微生物采油的微生物采油工艺及现场监测

如题所述

第1个回答  2016-06-01

目前微生物采油工艺按其注入、生产方式大致分为微生物单井吞吐法与微生物驱法[50]。
微生物单井处理微生物采油技术可用于油井处理,以增加产量。微生物及其营养物通过套管环空注入近井地层,然后用一定量的液体(通常是地层水或2%~3%KCl溶液)顶替,一般关井24小时到7天,然后开井生产。整个过程3至6个月重复一次,微生物有机会进入更深的地层,作用于更多的残余油。微生物处理井筒主要目的是生产维护,虽不具清蜡功能,但有防蜡作用,技术难度不大,可大规模应用。微生物单井吞吐技术微生物单井吞吐采油的处理对象是近井地层,需要菌种在地层中生长代谢,应筛选厌氧或兼性厌氧型的微生物,具耐温等性能。现场应用时一般需要补充有机营养,并关井一段时间。
微生物驱法是通过微生物作用于整个油藏,提高产量和采收率。在注水站的贮水罐中加入微生物,无论是连续注入还是阶段注入,微生物都能通过注水系统以正常速度注入地层。该项操作几乎无须改动现有的注水流程,且常规注水制度不必中断。微生物驱油技术现场微生物驱油从注水井挤注微生物,处理对象是大面积地层,对微生物的要求与单井吞吐相同,只是微生物及营养物的用量都比单井吞吐大得多。这是微生物采油技术发展的主要方向,能真正提高采收率。
微生物采油两种工艺基本操作顺序相同[39],在此举例说明其操作顺序。在温度保持恒定的厂房将微生物注入培养罐,培养至必要的菌体浓度。然后通过混合罐与无机盐水及营养源培养液混合,制成设定浓度的菌体悬浊液,用注水泵从注入井注入油层。实施水驱的油田,最好利用注水管线泵等现有设施进行MEOR。单井吞吐是一种间歇的生产过程,关闭油井一定时间后投入生产,反复这一循环。微生物驱是一种连续的生产过程,从注入井注入微生物及营养物质,由生产井采出原油。在试验过程中通常要计测各种流体的产出量,计测原油流前缘的推移,采集产出液的样品,与试验前预先测定的基线值比较,进行MEOR评价。必要时通过各种测试(压力衰减,失踪剂等)进行评价。
目前我国现场实施微生物采油主要是单井处理,分为“套加”(将菌种加入套管环空,只处理井筒、管柱)和“挤注”(在加菌液后加顶替液,将菌液挤入近井地层,也称单井吞吐),应用最多的是套加,相当于加化学降黏剂。现场一般只需要考虑菌液的稀释、混配、计量和注入过程(方式,周期),可以并入已有的注水流程[51]。1995~2002年,大庆、胜利、大港、中原、沈阳、华北、辽河、冀东、克拉玛依、青海和新疆等油田以及西南石油学院[16,28,52~55]开展了单井处理现场试验,其中一些取得较好的效果。
微生物驱油技术日趋成熟,已在国内外得到较广泛的现场试验和应用。大港油田油气开发已进入注水开发的中后期,采油速度逐年下降,综合含水逐年上升,油田稳产难度越来越大,为此,大港油田2001年与俄罗斯合作,在孔店油田试验区块(62℃)进行内源微生物驱油现场试验,室内实验证明该内源菌能以原油为碳源,在生长代谢过程中乳化原油[17,56]。港西油田四区明三油组和港东油田二区七断块的试验成功,为微生物驱油技术进一步研究与应用提供了借鉴。胜利油田通过注水系统批量注入微生物,微生物驱油涉及井组甚至一个区块,最终在生产井见到增油或降水的效果。胜利油田也准备进行内源菌驱油试验。对于微生物驱油事先最好作微生物驱可行性研究(包括适应性评价,物理模拟和微生物驱矿场试验等)[14]。 在微生物采油技术研究中,为了完善注入微生物的选择,对油层环境适应性,注入微生物与油层本源微生物竞争特性,添加营养源和提高原油采收率进行探讨,同时为了准确分析和客观评价MEOR现场试验效果,要求了解目的菌的生长繁殖状态、在多孔介质中的扩散、运移状况、地层流体及地层本源菌对目的菌的影响等,应该定期监测众多特征参数(如注水井的压力,生产井的产量、含水,产出液的微生物含量,主要代谢产物含量,水相的pH,油相和气体的组分等)的变化,才能发现规律,所以有必要对油层环境中的注入微生物进行动态监控[57]。
若为井筒处理,油井的电流和负荷应有变化;若为单井吞吐,油井的液量或含水、甚至动液面应有变化。现场进行微生物活体分析时,井口禁止动火,不能对取样口热消毒,也不宜用药剂消毒而污染样品,无菌、厌氧取样难度很大,能在井下密闭取样最好。这方面的研究和设计目前还是空白。微生物驱油现场监测方面报道最多的是产量变化。
作为MEOR注入微生物的检出和识别手段,虽然有生物化学形状试验法、选择培养基法及免疫学法等报道,但这些方法都存在着识别灵敏度或操作简便性问题。从多样化油层采集的众多未知微生物群中,高灵敏度而且简便地检出和识别注入微生物,这些方法不一定是有效的。传统方法有显微镜目测法和平板记数法。显微镜直接目测法直观快速,但对死菌、活菌不好分辨;平板记数法可解决活菌记数问题,提高活细胞浓度测试的准确性,但难以区分菌的种类,无法解决细菌的准确分类问题。有人提出应用PCR技术和FISH荧光染色技术[58~59]。通过限制酶处理由PCR扩增的基因所检出的断片,能迅速简便地判断细菌间的系统和分类学差异,区分地层中原有微生物和注入的微生物,可基本满足监控细菌的要求。这虽然难度大些,但应该非常精确。常规的PCR RFLP法实验时间较长,最快也需要4天才能完成检测和分析工作,不能及时指导菌种放大发酵及矿场注入等试验研究工作,而且试验费用高,需要完善和改进。

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