浅析低渗透油藏开发中生物活性剂的应用

减小字体 增大字体 作者:王锐楠  来源:本站整理  发布时间:2013-07-17 16:27:42

生物表面活性剂是微生物产生的生物化合物,并且该化合物具有一定的表面活性。通过对分子结构的研究发现它里面含有极性和非极性基团,属于中性两极分子。分子结构中的亲水基团由非离子或者离子形式的氨基、羟基或肽链组成,疏水基团主要由不饱和、饱和脂肪酸等物质组成。对于分子量较大的蛋白质或者多糖复合物等生物表面活性分子,可以有其他分子组成疏水和亲水部分。

生物表面活性剂能够在不同界面之间整齐地排列成分子层,从而降低界面的能量。它在研究两相物质传递以及流变学特性方面具有重要意义,除此之外它还拥有较好的化学稳定性。

1 活性剂作用机理

低渗透油藏的物性较差,导致水、油界面之间的张力较大,而且拥有较大的毛细管阻力,在注水驱油操作时效果不明显。不过生物表面活性剂能够克服这些缺点,它和原油界面的张力显著降低,从而提高驱油效果,在现代低渗透油藏开发中应用十分广泛。下面对其作用机理做个简单的介绍。

1.1 驱油能力显著

地层中流体和原油界面之间具有较大的张力,从而严重影响驱油效果。生物活性剂和原油界面的张力较小,从而增加油相的湿润接触角,使原油的附着能力和湿润张力下降显著,这样一来残余油能够分散许多体积较小的油滴,从而有利于驱动,大的原油分子因此受到影响重新移动,移动的过程中不断的变形。这时不断增加生物活性剂注入量,活性剂浓度随之增加,使那些在移动时变形的残余油拉成较细的油丝。

1.2 减小亲油空隙介质毛管阻力

在油湿空隙介质中,水驱油时毛细管力成为阻力。不过生活活性剂能够降低水、油界面之间的张力,增大油和地下岩石表面的湿润接触角,以此降低毛细管阻力。另外生物活性剂粘度比水高很多,从而能够有效地控制流度,使添加活性剂的注入水进入半径更小的喉道,以此提供驱油工作效率。

1.3 驱替出孔道末端的残余油

随着驱替液不断的注入,加入活性剂的驱替液能够降低附着在岩石表面的油溶性物质的溶解度,使其发生解吸。同时加上活性剂具有粘弹性的特点,在离心拉伸作用的影响下驱油效率显著提高。

1.4 促使原有乳化

表面活性具有乳化作用且其复合体系属于水溶性物质,因此,二元复合体系在驱油过程中,能够促使残余油形成许多水包油型的小油珠,这些小油珠一般不会轻易地粘连在岩石表面,而是伴随着活性剂一起通过孔隙介质,从而提高驱油效率。

2 生物活性剂在低渗透油田解堵中的应用

2.1 油井阻塞

低渗透油藏受到地表物性以及原油本身性质的影响,容易使油井地带受到污染,造成这种情况出现的原因主要有以下两点:

2.1.1?原油中含有的杂质较多,主要包括胶质、腊等,随着开采的进行,压力逐渐变小,温度逐渐降低,在井筒附近蜡和其他杂质会沉淀下来,增大流体流动的阻力,从而将渗流孔道阻塞。

2.1.2 采油时一般会使用修井等措施,不可避免地出现碎屑,这些碎屑积累到一定程度也会阻塞孔道;一般低渗透油藏中含有的粘土类物质较多,当采出液由油层向井筒附近渗流时,生产井压力会逐渐降低,从而使井筒周围附近沉积大量矿物杂质,使孔隙效果大大降低。

当遇到孔道较大时流体速度会增加,使孔道的渗流能力大大降低,从而使残余油的饱和度增加,严重影响油井的产油量,不利用原油的开采。

在矿场做单井微生物吞吐实验,结果显示微生物能够有效降低井筒周围胶质、石蜡等杂质的沉淀,使原有粘度大大下降,提高原油的流动性能,降低结蜡速度,延长了清蜡周期,以此提高原油产量。

经过认真的理论研究,我国部分油田开展了生物活性解堵实验,使生物活性剂在解堵中的研究又迈进一步。在解堵试验中通过对实验前后相关资料进行综合分析发现试井曲线斜率有减小的趋势,流压出现了不同程度的上升,生产压差逐渐降低,渗透率提高污染系数由正变成负,这足以说明解堵非常有效,同时井储结束时间便提前,续流明显降低,提升了近景地带的导流能力。通过对试验结果分析得出微生物解堵效率显著可达80%以上,而且使内外油井的有效期显著增加。

2.2 提高驱油效果

在驱油过程中使用活性剂主要有以下作用:生物活性剂在孔道中产生亲水膜,减小油和油井之间的附着力,在油层中活性剂能够达到同样的效果,促使原油产量大大增加;油层中的颗粒可以吸附活性剂中的菌体,增加颗粒周围的极性,减小颗粒和岩石之间的作用力,在一定程度上清除杂质对孔道阻塞,保持孔道畅通无阻,以此提高渗透率;另外,活性剂能够选择性地将饱和蜡降解为不饱和烃,降解过程中微生物会吸收其他杂质,并利用表面产生的各种酶类物质提高降解效率。利用微生物降解能力将原油中的重质物质降解,从而降低原油的凝固点和粘度,达到改善原油物化性质的目的。

通过分析有关资料发现生物活性剂解堵能够改善油井产液剖面,当注入活性剂后油层动用程度较原来提高了三分之一,使油田的产量大大增加。活性剂中的微生物对原油具有降解作用,在解堵过程中微生物降解了原油中重组分烷烃,从而使原油中的轻质组分显著提高,同时将油层中出现的泥垢和蜡等杂质加以清除,增加采出油中的烃

组分。

3 结语

随着科技的发展,生物活性剂应运而生,被广泛应用在我国许多油田开采中,尤其在低渗透油藏的开采中取得了显著的成就。生物活性剂在低渗透油藏解堵过程中发挥着不重要作用,它能够减少原油中的杂质在油井附近沉积,提高原油产量,并且在驱油效果上仍表现出了较大优势,能够降低原油的性能参数,比如粘度、凝固点等,有效改善原油物化性质。

但是生物活性剂的生产需要投入大量的成本,为了降低生物活性剂生产成本投入,提高生活活性剂性能,还需要加强这方面的技术研究,从而为我国低渗透油藏的开发提供技术和方法的支持,促进我国低渗透油藏开发的发展步伐。

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