SF菌驱油微生物学基础研究及其应用

论文摘要

微生物驱油技术是一项新兴的提高原油采收率的方法。目前，该技术仍处于研究试验阶段。根据微生物驱油适合的油藏标准，微生物驱油具有巨大的提高采收率的潜力，特别是适用于高含蜡、原油粘度较高的油田提高原油采收率。尽管许多专家、学者进行了大量的室内实验研究和一些矿场试验，但针对不同油藏菌种的选择、微生物驱油提高采收率机理、微生物在多孔介质中的生长、繁殖和运移等多方面的研究还不清楚，特别是有效的微生物现场试验还比较少。本文针对微生物驱油的核心问题，建立了系统的、以现代仪器分析和化学分析手段相结合的微生物表征方法和驱油机理研究方法。从大庆油层流体中分离培养出以烃类为碳源的4种菌株，并分别对其进行了微生物学表征，研究了它们的适宜生长繁殖条件、代谢规律和代谢产物的组成，进行了室内实验和现场微生物驱油试验，取得了明显效果。分离培养的T01、T02、T03菌，生长温度相近，分别具有产表面活性剂、产酸和产气功能。按优势互补的原则将三个基础菌株复配组成了驱油微生物SF67。对三种菌的兼容性、共生的生长性、繁殖性能进行了研究。研究表明，三种菌具有良好的共生性、繁殖和代谢功能。SF67代谢产生的表面活性剂主要是鼠李糖脂类表面活性剂，酸主要是乙酸，气为二氧化碳。SF67对原油中的饱和烃和芳香烃都有降解作用，使原油的含蜡量和粘度明显降低，油水界面张力和pH值也有一定程度的降低。微观驱油实验研究表明，菌液启动水驱后剩余油的机理是剥离油膜、改变多孔介质的润湿性和乳化携带作用。润湿性测定表明SF67代谢过程中能够使固体表面的接触角由140°降到50°左右。室内岩心驱替试验结果表明，在模拟芳6区块的油藏条件下，微生物驱采收率可比水驱提高9.6～10个百分点。根据芳6区块的油藏地质特征，采用室内研究数据，应用数值模拟，优选出了微生物驱矿场试验注入方案，并进行了现场试验。目前矿场试验已经见到初步效果，在采出井中检测到了达10~2个/ml的注入菌，表明SF67可在油层中运移、繁殖。9口油井平均含水由65.7％降到59.4％，产油由3.4t/d增加到4.2t/d，展示了良好的应用前景。驱油用微生物的筛选及研究方法的建立为进一步的微生物驱研究打下了良好的基础；微生物代谢产物的分析和代谢规律的认识，以及它们对驱油机理的作用也进一步丰富和发展了微生物驱油理论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 微生物驱油技术简介
• 1.1.1 微生物驱油技术
• 1.1.2 微生物驱油技术的种类
• 1.1.3 微生物驱油的机理
• 1.2 MEOR用微生物及其油藏基础知识
• 1.2.1 微生物的共性
• 1.2.2 驱油微生物的特点
• 1.2.3 影响微生物活动的油藏条件
• 1.2.4 MEOR油藏和微生物的选择简介
• 1.3 MEOR的优点及应用
• 1.3.1 MEOR的研究方法
• 1.3.2 MEOR的优点
• 1.3.3 MEOR的应用条件
• 1.4 微生物驱油技术发展历程及研究现状
• 1.4.1 微生物驱油技术设想的提出及发展历程
• 1.4.2 现阶段技术水平及重点研究领域
• 1.4.3 微生物驱油技术的理论研究新进展及其应用前景
• 1.4.4 国内外的研究现状
• 1.5 存在的问题以及本文的工作
• 第二章 驱油微生物的筛选和性能鉴定
• 2.1 驱油微生物的筛选
• 2.1.1 微生物选育基本设想和本文所涉及试验区块油藏特征
• 2.1.2 试验材料及仪器
• 2.1.3 菌种开发路线
• 2.1.4 菌种的进一步选择
• 2.1.5 高矿化度油藏中营养体系的筛选
• 2.1.6 菌种生长速度的测定
• 2.1.7 SF67菌种降解原油的最适条件研究
• 2.1.8 微生物降解原油组分的研究
• 2.1.9 微生物对原油性质的改变
• 2.1.10 驱油微生物菌株保藏
• 2.1.11 小结
• 2.2 微生物代谢产物分析
• 2.2.1 微生物代谢产物分析方法的建立
• 2.2.2 实验材料及仪器
• 2.2.3 代谢产酸分析测定
• 2.2.4 表面活性剂定性分析测定
• 2.2.5 表面活性剂定量分析测定
• 2.2.6 生物气分析测定
• 2.2.7 代谢产物分析小结
• 2.3 微生物生长作用及其代谢产物对界面性质和原油物性的影响
• 2.3.1 润湿性分析方法的建立
• 2.3.2 材料与方法
• 2.3.3 细菌在生长过程中对石英片润湿性的影响
• 2.3.4 微生物菌液及其发酵产物对石英表面润湿性作用比较
• 2.3.5 微生物菌液及代谢产物对原油老化固体表面润湿性的影响
• 2.3.6 微生物生长作用及其代谢产物对原油物理性质的改变
• 2.3.7 小结
• 第三章 微生物驱油模拟实验
• 3.1 微生物驱油微观透明模型实验
• 3.1.1 微观透明模型实验原理与特征
• 3.1.2 实验条件与实验方法
• 3.1.3 水驱油后剩余油分布
• 3.1.4 微生物菌液驱油机理
• 3.2 微生物驱油物理模拟实验
• 3.2.1 微生物在多孔介质中的运移实验
• 3.2.2 微生物在多孔介质中的生长实验
• 3.2.3 微生物驱油提高采收率实验
• 3.2.4 微生物在多孔介质中改善原油物理性质的实验
• 3.2.5 单因素菌对采收率的影响
• 3.2.6 小结
• 3.3 微生物驱油数值模拟研究
• 3.3.1 数值模型
• 3.3.2 芳6区块微生物驱油数值模拟研究
• 3.3.3 微生物驱油参数及确定
• 3.3.4 微生物驱油段塞结构模拟及效果预测
• 3.3.5 小结
• 第四章 芳6区块微生物驱油现场试验
• 4.1 芳6区块基本概况
• 4.2 现场试验地质方案设计
• 4.2.1 微生物注入井
• 4.2.2 微生物驱受益油井
• 4.2.3 微生物驱试验段塞设计
• 4.3 微生物驱油现场试验结果
• 4.3.1 注入井注水压力及吸水剖面的变化
• 4.3.2 原油物性的改善
• 4.3.3 原油产量的增加
• 4.3.4 各井受效情况的差异
• 结论
• 本文创新点
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的论文、科研情况、获奖情况
• 详细摘要