（石油與天然氣工程專業(yè)論文）巴38斷塊弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)的研究與應(yīng)用.pdf

r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o n m i c r o b e s at h e s i ss u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：s u nh o n g q i a n g s u p e r v i s o r ：p r o f z h a ox i u t a i s e n i o re n g i n e e r - g u oj i m i n s c h o o lo fp e t r o l e u me n g i n e e r i n g c h i n au n i v e r s i t yo fp e t r o l e u m ( e a s tc h i n a ) 關(guān)于學(xué)位論文的獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的 成果，論文中有關(guān)資料和數(shù)據(jù)是實(shí)事求是的。盡我所知，除文中已經(jīng)加以標(biāo)注和致謝外， 本論文不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含本人或他人為獲得中國石油 大學(xué)( 華東) 或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷證書而使用過的材料。與我一同工作的同志 對研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作出了明確的說明。 若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。 學(xué)位論文作者簽名：五：邏矗氅日強(qiáng)：如f ? 年6 茂5 b 學(xué)位論文使用授權(quán)書 本人完全同意中國石油大學(xué)( 華東) 有權(quán)使用本學(xué)位論文( 包括但不限于其印 刷版和電子版) ，使用方式包括但不限于：保留學(xué)位論文，按規(guī)定向國家有關(guān)部門 ( 機(jī)構(gòu)) 送交學(xué)位論文，以學(xué)術(shù)交流為目的贈(zèng)送和交換學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被 查閱、借閱和復(fù)印，將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，采用 影印、縮印或其他復(fù)制手段保存學(xué)位論文。、 保密學(xué)位論文在解密后的使用授權(quán)同上。 學(xué)位論文作者簽 指導(dǎo)教師簽名： 日期：2 0 l 年石月黟日 日褥：如f 年6 具8b 廠 ，擴(kuò) 0 ，。 ； 摘要 本文根據(jù)華北油田現(xiàn)有提高采收率技術(shù)的積累篩選出了可能應(yīng)用于巴3 8 斷塊的弱 凝膠微生物復(fù)合驅(qū)的技術(shù)方法。針對巴3 8 斷塊的地質(zhì)和開發(fā)狀況，結(jié)合華北油田弱凝 膠和微生物采油技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)，分析了弱凝膠和微生物復(fù)合驅(qū)技術(shù)的可行性，研究了 巴1 9 斷塊弱凝膠清水配方及微生物菌種在巴3 8 斷塊的適用性，得出了適用于巴3 8 斷 塊的弱凝膠回注水和清水按1 ：1 比例混配成膠的有效配方，優(yōu)選出了適用于巴3 8 斷塊 的微生物菌種和復(fù)配配方。通過物模實(shí)驗(yàn)確定了弱凝膠注入采取“前置段塞+ 主段塞+ 保 護(hù)段塞”的方式，微生物注入采取“前營養(yǎng)液段塞、營養(yǎng)液菌液段塞和后營養(yǎng)液段塞”的 方式；提出優(yōu)選微生物補(bǔ)充營養(yǎng)液的最佳時(shí)機(jī)的方法，并確定了最佳補(bǔ)充時(shí)機(jī)。設(shè)計(jì)出 了弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)的施工方案和監(jiān)測方案，通過現(xiàn)場施工與監(jiān)測，弱凝膠微生物驅(qū) 有效的改善了巴3 8 斷塊的開發(fā)效果：注水壓力由1 4 6 m p a 下降到1 4 1 m p a ，日產(chǎn)液由 4 2 1 t 上升到4 5 0 t ，日產(chǎn)油由1 0 9 t 上升到1 2 5 t ，含水上升率由1 6 6 下降到1 6 3 ，并且 降低了油井的維護(hù)性措施工作量。弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)技術(shù)在巴3 8 斷塊的實(shí)施獲得了 一定的成功。 關(guān)鍵詞：弱凝膠，微生物，復(fù)合驅(qū)，提高采收率 r e s e a r c ha n d a p p l i c a t i o no fb a3 8f a u l tb l o c k w e a kg e lm i c r o b e sa s p f l o o d i n g s u nh o n g q i a n g ( p e t r o l e u ma n dn a t u r a lg a se n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f z h a ox i u t a i a b s t r a c t a c c o r d i n g t oh u a b e io i l f i e l di nt h ea c c u m u l a t i o no fe x i s t i n gt e c h n o l o g yt oi m p r o v eo i l r e c o v e r yf i l t r a t e dc o u l da p p l yt ob a3 8f a u l tb l o c kt e c h n i c a lm e t h o d s a c c o r d i n gt oh u a b e i o i l f i e l dp r e v i o u se x p e r i e n c ei nw e a kg da n dm e o rt e c h n o l o g i e s ，a n dm i c r o b i a lf l o o d i n g p r o g r e s st e s ts u c c e s s f u le x p e r i e n c eo fb a3 8f a u l tb l o c k , c o m b i n e dg e o l o g yw i t hd e v e l o p m e n t s i t u a t i o no fb a3 8f a u l tb l o c k , a n a l y z e dt h ew e a kg e la n dm i c r o b i a lc o m p l e xf l o o d i n gt h e f e a s i b i l i t yo ft h et e c h n o l o g y , r e s e a r c h e dt h ea p p l i c a b i l i t yo fb a19f a u l tb l o c kw e a kg e lw a t e r f o r m u l a t i o na n dm i c r o o r g a n i s ms t r a i n s ，o b t a i n e dt h ee f f e c t i v ef o r m u l ao fw e a kg e l ( w e a kg e l i n j e c t e db a c kw a t e ra n dw a t e r1 ：1 s c a l em i x e d ) a n dm i c r o b i a ls t r a i n sa n db l e n d sw i t h f o r m u l a t h r o u g he x p e r i m e n t a lc o n f i r m e dw e a kg e lf l o o d i n gs t y l e l e a ds l u g + l o r ds l u g + p r o t e c t i o ns l u g , m i c r o b i a lf l o o d i n gs t y l e “f o r m e rn u t r i e n ts l u g 上n u t r i e n tb a c t e r i al i q u i ds l u g + a f t e rn u t r i e n ts l u g ；p u tf o r w a r dt h em e t h o dh o wt os e l e c tb e s tt i m eo fm i c r o b i a l c o m p l e m e n tn u t r i e n t ：c o n s i d e r i n gm u l t i g a sv o l u m ea n dt h eb a c t e r i u ml i q u i dc o n c e n t r a t i o no f l i q u i do i lo u t p u t d e s i g n e dc o n s t r u c t i o ns c h e m e sa n dm o n i t o r i n gp r o g r a mo ft h ew e a kg e l m i c r o b i a lc o m p l e xf l o o d i n g a c c o r d i n gt om o n i t o r i n gr e s u l t s ，i nc o n d i t i o n so fi n j e c t i o nw a t e r r e m a i n e ds t a b l e ，i n j e c t i o nw a t e r p r e s s u r ed r o p e db y1 4 6 m p ad e s c e n dt o1 4 1 m p a ；d a y p r o d u c i n gl i q u i db y4 2 1 tr i s et o4 5 0 t , d a yp r o d u c i n go i lb y1 0 9 tr i s et o1 2 5 t , w a t e rc u tt h er a t e b y16 6 d o w nt o1 6 3 ；t h em a i n t e n a n c em e a s u r e sw o r k l o a do fo i lw b l l sd e c r e a s e d , w e a k g e lm i c r o b i a lc o m p l e xf l o o d i n gt e c h n o l o g yi nt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h eb a3 8f a u l tb l o c kh a s r e e e i v e ds o m es u c c e s s k e yw o r d s ：w e a kg e l ，m i c r o b i a lf l o o d i n g ，a s pf l o o d i n g , i m p r o v er e c o v e r y 1 1 目錄 第1 章前言1 1 1 課題研究背景l(fā) 1 2 課題研究目的及意義。l 1 3 巴3 8 斷塊提高采收率技術(shù)方法篩選2 1 4 國內(nèi)外弱凝膠和微生物驅(qū)技術(shù)發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀3 第2 章巴3 8 斷塊地質(zhì)概況和開發(fā)特征5 2 1 地質(zhì)概況5 2 1 1 地層特征5 2 1 2 構(gòu)造特征。5 2 1 3 儲層特征5 2 1 4 油層分布6 2 1 5 流體性質(zhì)6 2 1 6 地層溫度及壓力7 2 2 油田開發(fā)特征7 2 2 1 開發(fā)歷程7 2 2 2 注水開發(fā)特征7 2 3 弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)可行性分析8 2 4 本章小結(jié)9 第3 章弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)研究1 0 3 1 弱凝膠的篩選與評價(jià)1 0 3 1 1 清水配方適應(yīng)性評價(jià)1 0 3 1 2 回注水成膠評價(jià)1 1 3 1 3 回注水和清水混配成膠評價(jià)1 l 3 1 4 試驗(yàn)小結(jié)。l2 3 2 凝膠段塞設(shè)計(jì)1 2 3 2 1 凝膠前置段塞設(shè)計(jì)1 2 3 2 2 凝膠可動(dòng)性1 4 3 2 3 試驗(yàn)小結(jié)17 3 二3 微生物的篩選與評價(jià)1 7 3 3 1 微生物乳化性能評價(jià)1 8 3 3 2 微生物降粘性能評價(jià)1 9 3 3 3 微生物降低界面張力評價(jià)2 0 3 3 4 微生物耐溫性評價(jià)2 l 3 3 5 微生物間的拮抗性評價(jià)2 2 3 3 6 營養(yǎng)液優(yōu)選2 4 3 3 7 微生物菌種體系優(yōu)化2 4 3 3 8 試驗(yàn)小結(jié)。2 5 p阮譬童魏瞰，一卜_氏黔 3 4 微生物營養(yǎng)液補(bǔ)充時(shí)機(jī)研究2 5 3 5 本章小結(jié)2 6 第4 章弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)方案設(shè)計(jì)2 7 4 1 凝膠調(diào)驅(qū)方案設(shè)計(jì)2 7 4 1 1 擬調(diào)驅(qū)井及調(diào)驅(qū)目的層設(shè)計(jì)2 7 4 1 2 凝膠用量設(shè)計(jì)3 0 4 1 3 段塞設(shè)計(jì)3l 4 2 微生物驅(qū)方案設(shè)計(jì)3 2 4 2 1 微生物驅(qū)井組設(shè)計(jì)3 2 4 2 2 注入量設(shè)計(jì)。3 3 4 2 3 段塞 殳計(jì)3 6 4 3 應(yīng)用效果分析3 6 4 4 本章小結(jié)。3 7 第5 章監(jiān)測方案設(shè)計(jì)3 8 5 1 凝膠調(diào)驅(qū)現(xiàn)場監(jiān)測3 8 5 1 1 注入藥劑質(zhì)量監(jiān)測。3 8 5 1 2 現(xiàn)場施工質(zhì)量監(jiān)測3 8 5 1 3 動(dòng)態(tài)資料數(shù)據(jù)的錄取。3 8 5 1 4 產(chǎn)出液中鉻離子、聚合物含量及水質(zhì)監(jiān)測3 8 5 1 5 監(jiān)測工作分工3 8 5 2 微生物驅(qū)油現(xiàn)場監(jiān)測：3 9 5 2 1 注入菌劑質(zhì)量監(jiān)測3 9 5 2 2 現(xiàn)場施工質(zhì)量監(jiān)測。3 9 5 2 3 動(dòng)態(tài)資料數(shù)據(jù)的錄取- - - 。3 9 5 2 4 產(chǎn)出液性質(zhì)監(jiān)測3 9 5 2 5 監(jiān)測工作分工3 9 5 3 監(jiān)測費(fèi)用4 0 5 4 本章小結(jié)4l 結(jié)論與認(rèn)識4 2 參考文獻(xiàn)。4 3 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果。4 5 蜀c 謝4 6 嘲哆澎n ，h舅 中國石油大學(xué)( 華東) t 程碩士學(xué)位論文 第1 章前言 1 1 課題研究背景 我國自改革開放以來，經(jīng)濟(jì)迅猛增長，石油消耗量同樣增長很快，而石油產(chǎn)量增長 速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上石油需求增長速度，1 9 9 3 年開始成為石油凈進(jìn)口國，2 0 0 9 年石油進(jìn)口 量已高達(dá)近5 2 。 要提高石油產(chǎn)量，中國一是要加大國內(nèi)外勘探力度，二是挖掘現(xiàn)有油田潛力，保持 穩(wěn)產(chǎn)。目前存在的問題是【l 】： ( 1 ) 國內(nèi)老油田經(jīng)過幾十年的開發(fā)，大多進(jìn)入開采中后期，平均含水率已高達(dá)8 0 以上。產(chǎn)量占全國五分之三的油田，綜合含水量大部分超過8 5 ，穩(wěn)產(chǎn)難度增加，產(chǎn)量 將普遍遞減。 ( 2 ) 近幾十年發(fā)現(xiàn)新油田、油區(qū)的難度增加，后備儲量嚴(yán)重不足。新增儲量品質(zhì) 變差，儲量變小，開采難度變大。 1 2 課題研究目的及意義 華北油田歷經(jīng)3 4 年的勘探開發(fā)，也已經(jīng)進(jìn)入高含水開發(fā)后期，進(jìn)入“十一五”以后， 油藏開發(fā)形勢更加嚴(yán)峻，單一技術(shù)已不能滿足油田深度挖潛的需要。因此，立足于低成 本開發(fā)策略，以改善開發(fā)效果，提高油藏最終采收率為目的，研究探索了微生物采油技 術(shù)。然而單一的微生物采油技術(shù)難以達(dá)到調(diào)剖和降粘的雙重效果，其應(yīng)用范圍也受到了 限制。將上述兩種技術(shù)結(jié)合形成的弱凝膠和微生物復(fù)合驅(qū)技術(shù)，與其它熱驅(qū)、蒸汽驅(qū)、 化學(xué)驅(qū)等常規(guī)稠油開采技術(shù)相比，該技術(shù)在控水增油、提高采收率，經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性方 面具有很大優(yōu)勢【2 】。 目前全國已開發(fā)油田的平均采收率是3 0 多，有著很大的提升空間。據(jù)有關(guān)研究統(tǒng) 計(jì)表明，全國的平均采收率提高1 個(gè)百分點(diǎn)，就相當(dāng)于增加可采儲量1 8 億噸，和我國 目前一年的原油產(chǎn)量差不多。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上稠油、特稠油及瀝青的可采儲量超過了常規(guī)原油。我國陸地稠 油約占石油總資源的2 0 以上，開發(fā)潛力很大。隨著常規(guī)原油產(chǎn)量的減少，稠油的重要 性逐漸增加。常規(guī)稠油開采技術(shù)的熱力采油和化學(xué)采油法在經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等方面越來越難 以滿足要求，微生物采油技術(shù)對于稠油油藏及枯竭或近枯竭油藏的開發(fā)具有重要意義。 因此，微生物采油越來越受國內(nèi)外重視，并逐漸在理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐中占據(jù)更大的比 第l 章前言 例【3 1 。 1 3 巴3 8 斷塊提高采收率技術(shù)方法篩選 目前世界上提高采收率的四種主要方法是化學(xué)法、氣驅(qū)、熱力法和微生物采油。我 國在化學(xué)驅(qū)方面處于世界領(lǐng)先地位。 1 9 9 7 年郭尚平等人【們就開始提出了在水驅(qū)的二次采油方法，聚合物驅(qū)、各種單一的 和復(fù)合的化學(xué)驅(qū)、熱力法采油、微生物采油及其它三次采油方法后的四次采油問題。探 索了直接表面活性劑驅(qū)或復(fù)合劑驅(qū)與先聚合物驅(qū)然后表面活性劑驅(qū)的不同效果。 2 0 0 1 年周萬富等人 習(xí)研究了聚驅(qū)后使用膠態(tài)分散凝膠( c d g ) 深度調(diào)剖技術(shù)，得出結(jié) 論可以提高采收率3 9 - - , 5 8 。 2 0 0 4 年石梅【6 】研究了聚驅(qū)后使用微生物進(jìn)一步提高采收率的可行性，通過物模驅(qū)油 實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：聚驅(qū)后單獨(dú)微生物驅(qū)，和微生物與化學(xué)驅(qū)相結(jié)合提高采收率可達(dá) 5 - - 1 6 。 2 0 0 6 年韓培慧等人刀研究了聚合物驅(qū)后通過泡沫復(fù)合驅(qū)和蒸汽驅(qū)提高采收率的方 法，研究結(jié)果表明使用泡沫復(fù)合驅(qū)或蒸汽驅(qū)的效果差不多。 2 0 0 6 年趙冬梅8 1 通過對孤島油田某區(qū)塊研究了聚驅(qū)后先調(diào)剖再注驅(qū)油劑的方案，證 實(shí)了此方法的有效性。 2 0 0 7 年薄純輝等人【9 】對聚驅(qū)后提高采收率對策研究表明，深部調(diào)剖、活性聚合物驅(qū)、 表面活性劑驅(qū)、微生物驅(qū)等都是聚驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率的有效方法。 2 0 0 7 年趙福麟分析總結(jié)了聚驅(qū)后十二種提高采收率的技術(shù)，排出了這些技術(shù)實(shí)施 的優(yōu)選順序及重點(diǎn)研究方向。 2 0 0 8 年蔣焱等人通過孤島油田中一區(qū)n 9 3 單元的物模實(shí)驗(yàn)表明聚驅(qū)后微生物驅(qū) 可提高采收率7 8 一8 3 。 華北油田三次采油方法上，采用過聚合物驅(qū)、氮?dú)怛?qū)、熱采和蒸汽吞吐、微生物吞 吐等多項(xiàng)技術(shù)，如蒙古林聚合物驅(qū)、雁翎潛山油田氮?dú)怛?qū)實(shí)驗(yàn)、文3 1 斷塊p s 表面活性 劑驅(qū)試驗(yàn)、二連油田微生物吞吐試驗(yàn)、薛莊油田間1 2 斷塊的微生物驅(qū)試驗(yàn)等。在聚合 物驅(qū)后，氣驅(qū)和熱力采油法在開發(fā)條件及經(jīng)濟(jì)性上均難以符合巴3 8 斷塊的開發(fā)需求， 而目前發(fā)展良好的弱凝膠調(diào)驅(qū)和微生物驅(qū)則有望達(dá)到要求。因此，展開了對弱凝膠微生 物復(fù)合驅(qū)應(yīng)用于巴3 8 斷塊的相關(guān)技術(shù)研究。 2 中國石油大學(xué)( 華東) 工程碩士學(xué)位論文 1 4 國內(nèi)外弱凝膠和微生物驅(qū)技術(shù)發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 目前國內(nèi)外對弱凝膠調(diào)驅(qū)和微生物驅(qū)單項(xiàng)技術(shù)的研究和礦場試驗(yàn)已經(jīng)非常多。 m a c k j c 和s m i t h j e 在8 0 年代發(fā)現(xiàn)了弱凝膠。該體系交聯(lián)時(shí)間長且可控，有利于 進(jìn)入地層深部，具有調(diào)剖和驅(qū)油的雙重功能，聚合物濃度低，成本低，因此獲得了迅速 發(fā)展，進(jìn)入油田開發(fā)應(yīng)用。目前理論基礎(chǔ)研究尚不夠充足，滯后于現(xiàn)場應(yīng)用【l l 】。 國外的研究近年很少有關(guān)于弱凝膠滲流理論方面的，國內(nèi)2 0 0 0 年以前主要研究本 體凝膠調(diào)剖 1 2 , 1 3 】。目前主要研究弱凝膠體系的合成、調(diào)驅(qū)機(jī)理、配方、性能改進(jìn)和影 響因素實(shí)驗(yàn)等 1 4 】。 1 9 9 2 年，勝利油田最先在國內(nèi)開展了弱凝膠驅(qū)油試驗(yàn)及應(yīng)用【1 5 】。 唐孝芬等人2 0 0 3 年對遼河青龍臺油田龍1 1 區(qū)塊的弱凝膠調(diào)驅(qū)礦場試驗(yàn)研究表明， 弱凝膠調(diào)驅(qū)明顯優(yōu)于常規(guī)凝膠調(diào)剖【1 6 1 。 1 9 9 9 年，華北油田首次引進(jìn)西南石油學(xué)院的弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)，在趙1 0 8 斷塊進(jìn)行 試驗(yàn)取得了成功。2 0 0 1 2 0 0 2 年推廣應(yīng)用有機(jī)鉻交聯(lián)體系、酚醛交聯(lián)體系和天然羧酸鹽 復(fù)合調(diào)驅(qū)體系弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)，取得了一定的增油效果和經(jīng)濟(jì)效益，積累了現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng) 驗(yàn)【1 7 1 。 2 0 0 6 年，二連蒙古林油田蒙l 計(jì)注聚站建成投產(chǎn)，標(biāo)志著華北油田弱凝膠調(diào)驅(qū)進(jìn) 入工業(yè)化應(yīng)用階段，弱凝膠調(diào)驅(qū)已經(jīng)成為華北砂巖油田提高采收率的主要技術(shù)。 微生物提高采收率的概念是1 9 2 6 年美國科學(xué)家b e c k m a n 首先提出的【1 8 1 。其發(fā)展可 分為三個(gè)重要階段【3 】： ( 1 ) 基礎(chǔ)研究階段1 9 2 6 - - - 1 9 7 5 年。受經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的制約，這一階段發(fā)展研究 緩慢。 ( 2 ) 蓬勃發(fā)展階段1 9 7 5 - 1 9 9 0 年。1 9 7 3 年第一次世界石油危機(jī)促進(jìn)了提高采油 率方面的研究。生物工程技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代微生物學(xué)提供了識別和分離特殊菌種的方法， 促進(jìn)了m e o r 的研究。美國、英國、羅馬尼亞、德國、前蘇聯(lián)、澳大利亞等國家開展 了大量的理論研究和現(xiàn)場試驗(yàn)，但在應(yīng)用上主要還是單井處理。 ( 3 ) 深入研究和現(xiàn)場應(yīng)用階段1 9 9 0 年至今。形成了菌種篩選與評價(jià)、驅(qū)油試驗(yàn)評 價(jià)、油藏篩選、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、菌種現(xiàn)場試驗(yàn)等評價(jià)方法。 美國和俄羅斯的微生物采油技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位【1 9 1 。 目前，美國、俄羅斯、英國、加拿大和挪威等國均比較重視微生物采油技術(shù)的研究。 3 第l 章前言 美國的微生物清防蠟技術(shù)和吞吐技術(shù)已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用，微生物驅(qū)油技術(shù)正在進(jìn)行廣泛 的現(xiàn)場試驗(yàn)【2 0 】。 我國的微生物采油技術(shù)目前已接近世界水平。各大油田和許多相關(guān)科研機(jī)構(gòu)都進(jìn)行 了微生物采油技術(shù)的研究和礦場試驗(yàn)。大慶和勝利油田均建立了微生物采油菌種庫【2 1 1 。 華北油田1 9 9 4 年開始微生物單井吞吐研究和先導(dǎo)性礦場試驗(yàn)，后來又進(jìn)行了有關(guān) 弱凝膠和微生物聯(lián)作技術(shù)的研究和礦場應(yīng)用，并發(fā)表了3 篇相關(guān)技術(shù)研究應(yīng)用的成果文 章【2 2 2 4 1 。文章稱此相關(guān)技術(shù)為弱凝膠與微生物調(diào)驅(qū)聯(lián)作技術(shù)”?，F(xiàn)在弱凝膠微生物復(fù)合 驅(qū)技術(shù)作為提高采收率的一項(xiàng)重要技術(shù)正在深入研究中，向著大規(guī)模應(yīng)用發(fā)展。 4 中國石油大學(xué)( 華東) 工程碩士學(xué)位論文 第2 章巴3 8 斷塊地質(zhì)概況和開發(fā)特征 2 1 地質(zhì)概況 2 1 1 地層特征 巴3 8 斷塊同時(shí)發(fā)育i i 、油組油層，其中巴3 8 斷塊地層厚約2 3 0 m 。根據(jù)沉積旋 回及電性特征，將i i 油組劃分為1 、2 兩個(gè)砂組。i i1 油組發(fā)育1 5 撐小層；1 1 2 油組發(fā) 育6 , 一l o # j x 層；m 油組發(fā)育l l 1 3 # d x 層。 2 1 2 構(gòu)造特征 巴3 8 斷塊為一個(gè)受東、西兩條走向北東一南西、近似平行分布的斷層所控制的地 壘塊，地層西傾較陡，高點(diǎn)埋深1 3 2 0 米( 海拔硝0 米) 。 根據(jù)斷層的分布情況，將巴3 8 斷塊進(jìn)一步切割為4 個(gè)井區(qū)一巴4 2 、巴3 8 1 5 、巴 3 8 1 、巴3 8 7 3 、巴3 8 6 7 井區(qū)。其中巴4 2 、巴3 8 1 井區(qū)構(gòu)造相對整裝。 2 1 3 儲層特征 ( 1 ) 巖性特征 巴3 8 斷塊主要是三角洲沉積，其巖性以白云質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖、含礫砂巖、砂礫 巖為主，其巖性特征見表2 1 。 表2 - l 巖性特征表 t a b l e2 - 1 l i t h o l o g i cf e a t u r e st a b l e 儲層 碎屑成分( ) 膠結(jié)物 膠結(jié) 斷塊成分分選磨圓度 巖性石英長石巖屑類型 ( ) 巖屑長 范圍 石細(xì)砂4 2 5 03 8 5 0 少 o 一3 9 孔隙式 巖、粉 次圓一為主， 巴3 8 砂巖、中一好 次棱部分為 含礫砂 平均 4 54 7 少 1 2 接觸式 巖、砂 礫巖 ( 2 ) 儲層物性 i i1 油組 根據(jù)巴3 8 、巴4 2 井巖石物性資料分析，孔隙度1 5 4 2 6 4 ，平均2 2 o ，滲透 率0 6 - 3 1 3 x 1 0 一g m 2 ，平均7 3 x 1 0 弓l a m 2 ，屬中孔低滲透儲層。 5 2 油組 根據(jù)巴3 8 、3 8 2 、巴4 2 井巖石物性資料分析，孔隙度1 3 8 - 2 4 9 ，平均1 7 8 ， 滲透率3 1 6 - - - 6 4 7 x 1 0 。阻2 ，平均8 6 3 x 1 0 。3 心，屬中孔中滲透儲層。 油組 根據(jù)巴3 8 - 4 井巖石物性資料分析，孔隙度1 8 1 - - - 2 4 7 ，平均2 1 7 ，滲透率6 8 9 1 8 4 0 x 1 0 - 3 岬2 ，平均3 3 5 x 1 0 - 3 i n n 2 ，屬中孔中高滲透儲層。 2 1 4 油層分布 i i1 砂組：共鉆遇油層2 1 7 8 m 1 0 3 層，主要分布在巴4 2 井區(qū)及巴3 8 井以南區(qū)域。 巴4 2 井區(qū)油層厚度較大，平均單井油層厚度為1 0 8 m ，以巴3 8 5 8 井最厚，為2 0 4 m ，并 以此中心向四周減??；巴3 8 井以南區(qū)域油層厚度相對較薄，平均單井油層厚度為3 3 m ， 其中以巴3 8 、巴3 8 6 9 井最厚，為8 m ，并以此為中心向四周減??；而在巴3 8 井以北油 層不發(fā)育，單井油層厚度在0 3 0 m 之間，表明巖性對油層的分布具有控制作用。 i i2 砂組：1 1 2 砂組油層最厚，4 0 7 m 1 7 7 層，占油層總厚度的4 2 8 ，平均油層厚 度9 9 米，平面上以巴3 8 2 、巴4 2 、巴3 8 井三個(gè)井區(qū)分布相對穩(wěn)定，厚度在1 5 m 以上， 并以這三個(gè)區(qū)域?yàn)橹行?，向兩翼迅速減薄最厚。 油組：鉆遇油層3 2 6 4 m 1 0 2 層，平面沿東斷棱構(gòu)造高部位油層最厚，單井鉆遇 油層厚在1 0 m 以上；而在巴4 2 井區(qū)油層不發(fā)育，僅在巴4 2 至巴3 8 3 井?dāng)啾菢?gòu)造高部 位油層相對發(fā)育，但油層厚度相對較薄，單井鉆遇油層厚在5 - 8 m 之間。 2 1 5 流體性質(zhì) 巴3 8 斷塊原油屬于中等稠油( 根據(jù)中國稠油分類基本標(biāo)準(zhǔn)，中等稠油：2 5 - - 1 8a p i ， 1 0 e p 1 5 原油粘度( m p a s ) 4 0 地層水礦化度( r a g l ) 5 0 變異系數(shù) 0 6 深度 2 7 0 0 溫度( ) 9 3 表2 7 華北油田微生物采油油藏篩選指標(biāo) t a b l e2 - 7h u a b e io f l f i e l dm e o rr e s e r v o i rs c r e e n i n gi n d e x 油藏參數(shù)參數(shù)指標(biāo) 油層溫度( ) 3 膠質(zhì)瀝青質(zhì)( ) 5 0 地層水礦化度( m e l ) 1 0 5 油層深度 | 巖石滲透率( 1 0 。凹1 2 ) 5 0 2 7 0 0 原油密度( 1 0 3 k g m 3 ) 2 8 砷、汞、鎳、硒含量( m e l ) l 肛1 5 2 4 本章小結(jié) 本章通過分析研究巴3 8 斷塊的地質(zhì)概況和開發(fā)特征，得出結(jié)論：巴3 8 斷塊具備開 展整體弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)的基本條件，相對于其他技術(shù)，弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)技術(shù)更 適合改善目前開發(fā)生產(chǎn)形式。 9 第3 章弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)研究 第3 章弱凝膠微生物復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)研究 3 1 弱凝膠的篩選與評價(jià) 華北油田在寶力格油田開展凝膠微生物復(fù)合驅(qū)的相關(guān)現(xiàn)場試驗(yàn)已有三年多，采用的 部分水解聚丙烯酰胺有機(jī)鉻交聯(lián)體系在該油田應(yīng)用較為成熟，本次試驗(yàn)以適應(yīng)更多的 區(qū)塊為目的，開展該體系的系統(tǒng)評價(jià)。 施工配液過程中使用的清水水源，巴1 9 和巴3 8 使用同一套水源系統(tǒng)；而回注水主 要是各斷塊產(chǎn)出液輸送到寶一聯(lián)站處理后，統(tǒng)一進(jìn)行回注。根據(jù)這種情況，對寶一聯(lián)各 種注入水進(jìn)行了水分析化驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3 1 、3 2 。 表3 - 1 寶一聯(lián)回注水水質(zhì)分析結(jié)果表 1 r a b l e3 - 1t r e a s u r eal e a g u et a b l eo fi n j e c t e db a c kw a t e rq u a l i t ya n a l y s i sr e s u l t st a b l e s 項(xiàng)目c 0 3 2 。h c 0 3 。 c r s 0 4 2 c a 2 + + m 9 2 + n a + + k - 礦化度 回注水 3 8 13 9 6 3 92 8 3 61 0 0 o1 0 8 1 8 4 1 6 6 1 3 7 ( m g l ) 表3 - 2 寶一聯(lián)清水水質(zhì)分析結(jié)果表 t a b l e3 - 2t r e a s u r eo n ec o u p l e tw a t e rw a t e rq u a l i t ya n a l y s i sr e s u l t st a b l e s 項(xiàng)目h c 0 3 。 c rc a 2 + m 9 2 + s 0 4 2 -礦化度 巴3 8 清水 3 5 8 2 6 6 52 7 72 5 21 2 6 8s 0 1 ( r a g l ) 巴1 9 清水 4 0 9 21 3 2 93 6 62 2 25 8 5 8 4 4 ( r a g l ) 可以看出；使用的清水區(qū)別主要在于各種離子之間的差異，礦化度相對較小，并且 差別不大，而寶一聯(lián)回注水則與清水礦化度差異較大，進(jìn)行了相關(guān)的適應(yīng)性試驗(yàn)。 3 1 1 清水配方適應(yīng)性評價(jià) 根據(jù)以往巴1 9 的弱凝膠調(diào)配經(jīng)驗(yàn)( 聚合物濃度確定：保持聚交比、調(diào)節(jié)劑不變， 依次變化聚合物濃度，置于地層溫度下恒溫觀察，用r s 7 5 粘度儀測定凝膠粘度；聚交 比的確定：保持聚合物、調(diào)節(jié)劑不變，依次變化聚交比，置于地層溫度下恒溫觀察，用 r s 7 5 粘度儀測定凝膠粘度；調(diào)節(jié)劑濃度的確定：保持聚合物、聚交比不變，依次變化 調(diào)節(jié)劑濃度，置于地層溫度下恒溫觀察，用r s 7 5 粘度儀測定凝膠粘度) ，采用同樣的 實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了巴3 8 斷塊能很好的適用巴1 9 斷塊的弱凝膠調(diào)驅(qū)體系和配方。 試驗(yàn)配方如下： 聚合物：1 0 0 0 m g l 3 5 0 0 m g l ； 1 0 中國石油大學(xué)( 華東) t 程碩士學(xué)位論文 交聯(lián)劑a 劑：1 5 m g l 1 7 4 m g l ( 聚交比控制在1 5 ：1 - 3 0 ：1 ) ； 調(diào)節(jié)劑b 劑：3 0 0 m g 】卜1 2 0 0 m g l ( p h 值控制在7 0 = p h 值= 9 o ) 。 現(xiàn)場施工方案設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)施區(qū)塊的地質(zhì)條件和目前所處的開發(fā)狀況，合理的 調(diào)整配比，設(shè)計(jì)好凝膠與地層的配伍性。 3 1 2 回注水成膠評價(jià) 試驗(yàn)采用寶一聯(lián)處理后回注水配制，按照不同試驗(yàn)要求配制成調(diào)驅(qū)劑溶液，然后分 別裝入1 2 5 m l 的廣口瓶中，放入5 8 的恒溫烘箱中考察7 d 后，采用m a r s 流變儀( 剪 切速率7 3 4 s d ) 測凝膠粘度。試驗(yàn)分別采用3 6 3 0 s 和恒聚抗溫耐鹽兩種聚合物，按照聚 合物濃度為1 5 0 0 m g l ，在不同聚交比條件下開展試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分見表3 - 3 、表3 - 4 。 表3 3 回注水配制調(diào)驅(qū)劑成膠試驗(yàn)( 3 6 3 0 s ) 結(jié)果表 t a b l e3 - 3 i n j e c t e db a c kw a t e rp r e p a r a t i o na d j u s t a b l ef l o o d i n ga g e n tg e l l i n gt e s t ( 3 6 3 0 s ) r e s u l t s t a b l e s 聚合物濃度( r a g l ) 1 5 0 01 5 0 01 5 0 01 5 0 01 5 0 0 聚交比 1 0 ：11 2 5 ：11 5 ：12 0 ：12 5 ：1 調(diào)節(jié)劑( r a g l ) 4 0 03 0 03 0 02 0 02 0 0 p h 值 88888 5 備注5 8 放置7 d 均未成膠 表3 - 4 回注水配制調(diào)驅(qū)劑成膠試驗(yàn)( 恒聚) 結(jié)果表 t a b l e3 - 4 i n j e c t e db a c kw a t e rp r e p a r a t i o na d j u s t a b l ef l o o d i n ga g e n tg e l l i n gt e s t ( c o n s t a n tp o l y ) r e s u r st a b l e s 聚合物濃度( r a g l ) 1 5 0 01 5 0 01 5 0 01 5 0 01 5 0 0 聚交比 l o ：l1 2 5 ：l1 5 ：l2 0 ：l2 5 ：l 調(diào)節(jié)齊u ( m g l ) 5 0 05 0 0 4 0 04 0 03 0 0 p h 值 8 58 58 58 58 5 備注5 8 放置7 天均未成膠 可以看出，目前采用的兩種聚合物，在回注水配制的條件下均未能成膠，滿足不了 現(xiàn)場試驗(yàn)的要求。 3 1 3 回注水和清水混配成膠評價(jià) 試驗(yàn)分別采用3 6 3 0 s 聚合物，按照聚合物濃度為1 5 0 0 m g l ，聚交比1 5 ：1 ，在不同 的清水含量下開展試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分見表3 5 。 可以看出，當(dāng)回注水中混和2 0 以上清水調(diào)驅(qū)體系配方可以成膠，但是清水比例小 于4 0 成膠粘度很低，因此后續(xù)試驗(yàn)清水和回注水按照l ：1 的比例進(jìn)行。 表3 - 5 回注水和清水混配成膠試驗(yàn)結(jié)果表 t a b l e3 - 5 i n j e c t e db a c kw a t e ra n d w a t e rm i x e dg e l l i n gt e s tr e s u l t st a b l e s 3 6 3 0 聚合物濃度( r a g l ) 1 5 0 01 5 0 01 5 0 01 5 0 01 5 0 01 5 0 0 聚交比 1 5 ：1 調(diào)節(jié)劑( r a g l ) 2 5 02 5 02 5 02 5 02 5 02 5 0 p h 值 8 58 58 58 58 58 5 清水用量( ) 6 05 04 03 02 01 0 成膠粘度( m p a s ) 1 8 0 01 7 0 01 0 0 06 9 06 8 0 未成膠 試驗(yàn)采用回注水和清水混配( 1 ：1 ) 配制，按照聚合物濃度為1 5 0 0 m g l ，以不同的 聚交比配制成調(diào)驅(qū)劑溶液( p h 值調(diào)至7 - 9 ) 開展試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表3 6 。 表3 - 6 回注水和清水混配( 1 ：1 ) 成膠試驗(yàn)結(jié)果表 t a b l e3 - 6 i n j e c t e db a c kw a t e ra n dw a t e rm i x e d ( 1 ：1 ) g e l l i n gt e s tr e s u l t st a b l e s 聚合物濃度( r a g l ) 1 5 0 01 5 0 01 5 0 01 5 0 01 5 0 0 聚交比 1 0 ：11 5 ：1 2 0 ：1 2 5 ：13 0 ：1 調(diào)節(jié)劑( r a g l ) 3 0 02 5 02 0 01 5 01 5 0 p h 值 8 58 58 58 58 5 成膠粘度( m p a s ) 2 3 0 0 1 8 0 01 5 6 07 0 02 2 0 可以看出，采用回注水和清水混配( 1 ：1 ) 配制的調(diào)驅(qū)劑溶液均可以成膠，因此現(xiàn) 場試驗(yàn)時(shí)，在清水不能滿足現(xiàn)場施工的要求和地面回注水必須要處理時(shí)，可以采取與回 注水混配的形式保障現(xiàn)場施工和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 3 1 4 試驗(yàn)小結(jié) ( 1 ) 通過試驗(yàn)驗(yàn)證清水可直接用于現(xiàn)場配液施工，而回注水不能直接用于現(xiàn)場配 液施工。 ( 2 ) 在現(xiàn)場施工中如果出現(xiàn)清水供液不足或回注水需要處理的問題時(shí)，可按照1 ：1 清污水混和配液的方法進(jìn)行。 3 2 凝膠段塞設(shè)計(jì) 3 2 1 凝膠前置段塞設(shè)計(jì) 從理論上講，在調(diào)驅(qū)劑溶液注入過程中，存在前沿地層水的稀釋作用和地層對調(diào)驅(qū) 1 2 中國石油大學(xué)( 華東) 工程碩士學(xué)位論文 劑溶液的剪切、吸附作用，為明確在方案中設(shè)計(jì)前置液的必要性，開展了物模試驗(yàn)研究， 為是否設(shè)置前置段塞提供參考依據(jù)。 基本配方：聚合物：3 0 0 g r o g l ：交聯(lián)劑a ：1 4 4 m g l ：調(diào)節(jié)劑b ：5 0 0 m g l 。 試驗(yàn)條件：采用人工填砂長巖心管直徑為4 e m ，長度為5 5 e r a ，試驗(yàn)溫度為3 8o c 。 飽和巖心用水為蒸餾水。常溫下配制弱凝膠溶液，驅(qū)替出的溶液在3 8 條件下恒溫考 察5 d 后，測凝膠粘度。 試驗(yàn)方法：將準(zhǔn)備好的巖心按4 m l m i n 的排量注調(diào)驅(qū)劑溶液，直至驅(qū)出液粘度有明 顯的變化每2 0 m l 取一個(gè)樣，將樣品放入3 8 恒溫箱中候凝5 d ，測凝膠粘度，試驗(yàn)結(jié) 果見表3 7 、表3 8 。 表3 - 7 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) t a b l e3 7t e s td a t ac o r e s 編 孔隙 滲透率 注入前置液注入驅(qū)出液體積 體積調(diào)驅(qū)劑 號 ( t t m 2 ) 體積 濃度驅(qū)出水 驅(qū)出調(diào)驅(qū)劑 ( m 1 )( m 1 )