CN105781510B - 一种内源微生物驱提高原油采收率的方法 - Google Patents

一种内源微生物驱提高原油采收率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于三次采油技术领域，具体涉及一种内源微生物驱提高原油采收率的方法，该方法具体包括以下步骤：油藏的筛选；高中低渗透油层的确定；激活剂体系的确定；现场注入工艺的确定；现场试验阶段。本发明针对目标油藏的不同渗透率的油层选择不同的激活剂体系以及现场注入工艺，较好地激活不同油层的内源微生物，因此，能有效地提高内微生物驱油藏的现场试验效果，同时，该发明具有工艺简单、针对性和可操作性强的特点。因此，本发明可广泛地应用于微生物采油技术领域中。

Description

一种内源微生物驱提高原油采收率的方法
技术领域
本发明属于三次采油技术领域，具体涉及一种内源微生物驱提高原油采收率的方法。
背景技术
微生物采油是指利用微生物本身及其代谢产物与油藏岩石、流体的综合作用，改善油水流度比，从而达到提高原油采收率的目的。微生物采油技术具有投资成本低、不污染环境和油藏适应范围广等优点，因此具有广阔的现场应用前景。微生物采油按照微生物来源不同分为内源微生物采油和外源微生物采油两种，其中，内源微生物采油技术是通过向油藏中注入激活剂，激活油藏中的内源微生物，利用微生物本身及其代谢产物的综合作用高原油采收率的技术。
目前，内源微生物驱油提高采收率现场试验采取的主要工艺是将筛选好的激活剂以一定注入速度和浓度连续或段塞式的方式注入试验区块水井中，该方法在试验区块注入激活剂采用所有水井同时注入的方式，没有考虑到不同水井对应不同渗透率的油层，因此，导致大部分激活剂注入了高渗透油层，而低渗透油层注入的激活剂注入量较少，一方面了造成了激活剂的浪费，另一方面大幅度地影响试验区块整体采收率程度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种内源微生物驱提高原油采收率的方法，该发明针对不同渗透率的油层注入不同激活剂体系以及现场注入工艺，针对低渗透油层选择低分子量、低浓度的激活剂体系以及较低的注入速度，针对中等渗透率油层选择中等分子量、中等浓度的激活剂体系以及中等注入速度，而针对高渗透油层选择较高分子量、较高浓度的激活剂体系以及较高注入速度，该发明具有工艺简单、针对性和可操作性强的特点，能有效地提高内微生物驱油藏的现场试验效果。
一种内源微生物驱提高原油采收率的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)油藏的筛选
油藏筛选的标准为：油藏温度小于90℃、渗透率大于100×10-3μm2、原油粘度低于3000mPa.s、地层水矿化度低于50000mg/L。
(2)高中低渗透油层的确定
根据油层渗透率的高低将油层划分为高、中、低渗透油层三个等级，每个等级的油层数量占总油层数量的比例均不超过2/3。
(3)激活剂体系的确定
低渗透油层的激活剂体系由碳源、氮源和磷盐组成，其中碳源为葡萄糖、质量浓度为0.5-1.0％；氮源为硝酸盐、质量浓度为0.2-0.3％；磷源为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾、质量浓度为0.1-0.2％。
中渗透油层激活剂体系由碳源、氮源和磷盐组成，其中碳源由糖蜜、质量浓度为3-5％；氮源为酵母、质量浓度为0.5-0.8％；磷源为磷酸氢二铵或磷酸二氢铵、质量浓度为0.3-0.5％。
高渗透油层激活剂体系由碳源、氮源和磷盐组成，其中碳源为木质素、质量浓度为8-10％；氮源为豆粉、质量浓度为2.0-3.0％；磷源为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾，质量浓度为1.0-2.0％。
(4)现场注入工艺的确定
低渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量500-1000m3、注入速度20-50m3/d；
中渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量1000-2000m3、注入速度50-100m3/d；
高渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量2000-5000m3、注入速度100-200m3/d。
(5)现场试验阶段
按照步骤(3)和(4)确定的激活剂体系和现场注入工艺进行现场试验，现场试验完成后，计算增油量、提高采收率程度、含水率下降值以及投入产出比。
所述的硝酸盐为硝酸钾或硝酸钠。
所述的低渗透油层的激活剂体系注入工艺，还包括注入空气，空气注入量为(2-5)×105Nm3、注入速度为(2-4)×103Nm3/d。
所述的中渗透油层的激活剂体系注入工艺，还包括注入空气，空气注入量为(5-8)×105Nm3、注入速度为(5-8)×103Nm3/d。
所述的高渗透油层的激活剂体系注入工艺，还包括注入空气，空气注入量为(3-5)×106Nm3、注入速度为(8-10)×103Nm3/d。
本发明针对目标油藏不同渗透的油层选择不同激活剂体系以及现场注入工艺，其中，针对低渗透油层选择低分子量、低浓度的激活剂体系以及较低的注入速度，针对中等渗透率油层选择中等分子量、中等浓度的激活剂体系以及中等注入速度，而针对高渗透油层选择较高分子量、较高浓度的激活剂体系以及较高注入速度，该方法针对不同渗透的油层有针对性地选择不同的激活剂体系，不仅能够有效节省激活剂的用量，避免激活剂的浪费，同时能够有效地激活不同油层的内源微生物，因此，能够有效地提高内源微生物驱油藏的采收率。
本发明有益效果是：
(1)该发明具有工艺简单、针对性和可操作性强的特点，有利于现场推广应用；
(2)油藏适用范围广，既适合中高渗透率的水驱油藏，又适合中高温的水驱油藏；
(3)本发明针对目标油藏的不同渗透率油层选择不同功能的激活剂体系以及现场注入工艺，较好地激活油藏不同油层的内源微生物，因此，现场试验提高采收率的程度高，现场试验提高采收率大于10％，投入产出比大于1:3。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
某油田区块H，油藏温度62℃，油藏压力10.1MPa，渗透率1800×10-3um2，孔隙度34.2％，原油粘度1560mPa.s，地质储量3.60×105t，地层水矿化度为16000mg/L，试验前区块平均含水98.5％，区块油层参数以及对应的水井见表1。
表1区块H油层参数以及对应的水井
序号 层位 渗透率，10-3um2 对应水井
1 H1 2100 A1
2 H2 3200 A2
3 H3 200 A3
4 H4 1500 A4
5 H5 500 A5
6 H6 1200 A6
利用本发明的方法在区块H实施内源微生物驱油现场试验，具体实施步骤如下：
(1)油藏的筛选
油藏筛选的标准为：油藏温度小于90℃、渗透率大于100×10-3μm2、原油粘度低于3000mPa.s、地层水矿化度低于50000mg/L。
区块H的油藏温度62℃、渗透率1800×10-3um2、原油粘度1560mPa.s、地层水矿化度为16000mg/L符合内源微生物驱油藏筛选的标准。
(2)高中低渗透油层的确定
根据油层渗透率的高低将油层划分为高、中、低渗透油层三个等级，见表2，每个等级的油层数量占总油层数量的比例均不超过2/3。
表2区块H油层等级的划分
序号 层位 渗透率，10-3um2 对应水井 油层等级
1 H1 2100 A1 高渗透
2 H2 3200 A2 高渗透
3 H3 200 A3 低渗透
4 H4 1500 A4 中渗透
5 H5 500 A5 低渗透
6 H6 1200 A6 中渗透
(3)激活剂体系的确定
低渗透油层的激活剂体系由葡萄糖、硝酸钾和磷酸氢二钾组成，质量浓度分别为0.8％、0.2％和0.1％。
中渗透油层的激活剂体系由糖蜜、酵母和磷酸氢二铵组成，质量浓度分别为4％、0.5％和0.5％。
高渗透油层的激活剂体系由木质素、豆粉和磷酸氢二钾组成，质量浓度分别为10％、2.0％和1.5％。
(4)现场注入工艺的确定
低渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量500m3、注入速度20m3/d；空气注入量为2×105Nm3、注入速度为2×103Nm3/d。
中渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量1500m3、注入速度80m3/d；空气注入量为6×105Nm3、注入速度为7×103Nm3/d。
高渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量3000m3、注入速度150m3/d；空气注入量为4×106Nm3、注入速度为9×103Nm3/d。
(5)现场试验阶段
按照步骤(3)和(4)确定的激活剂体系和现场注入工艺进行现场试验：
低渗透油层的激活剂体系及注入工艺：从水井A3和A5中注入激活剂体系和空气，其中，激活剂由葡萄糖、硝酸钾和磷酸氢二钾组成，质量浓度分别为0.8％、0.2％和0.1％；激活剂注入量500m3、注入速度20m3/d；空气注入量为2×105Nm3、注入速度为2×103Nm3/d。
中渗透油层的激活剂体系及注入工艺：从水井A4和A6中注入激活剂和空气，其中，激活剂由糖蜜、酵母和磷酸氢二铵组成，质量浓度分别为4％、0.5％和0.5％；激活剂注入量1500m3、注入速度80m3/d；空气注入量为6×105Nm3、注入速度为7×103Nm3/d。
高渗透油层的激活剂体系及注入工艺：从水井A1和A2中注入激活剂和空气，其中，激活剂由木质素、豆粉和磷酸氢二钾组成，质量浓度分别为10％、2.0％和1.5％；激活剂注入量3000m3、注入速度150m3/d；空气注入量为4×106Nm3、注入速度为9×103Nm3/d。
现场试验完成后，计算增油量、提高采收率程度、含水率下降值以及投入产出比。
H区块内源微生物驱油现场试验完成后，截止到2015年12月30日，含水为81.2％，含水下降了17.3个百分点，累计增油4.5×104t，提高采收率12.5％，投入产出比为1.4.2，现场试验效果良好。
实施例2
某油田区块K，油藏温度68℃，油藏压力9.5MPa，渗透率1500×10-3um2，孔隙度34.8％，原油粘度1220mPa.s，地质储量5.0×105t，地层水矿化度为8500mg/L，试验前区块平均含水96.5％，区块油层参数以及对应的水井见表3。
表3区块K油层参数以及对应的水井
序号 层位 渗透率，10-3um2 对应水井
1 K1 1600 B1
2 K2 300 B2
3 K3 600 B3
4 K4 2700 B4
5 K5 1900 B5
利用本发明的方法在区块K实施内源微生物驱油现场试验，具体实施步骤如下：
(1)油藏的筛选
油藏筛选的标准为：油藏温度小于90℃、渗透率大于100×10-3μm2、原油粘度低于3000mPa.s、地层水矿化度低于50000mg/L。
区块K的油藏温度68℃、渗透率1500×10-3um2、原油粘度1220mPa.s、地层水矿化度为8500mg/L符合内源微生物驱油藏筛选的标准。
(2)高中低渗透油层的确定
根据油层渗透率的高低将油层划分为高、中、低渗透油层三个等级，见表4，每个等级的油层数量占总油层数量的比例均不超过2/3。
表4区块K油层等级的划分
(3)激活剂体系的确定
低渗透油层的激活剂体系由葡萄糖、硝酸钠和磷酸二氢钾组成，质量浓度分别为0.5％、0.25％和0.15％。
中渗透油层的激活剂体系由糖蜜、酵母和磷酸二氢铵组成，质量浓度分别为3％、0.6％和0.4％。
高渗透油层激活剂体系由木质素、豆粉和磷酸二氢钾组成，质量浓度分别为9％、2.5％和1.0％。
(4)现场注入工艺的确定
低渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量800m3、注入速度30m3/d；空气注入量为3×105Nm3、注入速度为3×103Nm3/d。
中渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量1000m3、注入速度50m3/d；空气注入量为5×105Nm3、注入速度为5×103Nm3/d。
高渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量2000m3、注入速度100m3/d；空气注入量为3×106Nm3、注入速度为8×103Nm3/d。
(5)现场试验阶段
按照步骤(3)和(4)确定的激活剂体系和现场注入工艺进行现场试验：
低渗透油层的激活剂体系及注入工艺：从水井B2和B3中注入激活剂体系和空气，其中，激活剂由葡萄糖、硝酸钠和磷酸二氢钾组成，质量浓度分别为质量浓度分别为0.5％、0.25％和0.15％；激活剂注入量800m3、注入速度30m3/d；空气注入量为3×105Nm3、注入速度为3×103Nm3/d。
中渗透油层的激活剂体系及注入工艺：从水井B1和B5中注入激活剂和空气，其中，激活剂由糖蜜、酵母和磷酸二氢铵组成，质量浓度分别为3％、0.6％和0.4％；激活剂注入量1000m3、注入速度50m3/d；空气注入量为5×105Nm3、注入速度为5×103Nm3/d。
高渗透油层的激活剂体系及注入工艺：从水井B4中注入激活剂和空气，其中，激活剂由木质素、豆粉和磷酸二氢钾组成，质量浓度分别为9％、2.5％和1.0％；激活剂注入量2000m3、注入速度100m3/d；空气注入量为3×106Nm3、注入速度为8×103Nm3/d。
现场试验完成后，计算增油量、提高采收率程度、含水率下降值以及投入产出比。
K区块内源微生物驱油现场试验完成后，截止到2015年12月30日，含水为83.2％，含水下降了13.3个百分点，累计增油6.0×104t，提高采收率12.0％，投入产出比为1.3.8，内源微生物驱现场试验效果良好。
实施例3
某油田区块M，油藏温度78℃，油藏压力13.2MPa，渗透率1300×10-3um2，孔隙度35.3％，原油粘度2130mPa.s，地质储量7.20×105t，地层水矿化度为19800mg/L，试验前区块平均含水97.8％，区块油层参数以及对应的水井见表5。
表5区块M油层参数以及对应的水井
利用本发明的方法在区块M实施内源微生物驱油现场试验，具体实施步骤如下：
(1)油藏的筛选
油藏筛选的标准为：油藏温度小于90℃、渗透率大于100×10-3μm2、原油粘度低于3000mPa.s、地层水矿化度低于50000mg/L。
区块H的油藏温度78℃、渗透率1300×10-3um2、原油粘度2130mPa.s、地层水矿化度为19800mg/L符合内源微生物驱油藏筛选的标准。
(2)高中低渗透油层的确定
根据油层渗透率的高低将油层划分为高、中、低渗透油层三个等级，见表6，每个等级的油层数量占总油层数量的比例均不超过2/3。
表6区块M油层等级的划分
序号 层位 渗透率，10-3um2 对应水井 油层等级
1 M1 500 C1 低渗透
2 M2 1200 C2 中渗透
3 M3 300 C3 低渗透
4 M4 600 C4 低渗透
5 M5 2200 C5 高渗透
6 M6 1100 C6 中渗透
7 M7 2500 C7 高渗透
(3)激活剂体系的确定
低渗透油层的激活剂体系由葡萄糖、硝酸钠和磷酸氢二钾组成，质量浓度分别为1.0％、0.3％和0.2％。
中渗透油层的激活剂体系由糖蜜、酵母和磷酸氢二铵组成，质量浓度分别为5％、0.8％和0.3％。
高渗透油层激活剂体系由木质素、豆粉和磷酸二氢钾组成，质量浓度分别为8％、3.0％和2.0％。
(4)现场注入工艺的确定
低渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量1000m3、注入速度50m3/d；空气注入量为5×105Nm3、注入速度为4×103Nm3/d。
中渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量2000m3、注入速度100m3/d；空气注入量为8×105Nm3、注入速度为8×103Nm3/d。
高渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量5000m3、注入速度200m3/d；空气注入量为5×106Nm3、注入速度为10×103Nm3/d。
(5)现场试验阶段
按照步骤(3)和(4)确定的激活剂体系和现场注入工艺进行现场试验：
低渗透油层的激活剂体系及注入工艺：从水井C1、C3和C4中注入激活剂体系和空气，其中，激活剂由葡萄糖、硝酸钠和磷酸氢二钾组成，质量浓度分别为1.0％、0.3％和0.2％；激活剂注入量1000m3、注入速度50m3/d；空气注入量为5×105Nm3、注入速度为4×103Nm3/d。
中渗透油层的激活剂体系及注入工艺：从水井C2和C6中注入激活剂和空气，其中，激活剂由糖蜜、酵母和磷酸氢二铵组成，质量浓度分别为5％、0.8％和0.3％；激活剂注入量2000m3、注入速度100m3/d；空气注入量为8×105Nm3、注入速度为8×103Nm3/d。
高渗透油层的激活剂体系及注入工艺：从水井C5和C7中注入激活剂和空气，其中，激活剂由木质素、豆粉和磷酸二氢钾组成，质量浓度分别为8％、3.0％和2.0％；激活剂注入量5000m3、注入速度200m3/d；空气注入量为5×106Nm3、注入速度为10×103Nm3/d。
现场试验完成后，计算增油量、提高采收率程度、含水率下降值以及投入产出比。
M区块内源微生物驱油现场试验完成后，截止到2015年12月30日，含水为84.0％，含水下降了13.8个百分点，累计增油9.8×104t，提高采收率13.6％，投入产出比为1.4.5，内源微生物驱现场试验效果良好。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种内源微生物驱提高原油采收率的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)油藏的筛选
油藏筛选的标准为：油藏温度小于90℃、渗透率大于100×10-3μm2、原油粘度低于3000mPa.s、地层水矿化度低于50000mg/L；
(2)高中低渗透油层的确定
根据油层渗透率的高低将油层划分为高、中、低三个等级，每个等级的油层数量占总油层数量的比例均不超过2/3；
(3)激活剂体系的确定
低渗透油层的激活剂体系由碳源、氮源和磷盐组成，其中碳源为葡萄糖、质量浓度为0.5-1.0％；氮源为硝酸盐、质量浓度为0.2-0.3％；磷源为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾、质量浓度为0.1-0.2％；
中渗透油层激活剂体系由碳源、氮源和磷盐组成，其中碳源由糖蜜、质量浓度为3-5％；氮源为酵母、质量浓度为0.5-0.8％；磷源为磷酸氢二铵或磷酸二氢铵、质量浓度为0.3-0.5％；
高渗透油层激活剂体系由碳源、氮源和磷盐组成，其中碳源为木质素、质量浓度为8-10％；氮源为豆粉、质量浓度为2.0-3.0％；磷源为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾，质量浓度为1.0-2.0％；
(4)现场注入工艺的确定
低渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量500-1000m3、注入速度20-50m3/d；
中渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量1000-2000m3、注入速度50-100m3/d；
高渗透油层的激活剂体系注入工艺：激活剂注入量2000-5000m3、注入速度100-200m3/d；
(5)现场试验阶段
按照步骤(3)和(4)确定的激活剂体系和现场注入工艺进行现场试验，现场试验完成后，计算增油量、提高采收率程度、含水率下降值以及投入产出比。
2.根据权利要求1所述的一种内源微生物驱提高原油采收率的方法，其特征在于，所述的硝酸盐为硝酸钾或硝酸钠。
3.根据权利要求1或2所述的一种内源微生物驱提高原油采收率的方法，其特征在于，所述的低渗透油层的激活剂体系注入工艺，还包括注入空气，空气注入量为(2-5)×105Nm3、注入速度为(2-4)×103Nm3/d。
4.根据权利要求3所述的一种内源微生物驱提高原油采收率的方法，其特征在于，所述的中渗透油层的激活剂体系注入工艺，还包括注入空气，空气注入量为(5-8)×105Nm3、注入速度为(5-8)×103Nm3/d。
5.根据权利要求4所述的一种内源微生物驱提高原油采收率的方法，其特征在于，所述的高渗透油层的激活剂体系注入工艺，还包括注入空气，空气注入量为(3-5)×106Nm3、注入速度为(8-10)×103Nm3/d。
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