二纳、磷酸二氢钾。
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