CN107965313B - 一种提高内源微生物驱油现场试验效果的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于三次采油技术领域，具体涉及一种提高内源微生物驱油现场试验效果的方法，该方法具体包括以下步骤：试验油藏的筛选；注水井内源功能微生物的检测；生产井内源功能微生物的检测；注水井激活剂的确定；生产井激活剂的确定；注水井激活剂及空气的注入；注激活剂生产井的确定；生产井激活剂的注入；现场试验效果的统计与分析。本发明分别注水井和生产井注入激活剂，避免了激活剂长距离运移对激活剂的吸附、消耗，节省了成本；同时本发明现场实施的针对性和可操作性更强，而且与传统方法相比具有开采成本低、产出液无需后续处理和安全环保的优点。因此，可广泛地应用于微生物采油现场试验中。
Description
技术领域
本发明属于三次采油技术领域，具体涉及一种提高内源微生物驱油现场试验效果的方法。
背景技术
内源微生物驱油是指向注水井中注入激活剂，利用激活的内源微生物在油藏油水界面处大量繁殖产生表面活性物质和生物气，从而增加原油流动性，改变岩石表面润湿性，使油膜从岩石表面剥离，疏通渗流通道，提高采收率的技术。
由于从注水井到生产井之间的距离较长，而且从注水井到生产井之间微生物经历了从好氧到兼性好氧再到厌氧的过程，涉及不同类型的功能微生物，同时由于激活剂体系在油藏中运移过程中还会存在吸附、滞留的过程，油藏深部到生产井之间会存在微生物激活的有效性差、营养物不充足的问题，从而影响了微生物驱油效果。因此，需要寻找一种新的提高采收率的方法，在不影响微生物群落结构的同时，能够在注水井和生产井之间，充分激活所有功能微生物，发挥驱油作用，保障现场实施效果。
经文献检索，公告号：“CN104481476A”，专利名称：“一种微生物驱油提高原油采收率的方法”，公开了一种微生物驱油提高原油采收率的方法，通过检测内源微生物种类，将微生物驱油分为了好氧、兼性、厌氧微生物驱油不同的阶段。但该方法的缺点在于：(1)油藏中不同微生物驱油阶段均由注水井注入，不利于油藏中深部微生物的激活作用；(2)部分功能菌仅在生产井地带存在，该专利没有考虑，缺乏有效激活；(3)未实现从注水井到生产井油藏微生物作用的全覆盖，影响作用效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高内源微生物驱油现场试验效果的方法，该发明利用激活注水井和生产井中的内源功能微生物，建立从注水井到生产井之间的微生物生物链，并利用上述内源功能微生物的联合共同作用，实现提高试验油藏采收率的目的。
本发明公开了一种提高内源微生物驱油现场试验效果的方法，其特征在于，具体包括以下步骤，但不限于以下步骤：
(1)试验油藏的筛选
试验油藏的筛选需要满足以下条件：油藏温度＜95℃、油藏压力＜15MPa、油藏渗透率＞50×10-3μm2、油层厚度大于2m、地层水矿化度＜150000mg/L、原油粘度＜10000mPa·s。
(2)注水井内源功能微生物的检测
注水井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，主要的功能微生物包括好氧菌和兼性好氧菌。
(3)生产井内源功能微生物的检测
生产井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，主要的功能微生物为厌氧菌。
(4)注水井激活剂的确定
注水井激活剂的确定采用静态培养法，注水井激活剂包括好氧菌的激活剂和兼性好氧菌的激活剂。
(5)生产井激活剂的确定
生产井激活剂的确定采用静态培养法，生产井激活剂为厌氧菌激活剂。
(6)注水井激活剂及空气的注入
用高压柱塞泵将注水井激活剂从试验油藏的注水井注入地层，同时用空气压缩机向注水井配注空气，注水井激活剂的总注入量为0.1～0.15PV，注入速度为80～100m3/d，注入方式为连续注入；空气的注入量为注水井激活剂注入量的3～5倍，空气注入速度为10～20Nm3/h，空气注入方式为连续式。
(7)注激活剂生产井的确定
注激活剂生产井是根据生产井含水率下降值β(注水井开始注入激活剂时生产井含水率与注水井注入激活剂20～30％时生产井含水率的差值)来确定，注激活剂生产井为β<10％的生产井。
(8)生产井激活剂的注入
生产井激活剂的注入时机是在注水井激活剂注入20～30％以后；
生产井激活剂的注入量由下面公式确定，具体如下：
V＝πr2·h·φ·Sw
其中，V——激活剂的体积注入量，m3；
r——生产井处理半径，m；
h——油层厚度，m；
Ф——油藏孔隙度，小数；
Sw——生产井含水饱和度，小数。
生产井激活剂的注入方式为利用高压泵车从生产井注入地层。
(9)现场试验效果的统计与分析
现场试验结束后进行现场试验效果的统计与分析，计算试验油藏的提高采收率值以及投入产出比。
所述的好氧菌包括假单胞菌和芽孢杆菌，所述的兼性好氧菌包括地芽孢杆菌和不动杆菌；
所述的好氧菌激活剂为葡萄糖10～15g/L、蛋白胨1～3g/L、K2HPO4·3H2O 1～2g/L、NaCl 0.3～0.5g/L、微量元素液20～30mg/L；所述的兼性好氧菌激活剂为蔗糖5～10g/L、玉米浆干粉2～3g/L、KH2PO4·3H2O 1～2g/L。
所述的厌氧菌包括产甲烷菌和硝酸盐还原菌。
所述的厌氧菌激活剂为淀粉5～10g/L、玉米浆干粉4～6g/L、KH2PO4·3H2O 1.5～3g/L、NaNO3 0.2～0.5g/L、微量元素液10～20mg/L。
所述的生产井处理半径r，其取值大小与生产井含水率下降值β有关，具体如下：①7％≤β＜10％，5≤r≤8；②5％≤β＜7％，10≤r≤12；③3％≤β＜5％，15≤r≤18；④β＜3％，20≤r≤25。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
(1)突破了从注水井注入的传统方法，分别从注水井和生产井注入相对应的激活剂，激活不同类型的功能微生物，发挥驱油作用；
(2)注水井和生产井注入激活剂，避免了激活剂长距离运移对激活剂的吸附、消耗，节省了成本；
(3)实现了从注水井到生产井之间从好氧-兼性好氧-厌氧微生物群落的全激活，更加有利于内源功能微生物整体作用效果的发挥；
(4)此方法现场实施的针对性和可操作性更强，而且与传统方法相比具有开采成本低、产出液无需后续处理、安全环保等优点。
具体实施方法：
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述：
实施例1：
试验油藏A概况：油藏温度60℃，油藏压力10MPa，油层厚度8m，渗透率500×10-3μm2，地层水矿化度8000mg/L，孔隙度23％，原油粘度300mPa·s，综合含水91.2％，孔隙体积5×104m3，地质储量2.5×104t，井网为2口注水井5口生产井。利用本发明的方法提高该油藏的采收率，具体步骤如下：
(1)试验油藏的筛选
试验油藏A的油藏温度为60℃、油藏压力为10MPa、油藏渗透率为500×10-3μm2、油层厚度为8m、地层水矿化度8000mg/L、原油粘度为300mPa·s。满足本发明的试验油藏的筛选标准，因此可以实施本发明。
(2)注水井内源功能微生物的检测
注水井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，检测结果如下：假单胞菌为3×104个/mL，地芽孢杆菌5×103个/mL。
(3)生产井内源功能微生物的检测
生产井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，检测结果如下：产甲烷菌为2.5×103个/mL。
(4)注水井激活剂的确定
假单胞菌激活剂为葡萄糖10g/L、蛋白胨1g/L、K2HPO4·3H2O 1.5g/L、NaCl 0.5g/L、微量元素液20mg/L；地芽孢杆菌激活剂为蔗糖5g/L、玉米浆干粉3g/L、KH2PO4·3H2O1g/L。
(5)生产井激活剂的确定
产甲烷菌激活剂为淀粉5g/L、玉米浆干粉6g/L、KH2PO4·3H2O 2.0g/L、NaNO30.3g/L、微量元素液15mg/L。
(6)注水井激活剂及空气的注入
用高压柱塞泵将注水井激活剂从试验油藏A的注水井注入地层，同时用空气压缩机向注水井配注空气，注水井激活剂的总注入量为0.1PV，注入量为0.5×104m3，注入速度为80m3/d，注入方式为连续注入；空气的注入量为注水井激活剂注入量的3倍，空气注入速度为10Nm3/h，空气注入方式为连续式。
(7)注激活剂生产井的确定
注激活剂生产井是根据生产井含水率下降值β(注水井开始注入激活剂时生产井含水率与注水井注入激活剂20％时生产井含水率的差值)来确定，注激活剂生产井为β<10％的生产井。
该油藏5口生产井的β见表1，从表1可以看出A2和A4井的β值小于10％，因此，选择A2和A4井作为注激活剂的生产井。
表1试验油藏A生产井的β值
| 井号 | β，％ | 是否需要注入激活剂 |
| A<sub>1</sub> | 15 | 否 |
| A<sub>2</sub> | 8 | 是 |
| A<sub>3</sub> | 12 | 否 |
| A<sub>4</sub> | 5 | 是 |
| A<sub>5</sub> | 11 | 否 |
(8)生产井激活剂的注入
生产井激活剂的注入时机是在注水井激活剂注入20％(0.1×104m3)以后；生产井A2和A4的参数见表2。
表2生产井A2和A4的参数值
生产井A2激活剂的注入量V＝3.14×72×5×0.23×0.6＝106.2m3；生产井A4激活剂的注入量V＝3.14×122×3×0.23×0.65＝202.8m3。
生产井激活剂的注入方式为利用高压泵车从生产井注入地层。
(9)现场试验效果的统计与分析
现场试验结束后试验油藏综合含水由91.2％下降到82.3％，含水降低8.9个百分点，增产原油0.32×104t，提高采收率12.8％，投入产出比为1:4，现场试验效果良好。
实施例2
试验油藏B概况：油藏温度65℃，油藏压力10.5MPa，油层厚度4.5m，渗透率800×10-3μm2，地层水矿化度12563mg/L，孔隙度25.0％，原油粘度786mPa·s，综合含水88.0％，孔隙体积7.5×104m3，地质储量5.2×104t，井网为1口注水井3口生产井。利用本发明的方法提高该油藏的采收率，具体步骤如下：
(1)试验油藏的筛选
试验油藏B的油藏温度为65℃、油藏压力为10.5MPa、油藏渗透率为800×10-3μm2、油层厚度为4.5m、地层水矿化度12563mg/L、原油粘度为786mPa·s。满足本发明的试验油藏的筛选标准，因此可以实施本发明。
(2)注水井内源功能微生物的检测
注水井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，检测结果如下：芽孢杆菌为1.5×103个/mL，不动杆菌7.5×103个/mL。
(3)生产井内源功能微生物的检测
生产井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，检测结果如下：硝酸盐还原菌为5.4×103个/mL。
(4)注水井激活剂的确定
芽孢杆菌激活剂为葡萄糖12g/L、蛋白胨2g/L、K2HPO4·3H2O 1g/L、NaCl 0.4g/L、微量元素液25mg/L；不动杆菌激活剂为蔗糖8g/L、玉米浆干粉2.5g/L、KH2PO4·3H2O1.5g/L。
(5)生产井激活剂的确定
硝酸盐还原菌激活剂为淀粉8g/L、玉米浆干粉4g/L、KH2PO4·3H2O1.5g/L、NaNO30.2g/L、微量元素液10mg/L。
(6)注水井激活剂及空气的注入
用高压柱塞泵将注水井激活剂从试验油藏B的注水井注入地层，同时用空气压缩机向注水井配注空气，注水井激活剂的总注入量为0.12PV，注入量为0.9×104m3，注入速度为90m3/d，注入方式为连续注入；空气的注入量为注水井激活剂注入量的4倍，空气注入速度为15Nm3/h，空气注入方式为连续式。
(7)注激活剂生产井的确定
注激活剂生产井是根据生产井含水率下降值β(注水井开始注入激活剂时生产井含水率与注水井注入激活剂20％时生产井含水率的差值)来确定，注激活剂生产井为β<10％的生产井。
该油藏3口生产井的β见表3，从表3可以看出B3的β值小于10％，因此，选择B3井作为注激活剂的生产井。
表3试验油藏B生产井的β值
(8)生产井激活剂的注入
生产井激活剂的注入时机是在注水井激活剂注入25％(0.225×104m3)以后；生产井B3的参数见表4。
表4生产井B3的参数值
生产井B3激活剂的注入量V＝3.14×112×3×0.25×0.62＝176.7m3。
生产井激活剂的注入方式为利用高压泵车从生产井注入地层。
(9)现场试验效果的统计与分析
现场试验结束后试验油藏综合含水由88.0％下降到77.5％，含水降低10.5个百分点，增产原油0.85×104t，提高采收率16.3％，投入产出比为1:5.2，现场试验效果良好。
实施例3：
试验油藏C概况：油藏温度67℃，油藏压力12.3MPa，油层厚度7m，渗透率1200×10-3μm2，地层水矿化度7658mg/L，孔隙度32.5％，原油粘度1256mPa·s，综合含水95.3％，孔隙体积8.2×104m3，地质储量6.5×104t，井网为2口注水井4口生产井。利用本发明的方法提高该油藏的采收率，具体步骤如下：
(1)试验油藏的筛选
试验油藏C的油藏温度为67℃、油藏压力为12.3MPa、油藏渗透率为1200×10-3μm2、油层厚度为7m、地层水矿化度7658mg/L、原油粘度为1256mPa·s。满足本发明的试验油藏的筛选标准，因此可以实施本发明。
(2)注水井内源功能微生物的检测
注水井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，检测结果如下：芽孢杆菌1.5×103个/mL，地芽孢杆菌1.5×104个/mL。
(3)生产井内源功能微生物的检测
生产井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，检测结果如下：产甲烷菌为7.5×103个/mL。
(4)注水井激活剂的确定
芽孢杆菌激活剂为葡萄糖15g/L、蛋白胨3g/L、K2HPO4·3H2O 2g/L、NaCl 0.3g/L、微量元素液30mg/L；地芽孢杆菌激活剂为蔗糖10g/L、玉米浆干粉2g/L、KH2PO4·3H2O2g/L。
(5)生产井激活剂的确定
产甲烷菌激活剂为淀粉10g/L、玉米浆干粉5g/L、KH2PO4·3H2O 3g/L、NaNO3 0.5g/L、微量元素液20mg/L。
(6)注水井激活剂及空气的注入
用高压柱塞泵将注水井激活剂从试验油藏C的注水井注入地层，同时用空气压缩机向注水井配注空气，注水井激活剂的总注入量为0.15PV，注入量为1.23×104m3，注入速度为100m3/d，注入方式为连续注入；空气的注入量为注水井激活剂注入量的5倍，空气注入速度为20Nm3/h，空气注入方式为连续式。
(7)注激活剂生产井的确定
注激活剂生产井是根据生产井含水率下降值β(注水井开始注入激活剂时生产井含水率与注水井注入激活剂30％时生产井含水率的差值)来确定，注激活剂生产井为β<10％的生产井。
该油藏4口生产井的β见表5，从表5可以看出C1和C4井的β值小于10％，因此，选择C1和C4井作为注激活剂的生产井。
表5试验油藏C生产井的β值
| 井号 | β，％ | 是否需要注入激活剂 |
| C<sub>1</sub> | 2 | 是 |
| C<sub>2</sub> | 11 | 否 |
| C<sub>3</sub> | 15 | 否 |
| C<sub>4</sub> | 5 | 是 |
(8)生产井激活剂的注入
生产井激活剂的注入时机是在注水井激活剂注入30％(0.37×104m3)以后；生产井C1和C4的参数见表6。
表6生产井C1和C4的参数值
生产井C1激活剂的注入量V＝3.14×222×2×0.325×0.56＝553.2m3；生产井C4激活剂的注入量V＝3.14×102×4×0.325×0.63＝257.2m3。
生产井激活剂的注入方式为利用高压泵车从生产井注入地层。
(9)现场试验效果的统计与分析
现场试验结束后试验油藏综合含水由95.3％下降到85.0％，含水降低10.3个百分点，增产原油0.88×104t，提高采收率13.5％，投入产出比为1:4.5，现场试验效果良好。
Claims (5)
1.一种提高内源微生物驱油现场试验效果的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)试验油藏的筛选；
(2)注水井内源功能微生物的检测；
(3)生产井内源功能微生物的检测；
(4)注水井激活剂的确定；
所述的注水井激活剂的确定采用静态培养法，注水井激活剂包括好氧菌的激活剂和兼性好氧菌的激活剂；好氧菌的激活剂为葡萄糖10～15g/L、蛋白胨1～3g/L、K2HPO4·3H2O 1～2g/L、NaCl 0.3～0.5g/L、微量元素液20～30mg/L，兼性好氧菌的激活剂为蔗糖5～10g/L、玉米浆干粉2～3g/L、KH2PO4·3H2O 1～2g/L；
(5)生产井激活剂的确定；
所述的生产井激活剂的确定采用静态培养法，生产井激活剂为厌氧菌的激活剂；厌氧菌的激活剂为淀粉5～10g/L、玉米浆干粉4～6g/L、KH2PO4·3H2O 1.5～3g/L、NaNO3 0.2～0.5g/L、微量元素液10～20mg/L；
(6)注水井激活剂及空气的注入；
(7)注激活剂生产井的确定；
所述的注激活剂生产井是根据生产井含水率下降值β来确定，注激活剂生产井为β<10％的生产井；
所述的生产井含水率下降值β是指注水井开始注入激活剂时生产井含水率与注水井注入激活剂20％时生产井含水率的差值；
(8)生产井激活剂的注入；
所述的生产井激活剂注入的时机是在注水井激活剂注入20～30％以后；生产井激活剂注入的量由下面公式确定，具体如下：
V＝πr2·h·φ·Sw
其中，V——激活剂的体积注入量，m3；
r——生产井处理半径，m；
h——油层厚度，m；
Ф——油藏孔隙度，小数；
Sw——生产井含水饱和度，小数；
生产井激活剂注入的方式为利用高压泵车从生产井注入地层；
(9)现场试验效果的统计与分析。
2.根据权利要求1所述的提高内源微生物驱油现场试验效果的方法，其特征在于，所述的注水井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，检测的内源功能微生物包括好氧菌和兼性好氧菌；好氧菌包括假单胞菌和芽孢杆菌，兼性好氧菌包括地芽孢杆菌和不动杆菌。
3.根据权利要求1所述的提高内源微生物驱油现场试验效果的方法，其特征在于，所述的生产井内源功能微生物的检测利用分子生物学的方法，检测的内源功能微生物为厌氧菌；厌氧菌包括产甲烷菌和硝酸盐还原菌。
4.根据权利要求1所述的提高内源微生物驱油现场试验效果的方法，其特征在于，所述的注水井激活剂及空气的注入是指用高压柱塞泵将注水井激活剂从试验油藏的注水井注入地层，同时用空气压缩机向注水井配注空气，注水井激活剂的总注入量为0.1～0.15PV，注入速度为80～100m3/d，注入方式为连续注入；空气的注入量为注水井激活剂注入量的3～5倍，空气注入速度为10～20Nm3/h，空气注入方式为连续式。
5.根据权利要求1所述的提高内源微生物驱油现场试验效果的方法，其特征在于，所述的生产井处理半径r，其取值大小与生产井含水率下降值β有关，具体如下：①7％≤β＜10％，5≤r≤8；②5％≤β＜7％，10≤r≤12；③3％≤β＜5％，15≤r≤18；④β＜3％，20≤r≤25。
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