一种用于微生物驱油现场注入工艺参数优化的方法

摘要

本发明属于微生物采油技术领域，特别涉及一种用于微生物驱油现场注入工艺参数优化方法，其方法包括以下步骤：（1）现场注入工艺参数筛选；（2）现场注入工艺参数取值范围的确定；（3）现场注入工艺参数的优化。本发明具有步骤简单、逻辑性强、可操作性强、优化的结果具有可靠性和准确性高等优点，因此可广泛应用于微生物采油室内实验和现场试验。

说明书

技术领域

本发明属于微生物采油技术领域，特别涉及一种用于微生物驱油 现场注入工艺参数优化方法。

背景技术

微生物采油技术是指利用微生物及其代谢产物提高原油产量和采 收率的技术，与其他三次采油技术相比，微生物采油技术具有适用范 围广、工艺简单、经济效益好、无污染等特点，具有良好的应用前景， 因而受到越来越多的关注。其中，微生物驱油现场注入工艺参数优化 是微生物驱室内实验重要组成部分，是微生物驱油进入现场试验的前 提条件，并为现场试验方案设计提供理论依据。

通过文献检索，《东北石油大学学报》2011年第3期文章“沾3 块内源微生物驱现场注入工艺参数优化”，作者：杜荣光、郭辽原、郭 省学，该文章介绍了在模拟沾3块油藏和流体条件下，采用正交试验 法对激活剂注入量、激活剂注入方式和空气配注量三因素，四水平进 行了16组正交试验，最终确定了最佳现场注入方案：激活剂注入量为 0.3PV，段塞大小比为1：3，空气配注量为15：1（气液体积比），该 文章的缺点在于：（1）所确定的参数（激活剂注入量、激活剂注入方 式和空气配注量）完全是凭经验选取，没有任何理论依据；（2）没有 确定各参数的取值范围；（3）正交实验时各参数位级凭经验选取。由 于上述缺陷导致该文确定现场注入工艺参数准确性和可靠性不高。

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用于微生物驱油 现场注入工艺参数优化的方法，该发明具有方法简单、可操作性强和 准确性高的优点。

本发明所述的一种用于微生物驱油现场注入工艺参数优化的方法， 包括以下步骤：

（1）现场注入工艺参数筛选

针对目标试验区块，利用室内静态培养方法，考察各个工艺参数 对激活效果的影响，根据对激活效果的影响程度大小确定现场注入工 艺参数；

（2）现场注入工艺参数取值范围的确定

针对目标试验区块，利用物理模拟实验方法，分别考察筛选出的 工艺参数不同取值范围对微生物驱油提高原油采收率的影响，根据各 参数提高采收率情况确定各工艺参数的取值范围；

（3）现场注入工艺参数的优化

针对目标试验区块，采用正交实验方法选择多因素多水平正交表 设计出实验方案，利用物理模拟实验方法分别考察各实验方案提高原 油采收率的情况，根据采收率的提高情况确定微生物驱油各现场注入 工艺参数的值。

其中，所述的微生物驱油现场注入工艺参数筛选，筛选参数由激 活剂浓度、激活剂注入量、激活剂注入方式、空气配注量和空气注入 方式中的一种或一种以上组成。

所述的室内静态培养方法，包括以下步骤：（1）现场获取区块油 井和注水井的水样，油井和注水井水样按1:1比例混合；（2）将上述 混合好的水样500mL加入高压模型管中；（3）按各工艺参数确定的方 案加入激活剂和配注氧气；（4）将高压模型管加压至区块的油藏压力， 密闭培养7d～15d；（5）检测激活后群落总菌数。

所述的根据对激活效果的影响程度大小确定现场注入工艺参数， 是指选取对激活后总菌数变化幅度大于10%的参数。

所述的利用物理模拟实验方法，包括以下步骤：（1）配制石英砂， 填装岩心；（2）岩心抽真空饱和目标试验区块的地层水；（3）岩心饱 和目标试验区块的原油，并在目标油藏温度下放置3d～7d；（4）一次 水驱，一次水驱3PV（孔隙体积）为止；（5）按照实验确定的方案注 入激活剂和氧气，然后在目标油藏温度下恒温培养15d～30d；（6）二 次水驱，二次水驱2PV为止，计算提高原油采收率值。

所述的根据各参数提高采收率情况确定各工艺参数的取值范围， 是指根据各参数微生物驱油物模实验提高原油采收率大于5%确定参 数取值范围。

本发明具有如下优点：

（1）该方法具有步骤简单、逻辑性强和可操作性强的优点；

（2）该发明优化的结果具有可靠性和准确性高的优点，因此有效 地提高微生物驱油现场试验效果，能达到进一步提高原油采收率的目 的。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

以胜利油田某采油厂区块A为例，区块A为高渗、高饱和度、 中高粘度、河流相沉积的疏松砂岩亲水油藏，埋藏深度1173m～ 1230m，油藏温度69℃，压力10MPa，渗透率变异系数0.538，孔 隙度33%，空气渗透率1.5μm²～2.5μm²，试验区含油面积0.86km²， 有效厚度10.4m，地质储量164.9×10⁴t，油井14口，水井8口，利 用本发明所述的方法进行微生物驱油现场注入工艺参数优化，确定 出最佳的现场注入工艺参数，具体步骤如下：

（1）现场注入工艺参数筛选

针对区块A选取的工艺参数为激活剂浓度、激活剂注入量、空气 配注量，利用室内静态培养方法，考察各个工艺参数对激活效果的影 响，室内静态培养方法步骤为：（1）现场获取区块A油井和注水井的 水样，油井和注水井水样按1:1比例混合；（2）将上述混合好的水样 500mL加入高压模型管中；（3）按各工艺参数确定的方案加入激活剂 和配注氧气；（4）将高压模型管加压至10MPa，密闭培养7d；（5）检 测激活后群落总菌数。

表1 激活剂注入量确定的方案及实验结果

表2 激活剂浓度确定的方案及实验结果

表3 空气配注量确定的方案及实验结果

从表1、表2和表3可以看出，激活剂注入量、激活剂注入浓度 和空气配注量对激活后总菌数变化幅度都大于10%的参数，因此，针 对区块A选取现场注入工艺参数为激活剂注入量、激活剂注入浓度和 空气配注量。

（2）现场注入工艺参数取值范围的确定

针对区块A，利用物理模拟实验方法，分别考察筛选出的工艺参 数不同取值范围对微生物驱油提高原油采收率的影响，物理模拟实验 步骤为：（1）配制石英砂，填装岩心；（2）岩心抽真空饱和目标试验 区块的地层水；（3）岩心饱和目标试验区块的原油，并在目标油藏温 度下放置3d；（4）一次水驱，一次水驱3PV（孔隙体积）为止；（5） 按各工艺参数确定的方案加入激活剂和配注空气，然后在目标油藏温 度下恒温培养15d；（6）二次水驱，二次水驱2PV为止，计算提高原 油采收率值。

表4 激活剂注入量确定的方案及实验结果

从表4可以看出当激活剂注入量分别为0.1PV和0.2PV时提高采 收率值为4.0%和6.5%，由此确定激活剂注入量最小值为0.2PV，当激 活剂注入量分别为0.5PV和0.6PV时提高采收率值分别为10.6%和 10.8%，两者差别不大，由此确定激活剂注入量最大取值为0.5PV，因 此，根据实验结果确定出激活剂注入量取值范围为0.2PV～0.5PV。

表5 激活剂浓度确定的方案及实验结果

从表5可以看出当激活剂质量浓度分别为0.5%和1.0%时提高采收 率值为3.0%和5.5%，由此确定激活剂质量浓度最小值取值为1.0%， 当激活剂质量浓度分别为2.5%和3.0%时提高采收率值分别为9.8%和 10.0%，两者差别不大，由此确定激活剂质量浓度最大值取值为2.5%， 因此，根据实验结果确定出激活剂质量浓度取值范围为1.0%～2.5%。

表6 空气配注量确定的方案及实验结果

从表6可以看出当空气配注量气液体积比分别为1:1、5:1和10:1 时提高采收率值为2.5%、3.0%和6.5%，由此确定空气配注量气液体积 比最小值取值为10:1，当空气配注量气液体积比分别为25:1和30:1 时提高采收率值为9.5%和9.6%，两者差别不大，由此确定空气配注量 气液体积比最大值取值为25:1，因此，根据实验结果确定出空气配注 量气液体积比取值范围为10:1～25:1。

现场注入工艺参数取值范围确定为：激活剂注入量取值范围为 0.2PV～0.5PV，激活剂质量浓度取值范围为1.0%～2.5%，空气配注量 气液体积比取值范围为10:1～25:1。

（3）现场注入工艺参数的优化

针对区块A，采用正交实验方法选择三因素四水平正交表设计出 16组实验方案，利用物理模拟实验方法分别考察各实验方案提高原油 采收率的情况，根据采收率的提高情况确定微生物驱油各现场注入工 艺参数的值。

表7 激活剂注入量、注入浓度和氧气配注量水平取值表

表8 区块A现场注入参数优化正交实验结果

从表8可以看出，激活剂注入量（B）为重要因素，激活剂注入 浓度（C）为比较主要因素，空气配注量（D）为次要因素，从较优水 平值可以得出区块A现场注入工艺参数激活剂注入量、激活剂注入质 量浓度和氧气配注量最佳取值分别为0.5PV、2.0%和20:1。

实施例2

以胜利油田某采油厂区块F为例，区块F为高渗、高饱和度、 中高粘度、河流相沉积的疏松砂岩亲水油藏，埋藏深度1598m～ 1965m，油藏温度85℃，压力9.5MPa，渗透率变异系数0.635，孔 隙度35.3%，空气渗透率1.8μm²～3.5μm²，试验区含油面积1.96km²， 有效厚度20.5m，地质储量563.8×10⁴t。油井12口，水井6口，利 用本发明所述的方法进行微生物驱油现场注入工艺参数优化，确定 出最佳的现场注入工艺参数，具体步骤如下：

（1）现场注入工艺参数筛选

针对区块F选取的工艺参数为激活剂浓度、激活剂注入量、激活 剂注入方式和空气配注量，利用室内静态培养方法，考察各个工艺参 数对激活效果的影响，室内静态培养方法步骤为：（1）现场获取区块 F油井和注水井的水样，油井和注水井水样按1:1比例混合；（2）将上 述混合好的水样500mL加入高压模型管中；（3）按各工艺参数确定的 方案加入激活剂和配注氧气；（4）将高压模型管加压至9.5MPa，密闭 培养10d；（5）检测激活后群落总菌数。

表9 激活剂注入量确定的方案及实验结果

表10 激活剂注入浓度确定的方案及实验结果

表11 激活剂注入方式确定的方案及实验结果

表12 空气配注量确定的方案及实验结果

从表9、表10、表11和表12可以看出，激活剂注入量、激活剂 注入浓度和激活剂注入方式对激活后总菌数变化幅度都大于10%的参 数，而空气配注量对激活后总菌数变化幅度小于10%的参数，因此， 针对区块F选取现场注入工艺参数为激活剂注入量、激活剂注入浓度 和激活剂注入方式。

（2）现场注入工艺参数取值范围的确定

针对区块F，利用物理模拟实验方法，分别考察筛选出的工艺参 数不同取值范围对微生物驱油提高原油采收率的影响，物理模拟实验 步骤为：（1）配制石英砂，填装岩心；（2）岩心抽真空饱和目标试验 区块的地层水；（3）岩心饱和目标试验区块的原油，并在目标油藏温 度下放置5d；（4）一次水驱，一次水驱3PV（孔隙体积）为止；（5） 按各工艺参数确定的方案加入激活剂，然后在目标油藏温度下恒温培 养30d；（6）二次水驱，二次水驱2PV为止，计算提高原油采收率值。

表13 激活剂注入量确定的方案及实验结果

从表13可以看出当激活剂注入量分别为0.1PV和0.2PV时提高采 收率值为5.3%和6.5%，由此确定激活剂注入量最小值为0.1PV，当激 活剂注入量分别为0.4PV和0.5PV时提高采收率值分别为10.5%和 10.6%，两者差别不大，由此确定激活剂注入量最大取值为0.4PV，因 此，根据实验结果确定出激活剂注入量取值范围为0.1PV～0.4PV。

表14 激活剂注入浓度确定的方案及实验结果

从表5可以看出当激活剂质量浓度分别为0.5%和1.0%时提高采收 率值为4.0%和5.9%，由此确定激活剂质量浓度最小值取值为1.0%， 当激活剂质量浓度分别为2.5%和3.0%时提高采收率值分别为9.2%和 9.4%，两者差别不大，由此确定激活剂质量浓度最大值取值为2.5%， 因此，根据实验结果确定出激活剂质量浓度取值范围为1.0%～2.5%。

表15 激活剂注入确定的方案及实验结果

从表15可以看出当激活剂注入方式，前后段塞比分别为2:1和 1:1时提高采收率值为4.0%和5.5%，由此确定激活剂注入方式，前后 段塞比最大取值为1:1，当激活剂注入方式，前后段塞比分别为1:4和 1:5时提高采收率值为7.5%和7.6%，两者差别不大，由此确定激活剂 注入方式，前后段塞比最小值取值为1:4，因此，根据实验结果确定 出激活剂注入方式，前后段塞比的取值范围为1:4～1:1。

（3）现场注入工艺参数的优化

针对区块F，采用正交实验方法选择三因素四水平正交表设计出 16组实验方案，利用物理模拟实验方法分别考察各实验方案提高原油 采收率的情况，根据采收率的提高情况确定微生物驱油各现场注入工 艺参数的值。

表16 激活剂注入量、注入浓度和氧气配注量水平取值表

表17 区块F现场注入参数优化正交实验结果

从表8可以看出，激活剂注入量（B）为重要因素，激活剂注入 浓度（C）为比较主要因素，激活剂注入方式（D）为次要因素，从较 优水平值可以得出区块F现场注入工艺参数激活剂注入量、激活剂注 入浓度和激活剂注入方式最佳取值分别为0.4PV、2.0%和1:2。