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细菌采油,大显神通

来源:资源网
摘要:中国石油化工集团公司所属的胜利油田,利用微生物采油技术,让动不了的油“流”出来,把洗不出来的油“采”出来,把低渗透的油“滤”出来,把外部的环境“净”出来,极大地提高了油田整体的采收率。1995年,当汪卫东独自一人来到成都沼气科研所国家厌氧菌开发试验室启动微生物采油的前期研究工作时,胜利油田的采油史册上......

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        中国石油化工集团公司所属的胜利油田,利用微生物采油技术,让动不了的油“流”出来,把洗不出来的油“采”出来,把低渗透的油“滤”出来,把外部的环境“净”出来,极大地提高了油田整体的采收率。  



        1995年,当汪卫东独自一人来到成都沼气科研所国家厌氧菌开发试验室启动微生物采油的前期研究工作时,胜利油田的采油史册上,有关微生物采油的记录还是一片空白。6个月后,当风尘仆仆的汪卫东回到刚刚建好的胜利油田微生物采油实验室,带回来首批培育的微生物采油菌种时,甚至没有人会相信,这些肉眼看不见的细菌竟然会有驱油的魔力。首批微生物菌种在孤岛、孤东和桩西采油厂的17口油井内“安家”后不久即初显威力,在首批进行的单井吞吐试验中,17口油井平均产量提高了50%,短短3个月增产油1700吨,从此拉开了胜利油田微生物采油的序幕。  



        艰难起步  



        早在上世纪60年代,胜利油田刚刚投入开发时,便在全国率先开始了微生物采油技术的研究,但“文革”中因故中断。90年代,随着胜利油田进入开发中后期,油田产量锐减,科研人员再次把关注的目光投向微生物采油技术。汪卫东是胜利油田微生物采油技术发展史上的一个关键人物。1993年,这个刚刚从哈尔滨师范大学毕业的年轻人,怀揣着遗传学硕士学位证书,来到胜利油田。当时,胜利油田正准备开展微生物采油技术方面的研究,但由于这是个交叉的边缘学科,在国际上也属于技术难题,国内在这方面几乎更是一片空白。在这种条件下,汪卫东成为微生物采油研究领域第一个吃“螃蟹”的人。  



        将微生物技术应用于石油领域,只懂得遗传学是无法开展技术应用研究的。于是,汪卫东利用了将近两年的时间专注地学习石油方面的知识。白天他与老师傅们一起做课题,跑现场,晚上自学。一年下来,积累了十几本笔记,翻译了近70万字的外文资料,为该技术的可行性论证、立题做好了大量的前期准备工作。  



        一个新鲜的事物被接受,其可行性论证需要很强的说服力,研究过程的每一个进展都非常艰难。为了节约资金,技术不能引进,他独自一人跑到农业部成都厌氧菌技术开发实验室学习了半年。在进行细菌生化实验时,需要血液作为培养基成分,他就从自已的静脉中抽出鲜血,注入培养基进行试验。每生产一批菌液,都要清洗发酵罐,罐身直径不足一米,内外温差很大,刺鼻的高浓度酒精简直令人窒息,他亲自跳进去进行人工清洗,常常是冬天冻得嘴唇发紫、四肢麻木,夏天又是大汗淋漓、呼吸困难。  



        在他的不懈努力下,1995年,该技术被确立为局级科研课题,与美国UPC公司合作,开展微生物单井处理现场试验,建成了一个简易的菌液生产中试车间,每批次生产菌液7吨左右。当年应用17口油井,短短3个月增油1700吨,实验获得巨大成功。  



        1999年,国家“九五”重点攻关课题“微生物驱油探索研究”通过国家级验收,采油院也正式成立微生物采油技术研究中心。同年建成年产菌液1500吨的微生物采油菌液工业化生产车间,并逐步展开了多项微生物采油基础研究。微生物采油技术终于开始在胜利油田进行规模化的应用。  



        不断突破  



        胜利油田采油院微生物采油技术研究中心目前已成为国内唯一具有批量生产菌液能力的微生物采油专业化研究中心,是目前石油石化系统规模最大,集科研、生产、服务于一体的微生物技术研究基地。研究中心成立短短几年来,使胜利油田微生物采油的局面大为改观。  



        一是建成了国内最先进的石油微生物研究中心。中心包括4个专业实验室和一个生产车间,可生产不同功能的细菌菌液,年产菌液可达1500吨,生产规模还在继续扩大之中。  



        二是创建了国内第一个微生物采油的菌种库。经过十多年的努力开拓与发展,胜利油田的微生物采油菌种库已是国内石油行业中保藏微生物种类最多、数量最大、数据最齐全的菌种库。  



        三是建立了油藏微生物分子生态技术研究方法体系。可对油藏中微生物进行系统分析,以了解油藏中存在的微生物种类结构与丰度,为微生物采油技术的实施提供准确的信息。  



        四是建立了微生物驱增油效果评价标准。结合微生物本身的特点,建立了《微生物驱增油效果评价方法》企业标准,统一了认识、计算和评价方法。  



        五是开展了适合微生物驱油技术的潜力资源评价研究。根据微生物采油特点,结合地下油层温度、原油黏度、油藏渗透性、储量规模等分类指标,对胜利油田油藏进行了微生物驱油的潜力评价,结果表明,微生物驱油技术在胜利油田具有广阔的应用前景。  



        微生物采油技术应用于采油现场,实现了四个“出来”。微生物采油让动不了的油“流”出来。通过套管环空注入优选的可降黏的微生物菌液,可显著提高管内流体的流动性。对于高含蜡井,通过注入可降解石蜡或溶解石蜡的微生物菌液,可显著延缓结蜡,防止蜡卡,延长热洗周期,提高单井产量。目前胜利油田应用该项技术每年处理200多口油井,投入产出比达1比9以上。依据同样原理,应用微生物单井吞吐工艺,使微生物与近井地带的原油产生作用,改善原油在近井地带的流动性,提高单井产油量。  



        微生物采油把洗不出来的油“采”出来。采油院从上世纪90年代开始,针对不同的油藏条件,相继开展了外源微生物驱油技术、内源微生物驱油技术以及空气辅助驱油技术的室内实验和现场先导性实践,在罗801区块、单12区块见到了明显的提高采收率的效果,已累计增油12万余吨。目前,微生物采油技术正朝着微生物“调-驱”结合,改善油藏非均质性的方向发展。  



        微生物技术把低渗透的油“滤”出来。目前,膜过滤技术在油田回注污水的处理中实现了工业化应用,但是膜的通量和寿命较低,水处理成本较高。采油院通过向污水中添加高效烃类降解菌,降解水中原油和悬浮物,不但提高了膜的寿命,降低了污水处理的成本,使注入水水质达到A2类标准,而且由于烃类氧化菌的存在,抑制了可导致管线腐蚀的硫酸盐还原菌的生长,大幅度降低了腐蚀速率。  



        微生物采油技术把外部的环境“净”出来。采油院针对胜利油田的油泥砂进行了研究和试验,2003年取得突破性进展。应用烃氧菌,实施接触氧化法工艺,去除污水的油及其他有机悬浮物,有效地实现了工业化应用,日处理外排污水12000立方米。  



        未来发展  



        微生物采油是依靠生物技术提高石油采收率的重要途径,已成为国际能源生物技术发展的重点。我国微生物采油技术近十几年来发展迅速,国家科技部针对微生物采油技术,在“九五”、“十五”期间先后组织攻关研究。2006年底,以汪卫东为主要负责人编写的《油田采油综合节水技术研究与示范课题可行性论证报告》正式成为“十一五”国家科技支撑计划项目。但目前微生物采油技术的发展仍存在以下几方面问题:一是微生物采油主要机理研究不够、认识不足。二是微生物采油技术与油藏工程结合不够紧密。三是微生物采油现场工艺优化难度大。四是综合措施配套不足。五是对微生物采油技术认识不足,重视程度不高。  



        未来在解决以上诸问题的基础上,胜利油田还将根据生产的实际需要,将微生物技术广泛应用于微生物勘探、微生物防腐和脱硫技术上。为适应新的发展形势,胜利油田微生物采油技术的未来战略部署主要分两步进行。根据微生物采油技术现状和对油藏的适应性,目前微生物采油技术适宜的油藏为一类油藏,而具备潜在微生物采油技术可行性的高温、非均质性严重的油藏和注聚后油藏为二类油藏。针对前者,完善空气辅助微生物驱油工艺和内源微生物驱油工艺,扩大微生物驱油现场试验规模,力争“十一五”期间扩大应用,“十二五”期间工业化应用并成为主导技术;针对后者,筛选优良菌种,配套相关工艺技术,同时加强微生物调剖工艺技术研究,力争在“十一五”期间进入现场试验,“十二五”期间达到规模化应用。
作者: 2009-7-17
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