CN102116143B - 聚合物驱后油藏本源微生物采油方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚合物驱后油藏利用本源微生物采油的方法。本发明采用激活油藏本源微生物的方法，激活剂包括磷酸氢二铵，硝酸钠、糖蜜或蔗糖、复合氨基酸、钼酸铵、硫酸铜，氯化铁和硫酸锌。还可以进一步通过注入缓释营养剂和无机凝胶段塞在油藏深部孔道和吼道处产生封堵。本发明提供的聚合物驱后油藏利用本源微生物采油的方法提高采收率效果明显，使用的原料相对价廉，并且具有地面和地下双环保的特点，不增加产出液后期处理的难度。

Description

聚合物驱后油藏本源微生物采油方法

技术领域

本发明属于油气田开发三次采油中的微生物采油领域，具体涉及到利用本源微生物激活剂，以及利用缓释营养剂和/或无机凝胶段塞提高聚合物驱后残余油采收率的方法。

背景技术

我国大庆油田和大港油田，胜利油田，河南油田以及克拉玛依油田等都大规模采用聚合物驱油，即注入高浓度高分子量聚丙烯酰胺水溶液驱油，并取得巨大成功。但是聚合物驱油后再转水驱时油井含水很快上升到100％，还有50％左右残余油在油藏中用现有技术采不出来。如大庆油田目前有聚合物驱后的6000口油井高含水(达95％以上或全部水淹)，被迫关井停产。因此急需开发高效价廉的提高残余油采收率技术。

美国专利US4450908(降低聚合物驱生物降解的工艺)介绍了在生物聚合物驱后注入各种微生物，其缺陷是注入微生物的流度控制较难。

Phillips石油公司在俄克拉荷马洲Osage县North Burbank进行了微生物提高地层渗透率的先导性试验，该油田井底温度为45度。选择这个油田的原因之一是该油田20世纪80年代曾成功实施过聚丙烯酰胺-柠檬酸铝处理，其增产量为9％。Phillips石油公司的微生物改善原油生产专利工艺是利用油层内本源微生物连续注入营养剂使其被激活，但是处理结果未见报到(Slowing production decline and extending the economic life of an oilfield：new MEORtechnology.Brown L.R.，Vadie A.A.，SPE59306)。

国内聚合物驱后利用微生物驱矿场试验的实例仅为大港油田1995年10月至1999年3月期间在港西四区3注7采的聚合物驱后的井组进行了微生物驱的先导性矿场试验，即先注入Micro-Bia菌种BB后再注入国产菌(大港油田微生物驱油探索研究项目进展，刘金锋，大港油田集团责任公司，1997.8)。

中国专利CN200810239111.2公开了一种聚合物驱油后微生物采油的方法。即注入梭形芽孢杆菌6#CGMCC No.2439，波茨坦短芽孢杆菌Po CGMCC No.2441或地衣芽孢杆菌U1-3CGMCC No.2437单一与培养基的混合液或发酵液，或他们的配伍液。同时加聚合物保护段塞或利用菌液驱油与化学驱油相结合的方法，提高采收率达13％(OOIP)。该发明的缺陷在于，外源微生物不适用聚合物驱后油藏条件，并且菌液发酵成本高，不经济。同时与聚合物保护段塞及化学驱结合要考虑其相互配伍性问题，增加技术难度，并且聚合物和化学剂对油藏存在二次伤害，不利于油藏保护和地面环保，并且增加产出液后期处理如油水分离和含聚合物污水处理难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单高效的聚合物驱后利用本源微生物采油的方法。

本发明提供的聚合物驱后利用本源微生物采油的方法为，注入本源微生物激活剂激活油藏本源微生物采油，所述本源微生物激活剂包括磷酸氢二铵，硝酸钠、糖蜜或蔗糖、复合氨基酸、钼酸铵、硫酸铜、氯化铁和硫酸锌。

所述复合氨基酸为多种氨基酸的组合，较佳地，含有选自苏氨酸，丝氨酸，亮氨酸，天冬氨酸，精氨酸，赖氨酸，组氨酸等中的多种氨基酸。

较佳地，以重量份计，所述本源微生物激活剂含有：磷酸氢二铵1-3份，硝酸钠0.5-2份，糖蜜或蔗糖10-100份，复合氨基酸5-20份，钼酸铵0.01-0.5份，硫酸铜0.1-0.5份，氯化铁0.1-0.6份，硫酸锌0.01-0.1份。

较佳地，所述本源微生物激活剂为0.5-10重量％的水溶液。

较佳地，该方法还通过注入无机凝胶段塞在油藏深部孔道和吼道处产生封堵。

较佳地，所述注入无机凝胶段塞的方法为预先注入无机凝胶段塞0.001-0.5PV(PV为地层孔隙体积)，然后再注入本源微生物激活剂。

本发明的技术方案是采用激活剂激活聚合物驱后油藏本源微生物，通过本源菌代谢产生生物多糖和生物膜封堵深部大孔道和吼道，并可以进一步利用无机凝胶增强生物多糖封堵强度，提高注入水波及效率，同时激活产生物表活剂，产生物酸和生物气的本源微生物，代谢产生大量驱油活性物质，降低毛管阻力，增加油藏压力，解除聚合物和胶质沥青质的多环芳香烃堵塞，玻璃原油，改善残余油流动性，从而提高聚合物驱后残余油采收率。

本发明激活的油藏本源菌有短短芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌，蜡状芽孢杆菌，假单胞菌，不动杆菌，放线菌，醋杆菌等，他们本身存在于油藏中，无需外来注入，既适用于聚合物驱后油藏条件，同时节省了地面发酵菌液的成本，一举两得。并且能产生生物多糖和生物膜，封堵深部大孔道和吼道，改变深部液流方向，提高注入水波及效率，提高后续本源菌及代谢物驱油效率。

本发明中激活油藏中假单孢菌和不动杆菌，芽孢杆菌类还能产生物表活剂，降低毛管阻力，有助于剥离原油，降低残余油流动阻力，改善其流动性，提高驱油效率；假单胞菌和放线菌还能降解转化聚合物，降低其粘度和分子量，清除聚合物对油流通道的堵塞，产生物酶降解残余油中多环芳香烃，打开部分油流通道，增加油产量；芽孢菌和放线菌及醋杆菌等还能产生物气和产生物酸，增加油层压力，增加油流动性，最终提高残余油采收率。

本发明中采用的激活剂有磷酸氢二铵，硝酸钠，糖蜜或蔗糖，氨基酸，微量元素钼酸铵，硫酸铜，氯化铁，硫酸锌等。原材料来源广泛，成本相对较低，与油藏地层配伍性好。

本发明提供的方法可以通过注入无机凝胶段塞在油藏深部孔道和吼道处产生封堵，或是深部矿物离子产生沉积和沉淀，有效封堵大孔道，降低其渗透率，从而强化生物多糖和生物膜的封堵效果，提高注入水波及效率，提高驱油菌及代谢物的驱替效率，最终提高残余油采收率。

本发明提供的聚合物驱后本源微生物采油方法，提高采收率效果明显，并且相对价廉，并且具有地面和地下双环保的特点，不增加产出液后期处理的难度。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1

大庆油田北二西东块开发面积为7.63km²，地质储量6598.9×10⁴t，于1964年投入开发，1981年进行一次加密调整，1994年完成二次加密调整和葡一组聚合物驱井投产。平均单井砂岩厚度为19.9m，有效厚度为12.1m，原始地层压力10.91MPa，原始饱和压力9.83MPa，破裂压力13.1MPa。油层地下原油粘度9.3mPa·s，原油比重0.859，原始油气比47.4m³/t，原始地层水矿化度为7000mg/L。1995年12月该区块投注聚合物，2003年4月进入后续水驱，全过程聚合物用量757PV.mg/L，目前累计产油411.09×10⁴t，累计增油253.69×10⁴t，采出程度55.28％，聚驱阶段采出程度25.95％，预计最终提高采收率16.5％左右。目前，区块日注水6359m³，注入压力9.80MPa，视吸水指数12.48m³/d.MPa，注入压力比停注聚前下降2.6MPa。日产液5682t，日产油352t，综合含水93.8％，采出液浓度395mg/L。

试验区面积0.72km²，地质储量175.04×10⁴t，孔隙体积302.6×10⁴m³，采用五点法面积井网，注采井距250×250m，共有注入井6口，采油井11口(2口中心采油井)，开采层位为葡I组油层，平均单井射开砂岩厚度20.8m，有效厚度16.1m，地层系数10.673μm²·m。累积采出程度55.28％，聚驱提高采收率15％。原始地层压力11.19MPa，目前地层压力11.62MPa，总压差0.43MPa

目前6口注入井平均单井日配注138m³/d，注入压力8.8MPa，日实注139m³/d，视吸入指数16.5m³/d·MPa。与注聚结束时相比，注入压力上升了0.1MPa，视吸入指数上升了3.63m³/d·MPa，与空白水驱阶段相比，注入压力下降了0.3MPa，视吸入指数下降了11.65m³/d·MPa。与全区相比，注入压力低0.4MPa，吸水指数高6.9m³/d·MPa。

周围11口聚驱油井，目前平均单井日产液162t/d，日产油9.5t/d，含水94.1％，流压4.4MPa，采出液浓度506mg/L。2口中心井平均单井日产液169t/d，日产油5.5t/d，含水96.8％，采出液浓度560mg/L，总压差0.331MPa，流压6.28MPa，生产压差4.89MPa，产液指数2.2t/d·m·MPa，与注聚阶段相比，产液能力有所恢复，但低于聚驱前水平。试验区井组层间储层发育差异大，一类连通性好，由聚驱后所测剖面资料分析表明，层间、层内动用差异较大，具有一定的挖潜基础。

针对聚合物驱后油藏地质条件和剩余油分布复杂且有50％左右重质残余油未采出的难题，研究用延迟交联无机凝胶调堵剂封堵住高渗透层，再注本源微生物激活剂溶液驱油的新方法。

北二西油藏室内模拟实验中，首先进行水驱，驱至含水约80％，水驱采收率大约32.4％；再进行聚合物(0.15％聚丙烯酰胺溶液)驱，驱至含水约95％，聚驱采收率约15.2％，累计采收率47.6％；然后进行本源微生物驱油，挤入0.5PV本源菌激活剂(激活剂水溶液A，具体为(克/升)：磷酸氢二铵2，硝酸钠1.5，糖蜜或蔗糖50，复合氨基酸8，钼酸铵0.08，硫酸铜0.2，氯化铁0.3，硫酸锌0.07，所述复合氨基酸由等重量的苏氨酸、丝氨酸、亮氨酸和天冬氨酸组成)，关井培养3天(经检测激活的本源菌有短短芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌，假单胞菌，不动杆菌)，再进行水驱，采收率增加5.27％，即总采收率为52.87％，本源微生物激活后的采收率为5.27％。

实施例2

实验方法同实施例1。

北二西油藏室内模拟实验中，首先进行水驱，驱至含水约80％，水驱采收率大约30.7％；再进行聚合物(0.15％聚丙烯酰胺溶液)驱，驱至含水约95％，聚驱采收率约16.3％，累计采收率47％；然后进行本源微生物驱油，挤入0.5PV本源菌激活剂(激活剂溶液B，具体为(克/升)：磷酸氢二铵1.5，硝酸钠2，糖蜜或蔗糖60，复合氨基酸10，钼酸铵0.03，硫酸铜0.2，氯化铁0.25，硫酸锌0.023，所述复合氨基酸由等重量的苏氨酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸和组氨酸组成)，关井培养3天(经检测激活后的本源菌有地衣芽孢杆菌，蜡状芽孢杆菌，假单胞菌，不动杆菌，醋杆菌)，再进行水驱，采收率增加4.17％，即总采收率为51.17％，本源微生物激活后的采收率为4.17％。

实施例3

所用本源菌和激活剂同实施例1。

该调剖驱油体系中无机凝胶为铝盐溶液和尿素，铝盐溶液如三氯化铝，硫酸铝，硫酸铝铁，硫酸铝钾等，尿素在油藏条件下慢慢水解产生氢氧根离子，与铝离子结合产生氢氧化铝沉淀物，从而在油藏深部大孔道产生无机凝胶堵塞。

大庆北二西油藏岩心驱油模拟试验表明，首先进行水驱，采收率约33％，再进行聚合物驱(同实施例1)，聚驱后累计采收率约48.4％，然后注入无机凝胶段塞0.3PV(8％的无机凝胶水溶液)，再用本源菌激活剂C(具体为(克/升)：磷酸氢二铵2，硝酸钠2，糖蜜或蔗糖80，复合氨基酸8，钼酸铵0.05，硫酸铜0.3，氯化铁0.1，硫酸锌0.05，所述复合氨基酸由重量比为1∶2∶3∶4的丝氨酸、亮氨酸，天冬氨酸和精氨酸组成)共0.5PV，关井培养3天(经检测激活后的本源菌有短短芽孢杆菌，假单胞菌，不动杆菌，放线菌)，再进行水驱，增加采收率16.43％，即累计总采收率达到64.83％。该调剖驱油体系能提高聚合物驱后16.43％的原油采收率，说明该体系对残余油开采具有极大的应用潜力。

实施例4

实验方法和步骤基本同实施例3。

大庆北二西油藏岩心驱油模拟试验表明，首先进行水驱，采收率约32.4％，再进行聚合物驱(同实施例1)，聚驱后累计采收率约48.6％，然后注入无机凝胶段塞0.3PV(8％的无机凝胶水溶液)，再用本源菌激活剂溶液D(具体为(克/升)：磷酸氢二铵1.8，硝酸钠1.8，糖蜜或蔗糖80，复合氨基酸15，钼酸铵0.02，硫酸铜0.15，氯化铁0.2，硫酸锌0.09，所述复合氨基酸由等重量的苏氨酸、丝氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、精氨酸、赖氨酸和组氨酸组成)0.5PV，关井培养3天(经检测激活后的本源菌有短短芽孢杆菌，假单胞菌，不动杆菌，放线菌，醋杆菌)，再进行水驱，增加采收率17.29％，即累计总采收率达到65.89％。该调剖驱油体系能提高聚合物驱后17％的原油采收率，说明该体系对残余油开采具有极大的应用潜力。

Claims (4)

1.聚合物驱后利用本源微生物采油的方法，注入本源微生物激活剂激活油藏本源微生物采油，其特征在于，所述本源微生物激活剂包括磷酸氢二铵，硝酸钠、糖蜜或蔗糖、复合氨基酸、钼酸铵、硫酸铜、氯化铁和硫酸锌；所述复合氨基酸为苏氨酸、丝氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、精氨酸、赖氨酸、组氨酸中的多种氨基酸的组合；

以重量份计，所述本源微生物激活剂含有：磷酸氢二铵1-3份，硝酸钠0.5-2份，糖蜜或蔗糖5-100份，复合氨基酸5-20份，钼酸铵0.01-0.5份，硫酸铜0.1-0.5份，氯化铁0.1-0.6份，硫酸锌0.01-0.1份。

2.根据权利要求1所述的聚合物驱后利用本源微生物采油的方法，其特征在于，所述本源微生物激活剂为0.5-10重量%的水溶液。

3.根据权利要求1所述的聚合物驱后利用本源微生物采油的方法，其特征在于，该方法还通过注入无机凝胶段塞在油藏深部孔道和吼道处产生封堵。

4.根据权利要求3所述的聚合物驱后利用本源微生物采油的方法，其特征在于，所述注入无机凝胶段塞的方法为:预先注入无机凝胶段塞0.001-1.0PV，PV为地层孔隙体积，然后再注入本源微生物激活剂。