提高采收率新工艺 (下)

时间:2016-02-02 14:08 来源:《石油与装备》16年2月刊 作者:冯耀忠 山东省博兴
        油田开采效果与采用的提高采收率方法有关。目前,生态安全、经济可行的提高采收率方法当属生物工艺法。近年来,最流行的一项技术是通过激活地层中微生物过程和地面注入微生物与营养物质的微生物来提高采收率。提高采收率的新装置也随之被广泛研制,如美国最新研发并应用的一种利用太阳能热处理装置。该装置完全利用太阳能产生的蒸汽进行蒸汽热采,相比传统热采工艺具有购置、维护成本低,生态环保等优点。另一种较有前景的工艺是在碱 -聚合物驱油剂中添加一种低浓度的廉价的轻质共溶剂,在地层中形成低粘微乳液,通过容限各种原油、温度和含盐饱和度,明显改进其相特性,有效地驱替原油。该工艺采用聚合物和共溶剂进行注入水流动控制,被称作碱 - 共溶剂 - 聚合物(ACP)注水工艺,适用于由温度为 25~1,000℃的地层中驱替黏度为70~500mPaS的原油。矿场实验表明,ACP 与碱、碱 - 聚合物和 ASP( 碱 - 表面活性剂)相比,具有成本低廉、施工简单、有效期长和增油效果稳定等优点。其特性可通过选择合适的共溶剂进行优化,适用的原油粘度范围宽,可以用于稠油开发,提高采收率。

综合微生物提高采收率工艺

        激活地层内的微生物。该工艺的实质是向井下注入充气的无机盐水溶液来激活地层微生物,在地层内形成残余油的生物降解产品,即脂肪酸、乙醇、表面活性剂、生物聚合物和二氧化碳,并具驱油性能。实验结果表明,实施该工艺后,增油量为 131×103t,且每吨增油量的成本低于 5 美元。俄 罗 斯 成 功 开 发 出 一 种 生 物 制剂 “деворойл”。该制剂可在地层条件下积极产生驱油剂的微生物群落,产生的微生物无害性,使用安全。在2000~2008年期间, 共实施了72井次,累计增油 148×103t,已在鞑靼石油公司的油田广泛推广应用。微生物提高采收率工艺的另一个发展方向是采用工业生物合成产品。在地层中,黄原酸多聚糖可在多价金属盐类成胶剂引发下,转化成凝胶状态,之后形成坚固的凝胶,堵塞高渗透含水小层,使地层的未被注入水波及带更加充分的开发。实施该工艺期间,已累计增油 325×103t,平均每一处理井次增油 1200t。地面注入微生物和营养物质。在目前采用的大多数微生物提高采收率工艺中,注入的营养物质均渗入地层的水洗孔道和水洗带,并在其中形成有利于地层已有细菌的新陈代谢条件。由于微生物的生命活动,地层的高渗透带被封堵,注入地层的化学剂在地层的非水洗低渗透带再分配。室内和矿场试验均表明,微生物的生命活动产物可改变油水的相间张力,增大水在高渗透带的渗滤阻力和提高注入水的岩石润湿性。地层微生物处理地层方法可分为以下两类。第一类是采用在地表用矿场发酵装置制备的微生物生命活性物质(代谢产物)。该方法与化学方法类似,借助生物表面活性剂、生物聚合物、溶剂和乳化剂等化合物,提高注入水的驱油性能。第二类是通过微生物在地层中发育,得到代谢产物。借助于向地层中添加微生物和糖蜜、食品和化学工业废料等营养物质,使微生物生长发育,产生驱油剂。该方法可按微生物群落种类分成几个亚类,包括地层中已有的和由地表添加的。第一亚类是由地表添加可在地层近井地带激活的营养物质,激活地层的天然微生物。第二亚类是将地表培育的微生物和营养物质注入地层。俄罗斯对该种综合微生物提高采收率方法进行的矿场试验具有良好的提高采收率效果,对于不同油田和不同层位的原油的强化开采,均具有广泛的适应性。

活性淤泥和生原刺激素生物处理工艺

         俄罗斯研发出活性淤泥和生原刺激素的灰岩地层生物处理工艺,并在沃尔科夫斯克油田进行实验。试验以面积注水方式进行,由联合注水泵站向 10 口注水井共注入了 4.6t 干活性淤泥和 57t废糖蜜溶液,增油效果从第一批活性淤泥和废糖蜜注入 1 个月后开始显现,整个油田的含水从处理开始后已平均下降了 8%,累计增油量为 6,0248t,共减少产出水体积 136,000m 3 ,每井次平均增油 240t。在该油田的矿场实验过程中,对实验区油井的地层流体样品进行了分析,结果确定地层水含 HCO 3 -离子(含 CO 2 指标——废糖蜜发酵最终产物),地层气中含 CO 2 、N 2 、CH 4和 H 2 S。地层内的有机物分解产生的CO 2 ,溶于地层水后产生了可离解成离子的碳酸,可溶于原油使其体积膨胀,降低原油的黏度和密度,并可同地层岩石作用,溶解矿物颗粒。从 2004 年开始,在该油田改进了微生物处理工艺,采用生物制剂为干活性淤泥、淀粉和水解蔗糖。淀粉被用作向地层注入的活性淤泥的稳定剂,以便使其在地层中提前沉淀,提高地层的残余阻力系数,同时可给硫酸盐还原菌提供养料。1994~2005 年期间,共实施了 78 井次处理,共增产原油36,754t,减少产水 275,900m 3 ,每井次生物制剂耗量 4.6t,平均每井次处理增油量 471t。为证实生物处理的有效性,研究人员对注活性淤泥前后的注水井进行了水动力试井。试井结果表明,细菌降低了地层近井和远井地带的水力传导性,在地层孔隙内生成细菌的生物聚合物,对地层的渗滤性产生良好影响,证实了生物方法具有在低含水下完全驱出灰岩地层残余油的效果。在该油田的 6 口注水井上,每年实施每井次耗用 4.5t 生物制剂,就可使采收率提高4.6%,经济效益为耗用每 1t 生物制剂增油 130t。
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