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微生物采油技术为大港油田提高采收率助力

http://www.qx100.com.cn 2007-9-20 中国能源业网出处：征询来源

    大港油田是我国东部的一个老油田。历经41年的风雨沧桑，已进入了开发的中后期。为了进一步挖掘资源潜力，实现老油田可持续发展，这个油田拨出专款，组织攻关队伍，依靠配套的技术，全力推进老油田的三次采油工程，目前已形成聚合物驱、污水微交联聚合物驱、碱/聚合物二元驱、微生物采油等多种三次采油技术。经过10年的探索与实践，微生物采油技术已较为成熟，在多种三次采油技术中花开又一枝，闯出了一条老油田提高采收率的新途径。

    10年探索  形成规模

    国际上用微生物技术提高原油采收率研究始于20世纪20年代。近35年来，室内研究内容日渐丰富、深入，矿场试验规模逐年扩大。目前国外已将微生物驱油列入油田现场工业性应用的提高采收率技术。

    从科研立项、室内实验，到现场应用，经过10年间的不懈探索实践和完善提高，目前大港油田已拥有了本源微生物和外源微生物采油两项技术。业内人士介绍说，所谓外源微生物采油技术，是将地面培养的微生物菌种与营养物一起注入地层，菌种在油藏内繁殖，生长产生大量代谢物如酸、低分子量溶剂、表面活性剂物质、气体、生物聚合物等，在改善原油、油水界面性质和驱油效率的同时，增加地层出油量，达到提高采收率的目的。与外源微生物采油技术不同的是，本源微生物采油技术是根据油层内微生物种类、数量和生长特性，研制相应的激活剂激活那些对提高石油采收率有利的微生物，从而产生大量的代谢产物，增加产油量。

    大港油田外源微生物采油技术研究起步于1994年。在菌种筛选、性能评价、实验模拟等方面取得了较大进展，建立了一套由室内研究到现场试验的配套技术，并相继在聚合物驱后的港西油田四区、高温低蜡油的港东油田二区七断块和高温高蜡胶油藏王官屯油田69断块开展了微生物驱油矿场试验，同时建立了检测技术。参数监测和生产动态跟踪结果表明，微生物在油藏成功发酵，应用外源微生物采油技术，已累计增油3.1万多吨。

    大港油田本源微生物采油技术研究始于2000年，与俄罗斯合作，2001年进入现场，在孔店油田开展先导性试验研究。通过油藏地质、开发状况和生化参数分析，制定了周期性注入混空气营养液的试验方案，经过4年的试验，取得较好的效果，生化参数变化明显，油气水性质明显改善。在先导试验的基础上，油田开展了本源微生物扩大试验，应用本源微生物采油技术已累计增油2.1万多吨。

    历经10年时间，通过在不同类型油藏开展微生物采油，大港油田打开了老油田三次采油一个新的技术通道，取得了明显的增油效果。与此同时，也为积累了宝贵的经验，培养锻炼出一支专业队伍。

    积极组织  有序推动

    大港油田积极储备和发展微生物采油技术，源于一种战略思考。

    作为我国东部老油田，大港油田面临勘探寻找新储量难度大、资源接替困难、老油田产量递减加快的严峻挑战。增加可采储量，实现老油田的可持续性发展，在继续加大油田新区产能建设和深化老油田二次采油挖潜的同时，三次采油方法无疑是提高采收率的重要途径。大港油田现标定水驱采收率仅为26.5%，处于较低水平。但这也在一定程度上为实施三次采油留下了较大空间。加快和扩大三次采油实施规模，将为提高大港油田的最终采收率起到重要的、不可忽视的作用。

    另外，从“十五”至“十一五”总体规划目标来看，也体现了大港油田加快和扩大三次采油实施规模的必要性和重要性。大港油田确立了年产油气当量500万吨并持续到2010年的战略目标。在其产量构成中，三次采油增油产量占有一定比例，将由2004年的8.7万吨逐步增加到2010年的27.94万吨。由于截至目前已实施的三次采油老项目已进入增油递减期，因此必须增加投入三次采油新项目，否则将难以实现三次采油增油产量规划目标，更重要的是，不实施新技术，将使大港油田年产油气当量500万吨并持续到2010年的战略目标受到严峻挑战。

    从微生物采油技术自身特点来看，具有成本低、适用范围广的特点。尤其是本源微生物采油技术，在油田开发后期，对老油田提高采收率具有独到的挖潜优势，具有矿场实施简便易行、投资少、无污染等特点，业已证明是一项经济有效、操作简便的技术。微生物采油，本源微生物采油技术的研究和应用，引起中国石油股份公司的高度重视。大港油田经初步筛选，约3.2亿吨地质储量，陆上油田有近68亿吨的储量适合微生物采油。大港油田把微生物采油作为技术创新的一种需要，这种需要源于对老油田提高可采储量迫切需求，也源于对增加可采储量的渴望。

    微生物采油工作既是老油田提高采收率的一项新技术，也是一项复杂的系统工程，不但需要认识上的统一、创新的工作思路、科学的工作部署、先进的技术手段，而且还必须有一套行之有效的组织与管理措施作保障，推进微生物采油工作规模有序的展开。大港油田把微生物采油视为一次强化三次采油基础研究的技术实践过程，也是一次深化提高采收率认识、主观能动反映客观、创新开发思路的过程。

    在微生物采油技术获取的方式上，这些年来大港油田以自主研究为主，外协研究为辅进行技术攻关研究和现场试验。在自主研究过程中，这个油田充分调研吸收其他油田或科研院所的相关研究成果，以适当方式“拿来”直接为“我”所用，以降低研究成本，缩短研究时间，加快实施进程。油田与南开大学生命科学院合作，筛选出适合于大港油田的采油微生物菌种；引进了大港油田第一个博士后，专门研究微生物采油机理和微生物驱数值模拟，把微生物采油对于提高采收率的贡献率进行科学量化；与俄罗斯科学院微生物研究所合作，率先将本源微生物采油技术引入现场开展先导性试验研究。与此同时，积极健全自主的微生物技术研究和开发体系，坚持走引进、消化、吸收、创新相结合的道路。通过重大工程的实施和重点区块采收率的不断成长，提升自主创新能力。

    结合实际，大港油田确立了微生物采油技术发展策略，即“推广应用和先导试验”并举的策略。具体来说，就是将成熟技术加速推广，最大限度地转化为生产力；尚不成熟但具有较好前景的技术，积极开展矿场先导性试验，为日后推广应用奠定基础。实践中，这个油田形成了微生物采油工作的“123”整体规划与部署，这就是一个目标、两个原则、三个结合：“以提高采收率”为目标；遵循前期方案论证、矿场先导试验、扩大试验、工业化推广应用的程序和步骤，突出经济和适用两个原则；紧密结合老油田精细油藏描述研究的成果，优化筛选油藏地质条件适宜、油藏开采条件完善的油田区块或井组，开展微生物采油技术研究及矿场实施工作；紧密结合理论研究成果指导现场应用；紧密结合现场注入工艺优化，推进具体项目的实施。

    精心培育  发展创新

    针对高含水复杂断块油藏的特点，从外源微生物驱油技术到本源微生物驱油技术，大港油田经过10年的精心培育，在菌种研究、培养体系优化、评价方法、方案制定到现场试验效果评价，形成了完整配套的技术，为现场应用提供了有力的技术支撑。

    大港油田对外源微生物驱技术建立完善了6项提高采收率应用技术方法，其中包括：采油微生物菌种筛选方法；采油微生物菌种筛选方法；微生物改变润湿性实验研究方法；微生物驱油物理模拟实验方法；微生物驱油工艺设计；微生物驱油监测及效果评价。这些技术的建立和应用，标志着大港油田对外源微生物驱技术研究上的突破，表现出对外源微生物代谢作用和代谢产物对提高采收率所发挥的作用的深刻理解和把握。

    应用配套技术，大港油田在3个不同类型油藏进行了现场试验，取得了不同的试验效果。在进行过聚合物驱油后的港西四区进行的试验结果表明，微生物驱可以进一步提高采收率；在高温低蜡油藏港东二区七断块驱油试验结果表明，不同类型的微生物复合作用和针对特殊原油性质的菌种对试验效果有重要影响；高温高蜡高胶质的官69断块驱油试验说明，油藏研究、菌种优化等，在微生物驱油技术中尤显重要。

    通过引进消化本源微生物驱油技术，结合中国油藏高产出、高含水和提液量高等特点，大港油田建立了一套本源微生物驱油技术，不仅在先导区试验取得较好的效果，在扩大区也见到了较好的显示，投入产出比达到1∶7。成功实现了由“技术嫁接”到“技术对接”的转换，走向了自主创新的进程。

    实践中，大港油田对油藏主要本源菌，如烃氧化菌、腐生菌、发酵菌、产甲烷菌和硫酸盐还原菌的培养条件和代谢特征进行了详细研究，为定向激活技术提供了技术保障；对不同类型原油的生物可降解性研究表明，蜡含量低、胶质沥青质含量高的稠油可用本源菌进行降解；应用分子生态学方法对油田油藏微生物群落进行了初步研究，表明地层含有丰富的未培养微生物资源，对开发和利用好资源意义重大；针对油田本源菌的特点，研制了高效激活剂体系，可在短时间使本源菌大量繁殖，产生对增油有利的驱油活性物质，改善油水界面性质，提高驱油效率；根据油田的注入特征和微生物调查结果，制定了简便可行的周期性注入高效激活剂体系的充气水的本源微生物驱油方案，显示出实施简便，操作灵活的特点。

    更值得业内人士高度关注的是，大港油田在实践中集合油藏地质、开发工程和生化参数等，总结建立起来的参数变化调整试验方案技术、生化参数分类技术和评价技术，不仅是来自于生产实践的科学概括，更是一种创造，对于老油田应用本源微生物驱油技术有着普遍的指导意义和重要的参考价值。这主要体现在以下几项结论：一是由于油藏条件的差异，生化参数和流体性质变化，以及见到试验效果的时间不同，严格按照油藏筛选条件选择油藏是试验成功的保证；二是在微生物采油方案实施过程中，根据监测结果，及时调整方案是必要的和有效的，每一次的调整都有利于效果的提高和扩大；三是外源微生物驱油技术的实施有赖于菌种的质量，研究证实好氧代谢速率高于厌氧代谢数百倍，因此提供必要的氧气，提高溶解氧的浓度对效果有推动作用；四是油田的生产方式对试验效果有一定的影响。除了与油藏的高温以及与稠油有关外，产液量也是值得重视的因素。

    微生物采油技术已经成为大港油田提高老油田采收率一条重要经济通道。这个油田将进一步加强本源菌激活体系研究，简化现场注入工艺，全力推进增加地面发酵研究，以提高注入水的活性和提高驱油效果，并提出加强分子生物学研究，优化本源菌类型，扩大本源菌技术应用范围，向工艺措施领域延伸。

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