CN104329066A - 一种用于稠油井的微生物和co2复合单井吞吐采油方法 - Google Patents

一种用于稠油井的微生物和co2复合单井吞吐采油方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于三次采油技术领域，具体涉及一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，该方法包括以下步骤：(1)试验油井的筛选；(2)筛选微生物及其营养物；(3)将微生物及其营养物注入试验井地层；(4)注入液态CO2；(5)试验油井关井；(6)试验油井开井生产。本发明具有适用范围广、工艺实施简单；无油井出砂和套管损坏情况、油井利用率高；既能大幅度降低稠油粘度、降低油水界面张力，又能有效补充地层能量，且作用周期长，增油效果明显等特点，因此，本发明是一种经济和有效的提高稠油井产量的方法，可广泛地应用于稠油井单井吞吐采油技术中。

Description

一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法
一、技术领域
本发明涉及一种三次采油的方法，特别涉及一种用于稠油井的微生物和CO2复合吞吐方法。
二、背景技术
我国陆上稠油资源占石油总资源量的20％以上，全国稠油资源量约为198.7亿吨，探明的稠油地质储量约为20.6亿吨。稠油油藏的原油产量达到了总原油产量的7％，稠油开发已经成为我国原油开采生产重要的组成部分。而且随着轻质油开采储量的减少，稠油开采所占的比重将会不断增大。
稠油由于沥青胶质含量高，蜡质含量少，因而粘度高，流动困难，开采难度很大，目前，蒸汽吞吐技术是我国目前稠油开采的主要方法，全国约有80％的稠油产量是靠蒸汽吞吐获得的。但是，蒸汽吞吐技术存在以下几个方面的问题：(1)生成蒸汽成本高，尤其在水资源短缺和水价昂贵的地区，水处理费用高；(2)由于注蒸汽，油井热损失、出砂、套管损坏等情况较严重，影响到油井利用率和工艺措施的实施；(3)随着蒸汽吞吐轮次的增加，近井地带含水上升，消耗掉大部分蒸汽热量，热能有效利用程度变差，导致蒸汽吞吐效果变差；(4)部分非热采完井的稠油井，无法进行注蒸汽。
三、发明内容
本发明的目的在于为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法。
本发明提供的一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)试验油井的筛选
油井筛选标准为油井温度＜100℃，原油粘度＜5000mPa.s，地层水矿化度＜50000mg/L，渗透率＞50×10-3μm2。
(2)微生物和营养物的筛选
微生物为地芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、不动杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、假单胞菌中的一种，营养物包括碳源、氮源和磷源，碳源为蔗糖或葡萄糖，氮源为玉米浆干粉、蛋白胨、酵母粉、氯化铵和尿素中的一种，磷源为磷酸氢二钾和磷酸氢二钠中的一种，碳源、氮源和磷源质量比为1：0.2～0.5：0.1～0.3。
(3)将微生物和营养物溶液注入试验井地层
微生物和营养物溶液注入采用段塞注入的方式，首先注入第一部分段塞的微生物及营养物溶液，其注入量体积为总注入量体积的30％～40％，其次注入50m3～80m3地层水，然后注入第二部分段塞微生物及其营养物，其注入量体积为总注入量体积的60％～70％。
(4)微生物和营养物溶液注入完毕后，注入液态CO2
液态CO2的注入量为零下20℃时与微生物和营养物溶液注入量的体积比为1：1～2。
(5)试验油井关井
试验油井关井时间为10d～15d。
(6)试验油井开井生产
试验油井关井时间到期后，油井开井生产，第1个月内的产液量30m3/d～50m3/d，第1个月后每天的产液量50m3/d～100m3/d。
其中，所述微生物和营养物，其溶液的注入体积总量V为：
V＝3.14R2Hфβ
式中：V—微生物和营养物溶液注入体积总量，m3；
R—处理半径，m，取值范围为8～10；
H—稠油井油层有效厚度，m；
Ф—稠油井油层孔隙度，无量纲；
Β—用量系数，无量纲，取值范围为0.8～1.0。
所述微生物和营养物，其质量浓度分别为2.0％～3.0％和5％～8％。
所述微生物和营养物溶液注入地层的方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为8m3/h～10m3/h。
所述地层水注入地层的方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为10m3/h～15m3/h。
所述液态CO2注入地层方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为5m3/h～8m3/h。
与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明适用范围广，油井温度＜100℃，原油粘度＜5000mPa.s，地层水矿化度＜50000mg/L，渗透率＞50×10-3μm2。
(2)本发明既能大幅度降低稠油粘度、降低油水界面张力，又能有效补充地层能量，作用周期长，超过6个月，增油效果好，单井日增油超过3吨；
(3)本发明方法的工艺实施简单，无油井出砂、套管损坏情况，油井利用率高。
四、具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1：以某油田稠油井G1为例
某油田G1稠油井，原油粘度1663mPa.s，油层温度66℃，油层压力12.07Mpa，油层有效厚度6.9m，孔隙度0.28，渗透率735×10-3μm2，地层水矿化度14327mg/L，该井于2013年6年由于不产油而停产。实施本发明的步骤如下：
(1)试验油井的筛选
试验油井G1的温度＜100℃、原油粘度＜5000mPa.s、矿化度＜50000mg/L和渗透率＞50×10-3μm2，符合油井筛选标准，因此，该井适合进行微生物和CO2复合单井吞吐试验。
(2)微生物和营养物的筛选
经过室内实验，筛选出的微生物为地芽孢杆菌属，营养物组成为蔗糖、玉米浆干粉和K2HPO4，蔗糖、玉米浆干粉和K2HPO4质量比为1：0.2：0.2。
(3)将微生物和营养物溶液注入试验井地层
微生物和营养物溶液的注入总量V为：
V＝3.14R2Hфβ＝3.14×82×6.9×0.28×0.8＝310.6m3
其中：R取值8，β取值0.8
微生物和营养物质量浓度分别为2％和5％，第一部分段塞的微生物和营养物溶液注入量体积为310.6×30％m3＝93.2m3，其中，微生物注入质量为1864kg，营养物注入质量为4660kg，注入地层水量为50m3，第二部分段塞微生物和营养物溶液注入量体积为310.6×70％m3＝217.4m3，其中，微生物注入质量为4348kg，营养物注入质量为10870kg。
微生物和营养物溶液注入地层的方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为8m3/h，地层水注入地层的方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为10m3/h。
(4)微生物和营养物注入完毕后，注入液态CO2
液态CO2的注入量为零下20℃时与微生物和营养物注入量的体积比为1：1，为310.6m3。
液态CO2注入地层方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为5m3/h。
(5)试验油井关井
试验油井关井10d。
(6)试验油井开井生产
试验油井关井时间到期后，油井开井生产，第1个月内的产液量30m3/d，第1个月后每天的产液量50m3/d。
试验油井开井生产后产液量和产油量明显上升，有效期达到7个月，单井平均日增油5.3吨。
实施例2：以某油田稠油井F2为例
某油田F2稠油井，原油粘度1819mPa.s，油层温度56℃，油层压力12.93Mpa，油层有效厚度2.6m，孔隙度0.3，渗透率1130×10-3μm2，地层水矿化度12378mg/L。实施本发明的步骤如下：
(1)试验油井的筛选
试验油井F2的温度＜100℃、原油粘度＜5000mPa.s、矿化度＜50000mg/L和渗透率＞50×10-3μm2，符合油井筛选标准，因此，该井适合进行微生物和CO2复合单井吞吐试验。
(2)微生物和营养物的筛选
经过室内实验，筛选出的微生物为假单胞菌，其营养物组成为葡萄糖、蛋白胨和Na2HPO4，葡萄糖、蛋白胨和Na2HPO4质量比为1：0.3：0.3。
(3)将微生物和营养物溶液注入试验井地层
微生物和激活剂溶液注入体积总量V为：
V＝3.14R2Hфβ＝3.14×102×2.6×0.3×1.0＝245m3
其中：R取值10，β取值1.0
微生物和营养物质量浓度分别为2.5％和8％。
第一部分段塞的微生物和营养物溶液注入量体积为245×35％m3＝85.75m3，其中，微生物注入质量为2143.75kg，营养物注入质量为6860kg，注入地层水量为80m3，第二部分段塞的微生物和营养物溶液注入量体积为159.25m3，其中，微生物注入质量为3981.25kg，营养物注入质量为12740kg。
微生物和营养物溶液注入地层的方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为9m3/h，地层水注入地层的方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为12m3/h。
(4)微生物及其营养物注入完毕后，注入液态CO2
液态CO2的注入量为零下20℃时与微生物和营养物溶液注入量的体积比为1：2，为122.5m3。
液态CO2注入地层方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度6m3/h。
(5)试验油井关井
试验油井关井12d。
(6)试验油井开井生产
试验油井关井时间到期后，油井开井生产，第1个月内的产液量40m3/d，第1个月后每天的产液量80m3/d。
试验油井开井生产后产液量和产油量明显上升，有效期达到8个月，单井平均日增油8.5吨。
实施例3：以某油田稠油井K3为例
某油田K3稠油井，原油粘度2312mPa.s，油层温度72℃，油层压力10.1Mpa，油层有效厚度8.2m，孔隙度0.35，渗透率1860×10-3μm2，地层水矿化度9876mg/L。实施本发明的步骤如下：
(1)试验油井的筛选
试验油井K3的温度＜100℃、原油粘度＜5000mPa.s、矿化度＜50000mg/L和渗透率＞50×10-3μm2，符合油井筛选标准，因此，该井适合进行微生物和CO2复合单井吞吐试验。
(2)微生物和营养物的筛选
经过室内实验，筛选出的微生物为枯草芽孢杆菌，其营养物组成为葡萄糖、氯化铵和K2HPO4，葡萄糖、氯化铵和K2HPO4质量比为1：0.5：0.1。
(3)将微生物和营养物溶液注入试验井地层
微生物和营养物溶液注入体积总量V为：
V＝3.14R2Hфβ＝3.14×92×8.2×0.35×0.9＝657m3
其中：R取值9，β取值0.9。
微生物和营养物质量浓度分别为3.0％和6.0％。
第一部分段塞的微生物和营养物溶液注入量体积为657×40％m3＝262.8m3，其中，微生物注入质量为7884kg，营养物注入质量为15768kg，注入地层水量为65m3，第二部分段塞的微生物和营养物溶液注入量体积为394.2m3，其中，微生物注入质量为11826kg，营养物注入质量为23652kg。
微生物和营养物溶液注入地层的方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为10m3/h，地层水注入地层的方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为15m3/h。
(4)微生物及其营养物注入完毕后，注入液态CO2
液态CO2的注入量为零下20℃时与微生物及其营养物注入量的体积比为1：1.5，为438m3。
液态CO2注入地层方式为采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度8m3/h。
(5)试验油井关井；
试验油井关井15d。
(6)试验油井开井生产
试验油井关井时间到期后，油井开井生产，第1个月内的产液量50m3/d，第1个月后每天的产液量60m3/d。
试验油井开井生产后产液量和产油量明显上升，有效期达到15个月，单井平均日增油9.2吨。

Claims (9)

1.一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)试验油井的筛选
油井筛选标准为油井温度＜100℃，原油粘度＜5000mPa.s，地层水矿化度＜50000mg/L，渗透率＞50×10-3μm2；
(2)微生物和营养物的筛选
微生物为地芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、不动杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、假单胞菌中的一种，营养物包括碳源、氮源和磷源，碳源为蔗糖或葡萄糖，氮源为玉米浆干粉、蛋白胨、酵母粉、氯化铵和尿素中的一种，磷源为磷酸氢二钾和磷酸氢二钠中的一种，碳源、氮源和磷源质量比为1：0.2～0.5：0.1～0.3；
(3)将微生物和营养物溶液注入试验井地层
微生物和营养物溶液注入采用段塞注入的方式，首先注入第一部分段塞的微生物及营养物溶液，其注入量体积为总注入量体积的30％～40％，其次注入50m3～80m3地层水，然后注入第二部分段塞微生物及其营养物，其注入量体积为总注入量体积的60％～70％；
(4)微生物和营养物溶液注入完毕后，注入液态CO2
液态CO2的注入量为零下20℃时与微生物和营养物溶液注入量的体积比为1：1～2；
(5)试验油井关井
试验油井关井时间为10d～15d；
(6)试验油井开井生产
试验油井关井时间到期后，油井开井生产，第1个月内的产液量30m3/d～50m3/d，第1个月后每天的产液量50m3/d～100m3/d。
2.根据权利要求1所述的一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于所述的微生物和营养物，其溶液的注入体积总量V为：
V＝3.14R2Hфβ
式中：V—微生物和营养物溶液注入体积总量，m3；
R—处理半径，m，取值范围为8～10；
H—稠油井油层有效厚度，m；
Ф—稠油井油层孔隙度，无量纲；
Β—用量系数，无量纲，取值范围为0.8～1.0。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于所述微生物和营养物，其质量浓度分别为2.0％～3.0％和5％～8％。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于所述微生物和营养物，其注入地层的方式均采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为8m3/h～10m3/h。
5.根据权利要求3所述的一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于所述微生物和营养物，其注入地层的方式均采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为8m3/h～10m3/h。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于所述的地层水，其注入地层的方式采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为10m3/h～15m3/h。
7.根据权利要求1或2所述的一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于所述液态CO2，其注入地层方式采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为5m3/h～8m3/h。
8.根据权利要求3所述的一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于所述液态CO2，其注入地层方式采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为5m3/h～8m3/h。
9.根据权利要求4所述的一种用于稠油井的微生物和CO2复合单井吞吐采油方法，其特征在于所述液态CO2，其注入地层方式采用泵车经稠油井油套环空注入，注入速度为5m3/h～8m3/h。
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