油藏内源微生物演替规律及其对驱油效果的影响

利用长岩心连续动态驱替实验模拟现场微生物驱油过程,通过高通量测序及荧光定量PCR技术定量描述物模驱出液菌群结构、多样性指数及驱油功能细菌浓度的动态变化规律,并分析生物特征动态变化规律与含水率变化之间的对应关系。结果表明:激活剂多轮次段塞注入方式下,内源菌群呈现连续动态演替变化,菌群结构趋于简单化,多样性指数逐渐降低,不动杆菌、厌氧小杆菌及甲烷嗜热杆菌逐渐成为群落中的优势菌属;内源总细菌浓度及驱油功能细菌浓度随激活剂的注入逐渐升高,在时间尺度上存在明显的好氧、兼性及厌氧驱油功能菌级联激活规律,厌氧产甲烷古菌激活时整个代谢链被启动,驱油效率最高;在兼性及厌氧驱油功能细菌浓度提高2个数量级后,产出液细菌群落多样性指数与含水率变化之间存在明显的相关性,可以作为内源微生物驱油生物特征指标,指导内源微生物驱油现场效果的分析及方案的针对性调整。     

内源激活剂驱油藏内微生物菌群结构变化分析

油藏内源功能微生物的激活能有效提高采油效率。其中激活后功能微生物的群落变化分析及相关代谢基因丰度的变化对内源激活剂的筛选及激活机理研究具有重要的指导意义。本实验利用高通量测序技术准确分析了内源激活剂注入井（WJW199.1）和对照井（WJW202）中内源微生物（包括古菌和细菌）基于门、纲、属水平的种群多样性和群落结构。结果表明采出水中Thaumarchaeota门的古菌占主导,而丰度最高的细菌属于Proteobacteria门和 Firmicutes门。不管对于古菌还是细菌,注入井中的微生物多样性都远高于对照井,说明激活剂的添加有效激活了其中的内源微生物,提高了群落结构多样性。尤其是Pseudomonas,Arcobacter等具有产表活剂能力的功能微生物。同时,硫酸盐还原菌脱硫弧菌属等有害菌被抑制,丰度降低。表明从微生物种群变化的程度来看内源激活剂的注入降低了有害菌的丰度,激活了功能微生物,增强了整体微生物的驱油能力。     

陆梁水驱油藏内源微生物激活配方优化及性能

针对陆梁油田陆9井区边底水油藏特性,运用聚合物驱等方法提高采收率在该油藏中受限;采用最大可能数法(MPN)分析油藏产出液中微生物四类菌浓度及分析了油藏地层水的离子组成;确定了激活内源微生物的激活思路。确定以菌浓、原油乳化效果和界面张力作为优化激活剂配方评价的依据;并以物理模拟实验为指导,通过调整激活剂中蔗糖、钠盐的浓度,比较激活剂是否注气两种方式;优化了激活剂配比,进行了激活效果评价实验。结果表明,对于陆梁油田陆9井区油藏,在一定范围内,提高激活剂中蔗糖、钠盐的含量,注入空气,可以有效提高微生物驱采收率;其中激活剂体系优化选择质量分数0. 55%的蔗糖、质量分数0. 6%钠盐,可提高驱油效率6. 45%,能较好满足生产效益,为陆梁油田陆9井区开展内源微生物驱提供了可靠的室内实验依据。     

特低渗透砂岩油藏水驱微观机理

为探讨特低渗透砂岩油藏水驱油的微观机理及水驱后的开发潜力,选取鄂尔多斯盆地延长组典型岩心进行水驱油实验并进行核磁共振测试.结果表明:特低渗透砂岩油藏小孔喉中赋存的石油很难被驱替出来,剩余油大部分集中于小孔道;岩心的原始含油饱和度普遍小于可动流体百分数,驱油效率小于可动油百分数;随着岩心渗透率的增大,原始含油饱和度、可动油饱和度、可动油百分数、驱油效率均有增大的趋势;且渗透率越低,随着渗透率的变化,上述参数变化的幅度越大.可动油百分数、可动油饱和度是影响驱油效率的主要参数.剩余油由剩余可动油与剩余不可动油组成,剩余可动油是油藏下一步挖潜的目标,其评价参数为剩余可动油百分数.水驱油实验中,只驱出了可动油的66.22%,还有33.78%的可动油残留在岩心中,特低渗透砂岩油藏水驱后还有很大的挖掘潜力.     

胜利油田水驱油藏内源微生物群落结构及分布规律

根据胜利油田的油藏特点,在温度(55 ～ 91℃)、矿化度(3 000～20 000 mg/L)及渗透率((207～6900) ×10-3 μm2)等油藏条件下,利用16S rDNA克隆测序技术研究了10个水驱油藏的内源微生物种群及分布规律.结果显示,油藏内源微生物由种类丰富的细菌和古菌组成.其中,细菌以变形杆菌门为主(其中Gammaproteobacteria数量占总菌数的41.4％,Betaproteobacteria数量占总菌数的25.0％),共计114个属;另外,古菌共计14个属.整体上涵盖了烃降解、产生物表面活性物质、产甲烷等多种驱油功能微生物,其中,石油烃降解菌Achromobacter、Arcobacter几乎分布于所有研究区块.群落结构受到油藏温度、矿化度、渗透率、水驱时间等因素的影响.较高温度的油藏中古菌种类以及细菌中Thermus、Thermincola、Thermanaeromonas等嗜热菌含量均显著提升.其中:90℃油藏的嗜热细菌数量占总菌数的23％,并出现了极端嗜热古菌Geoglobus;矿化度10 000 mg/L以上的区块,耐盐菌数量占总菌数的30％左右,约为该矿化度以下油藏的2倍,而较高矿化度下的严格厌氧、反硝化等代谢形式未形成优势;油藏渗透率提高和水驱时间的延长会显著提高微生物多样性,种属数量增幅可达1倍以上.以上结果表明:研究的各水驱油藏普遍具有实施内源微生物驱油的生物基础;不同的油藏环境导致微生物群落结构存在明显差异,微生物驱油的激活配方及注入工艺需进行针对性的设计和优化.     

聚合物驱后微观剩余油分布的网络模型模拟

利用网络模型研究了储层特性（孔隙半径、连通性、均质性和润湿性）对聚合物驱后剩余油含量及微观分布形态的影响。在模型中考虑了聚合物的非线性粘性、吸附和捕集等特性。将微观剩余油分为孤立状、条带状和网络状3种不同的分布形态。模拟结果表明，随着孔隙半径的增大，孤立状剩余油增多，网络状剩余油减少。随着连通性的增强，孤立状剩余油增多，其他两种形式剩余油变化趋势复杂多样。储层均质性对孤立状和网络状剩余油的影响均比较明显。在3种影响因素下，网络状剩余油所占比例明显大于孤立状和条带状。随着储层润湿性的增强，剩余油饱和度降低的速度减慢。     

聚合物驱后微观剩余油分布的网络模型模拟

利用网络模型研究了储层特性(孔隙半径、连通性、均质性和润湿性)对聚合物驱后剩余油含量及微观分布形态的影响.在模型中考虑了聚合物的非线性粘性、吸附和捕集等特性.将微观剩余油分为孤立状、条带状和网络状3种不同的分布形态.模拟结果表明,随着孔隙半径的增大,孤立状剩余油增多,网络状剩余油减少.随着连通性的增强,孤立状剩余油增多,其他两种形式剩余油变化趋势复杂多样.储层均质性对孤立状和网络状剩余油的影响均比较明显.在3种影响因素下,网络状剩余油所占比例明显大于孤立状和条带状.随着储层润湿性的增强,剩余油饱和度降低的速度减慢.     

利用剩余油微观形成机理提高采收率

油田注水开发实践证明,当油井完全水淹时,仍有相当量的原油滞留在储层当中,这部分剩余在底层的原油叫做剩余油。认识和研究剩余油的形成机理以及其开采方法,不但是油田提高采收率的基础,而且也油田改善水驱开发效果的基础。本文通过对剩余油形成的微观机理的阐述,提出剩余油的微观开采方法,以便在油田开发中后期获得最大的经济采收率。     

双河油田聚合物驱后微观剩余油分布特征

为进一步认识聚合物驱后油藏微观剩余油分布特征,以河南双河油田天然岩心铸体薄片真实孔喉为基础制作微观仿真模型,采用微观模型驱油实验以及图片分析方法研究了不同渗透率模型水驱后、聚合物驱后微观剩余油分布特征。结果表明,水驱后剩余油以簇状、柱状分布为主,少部分以膜状、孤岛状和盲端/角隅状分布;聚合物驱对各个形态剩余油均有不同程度的驱替效果,对簇状、盲端/角隅状剩余油驱替效果尤为明显;聚合物驱后微观剩余油形态仍以簇状、柱状剩余油为主,膜状、孤岛状剩余油比例上升明显。     

特低渗透油藏驱替特征

为了深入研究特低渗透油藏水驱油的渗流规律,建立了考虑启动压力梯度的一维油水两相驱替数学模型并进行数值求解,分析了启动压力梯度和渗透率的非均匀分布对特低渗透油藏驱替特征的影响。计算结果表明:启动压力梯度的存在导致平均含水饱和度降低和地层压力升高,驱替效率降低;渗透率从小到大驱替时驱替效果更好。该成果为特低渗透油藏的合理开发提供理论指导。     

孔隙介质中非混相微观驱替机理及影响因素

石油工程注水开发过程中,存在着多种微观驱替机理。对活塞型驱替机理、海恩斯跳跃、爬行机理、卡断机理、小孔包围大孔机理、指进机理和绕流、粘附现象、部分膜流动机理、汇聚现象等驱替机理分别进行了综述和探讨。这些驱替现象能否发生、发生的相对重要性依赖于外部条件(如注入速度、注入压力)、孔隙介质的微观几何形状及结构形态、流体性质、储层特性以及两流体之间的界面张力等。结合薄片岩心动态驱替模型实验结果及相关文献,简要指出了各种驱替机理的影响因素。     

聚合物驱后宏观和微观剩余油分布规律

利用物理模拟、数值模拟、测井解释、检查井取心分析等方法,对多层非均质砂岩油田聚合物驱后剩余油宏观和微观分布规律进行了研究.分析认为, 中等渗透率厚油层是聚合物驱后剩余油主要潜力所在.针对不同类型剩余油, 提出了继续挖潜的对策和措施.     

氯化钙水型油藏内源微生物激活剂研究

应用最大可能数法(MPN)和高通量测序分析新疆油田氯化钙水型油藏产出液中微生物群落结构。应用离子色谱分析了油藏地层水的离子组成,确定了激活内源微生物的基础及目标。确立以原油乳化效果、激活后烃氧化菌浓度为筛选激活剂的主要指标,进行了内源微生物激活剂的筛选。在单因素实验筛选最佳碳源、氮源和磷源后,采用均匀设计优化了激活剂组分含量,并进行了激活效果评价实验。实验结果表明:优化的激活剂激活地层水中内源微生物后,原油乳化效果明显,提高功能菌群烃氧化菌等菌浓5~6数量级,而硫酸盐还原菌被明显抑制;同时微生物群落结构发生明显改变,细菌生物多样性有所降低,实现了对Pseudomonas、Bacillus、Stenotrophomonas、Pusillimonas和Acinetobacter等常见采油功能菌的高效激活。     

宾汉非牛顿稠油微观驱替特征

利用加入毛管力修正项的Ｂｕｋｌｅｙ－Ｌｅｖｅｒｅｔｔｅ偏微分方程，对不驱宾汉型稠油进行了数值求解，并研究了毛管力和重力对水驱宾汉稠油的影响。     

宾汉非牛顿稠油微观驱替特征

利用加入毛管力修正项的Ｂｕｋｌｅｙ－Ｌｅｖｅｒｅｔｔｅ偏微分方程，对水驱宾汉型稠油进行了数值求解，并研究了毛管力和重力对水驱宾汉稠油的影响．结果表明，含水饱和度和驱替效率不仅与相对渗透率有关．还要受到稠油内在的宾汉非牛顿特征的影响．毛管力在水驱宾汉稠油低速渗流时对驱替的影响较为显著，其影响程度与稠油的非牛顿性有关．在油田开发实践中，水驱稠油低速渗流时．要充分考虑和利用毛管力进行驱油．     

海相稠油油藏高倍数水驱岩心润湿性实验及微观机理

中国南海珠江口盆地海相砂岩强边底水稠油油藏,采用水平井、大液量和天然能量开发。由于水驱倍数高,储层经过强烈冲刷,储层润湿性发生改变,从而影响水驱渗流特征。目前关于高倍数水驱储层润湿性变化的研究集中于陆上稀油油藏,对于海相沉积的稠油油藏研究偏少,且微观机理解释不多。本文改进了常规润湿角实验规范和流程,首先利用不同黏度油样和地下岩样进行高倍数水驱实验,然后测定高倍数水驱后岩心润湿性,研究原油黏度和驱替速度对岩心润湿性变化影响。结合X-衍射定量分析、扫描电镜、稠油四组分含量测定实验结果和分子动力学模拟方法,从矿物成分变化和极性物质含量方面,分析了润湿性变化的微观机理。结果表明:原油黏度越大,高倍数水驱前油湿性越强,高倍数水驱后接触角变化的绝对值越大;当原油黏度为150 mPa·s时润湿性改变的潜力最大;水驱过程岩心黏土矿物含量的变化和岩心表面油膜的破坏是润湿性转变的重要因素。该成果对海相稠油油藏提高采收率具有指导意义。     

哈得逊油田东河砂岩微观剩余油形成机理

为厘清哈得逊油田东河砂岩微观剩余油形成机理及三次采油的方向,利用岩心扫描电镜、铸体薄片、CT扫描及压汞测试等方法,在哈得逊油田东河砂岩微观非均质级次研究的基础上,通过微观刻蚀薄片水驱油实验和真实岩心水驱油CT扫描研究油水运动状态及微观剩余油形成机理。结果表明:研究区微观非均质性从级次上分为单一孔喉级、局部孔喉组合级与岩心孔喉连通级。油田生产压差形成的动力与毛细管力、黏滞力构成的阻力,以及注入水沿着孔喉中央的驱替速度与沿着孔喉表面的剥离速度的相对大小控制了油水的运动。微观剩余油形成机理为单一孔喉的孔内贯穿作用、润湿捕集作用、角隅滞留作用,局部孔喉组合的旁超作用、指进作用,以及岩心内部的窜流作用。指进作用造成的斑块状剩余油及窜流作用形成的连片富集型剩余油是研究区后期挖潜的重点。     

泡沫复合驱微观驱油机理实验研究

利用微观仿真光刻玻璃模型进行了驱油实验,利用图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号,然后采用图像分析技术对表面活性剂\聚合物泡沫复合驱的微观驱油机理进行了研究,直观的观察了泡沫复合驱过程中泡沫的生成与消灭以及泡沫驱油过程。实验结果表明,泡沫的形成主要有三种形式:在入口端发生的分离作用、在孔隙和喉道间发生的缩变作用、在孔隙中发生的挤压作用;泡沫破灭主要的形式是泡沫对油滴的挤压作用,使得两个气泡合并成一个气泡。     

特高含水油藏CO_2微观驱油机制

根据常见的水驱剩余油类型,提出盲端、孤岛、簇状3种理想剩余油微观模型,应用自主研发的高温高压微观可视化实验装置研究特高含水对CO_2与剩余油的微观作用过程影响,建立CO_2与油水接触的微观数学模型。结果表明:水的屏蔽作用明显延缓了CO_2与原油的微观接触过程,使得混相过程更加复杂化,无论水膜厚度多大,CO_2都能穿透水膜溶解于剩余油中;注入压力越高,CO_2在的扩散速度越快,达到混相的时间越短;CO_2混相驱能够在水驱的基础上进一步提高原油采收率;高含水油藏在实施CO_2驱过程中应采用高压低速的注气方式。