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生物采油可行性报告
．概述
.石油开采
石油是一种复杂的烃类混合物这些烃类可能以气态、液态或者沥青质的固态存在它一般在地下的沉积岩层中存在液态烃俗称为原油它存在于储油岩层的孔隙中孔隙的大小不同因而开采时的难易程度也有所不同。在没有外压的情况下孔隙中的原油很难溢出。
常规的一次采油是油井建成之后靠地层压力将原油压至地面能开采出原油量的左右；二次采油需压、注水、注汽等靠水或气体的流动将油从油井驱至地面能得总储量的％2％剩余在油藏中的石油由于吸附在岩石空隙间难以开采因此需要新的方法将其开采出来这就需要三次开采油。
三次采油的主要机理是降低原油黏度或增注入水的黏度缩小油水之间的黏度差控制水的流动性提高驱油面积从而提高原油的采收率。常规的三次采油方法有热驱蒸汽驱油化学驱油包括表面活性剂驱油和聚合物驱油以及生物采油。
常规的化学驱动都比较昂贵而生物采油随着生物技术的发展已经向着经济开采原油的目标迈出第一步。利生物开采枯渴的油层是目前最经济的方法应这种方法不仅可以开采出流动的原油而且可以开采出不动的石油并能使枯渴井延长寿命。年以来的研究证明生物采油是一种最有前途的强采方法。
.2生物采油技术概述
生物采油技术即生物提高原油采收率技术microbilenhnceoilrecovergMEOR是通过将筛选的生物注入油藏利生物在油藏中的有益活动生物的代谢产物与油藏中液相和固相的互相作对原油/岩油/水界面性质的特性作等改变原油的某些物理化学特征改善原油的流动性质从而提高原油采收率的综合性技术。采油生物代谢过程中除了产酸生物表面活性剂和气体等代谢产物外还产生聚合物和有机溶剂等所有这些代谢产物都能在不同程度上以不同方式作于地层原油改善原油的性质以利于原油的开采生物采油技术经过年的发展逐渐成为目前国内外发展迅速的一项提高原油采收率技术也是2世纪一项高新生物技术。
广义地说生物采油方法主要包括两大类一类是利生物产品如生物聚合物和生物表面活性剂作为油田化学剂进行驱油也称为生物地上发酵提高采油率。目前该技术在国内外已趋成熟；另一类是利生物及其代谢物提高采油率主要是利生物地下发酵提高采收率。狭义上得生物采油技术就是指利生物地下发酵提高采收率方法。本报告也将就后者进行重点分析。
生物采油即地下发酵发是直接将生物注入到油层将储油岩层作为一个巨大的发酵罐在其中生长繁殖代谢出对提高采收率有的代谢产物或进行原油改良从而提高原油采收率得方法。与其他提高采收率的方法相比生物采油技术具有明显的优势；一、施工成本低二、施工工艺简单操作方便操作方式灵活变容易控制三、具有不损坏地层可反复使易生物降解不易污染环境的生态学优势四、增产效果持续时间长五、使范围广。
2．生物采油技术的现状及前景
生物采油自2世纪2年代被提出后由于受到种因的限制发展一直很缓慢2世纪2年代世界石油危机后各国速了对细菌采油的研究。最近几年国外研究生物采油的大学越来越许大石油司以及独立的高科技验室也在进行研究和开发并得许可喜的成果。
在采油生物研究初期主要侧重于菌种的筛选菌种的性能评价室内模拟试验矿厂应试验与提高原油采收率的研究。生物采油技术在广泛应的基础上其深入研究主要表现在两个方面一是生物采油技术与矿厂工程学的深入研究；二是石油生物菌种的生物学特性的基础研究。
为了给生物采油技术提供性能优良的菌种采油生物菌种的基础研究十分活跃主要表现在以下五个方面生物生理学研究石油生物遗传学研究者热菌耐温菌的基础研究石油生物酶的研究石油生物的分类鉴定。
目前大部分生物采油现场验均是含蜡量高的轻质油中进行的而胶质、沥青质含量高的黏油生物缺乏足够的资料。显然原油黏度越高通过生物生命活动降低其黏度增其流动性也越困难。
目前高黏油生物采油技术报道极少高黏油的生物开采现场验层有成功报道但为不。高胶质、沥青质含量也给高黏油的生物开采带来了不少困难但是通过筛选高黏油优良菌种进行高黏生物开采矿场验探讨高黏油生物采油机理是目前世界上亟待解决的一项技术难题。
．可行性分析
．生物采油的机理
生物采油利以蜡为碳源的耐氧厌氧菌对原油的作和在此过程中所产生的轻组分及代谢产物——有机酸、醇和表面活性剂来改善原油的流动性、改善油水、界面状况和流动关系以增油井产油量提高油田开发效果通过细菌对地层的直接作以及细菌产生的各种代谢产品对油层的作可以提高原油的采收率。细菌对油层的作方式主要有以下几种。
..生物的直接作
通过在岩石表面上的生长繁殖占据孔隙空间物理方法驱出石油改变碳氢化合物的馏分。生物能黏附则岩石表面在油膜下生长最后把油膜推开使油释放出来。
..2改变原油的组成
通过降解原因使其变成低黏的原油。生物以石油中正构烷作为碳源而生长繁殖从而改变了原油的碳链组成使原油黏度降低而变得容易流动。生物不断老化改变了石蜡其原油的物理性质影响了原油液或固相的平衡降低了石蜡其原的临界温度和压力。生物的增能大大减少储存、井眼和设备表面原油石蜡的温度和压力。生物生长时释放出的生物酶可降解原油使原油碳链断裂高碳链原油变为低碳链原油使重组分减少轻质组成增凝固流和黏均可降低。不仅改善原油在油层中的流动性而且会使原油层质得到改善。
..改变原油的驱油环境
...生物表面活性剂提高采收率
生物所产生的表面活性剂会降低油水界面张力减少水驱油主管张力提高驱替毛管。同时生物表面活性剂会改变油藏岩石的润湿性从亲油变成亲水使吸附在岩石表面上的油膜脱落油藏成余饱和度降低从而提高采收率。
...2生物气提高采收率
大生物在代谢过程中都产生气体如CO2H2CH等。这些气体能够使油层部分增压并降低原油黏度提高原油流动能力；溶解岩石中的碳酸盐增渗透率；使石油膨胀其体积增大有利于驱出原油增产量；同时气泡的贾敏效应还会增水流阻力提高注入水波及体积。
...产生酸及有机溶剂提高采收率
生物产生的酸主要是相对低分子质量的有机酸甲酸、丙酸也有部分无机酸硫酸。它们能溶解碳酸盐一方面增孔隙度提高渗透率；另一方面释放二氧化碳提高油层压力降低原油黏度提高原油流动能力。产生的醇有机酯等有机溶剂可以改变岩石表面性质和原油物理性质使吸附在孔隙岩石表面的原油被释放出来并易于采出地面。研究结果表明生物作原油主要产生乙酸、丙酸另外还有其他几种短链有机酸。与此同时生物还产生两种未知醇类这些都是生物在发酵原油过程中的代谢产物它们有利于改善原油黏度类似轻度酸化增岩石孔隙度从而提高原油量。发酵液中的有机酸分析表明细菌的生命活动速了石油的分解它能代谢石油烷烃而产生脂肪酸随着发酵时间的增长有机酸含量也同时增。经细菌发酵过的发酵液PH明显下降一般可将发酵液的PH由7.降低到..。
....生物聚合物提高采收率
生物在油藏高渗透区生长繁殖及产生聚合物能够有选择地堵塞大孔道增大扫油系和降低水油比。在水驱中增水的黏度降低水相的流动性减少指进和过早的水淹提高波及系增大扫油效率。在地层中产生的生物聚合物能在高渗透地带控制流度比周整注水油层的吸水剖面增大扫油面积提高采收率。
..综合作表
表生物代谢产物对油层的作
．2.生物采油的应方案
.2.单井周期注入生物采油
单井周期注入法又称单井吞吐法。为了提高低产油井的产量需要将所筛选的采油生物和其培养液、营养液从单口采油井高压泵入油层；关井日成周使生物在油层中生长繁殖并产生代谢产物生物可运动到油井周围直径m左右的储油岩层；通过生物及其产物的作疏通被堵塞的油层孔隙通道增原油的流动性提高原油的采收率。关井时间视生物的生长繁殖情况而定这主要决于油层的温度。开井后采油生物可被反排出来故称单井吞吐法。周期性的生物采油增油期维持时间较短一般为半年或月。为了保持高产待采油量降低后需要再次循环注入采油生物有一定局限性。在同一地区重复进行了周期性注入时常出现生物净化作。
周期性生物采油机理见图。
生物单井吞吐采油的选井应注意以下几个问题。①产能低渗透率低的油井不适应单井吞吐。②易出砂井不宜采单井吞吐。③黏土含量高的油层不宜采。④高温、高压井不宜采生物开采。
生物注入量注入周期确定要合理。菌液量与处理频率是否是最佳最优是影响经济效益的重要因应根据具体情况调整一般不宜超过六轮。
生物单井吞吐采油应在含水79时进行有利于生物生存、繁殖。生物单井吞吐是小断块连通状况差地层温度低的“土豆”油藏的很好的增产措施。
.2.2生物驱油
生物驱油是指将筛选到的采油生物与其营养物从注水井高压泵入储油层。生物随注入水在油层内迁移直至运动到储油层深部。生物在油层内生长繁殖并产生种代谢产物。细胞和代谢产物分别作于原油发挥出各自的驱油功能降低原油黏度增原油的流动性。驱替原油从油井中采出从而提高原油采收率。生物驱油是所有的生物采油方法中真正提高原油采收率并且效果最好显效最长的生物显油技术。
生物驱替原油机理见图2。
筛选采油所生物菌种的一般方法步骤见图。
第一步是现场样从准备生物处理的油藏原油、水中分离菌中。从油藏中分离出的生物应与其油层条件类似的油藏效果较好。
第二步是厌氧富集。从现场采集的油、水样品装入压厌氧的菌管中或试验装置、富集装置中进行样品富集厌氧培养。
第三步是生物筛选。将厌氧的培养物置于将进行生物处理的油藏条件下考虑新黏试验从中筛选适于油藏条件的生物。然后进考察菌种与注入水的配伍性。污水处理站及注水井的水样进行室内试验观察注入水对菌株的伤害选择抗伤害能力强的菌株。注入水对菌体的伤害是由于水处理药剂所致尤其是杀菌剂为严重。因此在施工过程中可停止入水处理药剂。
第四步是驱油模拟验。型填矿柱做岩芯模型饱和原油和气态烃模拟油藏高温、高压、高矿化度条件筛选的生物菌种做室内驱油试验。在型岩芯模拟试验的基础上进一步做放大岩芯模拟试验根据驱油效果确定生物菌种。
在做驱油岩芯模拟试验时应同时对筛选的菌种做驱油机理的研究。将筛选的菌种在相应的条件下做原油降黏效果分析及产酸产气定量分析根据生物的作效果进一步确定采油现场应的生物菌种。
当生物采油法于开采深层高温油井时从自然界分离到的生物很少能够满足所有的要求。因此应当通过遗传操作来改造现有菌种及构建符合特殊要求的生物菌侏。
.2.激活油藏生物群落驱油
油藏中存在着天然的生物群落但是由于某些营养物质的贫乏使原先生物的量少活性低。如果从注水井中将生物生长缺乏的营养物注入油层激活油藏内的天然生物群落使其生长繁殖并产生种代谢产物作于原油提高原油的采收率可以节约大量的成本。践证明在油藏条件下存在着本源生物本源生物严格厌氧的单独存在从油藏种类的发展来看由于生物生理特性的作在矿场经历着自然的选择也可能涉及它们进入地层的地质时期这些厌氧生物几乎总是与发酵、硫酸盐还原、甲烷细菌结合在一起。这生物可以利原油中的烃炭作为碳源从而使生物方法采油变得简单。
