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微生物“奇兵”解稠油开发之困

华北油田注入微生物新菌群实现巴51断块增产

新闻来源：石油商报

2018-07-02 16:14

　　员工顶着烈日进行单井低压测试工作。

　　在油藏开发过程中，以往的采油技术所使用的微生物多在地层水中进行分离筛选。华北油田通过与北京大学合作，创新思维，选取亲油性更强的微生物菌群，将以前不能流动的石油变成能流动的石油，有效提高了油藏产量。

　　截至6月20日，华北油田二连分公司低温稠油油藏巴51断块的3口井通过注入新型微生物菌群，关井恢复生产后7个多月增油1400余吨，为稠油油藏效益开发开辟出一条新路径。

　　从问题出发，找到症结“开处方”

　　华北油田二连公司巴51断块于2003年投入开发，至2008年9月完成断块基础井网建设，由于储层物性差，油井均需要压裂方能投产。2011年11月以来，通过开展调水增油，结合表活剂吞吐等措施，实现了断块低水平稳产。

　　经过10余年的开发，巴51断块开发目前处于“两低一高”（高含水、低采出程度、低采油速度）状态。为改善油藏开发效果，华北油田技术人员结合油藏地质特点，制定措施治理，相继开展了二元复合驱、微生物吞吐等措施，但效果一直不理想。

　　是油藏特征分析不到位，还是治理措施不科学？为了实现油藏开发新突破、新成效，近几年，技术人员没有停下研究的脚步。他们本着问题导向，决定从根源找症结，破题解困提高油藏治理工作成效。

　　通过一系列繁杂的分析归纳工作，对比开发基础资料，地质技术人员发现：在水井开展微弱组合驱先导试验，从凝胶注入情况看，随着注入轮次的增加，平均单井凝胶注入量随之增加；随着注入轮次的增加，凝胶浓度随之提高。从油井见效情况看，每轮次调驱后均有不同程度的见效，但总体效果呈下降趋势。

　　而在油井开展以微生物、二氧化碳、表活剂等吞吐措施收效也不明显。其中，2006年10月开展3口井微生物吞吐试验，位于高部位的两口油井效果较好，但平均单井日增油仅为1.5吨，有效期59天。2007年10月共实施二氧化碳吞吐5口井，有3口井见效，日增油1.7吨，有效期47天。

　　虽然通过开展多种手段治理取得了一定效果，但未能从根本上改善稠油油藏开发效果，由于油水黏度比高，注水止进严重，含水上升速度快，巴51断块仍低速低效开发。

　　技术人员还发现，以往的微生物采油技术多注重水相微生物，忽略了油藏油相中的微生物，使用的微生物多分离至水中。工程技术研究院三次采油研究室技术人员与专家不断探索，发现油藏微生物除了分布在水相或油水界面中，在油藏油相中也有广泛的分布，且由于受原油、芽孢形态等保护作用其对高温高压等条件还有一定耐受性，这些微生物亲油性更强，在合适条件下更易于原油接触发挥作用。

　　因此，另辟新路，找到亲油性更好的菌种，激发菌群活力，一定会带来油藏开发的新思路。

　　思路创新，用新菌种激发油藏活力

　　针对巴51断块开发状况，2016年底，华北油田决定“借脑引智” 与北京大学合作，通过校企合作，用前沿技术来解决巴51断块的开发难题。

　　在合作中，北京大学专家通过实验分离筛选的微生物菌群由多种分离至原油中的功能微生物配伍形成，包括假单胞菌、芽孢杆菌及迪茨氏菌等。这些微生物均分离至油相，比常规微生物更具有亲油性，易于在原油或油水界面中聚集并作用于原油。这些微生物菌群均具有兼性厌氧特性，能够适应地层中氧含量的变化，使其在油藏环境下能够实现有效增殖。

　　研究中，科研人员利用假单胞菌能够在缺/厌氧条件下快速生长并释放大量的生物气体的特点，提高局部地层能量并扩大波及范围。

　　同时，注入激活剂，可使微生物菌群产生更多的生物表活剂，实现降低油水界面张力，建立微生物菌群调控新方法和新技术，从而达到激活微生物菌群的采油功能。特别是利用油相中菌株独特基因编码方式，能够形成一种特殊的蛋白酶，可显著扩大对石油烃的利用范围，获得先前所不具有的利用长链复杂烷烃的能力。且由于配套使用的激活剂由采油功能菌所需的多项离子元素筛选复配而成，能够有效激活油藏中的内源微生物，通过多种代谢产物的协同作用可有效提高油藏开发效果。

　　注重实效，全过程跟踪实现增产

　　技术创新是驱动，现场实施来提效。由于宝力格油田巴51断块地层渗透率较低，试验油井的合理选择成为技术创新成果转化的重要一环。

　　本着“有潜力、地质条件较好、井网完善”等基本选井原则，在华北油田公司开发事业部的组织下，通过与二连公司结合，结合巴51断块以往开展微生物吞吐先导试验效果分析的基础上，选择在巴51-37、巴51-46、巴51-49井开展试验。

　　在现场实施前，技术人员再次分析油井生产状态，与北京大学紧密协作，“个性化”选定微生物菌群，科学调配激活剂的配比以及注入剂量。在实施时，与二连公司、天成公司等相关单位紧密合作，全程跟踪，保质保量地完成好现场实施工作。

　　通过多方协同努力，3口井累计注入工作液1425立方米。为保证措施实施效果，工程技术研究院和二连公司的技术人员认真做好数据录取，研究参数变化。恢复生产后，技术人员每日认真分析数据，截至发稿日，3口油井日均增油超6吨，超过项目预期目标，实现油藏增油增产目标。

　　下一步，华北油田将进一步加大攻关力度，扩大本原菌群的研究筛选力度，提高微生物适应性，为规模推广这项技术工艺，实现稠油油藏有效开发提供新方法新工艺，实现新成效新突破。

　　员工说

　　王蕊（华北油田工程技术研究院工程师）

　　作为项目的研究人员，在整个项目实施过程中，我受益匪浅。

　　尤其是遇到攻关难题时，大家不眠不休，一起想思路想对策，团队的智慧成为找准解决问题方向的法宝。一个人的思路有限，在今后的工作中，我还要向同事们多学习，丰富自己的知识储备，提高自己的业务水平，尽快成长成才，为公司发展贡献自己的聪明才智。

　　雷小洋（华北油田工程技术研究院工程师）

　　针对宝力格油田巴51断块原油黏度高、流动性差，在原有微生物采油的基础上，通过企校合作，采用新型复配激活剂前沿技术，使51-37井、巴51-46井、巴51-49井在不到半年的时间内增油近1000吨，为巴51断块原油后续开采找到了新思路，通过此次企校项目的开展使我受益颇多，作为一名科研人员，任何时候都不能少了创新思维。

　　郑雅（华北油田工程技术研究院工程师）

　　通过校企合作，拓宽了大家的视野，摆脱了过去的思维定势。

　　在与北京大学专家校企合作项目的初期工作中，共同面对巴51断块的难题从全局性、层次性、动态性等方面综合考虑问题，在复杂的细节中，抓住主要矛盾，另辟新路，打开了油藏开发新思路。在项目实施过程中，共同探讨研究项目实施的可行性，计划周详，从而促使施工过程顺利完成。项目结束后，全程跟踪效果评价，超过项目预期目标，实现油藏增油增产的目标。

　　专家点评

　　生物驱驱动油藏潜能

　　面对原有价格持续走低和油气资源品质的不断劣质化，为实现老油田有质量的挖潜、新油田有效益的开发，必须立足掌控油气资源，深入分析问题、研究对策，及时转变观念、创新思路，加快科技攻关，深化校企合作，强化科研成果转化，推动开发工作上水平。

　　近年来，微生物采油技术在全世界得到迅速发展，显示出良好的应用前景，受到各石油生产国的广泛关注。而华北油田微生物采油技术起步较早，已在二连宝力格、蒙古林油田应用，取得较好成效。我们知道，注水开发的油藏中含有丰富的微生物群落，只要补充注入优选的外源菌和相适应的定向激活有益内源菌的营养体系，利用其代谢产物中的生物表面活性剂，降低原油黏度，增加其在地层中的流动性，可以实现稠油油藏的开发效果。

　　去年以来，针对稠油油藏开发难度大、开发效果差的问题，华北油田工程技术研究院通过科研立项和校企合作方式展开新一轮研究公关工作。通过创新提出“核心微生物”理念，科学组合微生物菌群，进一步提高微生物的作用效果，有效降解石油烃类，改善原油物性，发挥提高采收率的作用，这一举措在二连宝力格油田巴51断块低温普通稠油油藏取得较好成效。

　　值得一提的是，华北油田坚持科技创新驱动生产力，通过采用校企合作模式，提高科研攻关效率，为企业可持续发展增添了活力。校企双方以科研项目为载体，以解决油田发展急需解决的关键技术为出发点，凭借高校扎实、精深的理论基础、前沿技术的研究经验以及完备的实验条件等优势，借助企业提供的平台、丰富的实践经验以及科研经费的大力支持等有利条件，实现优势互补，双方互利共赢。

　　油田的发展之路从来不是坦途，对于开发40余年的华北油田来说，资源品质下降，产量稳产难度加大，是要面对的难题。但只要针对油藏难题，用创新驱动发展、用技术进步为生产破题解困，必将夯实资源基础，助推企业稳健向好发展。（作者游靖为华北油田工程技术研究院副院长）