CN107558972A - 一种微生物单井吞吐提高油井产量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微生物采油方法，特别涉及一种微生物单井吞吐提高油井产量的方法，包括以下步骤：（1）试验油井的筛选；（2）激活剂的筛选；（3）外源功能微生物的筛选；（4）现场注入工艺的优化；（5）现场试验。本发明具有油藏适用范围广，工艺简单，无油井出砂、套管损坏情况，油井利用率高的特点；注入激活剂和外源功能微生物不会对地层产生伤害和对环境造成污染；利用内源和外源功能微生物的综合作用提高油井产量，具有有效期长，有效期大于12个月，增油效果好，单井日增油超过5t，投入产出比大于1:3.2。因此，本发明可广泛应用于微生物采油中。

Description

一种微生物单井吞吐提高油井产量的方法

技术领域

本发明属于三次采油的方法，具体涉及一种微生物单井吞吐提高油井产量的方法。

背景技术

微生物采油是指利用微生物本身及其代谢产物(生物表面活性剂、生物聚合物、生物气)与油藏岩石、流体的综合作用，改善流体流度比，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。

微生物采油主要包括微生物驱油和微生物单井处理两种，其中微生物单井处理分为微生物单井吞吐和微生物单井清防蜡。微生物单井吞吐是指向生产井注入筛选的功能微生物，通过微生物自身及其代谢产物的作用，处理油井井筒及近井地带，起到改善原油物性，降低原油流动阻力，提高油井产量的目的。微生物单井吞吐具有地面投资少、操作简单、见效快等特点，特别对油井井筒及近井地带起到改善原油物性、降低原油流动阻力、提高原油生产时效的作用。

在现有技术中，专利名称“一种利用油藏内源微生物提高油井产量的方法”，专利号“ZL2013102370615”的专利通过试验油井的筛选；激活剂的筛选；激活剂注入量的确定；关井时间确定；现场试验的方法提高单井的产量。该专利存在以下缺点和不足：(1)油藏适用范围小，对于不存在产生物表面活性剂、产生物气和产生物聚合物三种功能微生物的油井不适用该发明，对于原油粘度超过1000mPa·s的油井不适合该发明；(2)油藏中的功能微生物种类一般比较单一，单一的功能微生物提高油井产量的幅度有限；(3)激活剂的注入量较少，导致其波及体积较小，从而影响了增产的幅度。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种微生物单井吞吐提高油井产量的方法，该方法利用油藏内源功能微生物和注入的外源功能微生物的综合作用，达到提高单井产量的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种微生物单井吞吐提高油井产量的方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)试验油井的筛选

(2)激活剂的筛选

(3)外源功能微生物的筛选

(4)现场注入工艺的优化

现场注入工艺参数包括激活剂、外源功能微生物和N₂的注入量与注入速度，以及油井的关井时间。

所述的激活剂注入量为每米油层厚度50～80m³；所述的外源功能微生物的注入量为每米油层厚度20～40m³；所述的N₂体积注入量由下面公式计算得到：

V＝β·π·r²·h·Φ

其中，V—N₂体积注入量，Nm³；

β—用量系数，用量系数的大小根据油层压力的大小确定，当油层压力大于10MPa时，用量系数取值为8～10；当油层压力不超过10MPa时，用量系数取值为3～5；

r——油井处理半径，m，其取值为生产井与注水井间距离的1/10～1/20；

h——油层厚度，m；

Φ——油层孔隙度，小数；

所述的油井关井时间为20～30d。

所述的现场注入工艺为：首先利用高压泵车往试验油井的油套环空中注入激活剂；其次注入外源功能微生物；再次注入N₂；最后注入地层水顶替液；油井关井培养；关井时间完成后油井开井生产。

(5)现场试验

根据上述步骤确定的工艺参数以及现场注入工艺进行现场试验，试验过程中跟踪与监测产出液中的微生物群落的变化以及油井的生产动态变化，试验完成后统计与分析现场试验效果。

其中，所述试验油井的筛选，需要满足两个条件：(1)油藏温度＜100℃、油藏压力＜15MPa、地层水矿化度＜120000mg/L、地层渗透率＞50×10^-3μm²、原油粘度小于3000mPa·s；(2)试验油井中含有产生物表面活性剂、产生物气和产生物聚合物三种功能微生物中任意一种或以上，且菌浓大于10²个/mL。

所述的激活剂的筛选，对于产生物表面活性剂的功能微生物的激活剂配方为蔗糖10～15g/L、硝酸钠2.0～5.0g/L、KH₂PO₄ 1～3g/L、微量元素20～30mg/L；对于产生物气的功能微生物的激活剂配方为葡萄糖10～30g/L、蛋白胨2～5g/L、K₂HPO₄ 2～3g/L、微量元素10～20mg/L；对于产生物聚合物的功能微生物的激活剂配方为淀粉10～20g/L、玉米浆干粉3～5g/L、K₂HPO₄ 2～3g/L、CaCl₂ 0.5～1g/L、微量元素5～10mg/L。

所述的外源功能微生物的筛选，是指根据试验油井的内源功能微生物情况确定，油井中已经存在的功能微生物不需要添加，添加外源功能微生物后试验油井中具有产生物表面活性剂、产生物气和产生物聚合物三种功能微生物。

所述的外源功能微生物的菌浓大于1.0×10⁸个/mL。

所述的激活剂、外源功能微生物和N₂的注入速度分别为8～12m³/h、6～8m³/h和3～5Nm³/min。

所述的地层水顶替液注入量为8～10m³。

所述的关井时间完成后油井开井生产，油井第1个月的日产液量为试验前日产液量的1/3，第2个月的日产液量为试验前日产液量的2/3，第2个月后的日产液量为试验前的日产液量。

本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：

(1)本发明的适用范围广，油藏温度＜100℃、地层水矿化度＜120000mg/L、地层渗透率＞50×10^-3μm²、原油粘度小于3000mPa·s；

(2)本发明具有工艺简单，无油井出砂、套管损坏情况，油井利用率高；

(3)本发明注入的激活剂和外源功能微生物为无毒无害的物质，因此不会对地层产生伤害和对环境造成污染；

(4)本发明利用内源和外源功能微生物的综合作用提高油井产量，具有有效期长，大于12个月，增油效果好，单井日增油超过5t，投入产出比大于1:3.2。

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：

试验油井概况：胜利油田某区块D油井D₁₂油层厚度3.5m，油井温度65℃，油藏压力为10.3MPa，矿化度85620mg/L，渗透率850×10^-3μm²，孔隙度25.6％，原油粘度1682mPa·s，油井日产液量为120m³/d，含水率93.5％，油水井间距为150m。内源微生物分析结果：产生物表面活性剂的功能微生物浓度为2.5×10³个/mL、产生物气的功能微生物浓度为0个/mL和产生物聚合物的功能微生物浓度为0个/mL。利用本发明的方法在该油井实施本发明，具体步骤如下：

(1)试验油井筛选

试验油井D₁₂满足两个条件：①油藏温度＜100℃、油藏压力＜15MPa、地层水矿化度＜120000mg/L、地层渗透率＞50×10^-3μm²、原油粘度小于3000mPa·s；②试验油井中含有产生物表面活性剂、产生物气和产生物聚合物三种功能微生物中任意一种或以上，且菌浓大于10²个/mL。符合油井的筛选标准。

(2)激活剂的筛选

试验油井中含有产生物表面活性剂的功能微生物，其激活剂配方为蔗糖10g/L、硝酸钠3.0g/L、KH₂PO₄ 2.0g/L、微量元素20mg/L。

(3)外源功能微生物的筛选

试验油井中仅含有产生物表面活性剂的功能微生物，因此，添加的外源功能微生物为产生物气和产生物聚合物的功能微生物；外源功能微生物的菌浓大于1.0×10⁸个/mL。

(4)现场注入工艺的优化

激活剂注入量为每米油层厚度50m³，为175m³；产生物气和产生物聚合物的功能微生物的注入量为每米油层厚度30m³，为105m³；N₂体积注入量为V＝β·π·r²·h·Φ＝10×3.14×(150×1/10)²×3.5×0.256＝6330Nm³；关井时间为20d。

现场注入工艺为：首先利用高压泵车往试验油井的油套环空中注入激活剂175m³，注入速度为10m³/h；其次注入产生物气和产生物聚合物的外源功能微生物105m³，注入速度为7m³/h；再次注入N₂ 6330Nm³，注入速度为5Nm³/h；最后注入地层水顶替液8m³；油井关井培养20d；关井时间完成后油井开井生产，油井第1个月的日产液量为40m³/d，第2个月的日产液量为80m³/d，第2个月后的日产液量为120m³/d。

(5)现场试验

根据上述步骤确定的工艺参数以及现场注入工艺进行现场试验，试验过程中跟踪与监测产出液中的微生物群落的变化以及油井的生产动态变化，试验完成后统计与分析现场试验效果。

现场试验结果：该井的含水率由试验前93.5％下降到82.0％，含水降低11.5个百分点，有效期为24个月，单井日增油7.6t，投入产出比为1:3.8。

实施例2：

试验油井概况：胜利油田某区块G油井G₁₁油层厚度4.2m，油井温度75℃，油藏压力为12.5MPa，矿化度7650mg/L，渗透率1250×10^-3μm²，孔隙度30.6％，原油粘度986mPa·s，油井日产液量为150m³/d，含水率96.3％，油水井间距为120m。内源微生物分析结果：产生物表面活性剂的功能微生物浓度为10个/mL、产生物气的功能微生物浓度为3.5×10²个/mL和产生物聚合物的功能微生物浓度为0个/mL。利用本发明的方法在该油井实施本发明，具体步骤如下：

(1)试验油井筛选

试验油井G₁₁满足两个条件：①油藏温度＜100℃、油藏压力＜15MPa、地层水矿化度＜120000mg/L、地层渗透率＞50×10^-3μm²、原油粘度小于3000mPa·s；②试验油井中含有产生物表面活性剂、产生物气和产生物聚合物三种功能微生物中任意一种或以上，且菌浓大于10²个/mL。符合油井的筛选标准。

(2)激活剂的筛选

试验油井中含有产生物气的功能微生物，其激活剂配方为葡萄糖30g/L、蛋白胨5g/L、K₂HPO₄ 2g/L、微量元素15mg/L。

(3)外源功能微生物的筛选

试验油井中仅含有产生物气的功能微生物，因此，添加的外源功能微生物为产生物表面活性剂和产生物聚合物的功能微生物；外源功能微生物的菌浓大于1.0×10⁸个/mL。

(4)现场注入工艺的优化

激活剂注入量为每米油层厚度60m³，为252m³；产生物表面活性剂和产生物聚合物的功能微生物的注入量为每米油层厚度40m³，为168m³；N₂体积注入量为V＝β·π·r²·h·Φ＝8×3.14×(120×1/15)²×4.2×0.306＝2066Nm³；关井时间为30d。

现场注入工艺为：首先利用高压泵车往试验油井的油套环空中注入激活剂252m³，注入速度为12m³/h；其次注入产生物表面活性剂和产生物聚合物的功能微生物168m³，注入速度为8m³/h；再次注入N₂ 2066Nm³，注入速度为4Nm³/h；最后注入地层水顶替液10m³；油井关井培养30d；关井时间完成后油井开井生产，油井第1个月的日产液量为50m³/d，第2个月的日产液量为100m³/d，第2个月后的日产液量为150m³/d。

(5)现场试验

根据上述步骤确定的工艺参数以及现场注入工艺进行现场试验，试验过程中跟踪与监测产出液中的微生物群落的变化以及油井的生产动态变化，试验完成后统计与分析现场试验效果。

现场试验结果：该井的含水率由试验前96.3％下降到84.1％，含水降低12.2个百分点，有效期为30个月，单井日增油7.3t，投入产出比为1:3.5。

实施例3：

试验油井概况：胜利油田某区块H油井H₃₅油层厚度2.4m，油井温度68℃，油藏压力为11.2MPa，矿化度56820mg/L，渗透率580×10^-3μm²，孔隙度23.3％，原油粘度2560mPa·s，油井日产液量为180m³/d，含水率97.2％，油水井间距为180m。内源微生物分析结果：产生物表面活性剂的功能微生物浓度为10个/mL、产生物气的功能微生物浓度为0个/mL和产生物聚合物的功能微生物浓度为1.1×10²个/mL。利用本发明的方法在该油井实施本发明，具体步骤如下：

(1)试验油井筛选

试验油井H₃₅满足两个条件：①油藏温度＜100℃、油藏压力＜15MPa、地层水矿化度＜120000mg/L、地层渗透率＞50×10^-3μm²、原油粘度小于3000mPa·s；②试验油井中含有产生物表面活性剂、产生物气和产生物聚合物三种功能微生物中任意一种或以上，且菌浓大于10²个/mL。符合油井的筛选标准。

(2)激活剂的筛选

试验油井中含有产生物聚合物的功能微生物，其激活剂配方为淀粉15g/L、玉米浆干粉5g/L、K₂HPO₄ 2.5g/L、CaCl₂ 0.5g/L、微量元素8mg/L。

(3)外源功能微生物的筛选

试验油井中仅含有产生物聚合物的功能微生物，因此，添加的外源功能微生物为产生物表面活性剂和产生物气的功能微生物；外源功能微生物的菌浓大于1.0×10⁸个/mL。

(4)现场注入工艺的优化

激活剂注入量为每米油层厚度80m³，为192m³；产生物表面活性剂和产生物气的功能微生物的注入量为每米油层厚度50m³，为120m³；N₂体积注入量为V＝β·π·r²·h·Φ＝9×3.14×(180×1/20)²×2.4×0.233＝1280Nm³；关井时间为25d。

现场注入工艺为：首先利用高压泵车往试验油井的油套环空中注入激活剂192m³，注入速度为8m³/h；其次注入产生物表面活性剂和产生物聚合物的功能微生物120m³，注入速度为6m³/h；再次注入N₂ 1280Nm³，注入速度为3Nm³/h；最后注入地层水顶替液9m³；油井关井培养30d；关井时间完成后油井开井生产，油井第1个月的日产液量为60m³/d，第2个月的日产液量为120m³/d，第2个月后的日产液量为180m³/d。

(5)现场试验

根据上述步骤确定的工艺参数以及现场注入工艺进行现场试验，试验过程中跟踪与监测产出液中的微生物群落的变化以及油井的生产动态变化，试验完成后统计与分析现场试验效果。

现场试验结果：该井的含水率由试验前97.2％下降到86.5％，含水降低10.7个百分点，有效期为26个月，单井日增油8.5t，投入产出比为1:4.2。

Claims (8)

1.一种微生物单井吞吐提高油井产量的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)试验油井的筛选

(2)激活剂的筛选

(3)外源功能微生物的筛选

(4)现场注入工艺的优化

现场注入工艺参数包括激活剂、外源功能微生物和N₂的注入量与注入速度，以及油井的关井时间；

所述的激活剂注入量为每米油层厚度50～80m³；所述的外源功能微生物的注入量为每米油层厚度20～40m³；所述的N₂体积注入量由下面公式计算得到：

V＝β·π·r²·h·Φ

其中，V—N₂体积注入量，Nm³；

β—用量系数，用量系数的大小根据油层压力的大小确定，当油层压力大于10MPa时，用量系数取值为8～10；当油层压力不超过10MPa时，用量系数取值为3～5；

r——油井处理半径，m，其取值为生产井与注水井间距离的1/10～1/20；

h——油层厚度，m；

Φ——油层孔隙度，小数；

所述的油井关井时间为20～30d；

所述的现场注入工艺为：首先利用高压泵车往试验油井的油套环空中注入激活剂；其次注入外源功能微生物；再次注入N₂；最后注入地层水顶替液；油井关井培养；关井时间完成后油井开井生产；

(5)现场试验

根据上述步骤确定的工艺参数以及现场注入工艺进行现场试验，试验过程中跟踪与监测产出液中的微生物群落的变化以及油井的生产动态变化，试验完成后统计与分析现场试验效果。

2.根据权利要求1所述的微生物单井吞吐提高油井产量的方法，其特征在于所述的试验油井的筛选，需要满足两个条件：①油藏温度＜100℃、油藏压力＜15MPa、地层水矿化度＜120000mg/L、地层渗透率＞50×10^-3μm²、原油粘度小于3000mPa·s；②试验油井中含有产生物表面活性剂、产生物气和产生物聚合物三种功能微生物中任意一种或以上，且菌浓大于10²个/mL。

3.根据权利要求1或2所述的微生物单井吞吐提高油井产量的方法，其特征在于，所述的激活剂的筛选，对于产生物表面活性剂的功能微生物的激活剂配方为蔗糖10～15g/L、硝酸钠2.0～5.0g/L、KH₂PO₄ 1～3g/L、微量元素20～30mg/L；对于产生物气的功能微生物的激活剂配方为葡萄糖10～30g/L、蛋白胨2～5g/L、K₂HPO₄ 2～3g/L、微量元素10～20mg/L；对于产生物聚合物的功能微生物的激活剂配方为淀粉10～20g/L、玉米浆干粉3～5g/L、K₂HPO₄ 2～3g/L、CaCl₂ 0.5～1g/L、微量元素5～10mg/L。

4.根据权利要求1或2所述的微生物单井吞吐提高油井产量的方法，其特征在于，所述的外源功能微生物的筛选，是指根据试验油井的内源功能微生物情况确定，油井中已经存在的功能微生物不需要添加，添加外源功能微生物后试验油井中具有产生物表面活性剂、产生物气和产生物聚合物三种功能微生物。

5.根据权利要求4所述的微生物单井吞吐提高油井产量的方法，其特征在于，外源功能微生物的菌浓大于1.0×10⁸个/mL。

6.根据权利要求1所述的微生物单井吞吐提高油井产量的方法，其特征在于，所述的激活剂、外源功能微生物和N₂的注入速度分别为8～12m³/h、6～8m³/h和3～5Nm³/min。

7.根据权利要求1或2所述的微生物单井吞吐提高油井产量的方法，其特征在于，所述的地层水顶替液注入量为8～10m³。

8.根据权利要求1或2所述的微生物单井吞吐提高油井产量的方法，其特征在于，所述的关井时间完成后油井开井生产，油井第1个月的日产液量为试验前日产液量的1/3，第2个月的日产液量为试验前日产液量的2/3，第2个月后的日产液量为试验前的日产液量。