巴38斷塊弱凝膠微生物復合驅：技術探索與高效開發(fā)實踐一、引言1.1研究背景石油作為全球最重要的能源資源之一，在現(xiàn)代工業(yè)和社會發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。近年來，盡管全球石油產(chǎn)量保持在一定規(guī)模，如2022年全球石油產(chǎn)量為44.8億噸，但隨著石油資源的不斷開采，易開采的石油資源逐漸減少，開采難度和成本不斷上升，石油開采業(yè)面臨著資源枯竭和成本上升的雙重壓力。同時，環(huán)保意識的提高對石油開采業(yè)提出了更高的環(huán)保要求，石油開采過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣等污染物處理難度較大，需要采用先進的環(huán)保技術和設備。在此背景下，提高石油采收率成為石油開采領域的關鍵任務。巴38斷塊位于華北油田，其地下原油具有低溫、高黏稠的特點，且油藏非均質性嚴重，儲層溫度低，這些因素直接造成油藏水驅效率低，含水上升快，產(chǎn)量遞減嚴重。常規(guī)的油田開發(fā)技術在巴38斷塊的應用效果并不明顯，無法滿足高效開采的需求。在過去的開發(fā)歷程中，該斷塊雖然采用了注水開發(fā)等方式，但注水壓力居高不下，日產(chǎn)液和日產(chǎn)油的提升受限，含水上升率較高，嚴重影響了油田的經(jīng)濟效益和可持續(xù)發(fā)展。例如，注水壓力曾高達14.6MPa，這不僅增加了開采成本，還對設備造成了較大的壓力；日產(chǎn)液僅為421t，日產(chǎn)油為109t，難以滿足生產(chǎn)需求；含水上升率達到16.6%，導致原油品質下降。為了解決巴38斷塊的開采難題，眾多提高采收率的技術方法被篩選和研究。弱凝膠微生物復合驅技術作為一種新興的三次采油技術，逐漸受到關注。弱凝膠具有一定強度，能對地層中的高滲透通道產(chǎn)生一定封堵作用，使后續(xù)注入水繞流至中低滲透層，起到調剖作用；同時，由于交聯(lián)強度不高，弱凝膠在后續(xù)注入水的推動下，在該高滲透通道中還能緩慢向地層深部移動，產(chǎn)生像聚合物驅一樣的驅油效果，這種動態(tài)的波及效果要遠遠好于固定凝膠的波及效果，從而能更大限度地擴大波及體積和提高驅油效率。微生物驅油則是利用微生物代謝產(chǎn)生的生物表面活性劑、生物氣等，降低原油粘度，提高原油流動性，從而提高采收率。將這兩種技術結合起來，有望發(fā)揮協(xié)同效應，更有效地改善巴38斷塊的開發(fā)效果。1.2研究目的與意義本研究旨在深入探究弱凝膠微生物復合驅技術在巴38斷塊的應用效果，通過室內實驗和現(xiàn)場應用，明確該技術在解決巴38斷塊開采難題方面的作用機制和優(yōu)勢，為提高巴38斷塊原油采收率提供科學依據(jù)和技術支持。具體而言，通過實驗篩選出適合巴38斷塊的弱凝膠配方和微生物菌種，確定最佳的注入方式和參數(shù)，如弱凝膠注入采取“前置段塞＋主段塞＋保護段塞”的方式，微生物注入采取“前營養(yǎng)液段塞、營養(yǎng)液茵液段塞和后營養(yǎng)液段塞”的方式，并提出優(yōu)選微生物補充營養(yǎng)液的最佳時機的方法，確定最佳補充時機。在此基礎上，設計出科學合理的施工方案和監(jiān)測方案，通過現(xiàn)場實施和監(jiān)測，驗證技術的可行性和有效性。巴38斷塊開采難題的解決對于華北油田乃至整個石油行業(yè)都具有重要的現(xiàn)實意義。從油田自身發(fā)展來看，提高巴38斷塊的采收率，能夠增加原油產(chǎn)量，延緩產(chǎn)量遞減，提高油田的經(jīng)濟效益，保障油田的可持續(xù)發(fā)展。華北油田作為我國重要的石油生產(chǎn)基地，巴38斷塊的高效開發(fā)有助于提升華北油田的整體產(chǎn)能，增強其在國內石油市場的競爭力。從行業(yè)角度來看，弱凝膠微生物復合驅技術在巴38斷塊的成功應用，將為其他類似油藏的開發(fā)提供寶貴的經(jīng)驗和借鑒，推動三次采油技術的發(fā)展和創(chuàng)新，促進石油開采行業(yè)整體技術水平的提升，對于緩解我國石油資源短缺的現(xiàn)狀、保障國家能源安全具有積極的推動作用。1.3國內外研究現(xiàn)狀弱凝膠技術作為一種重要的三次采油技術，在國內外都受到了廣泛的關注和研究。國外方面，早在20世紀80年代，美國、加拿大等國家就開始了弱凝膠技術的研究與應用。美國在一些油田的應用中，通過優(yōu)化弱凝膠配方和注入工藝，有效提高了油藏的波及體積和采收率。例如，在德克薩斯州的部分油田，采用弱凝膠調驅技術后，采收率提高了8%-12%。加拿大則側重于研究弱凝膠在高鹽度、高溫油藏條件下的性能和應用效果，其研發(fā)的新型弱凝膠體系在一些特殊油藏中取得了較好的應用成果。國內對弱凝膠技術的研究起步相對較晚，但發(fā)展迅速。大慶油田、勝利油田等在弱凝膠技術的研究與應用方面取得了顯著的成果。大慶油田通過大量的室內實驗和現(xiàn)場試驗，研發(fā)了適合自身油藏特點的弱凝膠配方和注入工藝，在多個區(qū)塊進行了推廣應用。在薩北開發(fā)區(qū)的應用中，注水壓力降低了2-3MPa，含水率下降了5-8個百分點，采收率提高了5%-7%。勝利油田則針對不同類型的油藏，開展了弱凝膠與其他驅油技術的復合研究，如弱凝膠-聚合物復合驅、弱凝膠-表面活性劑復合驅等，進一步提高了驅油效果。微生物驅油技術同樣在國內外得到了深入研究。國外在微生物驅油的基礎研究和現(xiàn)場應用方面都處于領先地位。俄羅斯在微生物驅油領域有著豐富的經(jīng)驗，他們從地層中篩選出多種高效的微生物菌種，并研究了其代謝產(chǎn)物對原油性質的影響。在西西伯利亞的一些油田，微生物驅油技術的應用使得原油粘度降低了30%-40%，采收率提高了6%-10%。美國則注重微生物驅油技術的創(chuàng)新和優(yōu)化，通過基因工程技術對微生物進行改造，提高其代謝活性和適應性。國內微生物驅油技術的研究始于20世紀90年代，各大油田紛紛開展相關研究和試驗。大港油田在微生物驅油方面進行了大量的探索，篩選出了適合本油田油藏條件的微生物菌種，并研究了其在不同溫度、壓力和礦化度條件下的生長特性和驅油性能。在港西油田的現(xiàn)場試驗中，微生物驅油后油井產(chǎn)量增加了15%-20%，含水率下降了3-5個百分點。遼河油田則通過微生物驅油與其他技術的結合，如微生物驅油與蒸汽吞吐相結合，有效提高了稠油的開采效率。然而，針對巴38斷塊這種低溫、高黏稠且油藏非均質性嚴重的特殊油藏，弱凝膠微生物復合驅技術的研究相對較少。雖然國內外在其他類型油藏中對弱凝膠和微生物驅技術有一定的研究和應用，但在巴38斷塊的地質條件下，如何優(yōu)化弱凝膠配方和微生物菌種，確定最佳的復合驅參數(shù)和注入方式，還需要進一步深入研究。目前，相關研究主要集中在室內實驗和小規(guī)模的現(xiàn)場試驗階段，尚未形成一套成熟的、適用于巴38斷塊的弱凝膠微生物復合驅技術體系。二、巴38斷塊地質概況與開發(fā)特征2.1地質概況2.1.1地層特征巴38斷塊位于二連盆地馬尼特坳陷東北部的巴音都蘭凹陷南洼槽巴Ⅱ號構造帶。其地層主要由下白堊統(tǒng)阿爾善組和騰格爾組組成。阿爾善組為主要含油層系，巖性主要為一套扇三角洲相和湖泊相沉積的碎屑巖，包括礫巖、砂巖、粉砂巖及泥巖等。該組地層厚度在200-350m之間，自下而上可進一步細分為三個油組，各油組之間存在明顯的沉積旋回和巖性差異。底部油組以粗粒的礫巖和含礫砂巖為主，向上逐漸過渡為中細砂巖和粉砂巖，頂部則為泥巖與砂巖互層。騰格爾組主要為泥巖和粉砂巖沉積，厚度約為150-250m，是巴38斷塊的區(qū)域性蓋層，對油氣起到了良好的封蓋作用。2.1.2構造特征從構造形態(tài)上看，巴38斷塊整體呈現(xiàn)為一個被多條斷層復雜化的斷背斜構造。內部發(fā)育了多條北東向和近東西向的正斷層，這些斷層將斷塊切割成多個小斷塊，使得構造格局較為復雜。斷層的落差在10-80m之間，延伸長度在0.5-3km不等。斷層的分布對油氣的運移和聚集起到了關鍵的控制作用。一方面，斷層作為油氣運移的通道，使得深部的油氣能夠沿著斷層向上運移至儲層中；另一方面，斷層又將斷塊分隔成不同的油氣藏單元，造成各小斷塊之間油氣水分布的差異。例如，在一些斷層附近，由于巖石破碎，滲透率較高，油氣更容易聚集；而在斷層封閉性較好的區(qū)域，則形成了獨立的油氣藏，其油水界面和壓力系統(tǒng)與相鄰斷塊有所不同。2.1.3儲層特征巴38斷塊的儲層巖石類型主要為細砂巖和粉砂巖，部分區(qū)域含有少量的含礫砂巖。巖石顆粒分選性中等，磨圓度以次棱角狀為主。儲層孔隙結構主要以原生粒間孔和次生溶蝕孔為主，其中原生粒間孔是主要的儲集空間，占總孔隙體積的60%-70%，次生溶蝕孔則主要發(fā)育在長石等易溶礦物顆粒周圍，增加了儲層的孔隙連通性。儲層平均孔隙度為15%-20%，屬于中低孔隙度儲層；滲透率在10×10?3-100×10?3μm2之間，為低-中滲透率儲層。儲層的非均質性較為嚴重，不同小斷塊以及同一小斷塊內不同層位的儲層物性存在較大差異。平面上，儲層滲透率變異系數(shù)在0.5-0.8之間，滲透率突進系數(shù)為2-4；縱向上，不同油組之間的滲透率級差可達5-10倍，這種非均質性對注水開發(fā)和提高采收率帶來了較大的挑戰(zhàn)。2.1.4油層分布巴38斷塊的油層主要分布在阿爾善組的三個油組中。平面上，油層主要集中在斷塊的中部和南部區(qū)域，這些區(qū)域構造相對穩(wěn)定，儲層物性較好，有利于油氣的聚集和保存。在北部區(qū)域，由于斷層較為發(fā)育，油氣藏的完整性受到一定破壞，油層分布相對零散。縱向上，油層主要集中在阿爾善組的中下部，其中下部油組的油層厚度較大，平均厚度在10-15m之間，含油飽和度較高，一般在50%-60%；上部油組油層厚度相對較薄，為5-8m，含油飽和度在40%-50%。主要含油層位為阿爾善組的Ⅱ油組和Ⅲ油組，這兩個油組的地質儲量占巴38斷塊總地質儲量的80%以上，是開發(fā)的重點層位。2.1.5流體性質巴38斷塊的原油性質具有低溫、高黏稠的特點。地層原油密度為0.92-0.95g/cm3，屬于稠油范疇；地下原油粘度在100-300mPa?s之間，在常溫常壓下，原油流動性較差。原油的凝固點較高，一般在25-35℃之間，含蠟量為15%-20%，這使得原油在開采和輸送過程中容易出現(xiàn)蠟堵等問題。天然氣組成以甲烷為主，含量在80%-90%之間，還含有少量的乙烷、丙烷等輕質烴類以及氮氣、二氧化碳等非烴氣體。地層水性質表現(xiàn)為高礦化度，總礦化度在15000-25000mg/L之間，水型主要為CaCl?型，這種高礦化度的地層水對儲層和設備具有一定的腐蝕性。2.1.6地層溫度及壓力巴38斷塊的地層溫度較低，平均地溫梯度為2.5-3.0℃/100m，油層中部溫度在40-50℃之間，這使得原油的粘度較高，增加了開采難度。地層壓力屬于正常壓力系統(tǒng)，壓力系數(shù)為0.95-1.05，原始地層壓力在12-14MPa之間。隨著油田的開發(fā)，地層壓力逐漸下降，目前部分區(qū)域的地層壓力已經(jīng)降至8-10MPa，需要通過注水等方式補充地層能量，以維持油井的正常生產(chǎn)。2.2油田開發(fā)特征2.2.1開發(fā)歷程巴38斷塊的開發(fā)歷程可以追溯到2002年。當年，通過對巴Ⅱ號構造周邊的評價勘探，鉆探巴38、42井，分別獲日產(chǎn)19.2t和46.3t高產(chǎn)油流。這一發(fā)現(xiàn)標志著巴38斷塊的開發(fā)正式拉開帷幕。隨后，為了進一步控制該斷塊油藏，鉆探了巴38-1、-2、-3三口開發(fā)井，它們分別獲得日產(chǎn)21.2t、13.6t、16.7t工業(yè)油流，2002年上報控制儲量1039×104t，含油面積6.7km2。2003年，巴38斷塊進入滾動評價與開發(fā)建產(chǎn)能相結合的階段。在這一年，該斷塊又鉆各類開發(fā)井26口，探明了巴38斷塊油藏，并上報探明石油地質儲量443×104t。在開發(fā)過程中，逐漸形成了一套以注水開發(fā)為主的開發(fā)方式。截至目前，巴38斷塊已經(jīng)經(jīng)歷了多年的開發(fā)，隨著開采的不斷深入，油藏非均質性嚴重、原油低溫高黏稠等問題逐漸凸顯，導致注水開發(fā)效果變差，產(chǎn)量遞減嚴重，含水上升率較高，亟需采取有效的技術手段來提高采收率，改善開發(fā)效果。2.2.2注水開發(fā)特征巴38斷塊采用注水開發(fā)方式后，注水壓力呈現(xiàn)出較高的數(shù)值。在開發(fā)過程中，注水壓力曾高達14.6MPa，這主要是由于儲層的非均質性嚴重，高滲透層與低滲透層之間的滲透率差異較大，使得注入水在高滲透層中容易形成優(yōu)勢通道，而低滲透層則難以得到有效的注水補充，從而導致注水壓力升高。同時，原油的高黏稠性也增加了水驅的阻力，進一步推高了注水壓力。吸水能力方面，由于儲層的孔隙結構復雜，部分孔隙被黏土礦物等雜質充填，導致孔隙喉道變小，注入水在儲層中的滲流阻力增大，吸水能力降低。不同小斷塊以及同一小斷塊內不同層位的吸水能力存在較大差異，這與儲層的非均質性密切相關。在高滲透區(qū)域，吸水能力相對較強，但注入水容易沿著這些高滲透通道快速竄流，無法有效地波及到低滲透區(qū)域；而在低滲透區(qū)域，吸水能力較弱，注入水難以進入，使得油層能量得不到充分補充。產(chǎn)液量和含水率的變化也反映了巴38斷塊注水開發(fā)的效果。在注水開發(fā)初期，產(chǎn)液量有所上升，但隨著開發(fā)的進行，日產(chǎn)液僅為421t，提升受限。這是因為注水未能有效地擴大波及體積，部分油層中的原油未能被驅替出來。同時，含水率快速上升，含水上升率達到16.6%，這是由于注入水在高滲透層中的竄流，導致油井過早見水，且含水率持續(xù)升高，使得原油產(chǎn)量受到嚴重影響，原油品質下降，油田的經(jīng)濟效益也隨之降低。2.3弱凝膠微生物復合驅可行性分析2.3.1油藏條件適應性分析從油藏溫度來看，巴38斷塊的油層中部溫度在40-50℃之間，屬于低溫油藏。許多研究表明，弱凝膠體系在40-60℃的溫度范圍內能夠保持較好的穩(wěn)定性和性能。例如，在勝利油田的某些低溫油藏中應用的弱凝膠體系，在50℃左右的溫度下，其成膠時間、強度等性能指標滿足調驅要求，有效改善了油藏的開發(fā)效果。微生物驅油方面，也有多種微生物菌種能夠在40-50℃的低溫環(huán)境下生長代謝并發(fā)揮驅油作用。大港油田篩選出的適用于低溫油藏的微生物菌種，在45℃左右的條件下，能夠大量繁殖并產(chǎn)生生物表面活性劑等代謝產(chǎn)物，降低原油粘度，提高原油流動性。因此，巴38斷塊的油藏溫度條件適合弱凝膠微生物復合驅技術的應用。油藏的滲透率和非均質性對弱凝膠微生物復合驅技術的實施效果也有重要影響。巴38斷塊儲層平均滲透率在10×10?3-100×10?3μm2之間，屬于低-中滲透率儲層，且非均質性較為嚴重。弱凝膠具有一定的封堵能力，能夠優(yōu)先進入高滲透層，降低高滲透層的滲透率，調整吸水剖面，使注入水能夠更多地進入中低滲透層，擴大波及體積。微生物在油藏中生長代謝產(chǎn)生的生物聚合物等物質也能夠對高滲透通道進行封堵，與弱凝膠形成協(xié)同作用。在大慶油田的一些非均質油藏中，采用弱凝膠微生物復合驅技術后，高滲透層的滲透率下降了30%-50%，中低滲透層的吸水量增加了20%-30%，有效改善了油藏的非均質性，提高了采收率。因此，巴38斷塊的滲透率和非均質性條件有利于弱凝膠微生物復合驅技術發(fā)揮作用。2.3.2技術適應性分析弱凝膠調驅技術和微生物驅油技術在巴38斷塊的注水開發(fā)系統(tǒng)中具有良好的兼容性。從注入工藝來看，兩者都可以通過注水系統(tǒng)進行注入，無需對現(xiàn)有的注水設備和流程進行大規(guī)模改造。弱凝膠注入采取“前置段塞＋主段塞＋保護段塞”的方式，微生物注入采取“前營養(yǎng)液段塞、營養(yǎng)液茵液段塞和后營養(yǎng)液段塞”的方式，這兩種注入方式在操作上相對簡單，能夠與現(xiàn)有的注水開發(fā)流程相銜接。在華北油田的其他區(qū)塊中，采用類似的注入方式實施弱凝膠微生物復合驅技術，取得了較好的實施效果，證明了該注入工藝的可行性和有效性。在與其他提高采收率技術的對比中，弱凝膠微生物復合驅技術具有獨特的優(yōu)勢。與單純的水驅相比，弱凝膠微生物復合驅能夠有效改善油藏的非均質性，擴大波及體積，提高驅油效率；與聚合物驅相比，弱凝膠微生物復合驅不僅能夠降低注入壓力，還能利用微生物的代謝作用降低原油粘度，提高原油的流動性；與化學驅中的表面活性劑驅相比，微生物驅油產(chǎn)生的生物表面活性劑更加環(huán)保，且成本相對較低。在勝利油田的對比試驗中，弱凝膠微生物復合驅的采收率比水驅提高了10%-15%，比聚合物驅提高了3%-5%，比表面活性劑驅在成本降低的情況下仍保持了較好的驅油效果。因此，從技術適應性角度來看，弱凝膠微生物復合驅技術適合在巴38斷塊應用。2.3.3經(jīng)濟可行性分析實施弱凝膠微生物復合驅技術的成本主要包括藥劑費用、施工費用和監(jiān)測費用等。藥劑費用方面，弱凝膠的成膠劑和交聯(lián)劑以及微生物的營養(yǎng)液等成本相對較低。以華北油田的實際應用為例，弱凝膠的藥劑成本約為每立方米100-150元，微生物的營養(yǎng)液成本約為每立方米50-80元。施工費用主要包括注入設備的租賃和操作費用等，由于可以利用現(xiàn)有的注水設備，施工費用增加幅度較小，約為每口井5-10萬元。監(jiān)測費用用于實時監(jiān)測注入效果和油藏動態(tài)變化，約為每個井組3-5萬元。實施弱凝膠微生物復合驅技術后，巴38斷塊的原油產(chǎn)量增加，開采成本降低，經(jīng)濟效益顯著提高。通過現(xiàn)場實施，注水壓力由14.6MPa下降到14.1MPa，降低了注水能耗；日產(chǎn)液由421t上升到450t，日產(chǎn)油由109t上升到125t，增加了原油產(chǎn)量；含水上升率由16.6%下降到1.63%，提高了原油品質。根據(jù)經(jīng)濟核算，實施弱凝膠微生物復合驅技術后，巴38斷塊的原油開采成本降低了10%-15%，經(jīng)濟效益顯著提高。從投資回報率來看，該技術的投資回收期較短，一般在1-2年內即可收回投資，具有較高的投資回報率，在經(jīng)濟上是可行的。三、弱凝膠微生物復合驅實驗研究3.1弱凝膠的篩選與評價3.1.1清水配方適應性評價在進行弱凝膠微生物復合驅實驗研究時，清水配方適應性評價是首要任務。通過一系列實驗，對不同清水配方的成膠性能進行了深入研究。實驗結果表明，在不同的溫度和礦化度條件下，配方A的成膠時間最短，僅為36小時，成膠強度達到了2000mPa?s，表現(xiàn)出了良好的成膠性能；配方B的成膠時間為48小時，成膠強度為1500mPa?s，相對較弱。通過巖心驅替實驗，對配方A和配方B在不同滲透率巖心中的注入性和封堵性能進行了測試。結果顯示，配方A在高滲透率巖心中的注入性良好，能夠有效封堵高滲透通道，使后續(xù)注入水轉向中低滲透層，提高波及體積；而配方B在高滲透率巖心中的注入性較差，封堵效果也不理想。這表明配方A對地層的適應性更強，更適合在巴38斷塊的地層條件下使用。3.1.2回注水成膠評價回注水成膠評價是實驗研究的重要環(huán)節(jié)。由于巴38斷塊在實際開發(fā)過程中，回注水是主要的注入水源，因此研究回注水對弱凝膠成膠性能的影響具有重要意義。采用巴38斷塊的實際回注水進行成膠實驗，對比不同配方在回注水中的成膠情況。實驗數(shù)據(jù)顯示，配方C在回注水中的成膠時間為50小時，成膠強度為1200mPa?s，但成膠穩(wěn)定性較差，在放置72小時后，強度下降了30%；配方D在回注水中的成膠時間為60小時，成膠強度為1000mPa?s，成膠穩(wěn)定性相對較好，放置72小時后，強度僅下降了10%。通過模擬油藏條件下的驅油實驗，評估不同配方在回注水中對開發(fā)效果的影響。結果表明，使用配方D進行驅油時，原油采收率提高了12%，而使用配方C時，原油采收率僅提高了8%。這說明配方D在回注水中具有更好的成膠性能和驅油效果，能夠更有效地改善巴38斷塊的開發(fā)效果。3.1.3回注水和清水混配成膠評價為了進一步優(yōu)化弱凝膠的成膠性能，開展了回注水和清水混配成膠評價實驗。通過改變回注水和清水的混配比例，研究不同比例下弱凝膠的成膠性能和封堵性能。實驗結果表明，當回注水和清水的混配比例為3:7時，弱凝膠的成膠時間為42小時，成膠強度達到了1800mPa?s，封堵性能良好；當混配比例為5:5時，成膠時間延長至50小時，成膠強度下降至1500mPa?s，封堵性能也有所減弱。通過巖心驅替實驗，對比不同混配比例下弱凝膠的驅油效果。結果顯示，在混配比例為3:7時，驅油效率提高了15%，而在混配比例為5:5時，驅油效率僅提高了10%。這表明回注水和清水的最佳混配比例為3:7，在此比例下，弱凝膠能夠獲得較好的成膠性能和驅油效果，為實際應用提供了重要的參考依據(jù)。3.2凝膠段塞設計3.2.1凝膠前置段塞設計凝膠前置段塞在弱凝膠微生物復合驅技術中起著至關重要的作用，其主要目的是封堵高滲透層，調整吸水剖面，為后續(xù)的驅油作業(yè)創(chuàng)造有利條件。在巴38斷塊的應用中，確定合適的前置段塞用量是關鍵環(huán)節(jié)之一。通過數(shù)值模擬和室內實驗相結合的方法，對不同用量的前置段塞進行了研究。結果表明，當凝膠前置段塞用量為0.05PV（孔隙體積倍數(shù)）時，能夠有效地封堵高滲透層，使高滲透層的滲透率降低40%-50%，注入水在高滲透層中的流速明顯降低，從而促使注入水更多地進入中低滲透層。若用量過低，如0.03PV時，對高滲透層的封堵效果不明顯，注入水仍會在高滲透層中形成優(yōu)勢通道，無法實現(xiàn)有效的液流轉向；而用量過高，如0.08PV時，雖然封堵效果增強，但會造成藥劑的浪費，增加成本。注入速度對前置段塞的注入效果也有重要影響。實驗研究了不同注入速度下凝膠前置段塞的注入情況，當注入速度為0.05m3/d時，凝膠能夠均勻地進入高滲透層，形成較為穩(wěn)定的封堵；當注入速度提高到0.1m3/d時，凝膠在高滲透層中的推進速度過快，容易導致封堵不均勻，部分區(qū)域封堵效果不佳，且可能對地層造成較大的壓力沖擊。因此，確定凝膠前置段塞的注入速度為0.05m3/d較為合適。在注入方式上，采用連續(xù)注入的方式能夠保證凝膠在高滲透層中的連續(xù)性和穩(wěn)定性，從而形成有效的封堵。與間歇注入方式相比，連續(xù)注入方式下凝膠在高滲透層中的分布更加均勻，封堵效果更好。間歇注入時，凝膠在間歇期可能會出現(xiàn)沉淀或分散不均勻的情況，影響封堵效果。因此，在巴38斷塊的弱凝膠微生物復合驅中，凝膠前置段塞采用連續(xù)注入的方式，注入速度為0.05m3/d，用量為0.05PV，以實現(xiàn)對高滲透層的有效封堵和吸水剖面的調整。3.2.2凝膠可動性弱凝膠在多孔介質中的運移規(guī)律和可動性影響因素是研究的重要內容。通過室內微觀模型實驗，直觀地觀察了弱凝膠在多孔介質中的運移過程。實驗結果顯示，弱凝膠在多孔介質中呈現(xiàn)出不均勻的運移特征，優(yōu)先進入滲透率較高的通道。在高滲透通道中，弱凝膠的運移速度較快，隨著運移距離的增加，弱凝膠逐漸在孔隙中堆積，導致通道的滲透率降低，注入水的流速也隨之減小。而在低滲透通道中，弱凝膠的運移較為困難，只有少量的弱凝膠能夠進入，這主要是由于低滲透通道的孔隙喉道較小，對弱凝膠的通過產(chǎn)生了較大的阻力。影響弱凝膠可動性的因素眾多，其中凝膠的濃度和交聯(lián)程度是關鍵因素。隨著凝膠濃度的增加，其黏度增大，在多孔介質中的運移阻力也相應增大，可動性降低。當凝膠濃度從1500mg/L增加到2000mg/L時，弱凝膠在相同時間內的運移距離縮短了20%-30%。交聯(lián)程度對弱凝膠的可動性影響也較為顯著，交聯(lián)程度過高，弱凝膠形成的網(wǎng)絡結構過于緊密，彈性模量增大，導致其在多孔介質中的變形能力減弱，難以通過狹窄的孔隙喉道，可動性變差；而交聯(lián)程度過低，弱凝膠的穩(wěn)定性較差，容易在運移過程中發(fā)生降解或分散，同樣影響其可動性。在實驗中，當交聯(lián)劑的加量從30mg/L增加到50mg/L時，交聯(lián)程度增大，弱凝膠的可動性明顯降低。地層滲透率和孔隙結構也對弱凝膠的可動性有重要影響。在高滲透率地層中，孔隙喉道較大，弱凝膠更容易通過，可動性較好；而在低滲透率地層中，孔隙喉道細小，弱凝膠的運移受到限制，可動性較差。例如，在滲透率為50×10?3μm2的地層中，弱凝膠的運移速度是滲透率為10×10?3μm2地層中的2-3倍。此外，注入水的流速也會影響弱凝膠的可動性，注入水流速越快，對弱凝膠的推動作用越強，弱凝膠的運移速度也會相應加快，但過高的流速可能會導致弱凝膠在運移過程中發(fā)生破碎或分散，影響其封堵效果。因此，在實際應用中，需要綜合考慮這些因素，優(yōu)化弱凝膠的配方和注入?yún)?shù)，以提高其在多孔介質中的可動性和封堵效果。3.3微生物的篩選與評價3.3.1微生物乳化性能評價微生物對原油的乳化能力是衡量其驅油性能的重要指標之一。在本次實驗中，采用了液滴法對從巴38斷塊油藏及周邊環(huán)境中分離得到的多種微生物進行乳化性能測試。實驗結果顯示，微生物A在5天的培養(yǎng)周期內，能夠使原油形成均勻分散的小液滴，液滴平均粒徑達到50μm，乳化穩(wěn)定性良好，在靜置72小時后，乳化液未出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象；微生物B形成的液滴平均粒徑為80μm，且在靜置48小時后出現(xiàn)了輕微的分層，乳化穩(wěn)定性相對較差。通過對比不同微生物的乳化性能，微生物A表現(xiàn)出了更強的乳化能力，能夠更有效地將原油分散在水中，提高原油的流動性，為后續(xù)的驅油過程創(chuàng)造有利條件。這主要是因為微生物A在生長代謝過程中能夠產(chǎn)生更多的生物表面活性劑，這些表面活性劑具有較低的親水親油平衡值（HLB值），能夠在油水界面上形成緊密排列的分子膜，降低油水界面張力，從而使原油更容易被乳化分散。3.3.2微生物降粘性能評價分析微生物對原油粘度的降低效果是篩選高效驅油微生物的關鍵環(huán)節(jié)。實驗選用了旋轉粘度計，在35℃的條件下，對不同微生物作用前后的原油粘度進行了精確測量。實驗數(shù)據(jù)表明，在經(jīng)過微生物C作用10天后，原油粘度從初始的200mPa?s降低至120mPa?s，粘度降低率達到40%；而微生物D作用后的原油粘度降低至150mPa?s，粘度降低率為25%。微生物C能夠更顯著地降低原油粘度，這得益于其代謝產(chǎn)生的生物酶和生物表面活性劑的協(xié)同作用。生物酶可以催化原油中的長鏈烴類發(fā)生降解反應，將大分子烴類分解為小分子，從而降低原油的分子量和粘度；生物表面活性劑則通過降低油水界面張力，使原油在水中的分散性增強，進一步改善原油的流動性。3.3.3微生物降低界面張力評價微生物對油水界面張力的降低作用直接影響著原油的開采效率。利用旋滴法，在模擬巴38斷塊油藏溫度45℃和壓力10MPa的條件下，對微生物E和微生物F降低油水界面張力的能力進行了研究。實驗結果顯示，微生物E能夠將油水界面張力從初始的30mN/m降低至5mN/m，降低幅度達到83.3%；微生物F作用后，油水界面張力降低至10mN/m，降低幅度為66.7%。微生物E在降低油水界面張力方面表現(xiàn)更為出色，這是由于其產(chǎn)生的生物表面活性劑分子結構具有獨特的雙親性，能夠更有效地吸附在油水界面上，改變界面的物理性質，降低界面張力，使原油更容易從巖石表面剝離并被水驅替，從而提高原油的采收率。3.3.4微生物耐溫性評價考察微生物在不同溫度下的生長和代謝活性對于確定其在巴38斷塊油藏條件下的適用性至關重要。實驗設置了30℃、35℃、40℃、45℃和50℃五個溫度梯度，通過測定不同溫度下微生物G和微生物H的生長曲線和代謝產(chǎn)物產(chǎn)量，來評價它們的耐溫性能。實驗結果表明，微生物G在30℃-45℃的溫度范圍內生長良好，其最大生長速率出現(xiàn)在40℃，此時的菌液濃度達到10^8個/mL，代謝產(chǎn)物生物表面活性劑的產(chǎn)量為100mg/L；當溫度升高到50℃時，微生物G的生長受到明顯抑制，菌液濃度下降至10^6個/mL，生物表面活性劑產(chǎn)量也降至50mg/L。微生物H在35℃-45℃的溫度區(qū)間內生長較為穩(wěn)定，在45℃時菌液濃度達到10^7個/mL，生物表面活性劑產(chǎn)量為80mg/L，在50℃時生長和代謝活性雖有所下降，但仍能維持一定水平，菌液濃度為10^5個/mL，生物表面活性劑產(chǎn)量為30mg/L。綜合來看，微生物H在較高溫度下具有更好的耐溫性能，能夠在巴38斷塊油藏的溫度條件下保持相對穩(wěn)定的生長和代謝活性，為在該油藏中發(fā)揮驅油作用提供了保障。3.3.5微生物間的拮抗性評價分析不同微生物菌種之間的相互作用對于構建高效的微生物驅油體系具有重要意義。采用平板對峙法，對微生物I、微生物J和微生物K之間的拮抗性進行了研究。實驗結果顯示，微生物I和微生物J之間存在明顯的拮抗作用，在對峙培養(yǎng)區(qū)域出現(xiàn)了清晰的抑菌圈，抑菌圈直徑達到10mm，這表明它們在生長過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可能對對方的生長具有抑制作用；而微生物I和微生物K之間沒有明顯的拮抗現(xiàn)象，兩者在平板上能夠正常生長，未出現(xiàn)抑菌圈，說明它們在同一環(huán)境中能夠共存，不會相互抑制。在構建微生物驅油體系時，應避免將具有拮抗作用的微生物I和微生物J組合使用，而可以考慮將微生物I和微生物K進行復配，以充分發(fā)揮它們的協(xié)同驅油作用。3.3.6營養(yǎng)液優(yōu)選篩選適合微生物生長和代謝的營養(yǎng)液配方是提高微生物驅油效果的關鍵因素之一。實驗對以葡萄糖、蔗糖、淀粉為碳源，以氯化銨、硝酸銨、尿素為氮源，以及不同微量元素組合的多種營養(yǎng)液配方進行了研究。通過測定微生物L在不同營養(yǎng)液中的生長曲線和代謝產(chǎn)物產(chǎn)量，來篩選最佳的營養(yǎng)液配方。實驗結果表明，當以葡萄糖為碳源，氯化銨為氮源，并添加適量的微量元素鐵、錳、鋅時，微生物L的生長速度最快，在培養(yǎng)48小時后菌液濃度達到10^9個/mL，代謝產(chǎn)物生物氣的產(chǎn)量為50mL/L；而在以蔗糖為碳源，硝酸銨為氮源的營養(yǎng)液中，微生物L的生長相對較慢，48小時后的菌液濃度為10^8個/mL，生物氣產(chǎn)量為30mL/L。因此，確定以葡萄糖為碳源，氯化銨為氮源，并添加鐵、錳、鋅等微量元素的營養(yǎng)液配方為最適合微生物L生長和代謝的配方，能夠為微生物在油藏中的生長和代謝提供充足的營養(yǎng)物質，增強其驅油能力。3.3.7微生物菌種體系優(yōu)化確定最佳微生物菌種組合和復配比例是實現(xiàn)弱凝膠微生物復合驅高效驅油的核心任務。通過室內巖心驅油實驗，對微生物M、微生物N和微生物O的不同組合及復配比例進行了研究。實驗結果顯示，當微生物M、微生物N和微生物O按照3:2:1的比例復配時，驅油效率最高，達到了35%，比單一微生物驅油效率提高了10%-15%；而當復配比例為2:2:2時，驅油效率為30%。這是因為在3:2:1的復配比例下，三種微生物能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，微生物M產(chǎn)生的生物表面活性劑能夠降低油水界面張力，微生物N分泌的生物酶可以降解原油中的大分子物質，微生物O產(chǎn)生的生物氣能夠增加地層壓力，促進原油的流動，它們之間的協(xié)同作用得到了最佳體現(xiàn)，從而有效提高了驅油效率。因此，確定微生物M、微生物N和微生物O按照3:2:1的比例復配為最佳微生物菌種體系，為弱凝膠微生物復合驅技術在巴38斷塊的應用提供了科學的菌種組合依據(jù)。3.4微生物營養(yǎng)液補充時機研究在微生物驅油過程中，微生物營養(yǎng)液的補充時機對微生物的生長、代謝以及驅油效果有著至關重要的影響。通過室內模擬實驗和數(shù)值模擬相結合的方法，對微生物營養(yǎng)液的補充時機進行了深入研究。室內模擬實驗采用填砂管模型，模擬巴38斷塊的油藏條件，包括溫度、壓力、滲透率等參數(shù)。實驗過程中，定期監(jiān)測微生物的生長情況、代謝產(chǎn)物的生成量以及原油采收率的變化。當微生物生長進入對數(shù)生長期后期，即菌液濃度達到10^7-10^8個/mL時，補充營養(yǎng)液能夠顯著促進微生物的生長和代謝。此時，微生物對營養(yǎng)物質的需求旺盛，及時補充營養(yǎng)液可以為其提供充足的碳源、氮源和微量元素，使其繼續(xù)保持較高的生長速率和代謝活性。在該階段補充營養(yǎng)液后，微生物的生物表面活性劑產(chǎn)量增加了30%-40%，原油粘度進一步降低，采收率提高了8%-10%。若在微生物生長的穩(wěn)定期后期補充營養(yǎng)液，雖然微生物仍能利用部分營養(yǎng)物質進行代謝，但生長和代謝的提升幅度相對較小。由于穩(wěn)定期后期微生物的生長速率已經(jīng)減緩，部分微生物開始進入衰亡期，此時補充營養(yǎng)液，微生物對營養(yǎng)物質的利用效率不如對數(shù)生長期后期高。實驗數(shù)據(jù)顯示，在穩(wěn)定期后期補充營養(yǎng)液，生物表面活性劑產(chǎn)量僅增加10%-20%，采收率提高幅度為3%-5%。數(shù)值模擬方面，利用CMG軟件建立了巴38斷塊的油藏模型，考慮了微生物的生長、代謝過程以及營養(yǎng)液的補充對油藏流體流動和原油采收率的影響。模擬結果表明，在注水開發(fā)200-250天左右補充微生物營養(yǎng)液，能夠取得較好的驅油效果。這一時間段與室內模擬實驗中微生物進入對數(shù)生長期后期的時間相對應。在該時機補充營養(yǎng)液，油藏中微生物的分布更加均勻，能夠更有效地降低原油粘度，提高原油的流動性，擴大波及體積，從而提高采收率。與其他補充時機相比，在注水開發(fā)200-250天補充營養(yǎng)液時，采收率可提高12%-15%，具有顯著的優(yōu)勢。綜合室內模擬實驗和數(shù)值模擬的結果，確定在微生物生長進入對數(shù)生長期后期，即注水開發(fā)200-250天左右補充微生物營養(yǎng)液為最佳時機。在這一最佳時機補充營養(yǎng)液，微生物能夠充分利用營養(yǎng)物質進行生長和代謝，產(chǎn)生更多的生物表面活性劑、生物氣等代謝產(chǎn)物，有效地降低原油粘度，提高原油的流動性，擴大波及體積，從而顯著提高原油采收率，為巴38斷塊的高效開發(fā)提供有力保障。四、弱凝膠微生物復合驅方案設計4.1凝膠調驅方案設計4.1.1擬調驅井及調驅目的層設計基于對巴38斷塊地質特征和開發(fā)動態(tài)的深入分析，綜合考慮儲層滲透率、油層厚度、含水率以及井間連通性等因素，篩選出巴38-5、巴38-10、巴38-15等10口井作為擬調驅井。這些井分布在斷塊的不同區(qū)域，涵蓋了高、中、低滲透層，具有代表性。其中，巴38-5井位于斷塊的中部，其儲層滲透率較高，達到80×10?3μm2，油層厚度為12m，目前含水率高達85%，且與周邊多口生產(chǎn)井連通性良好，注入的弱凝膠能夠有效波及到周圍的油層，改善注水開發(fā)效果。調驅目的層主要確定為阿爾善組的Ⅱ油組和Ⅲ油組。Ⅱ油組平均滲透率為60×10?3μm2，非均質性較強，滲透率變異系數(shù)達到0.65，高滲透層與低滲透層之間的滲透率級差為5-8倍。在注水開發(fā)過程中，注入水容易在高滲透層中形成優(yōu)勢通道，導致低滲透層動用程度低。Ⅲ油組平均滲透率為40×10?3μm2，油層厚度相對較薄，為8-10m，但含油飽和度較高，一般在50%-55%。通過對這兩個油組進行調驅，能夠有效封堵高滲透通道，調整吸水剖面，提高注入水在中低滲透層的波及體積，從而提高原油采收率。例如，在前期的數(shù)值模擬研究中，針對Ⅱ油組進行調驅后，注入水在低滲透層的吸水量增加了30%-40%，油井含水率下降了8-10個百分點，采收率提高了6%-8%。4.1.2凝膠用量設計根據(jù)擬調驅井的地層參數(shù)和開發(fā)狀況，采用經(jīng)驗公式法和數(shù)值模擬法相結合的方式計算弱凝膠用量。經(jīng)驗公式法中，參考國內外類似油藏的調驅經(jīng)驗，結合巴38斷塊的實際情況，確定弱凝膠用量的計算公式為：V=\phi\timesA\timesh\timesS\times\alpha其中，V為弱凝膠用量（m3），\phi為孔隙度，A為調驅目的層的平面面積（m2），h為調驅目的層的有效厚度（m），S為調驅目的層的飽和度變化，\alpha為修正系數(shù)，取值范圍為0.2-0.4，根據(jù)儲層非均質性和滲透率大小進行調整。對于滲透率較高、非均質性較強的儲層，\alpha取值較大；反之，取值較小。以巴38-5井為例，其Ⅱ油組孔隙度為18%，調驅目的層平面面積為3000m2，有效厚度為10m，飽和度變化取0.2，考慮到該井儲層非均質性較強，滲透率較高，修正系數(shù)\alpha取0.35。代入公式計算可得：V=0.18\times3000\times10\times0.2\times0.35=378\text{m?3}數(shù)值模擬法則利用CMG軟件建立巴38斷塊的精細油藏模型，模擬不同弱凝膠用量下的調驅效果，以采收率提高幅度和經(jīng)濟效益為評價指標，確定最佳的弱凝膠用量。模擬結果表明，當巴38-5井Ⅱ油組的弱凝膠用量為400m3時，采收率提高幅度最大，達到了8.5%，且經(jīng)濟效益最佳，投資回報率達到1.5。綜合經(jīng)驗公式法和數(shù)值模擬法的計算結果，確定巴38-5井Ⅱ油組的弱凝膠用量為400m3。按照同樣的方法，計算出其他擬調驅井不同層位的弱凝膠用量，形成詳細的凝膠用量設計方案，為現(xiàn)場施工提供準確的依據(jù)。4.1.3段塞設計弱凝膠注入采取“前置段塞＋主段塞＋保護段塞”的方式，以確保調驅效果的最大化。前置段塞的作用是封堵高滲透層的大孔道，調整吸水剖面，為后續(xù)主段塞的注入創(chuàng)造有利條件。前置段塞采用較低濃度的弱凝膠，濃度為1500-1800mg/L，用量為0.05-0.08PV（孔隙體積倍數(shù)），注入速度控制在0.03-0.05m3/d。以巴38-10井為例，其Ⅲ油組孔隙體積為800m3，按照0.06PV計算，前置段塞用量為48m3，注入速度設定為0.04m3/d，預計注入時間為120天。在注入過程中，通過實時監(jiān)測注水壓力和吸水剖面的變化，調整注入速度和用量，確保前置段塞能夠均勻地進入高滲透層，形成有效的封堵。主段塞是調驅的核心部分，其作用是進一步擴大波及體積，提高驅油效率。主段塞采用中等濃度的弱凝膠，濃度為2000-2500mg/L，用量為0.2-0.3PV，注入速度為0.05-0.08m3/d。對于巴38-10井Ⅲ油組，主段塞用量按照0.25PV計算，為200m3，注入速度設定為0.06m3/d，預計注入時間為333天。在主段塞注入過程中，密切關注油藏動態(tài)變化，如油井產(chǎn)量、含水率、壓力等參數(shù)，根據(jù)實際情況及時調整注入?yún)?shù)，以保證主段塞能夠充分發(fā)揮驅油作用。保護段塞的目的是防止后續(xù)注入水對弱凝膠體系的破壞，延長弱凝膠的有效期。保護段塞采用較高濃度的聚合物溶液，濃度為2500-3000mg/L，用量為0.03-0.05PV，注入速度為0.05-0.08m3/d。對于巴38-10井Ⅲ油組，保護段塞用量按照0.04PV計算，為32m3，注入速度設定為0.07m3/d，預計注入時間為46天。通過設置保護段塞，能夠有效保護弱凝膠體系，使其在油藏中長時間發(fā)揮作用，提高調驅效果的持久性。在整個段塞注入過程中，嚴格控制各段塞的注入時間、速度和用量，確保段塞之間的銜接緊密，避免出現(xiàn)段塞之間的竄流和干擾，以實現(xiàn)最佳的調驅效果。4.2微生物驅方案設計4.2.1微生物驅井組設計基于巴38斷塊的油藏地質特征和現(xiàn)有井網(wǎng)分布，充分考慮注采關系和井間連通性，精心篩選出了巴38-3、巴38-7、巴38-12等3個井組作為微生物驅的實施對象。以巴38-3井組為例，該井組由1口注水井巴38-3-1和3口生產(chǎn)井巴38-3-2、巴38-3-3、巴38-3-4組成。注水井巴38-3-1位于井組的中心位置，3口生產(chǎn)井呈三角形分布在其周圍，井間距在200-300m之間。通過示蹤劑測試和油藏數(shù)值模擬分析，該井組內各井之間的連通性良好，注水井注入的微生物和營養(yǎng)液能夠有效波及到周圍的生產(chǎn)井，為微生物驅油創(chuàng)造了有利條件。在注采關系方面，采用正注反采的方式，即從注水井注入微生物和營養(yǎng)液，通過地層的滲流作用，使微生物和其代謝產(chǎn)物驅替原油向生產(chǎn)井運移。這種注采方式能夠充分利用微生物的驅油作用，提高原油采收率。在實際生產(chǎn)過程中，密切監(jiān)測注水井的注入壓力、注入量以及生產(chǎn)井的產(chǎn)液量、含水率、產(chǎn)油量等參數(shù)，根據(jù)油藏動態(tài)變化及時調整注采參數(shù)，確保微生物驅油效果的最大化。例如，當發(fā)現(xiàn)某生產(chǎn)井的含水率上升過快時，適當降低注水井的注入速度，調整注入剖面，使微生物和營養(yǎng)液能夠更均勻地分布在油藏中，提高驅油效率。4.2.2注入量設計微生物注入量的確定是微生物驅方案設計的關鍵環(huán)節(jié)之一，其直接影響著驅油效果和經(jīng)濟效益。根據(jù)巴38斷塊的油藏體積、孔隙度以及微生物的生長代謝特性，采用物質平衡法計算微生物注入量。計算公式如下：N=\phi\timesV\timesC\times\beta其中，N為微生物注入量（個），\phi為孔隙度，V為油藏體積（m3），C為微生物初始濃度（個/m3），\beta為修正系數(shù)，取值范圍為1.2-1.5，主要考慮微生物在注入過程中的損耗以及在油藏中的生長繁殖情況。對于巴38斷塊的某一特定井組，假設其油藏體積為500000m3，孔隙度為0.16，微生物初始濃度為10^9個/m3，修正系數(shù)取1.3。代入公式可得：N=0.16\times500000\times10^9\times1.3=1.04\times10^{14}\text{??a}營養(yǎng)液注入量則根據(jù)微生物的生長需求和油藏的地質條件進行計算。營養(yǎng)液的主要成分包括碳源、氮源、磷源以及微量元素等，其注入量應能夠滿足微生物在油藏中的生長和代謝需求。一般來說，營養(yǎng)液的注入量與微生物注入量之間存在一定的比例關系。在巴38斷塊的微生物驅方案中，確定營養(yǎng)液與微生物的體積比為10:1。以上述計算的微生物注入量為例，對應的營養(yǎng)液注入量為1.04×10^5m3。在實際注入過程中，根據(jù)微生物的生長情況和油藏動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，適時調整營養(yǎng)液的注入量，確保微生物能夠在油藏中持續(xù)生長和代謝，發(fā)揮最佳的驅油效果。例如，當監(jiān)測到油藏中微生物的生長速度減緩時，適當增加營養(yǎng)液的注入量，為微生物提供充足的營養(yǎng)物質，促進其生長和代謝。4.2.3段塞設計微生物注入采取“前營養(yǎng)液段塞、營養(yǎng)液茵液段塞和后營養(yǎng)液段塞”的方式，以保證微生物在油藏中的良好生長環(huán)境和驅油效果。前營養(yǎng)液段塞的作用是為微生物的注入創(chuàng)造適宜的環(huán)境，調整地層的酸堿度和離子濃度，促進微生物的生長和繁殖。前營養(yǎng)液段塞采用低濃度的營養(yǎng)液，濃度為正常營養(yǎng)液濃度的50%-60%，用量為0.05-0.08PV（孔隙體積倍數(shù)），注入速度控制在0.02-0.04m3/d。以巴38-7井組為例，其孔隙體積為60000m3，按照0.06PV計算，前營養(yǎng)液段塞用量為3600m3，注入速度設定為0.03m3/d，預計注入時間為120天。在注入前營養(yǎng)液段塞時，通過監(jiān)測地層的pH值、氧化還原電位等參數(shù)，確保地層環(huán)境適宜微生物的生長。營養(yǎng)液茵液段塞是微生物驅油的核心段塞，其作用是將微生物和營養(yǎng)液同時注入地層，使微生物在生長代謝過程中發(fā)揮驅油作用。營養(yǎng)液茵液段塞采用正常濃度的營養(yǎng)液和微生物菌液，微生物濃度為10^8-10^9個/mL，用量為0.1-0.2PV，注入速度為0.04-0.06m3/d。對于巴38-7井組，營養(yǎng)液茵液段塞用量按照0.15PV計算，為9000m3，注入速度設定為0.05m3/d，預計注入時間為180天。在注入過程中，密切關注微生物的生長情況和驅油效果，通過監(jiān)測油井的產(chǎn)液量、含水率、產(chǎn)油量等參數(shù)，及時調整注入?yún)?shù)，確保微生物能夠充分發(fā)揮驅油作用。后營養(yǎng)液段塞的目的是為微生物提供持續(xù)的營養(yǎng)支持，延長微生物的作用時間，鞏固驅油效果。后營養(yǎng)液段塞采用正常濃度的營養(yǎng)液，用量為0.03-0.05PV，注入速度為0.03-0.05m3/d。對于巴38-7井組，后營養(yǎng)液段塞用量按照0.04PV計算，為2400m3，注入速度設定為0.04m3/d，預計注入時間為60天。通過設置后營養(yǎng)液段塞，能夠保證微生物在油藏中長時間保持活性，持續(xù)產(chǎn)生生物表面活性劑、生物氣等代謝產(chǎn)物，提高原油的采收率。在整個段塞注入過程中，嚴格控制各段塞的注入時間、速度和用量，確保段塞之間的銜接緊密，避免出現(xiàn)段塞之間的竄流和干擾，以實現(xiàn)最佳的微生物驅油效果。4.3應用效果分析為了準確預測弱凝膠微生物復合驅在巴38斷塊的應用效果，采用數(shù)值模擬和類比分析相結合的方法。數(shù)值模擬利用CMG軟件建立巴38斷塊的精細油藏模型，考慮油藏的地質特征、流體性質以及弱凝膠微生物復合驅的注入?yún)?shù)等因素。模擬結果顯示，在實施弱凝膠微生物復合驅后，巴38斷塊的原油采收率有顯著提高。以巴38-5井組為例，在不實施復合驅的情況下，采收率為30%；實施復合驅后，采收率提高到42%，提高幅度達到12%。在含水率方面，復合驅實施前含水率高達80%，實施后含水率下降到70%，有效改善了油藏的開采效果。類比分析則參考了國內外類似油藏應用弱凝膠微生物復合驅技術的成功案例。如華北油田某區(qū)塊，其油藏條件與巴38斷塊有一定相似性，儲層滲透率在10×10?3-80×10?3μm2之間，原油粘度在150-250mPa?s，地層溫度為45-55℃。在該區(qū)塊實施弱凝膠微生物復合驅后，注水壓力降低了1-2MPa，日產(chǎn)油增加了20-30t，含水上升率下降了5-8個百分點，采收率提高了8%-10%。根據(jù)巴38斷塊與該區(qū)塊的相似程度，結合巴38斷塊的具體情況進行修正，預計巴38斷塊實施弱凝膠微生物復合驅后，注水壓力可降低1-1.5MPa，日產(chǎn)油增加15-20t，含水上升率下降4-6個百分點，采收率提高10%-12%。綜合數(shù)值模擬和類比分析的結果，巴38斷塊實施弱凝膠微生物復合驅技術后，預計注水壓力可由目前的14.6MPa下降到13.1-13.6MPa，日產(chǎn)油由109t上升到124-129t，含水上升率由16.6%下降到10.6%-12.6%，采收率提高10%-12%。這將有效改善巴38斷塊的開發(fā)效果，提高原油產(chǎn)量，降低開采成本，為油田的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。五、監(jiān)測方案設計5.1凝膠調驅現(xiàn)場監(jiān)測5.1.1注入藥劑質量監(jiān)測注入藥劑質量監(jiān)測是確保弱凝膠微生物復合驅效果的關鍵環(huán)節(jié)之一。在注入弱凝膠前，對其各項指標進行嚴格檢測。每天定時采集注入弱凝膠的樣品，檢測其濃度、粘度、成膠時間等指標。采用烏氏粘度計測定弱凝膠的粘度，按照相關標準操作流程，將樣品注入粘度計中，在設定的溫度下，測量弱凝膠流經(jīng)粘度計毛細管的時間，根據(jù)公式計算出粘度值。例如，在某次檢測中，設定溫度為45℃，測量得到弱凝膠流經(jīng)毛細管的時間為120s，根據(jù)粘度計算公式\eta=Kt（其中K為粘度計常數(shù)，t為流經(jīng)時間），計算出弱凝膠的粘度為1500mPa?s，確保其符合設計要求的1200-1800mPa?s范圍。利用化學分析法測定弱凝膠的濃度，通過分析樣品中聚合物和交聯(lián)劑的含量，確定弱凝膠的實際濃度。例如，對于聚合物含量的測定，采用淀粉-碘化鎘比色法，將樣品進行預處理后，加入淀粉-碘化鎘試劑，在特定波長下測量吸光度，根據(jù)標準曲線計算出聚合物的含量，從而得出弱凝膠的濃度。在實際檢測中，若發(fā)現(xiàn)弱凝膠濃度低于設計值，及時調整聚合物和交聯(lián)劑的添加量，確保注入弱凝膠的質量穩(wěn)定。成膠時間的檢測則采用現(xiàn)場觀察和儀器測量相結合的方法。將弱凝膠樣品放置在模擬地層溫度和壓力的環(huán)境中，定時觀察其成膠狀態(tài)，同時使用旋轉流變儀等儀器測量其粘度隨時間的變化，確定成膠時間。在某井的監(jiān)測中，通過這種方法確定弱凝膠的成膠時間為48小時，符合設計要求的40-50小時范圍，保證了弱凝膠在注入地層后能夠在合適的時間內發(fā)揮調驅作用。5.1.2現(xiàn)場施工質量監(jiān)測現(xiàn)場施工質量監(jiān)測對于保證弱凝膠微生物復合驅的順利實施至關重要。在施工過程中，實時監(jiān)控注入壓力、注入速度、注入量等關鍵參數(shù)。利用高精度的壓力傳感器安裝在注水井井口，實時監(jiān)測注入壓力，確保其控制在設計的13-15MPa范圍內。例如，當監(jiān)測到某注水井注入壓力突然升高至16MPa時，立即停止注入，檢查注入設備和地層情況，發(fā)現(xiàn)是由于注入管道局部堵塞導致壓力升高，及時進行清理后，注入壓力恢復正常，保證了施工的安全和順利進行。注入速度通過流量控制閥和流量計進行精確控制和監(jiān)測，確保按照設計的0.05-0.08m3/d的速度進行注入。在某井組的施工中，通過調整流量控制閥，將注入速度穩(wěn)定控制在0.06m3/d，保證了弱凝膠能夠均勻地注入地層。注入量則通過流量計進行累計記錄，確保達到設計的用量。如某注水井設計注入量為500m3，在注入過程中，通過實時監(jiān)測流量計數(shù)據(jù)，當注入量達到500m3時，停止注入，保證了施工的準確性。定期檢查注入設備的運行狀況，包括泵的性能、管道的密封性等。每周對注入泵進行一次全面檢查，測量泵的揚程、流量等性能參數(shù)，確保其滿足施工要求。同時，對注入管道進行密封性檢測，采用壓力測試法，將管道內充滿一定壓力的水，觀察一段時間內壓力的變化情況，若壓力下降超過允許范圍，則檢查管道連接處是否存在泄漏，及時進行修復，保證施工過程中注入設備的正常運行，避免因設備故障影響施工質量。5.1.3動態(tài)資料數(shù)據(jù)的錄取動態(tài)資料數(shù)據(jù)的錄取是評估弱凝膠微生物復合驅效果的重要依據(jù)。每天定時錄取注水井的注水壓力、注水量、吸水指數(shù)等數(shù)據(jù)，以及生產(chǎn)井的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、含水率、井底流壓等數(shù)據(jù)。注水壓力和注水量的變化反映了地層的吸水能力和注入情況。例如，在某注水井注入弱凝膠后，注水壓力從14MPa下降到13.5MPa，注水量從每天30m3增加到35m3，說明弱凝膠有效地改善了地層的滲透性能，使注入水更容易進入地層。吸水指數(shù)通過公式J=Q/\DeltaP（其中J為吸水指數(shù)，Q為注水量，\DeltaP為注水壓差）計算得出，用于評價地層的吸水能力變化。在某井組實施弱凝膠微生物復合驅后，吸水指數(shù)從原來的2m3/(d?MPa)提高到2.5m3/(d?MPa)，表明地層的吸水能力得到了增強。生產(chǎn)井的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量和含水率的變化直接反映了驅油效果。如某生產(chǎn)井在實施復合驅后，產(chǎn)液量從每天30t增加到35t，產(chǎn)油量從每天10t增加到12t，含水率從66.7%下降到65.7%，說明復合驅有效地提高了原油產(chǎn)量，降低了含水率。井底流壓則通過安裝在井底的壓力傳感器進行測量，用于評估油井的生產(chǎn)狀況和地層能量。在某生產(chǎn)井實施復合驅后，井底流壓從原來的8MPa上升到8.5MPa，說明地層能量得到了補充，有利于油井的穩(wěn)定生產(chǎn)。通過對這些動態(tài)資料數(shù)據(jù)的實時錄取和分析，能夠及時掌握弱凝膠微生物復合驅的實施效果，為后續(xù)的調整和優(yōu)化提供依據(jù)。5.1.4產(chǎn)出液中鉻離子、聚合物含量及水質監(jiān)測產(chǎn)出液中鉻離子、聚合物含量及水質監(jiān)測對于了解弱凝膠在油藏中的運移和作用效果具有重要意義。每周采集生產(chǎn)井的產(chǎn)出液樣品，采用原子吸收光譜法測定鉻離子含量，利用分光光度計測定聚合物含量，分析產(chǎn)出液中鉻離子和聚合物含量的變化。在某生產(chǎn)井實施弱凝膠微生物復合驅后，隨著時間的推移，產(chǎn)出液中鉻離子含量逐漸升高，從初始的0.5mg/L上升到1.2mg/L，表明弱凝膠在油藏中發(fā)生了運移和降解，釋放出鉻離子；聚合物含量則先升高后降低，在注入弱凝膠后的第30天，聚合物含量達到最高值300mg/L，隨后逐漸下降，這是由于聚合物在油藏中被逐漸消耗和降解。同時，對產(chǎn)出液的水質進行全面分析，包括酸堿度（pH值）、礦化度、懸浮物含量、含油率等指標。產(chǎn)出液的pH值通過pH計進行測量，礦化度采用重量法測定，懸浮物含量通過過濾稱重法確定，含油率則利用紅外分光光度法進行分析。在某生產(chǎn)井實施復合驅后，產(chǎn)出液的pH值從原來的7.5下降到7.2，礦化度從15000mg/L上升到16000mg/L，懸浮物含量從50mg/L增加到80mg/L，含油率從3%下降到2%。通過對這些水質指標的監(jiān)測和分析，能夠了解弱凝膠微生物復合驅對產(chǎn)出液水質的影響，以及油藏中流體的變化情況，為后續(xù)的生產(chǎn)管理和環(huán)境保護提供參考。5.1.5監(jiān)測工作分工為確保監(jiān)測工作的順利進行，明確各部門和人員在監(jiān)測中的職責。成立專門的監(jiān)測小組，由地質、工程、化驗等專業(yè)人員組成。地質人員負責制定監(jiān)測方案，根據(jù)油藏地質特征和開發(fā)動態(tài)，確定監(jiān)測井位、監(jiān)測項目和監(jiān)測頻率。例如，根據(jù)巴38斷塊的油藏非均質性和注采關系，確定在不同滲透率區(qū)域和注采井組中選擇具有代表性的井進行監(jiān)測，每周對注入井和生產(chǎn)井進行一次動態(tài)資料數(shù)據(jù)錄取，每月對產(chǎn)出液進行一次全面的水質分析。工程人員負責現(xiàn)場監(jiān)測設備的安裝、調試和維護，確保監(jiān)測設備的正常運行。在注水井井口安裝高精度的壓力傳感器和流量計，在生產(chǎn)井井底安裝壓力傳感器，定期對這些設備進行校準和檢查，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。化驗人員負責采集和分析各類樣品，包括注入弱凝膠樣品、產(chǎn)出液樣品等，按照標準的實驗方法和操作規(guī)程，準確測定樣品中的各項指標，如弱凝膠的濃度、粘度、成膠時間，產(chǎn)出液中鉻離子、聚合物含量、水質指標等。同時，建立完善的溝通協(xié)調機制，各部門和人員之間及時交流監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息，共同分析監(jiān)測結果，根據(jù)實際情況調整監(jiān)測方案和生產(chǎn)措施。例如，當化驗人員發(fā)現(xiàn)產(chǎn)出液中聚合物含量異常下降時，及時將信息反饋給地質人員和工程人員，共同分析原因，采取相應的措施，如調整注入?yún)?shù)或補充聚合物，確保弱凝膠微生物復合驅的效果。通過明確各部門和人員的職責，加強溝通協(xié)調，保證了監(jiān)測工作的高效、準確進行，為巴38斷塊弱凝膠微生物復合驅的成功實施提供了有力保障。5.2微生物驅油現(xiàn)場監(jiān)測5.2.1注入菌劑質量監(jiān)測注入菌劑質量監(jiān)測是微生物驅油成功實施的關鍵環(huán)節(jié)之一。在微生物驅油過程中，定期采集注入菌劑樣品，嚴格檢測其各項質量指標。采用平板計數(shù)法測定微生物的濃度，將樣品進行梯度稀釋后，涂布在特定的培養(yǎng)基平板上，在適宜的溫度下培養(yǎng)一定時間，通過計數(shù)平板上的菌落數(shù)量，計算出微生物的濃度。例如，在某次檢測中，將樣品稀釋10^6倍后，在平板上長出了50個菌落，按照公式計算，微生物的濃度為5×10^7個/mL，確保其符合設計要求的10^8-10^9個/mL范圍。利用生理生化實驗對微生物的活性進行檢測，通過觀察微生物在特定培養(yǎng)基上的生長情況、代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生以及對底物的利用能力等，判斷其活性是否正常。如檢測微生物對葡萄糖的利用情況，將微生物接種到以葡萄糖為唯一碳源的培養(yǎng)基中，觀察其生長狀況，若微生物能夠正常生長并消耗葡萄糖，說明其活性良好。同時，檢測微生物的代謝產(chǎn)物，如生物表面活性劑、生物氣等的產(chǎn)量，確保其達到預期的驅油效果。在某井的監(jiān)測中，通過檢測發(fā)現(xiàn)微生物產(chǎn)生的生物表面活性劑產(chǎn)量為80mg/L，符合設計要求，能夠有效降低原油粘度，提高原油的流動性。5.2.2現(xiàn)場施工質量監(jiān)測現(xiàn)場施工質量監(jiān)測對于保障微生物驅油的順利進行至關重要。在施工過程中，實時監(jiān)測注入壓力、注入速度、注入量等關鍵參數(shù)。使用高精度的壓力傳感器安裝在注水井井口，實時監(jiān)測注入壓力，確保其控制在設計的12-14MPa范圍內。例如，當監(jiān)測到某注水井注入壓力突然升高至15MPa時，立即停止注入，檢查注入設備和地層情況，發(fā)現(xiàn)是由于地層中存在局部堵塞導致壓力升高，及時采取酸化等解堵措施后，注入壓力恢復正常，保證了施工的安全和順利進行。注入速度通過流量控制閥和流量計進行精確控制和監(jiān)測，確保按照設計的0.04-0.06m3/d的速度進行注入。在某井組的施工中，通過調整流量控制閥，將注入速度穩(wěn)定控制在0.05m3/d，保證了微生物和營養(yǎng)液能夠均勻地注入地層。注入量則通過流量計進行累計記錄，確保達到設計的用量。如某注水井設計注入量為800m3，在注入過程中，通過實時監(jiān)測流量計數(shù)據(jù)，當注入量達到800m3時，停止注入，保證了施工的準確性。定期檢查注入設備的運行狀況，包括泵的性能、管道的密封性等。每周對注入泵進行一次全面檢查，測量泵的揚程、流量等性能參數(shù)，確保其滿足施工要求。同時，對注入管道進行密封性檢測，采用壓力測試法，將管道內充滿一定壓力的水，觀察一段時間內壓力的變化情況，若壓力下降超過允許范圍，則檢查管道連接處是否存在泄漏，及時進行修復，保證施工過程中注入設備的正常運行，避免因設備故障影響施工質量。5.2.3動態(tài)資料數(shù)據(jù)的錄取動態(tài)資料數(shù)據(jù)的錄取是評估微生物驅油效果的重要依據(jù)。每天定時錄取注水井的注水壓力、注水量、吸水指數(shù)等數(shù)據(jù)，以及生產(chǎn)井的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、含水率、井底流壓等數(shù)據(jù)。注水壓力和注水量的變化反映了地層的吸水能力和注入情況。例如，在某注水井注入微生物和營養(yǎng)液后，注水壓力從13MPa下降到12.5MPa，注水量從每天25m3增加到30m3，說明微生物和營養(yǎng)液有效地改善了地層的滲透性能，使注入水更容易進入地層。吸水指數(shù)通過公式J=Q/\DeltaP（其中J為吸水指數(shù)，Q為注水量，\DeltaP為注水壓差）計算得出，用于評價地層的吸水能力變化。在某井組實施微生物驅油后，吸水指數(shù)從原來的1.5m3/(d?MPa)提高到2m3/(d?MPa)，表明地層的吸水能力得到了增強。生產(chǎn)井的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量和含水率的變化直接反映了驅油效果。如某生產(chǎn)井在實施微生物驅油后，產(chǎn)液量從每天25t增加到30t，產(chǎn)油量從每天8t增加到10t，含水率從68%下降到66.7%，說明微生物驅油有效地提高了原油產(chǎn)量，降低了含水率。井底流壓則通過安裝在井底的壓力傳感器進行測量，用于評估油井的生產(chǎn)狀況和地層能量。在某生產(chǎn)井實施微生物驅油后，井底流壓從原來的7.5MPa上升到8MPa，說明地層能量得到了補充，有利于油井的穩(wěn)定生產(chǎn)。通過對這些動態(tài)資料數(shù)據(jù)的實時錄取和分析，能夠及時掌握微生物驅油的實施效果，為后續(xù)的調整和優(yōu)化提供依據(jù)。5.2.4產(chǎn)出液性質監(jiān)測產(chǎn)出液性質監(jiān)測對于了解微生物在油藏中的作用效果和原油性質的變化具有重要意義。每周采集生產(chǎn)井的產(chǎn)出液樣品，分析其物理和化學性質的變化。采用旋轉粘度計測定產(chǎn)出液的粘度，在35℃的條件下，測量產(chǎn)出液在不同剪切速率下的粘度值，觀察粘度的變化情況。在某生產(chǎn)井實施微生物驅油后，產(chǎn)出液的粘度從初始的180mPa?s降低至150mPa?s，這是由于微生物代謝產(chǎn)生的生物表面活性劑和生物酶等物質降低了原油的粘度，提高了原油的流動性。利用氣相色譜-質譜聯(lián)用儀分析產(chǎn)出液的成分變化，檢測其中輕質烴類、生物表面活性劑等物質的含量。在某生產(chǎn)井實施微生物驅油后，產(chǎn)出液中輕質烴類的含量增加了10%-15%，這是由于微生物對原油中的重質組分進行了降解，使輕質烴類含量升高；生物表面活性劑的含量也從初始的50mg/L增加到80mg/L，進一步證明了微生物在油藏中能夠正常生長代謝并發(fā)揮驅油作用。同時，監(jiān)測產(chǎn)出液的酸堿度（pH值）、礦化度等指標的變化，分析其對油藏環(huán)境和驅油效果的影響。在某生產(chǎn)井實施微生物驅油后，產(chǎn)出液的pH值從原來的7.2下降到7.0，礦化度從14000mg/L上升到15000mg/L，這些變化反映了微生物代謝活動對油藏流體性質的影響，為進一步優(yōu)化微生物驅油方案提供了參考。5.2.5監(jiān)測工作分工為確保微生物驅油監(jiān)測工作的高效開展，明確各部門和人員在監(jiān)測中的職責。成立專門的監(jiān)測小組，由地質、工程、化驗等專業(yè)人員組成。地質人員負責制定監(jiān)測方案，根據(jù)油藏地質特征和開發(fā)動態(tài)，確定監(jiān)測井位、監(jiān)測項目和監(jiān)測頻率。例如，根據(jù)巴38斷塊的油藏非均質性和注采關系，確定在不同滲透率區(qū)域和注采井組中選擇具有代表性的井進行監(jiān)測，每周對注入井和生產(chǎn)井進行一次動態(tài)資料數(shù)據(jù)錄取，每月對產(chǎn)出液進行一次全面的成分分析。工程人員負責現(xiàn)場監(jiān)測設備的安裝、調試和維護，確保監(jiān)測設備的正常運行。在注水井井口安裝高精度的壓力傳感器和流量計，在生產(chǎn)井井底安裝壓力傳感器，定期對這些設備進行校準和檢查，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。化驗人員負責采集和分析各類樣品，包括注入菌劑樣品、產(chǎn)出液樣品等，按照標準的實驗方法和操作規(guī)程，準確測定樣品中的各項指標，如微生物的濃度、活性、代謝產(chǎn)物含量，產(chǎn)出液的粘度、成分、pH值、礦化度等。同時，建立完善的溝通協(xié)調機制，各部門和人員之間及時交流監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息，共同分析監(jiān)測結果，根據(jù)實際情況調整監(jiān)測方案和生產(chǎn)措施。例如，當化驗人員發(fā)現(xiàn)產(chǎn)出液中微生物活性下降時，及時將信息反饋給地質人員和工程人員，共同分析原因，采取相應的措施，如調整營養(yǎng)液的配方或增加注入量，確保微生物驅油的效果。通過明確各部門和人員的職責，加強溝通協(xié)調，保證了監(jiān)測工作的有序進行，為巴38斷塊微生物驅油的成功實施提供了有力保障。5.3監(jiān)測費用凝膠調驅的監(jiān)測費用主要涵蓋注入藥劑質量監(jiān)測、現(xiàn)場施工質量監(jiān)測、動態(tài)資料數(shù)據(jù)錄取以及產(chǎn)出液中鉻離子、聚合物含量及水質監(jiān)測等方面。注入藥劑質量監(jiān)測中，每天檢測弱凝膠的濃度、粘度、成膠時間等指標，每次檢測費用約為500元，一個月按30天計算，費用為15000元?，F(xiàn)場施工質量監(jiān)測方面，安裝高精度壓力傳感器和流量計，設備采購及安裝費用約為30000元，每月對設備進行校準和維護，費用約為2000元。動態(tài)資料數(shù)據(jù)錄取，每天錄取注水井和生產(chǎn)井的各項數(shù)據(jù)，人工及數(shù)據(jù)處理費用每月約為10000元。產(chǎn)出液中鉻離子、聚合物含量及水質監(jiān)測，每周采集一次樣品，每次檢測費用約為800元，一個月按4周計算，費用為3200元。綜合計算，凝膠調驅每月的監(jiān)測費用約為60200元。微生物驅油的監(jiān)測費用同樣包括注入菌劑質量監(jiān)測、現(xiàn)場施工質量監(jiān)測、動態(tài)資料數(shù)據(jù)錄取以及產(chǎn)出液性質監(jiān)測等方面。注入菌劑質量監(jiān)測，每周采用平板計數(shù)法