采油微生物在多孔介质中的运移与生长实验研究

利用优选的微生物驱油菌种N80，模拟油藏条件在人造多孔介质(岩心)上进行的微生物运移、生长和提高采收率实验结果表明，该菌在岩石表面有较强的吸附性，吸附平衡所需菌液量为2．2PV；并可在多孔介质中运移和生长代谢，岩心出口产出液中菌浓度与注入原菌液相近，产出液pH值下降1．8，表面张力下降31．2％；较水驱提高石油采收率6．6％．说明该菌种适宜作驱油菌种．     

微生物驱数值模拟研究进展

基于微生物驱采油机理,从数学模型和软件应用2个方面介绍和总结微生物驱数值模拟研究现状。由于经典微生物驱油模型(Islam模型、Zhang模型和Chang模型)不包含代谢产物组分,分别从产物主要以生物表面活性剂、生物聚合物以及其他产物模型来阐述现存模型的优缺点;主要从MTS,UTCHEM,CMG-STARS,ECLIPSE和MRST这5个方面总结微生物驱数值模拟的软件应用。当前微生物驱数学模型无法准确体现实际微生物驱油过程,均存在些许不足。因此,今后研究的重点和趋势为:1)建立完善的多孔介质空间模型来准确描述多孔介质内部孔隙结构;2)系统地研究微生物的形状尺寸对微生物运移和驱油的影响;3)建立多因素、多组分耦合影响下的微生物驱数学模型。     

微生物驱油数学模型

根据微生物生长动力学 ,建立了微生物生长、基质消耗和代谢产物生成方程。在考虑菌体、基质、产物扩散和吸附的基础上 ,用物质平衡方法建立了菌体、基质和产物的运移方程。以多孔介质的毛细管模型为基础 ,建立了由于微生物吸附引起的孔隙度和渗透率变化方程。考虑到微生物作用对流体性质的影响 ,建立了油、水粘度和油、气、水毛管力方程。根据黑油模型建立了三维、三相、多组分基质与产物的微生物驱油数学模型。计算结果表明 ,所建模型能较好地计算出微生物生长曲线、代谢曲线、基质消耗曲线和微生物运移浓度曲线 ,与实验值有较好的一致性。这些模型综合考虑了微生物的生化特性、微生物作用对岩石、流体性质的影响以及油、气、水的渗流规律 ,是一个比较完整的微生物驱油数学模型。     

微生物驱油数学模型

根据微生物生长动力学,建立了微生物生长、基质消耗和代谢产物生成方程。在考虑菌体、基质、产物扩散和吸附的基础上,用物质平衡方法建立了菌体、基质和产物的运移方程。以多孔介质的毛细管模型为基础,建立了由于微生物吸附引起的孔隙度和渗透率变化方程。考虑到微生物作用对流体性质的影响,建立了油、水粘度和油、气、水管力方程。根据黑油模型建立了三维、三相、多组分基质与产物的微生物驱油数学模型。计算结果表明,所建模型能较好地计算出微生物生长曲线、代谢曲线、基质消耗曲线和微生物运移浓度曲线,与实验值有较好的一致性。这些模型综合考虑了微生物的生化特性、微生物作用对岩石、流体性质的影响以及油、气、水的渗流规律,是一个比较完整的微生物驱油数学模型。     

不同采出程度下微生物采油效果分析

 为研究采出程度对微生物采油效果的影响,向不同采出程度的4组岩心中分别注入0.2倍岩心孔隙体积的接种有产表面活性剂菌、产聚合物菌的激活培养基。封闭岩心并置于油藏温度下对微生物进行培养。10d后再次对岩心进行驱替,用平板计数法检测水驱过程中产出液的菌体浓度变化。同时将采取微生物采油措施的岩心的驱油效率与不接种菌的岩心的驱油效率对照,观察采收率的提高幅度,发现采出程度不同时,驱替压力、菌体浓度、最终的驱油效率均不同。实验表明,采出程度导致的原油组分、油水体积比、油水渗流能力等参数的变化共同影响了微生物的生长繁殖及其代谢产物浓度和总量的积累,导致采收率提高的幅度随采出程度的提高呈先增大后减小的趋势。     

微生物提高采收率过程中促进原油动用的机制

随着石油需求的不断增长,提高采收率越来越重要。近年来,选择微生物及其代谢产物作为驱油材料,可以降低成本、减少环境污染且效果较好。已有不少学者通过渗吸、填砂管模型、驱替、数值模拟等实验方法对MEOR的效率进行了研究。本文总结了微生物驱油的五个机制,并通过比较其对微生物驱油效率的影响,发现渗透率变化、改善岩石表面润湿性和界面张力降低在微生物驱油机制中占主导地位。参与MEOR的细菌能够适应不同条件的储层环境,并代谢出生物活性物质,其中生物表面活性剂应用效果最为明显。最后,本研究将有助于理解微生物与提高采收率的关系,并确定其在增加石油产量中发挥作用的机制,对于MEOR在油气行业的发展具有重要意义。     

油层法微生物采油代谢产物生成量的理论分析

为研究油层法微生物采油代谢产物提高原油采收率的能力,根据物质守恒定律及储层孔隙结构特征,建立储层中微生物代谢产物含量与微生物可利用物质含量的数学方程,分析微生物驱油机制及微生物代谢产物的化学组成,揭示微生物在储层中生长代谢有利驱油物质的能力。结果表明:利于驱油的代谢产物成分中氧原子数量较多,而储层流体中可供微生物利用以合成驱油物质的氧原子浓度相对较低,限制了含氧原子的生物表面活性剂、生物聚合物、生物气体等的生成;以烃为唯一碳源的微生物采油难以大幅度提高原油采收率;油层中微生物可利用物质的溶解度、消耗速率、流体的注入速度等均制约微生物代谢产物的产量和生成范围。     

微生物驱油中采收率影响因素实验研究

本文在实验室针对华北油田哈22断块油样进行了微生物驱模拟实验,考察了微生物菌种、菌液浓度、微生物段塞大小以及岩心渗透率等因素对驱油效果的影响.研究结果表明,在所实验的7种菌中,菌种代谢类型对驱油效果影响较大,其中,代谢生物聚合物的菌种和复合菌种驱油效果较好,只代谢表活剂的菌效果较差.微生物浓度越高、段塞越大,驱油效果越好.文中还考察了渗透率对微生物驱油效果的影响,渗透率太大时,驱油效果并不一定好,原因可能是微生物从水驱形成的通道窜流,不能与水驱后的剩余油发生有效作用.     

微生物水驱传输组分模型

微生物驱油是一种经济有效的三次采油方法.针对微生物在水油性油藏传输驱油的问题进行渗流数学理论研究.根据石油微生物学的多孔介质中微生物传输作用机制,首先建立了适合于两种微生物多种组分相互作用的组分模型.利用数值模拟理论,研制了油藏数值模拟组分模型模拟器,从而为微生物驱油的油田开发问题研究提供了理论方法和数值模拟工具.该模型除考虑水、油特性外,全面考虑了微生物的生长与衰竭、微生物间的竞争排它作用、诱导与阻遏作用、产物的增溶、降解等化学反应,扩散、沉浮、吸附等等.模拟组分为12个,是一个完善、实用的组分模型模拟器.模拟结果表明,该模型模拟器具有较强的功能,深入细致地反映了微生物的传输运移机制和各个组分的物理化学反应规律.可对微生物驱油的各类问题进行研究.     

烃降解型微生物强化水驱提高原油采收率微观机制研究

借助微观透明模型建立微观模拟驱油试验系统。以烃降解菌株Rhodococcus ruber Z25和Bacillus cereus Z31为出发菌株,通过物理模拟驱油实验考察了多孔介质中水驱原油的特点及残余油的分布形式：残余油主要以油条和油珠的形式滞留于孔隙介质中;以油膜形式附着在骨架表面;在喉道转角处水流速度为零的＂驻点＂部位。通过静置培养观察了多孔介质中水驱后油藏微生物降解原油及微生物富集的状态,微生物由单菌体形成油水界面处的菌胶团结构。通过研究后续水驱作用下残余油的驱替特征表明,微生物菌胶团、松散的油相与驱替液水相彼此裹挟,沿驱替压力方向运移。本研究揭示了烃降解微生物驱油的微观机制,为微生物采油从实验室走向矿场实践奠定了理论基础。     

微生物提高辽河稠油采收率技术研究

为了探讨利用本源微生物提高稠油采收率新技术 ,详细研究采用微生物富集分离方法从辽河海河油田稠油区块原油、地层水中分离筛选出了三株对稠油有降解作用的本源细菌 ,并将其应用于该区块原油模拟驱油试验研究 .结果表明 :水驱后的油藏中存在能降解稠油并产生羧酸 ,酯 ,醇和二氧化碳等产物的微生物 ;室内可通过调整培养物配方激活微生物 ,使三次采收率提高 2 3 7% ;各单一菌种对原油的作用机制不同 ,它们能协同大幅度提高原油产量 .因此 ,在经过更详细的微生物区系分析后 ,该区块稠油有望实现本源微生物驱 .     

好氧微生物对三元采出水含油量去除效能分析

好氧微生物处理在三元复合驱采出水表现出较好的应用前景,在油田实际污水处理过程中,要求能够尽量的回收原油,减少微生物对水中剩余原油的降解.研究采用已驯化好氧生物载体填料,通过原水的室内试验,考察微生物降解石油过程中,将原油用于自身代谢底物和将原油回收的比率.研究表明,164.53 mg/L的采出水中原油,约12％的原油被微生物吸收利用,80％原油被回收,同时还有约5％～8％处理过程中被挥发和损耗;如果污水处理工艺中,采用气浮装置进行原油的回收,微生物将原油用于自身转化利用率为5％.结果表明在污水处理过程中,好氧微生物作为一种生物催化剂,其维持自身生存所利用的原油较少,而用于三元污水的深度处理上具有很好的处理效果.     

低频脉冲波对储层岩心渗流特性影响规律研究

低频脉冲波增产技术是一种新的提高采收率的方法.采用自行设计的振动采油装置,通过室内试验,研究了不同频率的低频脉冲波对多孔介质中单相、两相液体流动的影响.研究表明,适当的低频脉冲波动可以改善水驱油效果,提高水驱采收率,并降低含水率,而且振动增产效果与振动参数有关.低频脉冲波频率在岩心固有频率附近时岩心渗透率提高最多;振动增产效果还与岩心的渗透率有关,对低渗透率岩心的增产效果要好于中、高渗岩心.对于低渗透率岩心,残余油饱和度降幅可达10%,采收率提高幅度可达15%.     

变原油黏度油水两相流驱替特征研究

为了研究水驱油田开发过程中的原油黏度升高对水驱油的驱替特征影响 ,在经典的非活塞式驱替理论的基础上 ,考虑驱替过程中原油黏度的升高 ,进一步完善了非活塞式驱油理论 ,建立了一个一维油水两相渗流模型 ,并采用解析法和有限差分法两种方法对饱和度方程进行了求解 .用数学模拟的结果研究了原油黏度随含水率上升的 5种变化规律对无水采油期、注入孔隙体积与采收率关系等驱替特征的影响 .结合太平油田沾 1 4块太 1 0 - 1 2井原油黏度随含水上升的变化规律 ,对比了考虑原油黏度变化和不考虑原油黏度变化两种情况下采出程度的差异 .研究结果表明 :开发过程中原油黏度的升高明显地缩短无水采油期 ,加剧含水上升速度 ;未考虑黏度升高的经典驱替理论方法预测的采收率偏高     

非均质油层粘弹性凝胶颗粒提高采收率机理研究

通过非均质双填砂管调驱实验、平板夹砂模型驱油实验和微观驱油实验对黏弹性凝胶颗粒(PPG)提高非均质油层采收率机理进行了研究。非均质平行管岩心调驱实验表明:PPG可在孔隙介质中不断重复封堵与运移,具有良好的调驱性能;PPG优先进入并封堵高渗透层,调整非均质地层吸水剖面,将高渗和低渗岩心的分液量比由原来的高于90∶10调整至30∶70,具备显著的液流转向及油层分流能力;同时,PPG可将低渗透油层的采收率在水驱基础上再提高32.1%;而高渗透油层及整体采收率则分别提高13%和22.9%。微观驱油实验结果表明,PPG能够对不同孔径的孔道进行动态交替封堵,具有显著的封堵高渗孔道、调整非均质、增大波及系数的能力。非均质平板夹砂模型驱油实验中,PPG对不同渗透率条带中的原油都有驱动作用,最终采收率达89%。微观驱油实验结果表明,PPG在非均质油层中实现动态液流转向、扩大波及系数是其提高采收率的主要机理。     

沾3内源微生物驱的生物特征变化及其对驱油效果的影响

内源微生物驱油通过激活油藏中特定的微生物群落提高原油采收率。分析胜利油田沾3区块内源微生物驱现场试验产出液中微生物群落结构以及优势菌的动态变化,考察油藏生物特征与现场开发动态之间的对应关系。结果表明:生物多样性、优势菌含量与现场生产动态之间存在明显的相关性,其中菌群多样性与原油产量之间呈明显负相关关系;4类优势菌的交替协同作用直接影响了原油产量,优势菌总量的变化与原油产量之间呈明显正相关关系,而且油井产量的变化滞后于生物特征的变化。     

一株高温产表面活性剂菌的筛选及性能评价

从油田产出水中筛选出一株能在75℃条件下产生表面活性剂的高温菌,经形态、生理生化特征及Biolog微生物自动鉴定仪鉴定,该菌为枯草芽孢杆菌.生物表面活性剂的临界胶束质量浓度CMC为130mg/L.对其激活条件进行优化,优化结果为:该菌最佳碳源、氮源和最佳盐度分别为花生油、酵母膏和质量分数0.5%的NaCl.用该菌株在模拟75℃高温油藏条件下进行物模驱油实验,结果表明:在培养10d后可提高采收率4.5%.菌株B-1在微生物采油中具有很好的应用前景.     

自生热泡沫体系在多孔介质中协同作用机制

自生热泡沫体系是将自生热体系和泡沫流体相结合得到的体系。设计研发自生热泡沫多孔介质反应测量装置,包括注入系统、测量系统及出口计量系统,用于研究自生热泡沫体系在多孔介质中的作用机制。研究表明:自生热泡沫体系在多孔介质中呈现出化学反应与泡沫的协同作用,泡沫可以调节化学反应温度分布,使化学反应产热均匀加热岩心,并延缓后续热量散失;利用化学药剂在地层中反应产生泡沫,可以增强泡沫封堵性能;在岩心内部,化学反应程度随渗透率增加而增加,最高反应程度约50%,但泡沫不影响化学反应程度。通过理论计算验证了试验结果的正确性,该体系尤其适用于海上稠油开采。     

注水开发后期河流相储层流动单元特征

在利用岩心资料划分流动单元的基础上,用岩心刻度测井资料建立了流动单元储层参数评价模型。利用该模型对储层空间流动单元进行划分和综合研究,结果表明,根据流动单元的渗流特征、储层质量、渗流能力及沉积微相等方面的特征,可将流动单元划分为7种类型。流动单元空间分布主要受沉积微相控制,剩余油主要分布于流动能力中等的Ⅴ—Ⅶ类流动单元中。在开发过程中,由于不同流动单元的变化程度不同,使不同流动单元之间的渗流能力相差较大。该研究结果揭示了在注水开发过程中高孔、高渗疏松砂岩储层不同流动单元的变化特征以及流动单元对微裂缝的形成、剩余油富集规律的控制作用,为高含水时期油田的控水稳油方案的制定提供了依据。     

一株微生物驱链球菌石油降黏的研究

本文介绍了一株链球菌石油降黏的情况，菌种最适生长条件为35℃，5%接种量，盐质量浓度2000mg/L；不同菌龄的离心菌体，除去菌体发酵液和含菌体发酵液分别与石油作用，可知菌体与其胞外代谢产物均有石油降黏效果，后者起主要作用；且含菌体发酵液与石油作用最佳条件为35℃，菌龄10h，与石油作用14h，转速160r/min，石油黏度由4000mPa·s以上降至500mPa·s。本实验表明实验菌种符合石油降黏条件，可用于进一步工业化微生物驱应用。