产品名称：Glori Energy生物三次采油

项目时间： 2015

项目地点： 美国

项目国家： 美国

所属公司：  Glori Energy

项目简介：

通过刺激油藏原生微生物的活动可以有效改善老油田水驱产油效果，技术关键分别在于对储层微生物的检测、营养液配方以及回注水的处理。

Glori Energy的环境激活采油（AERO）技术是一种生物三次采油法，该方法将配好的营养液注入油藏中激活天然微生物群，随后通过微生物活动改善原油流动性，提高砂岩油藏注水开发的效果。

主要问题：

受到开采成本上升、油价波动的影响，提高老油田产量绝非易事。大量的资金都用在寻找新储量上，然而在已发现的储量中，由于缺乏有效的开采手段，仍有60%的油气资源留在地下。因此，使用提高采收率（EOR）技术提高石油产量是十分必要的。

解决方案：

适用油田的筛选过程分为两步——储层分析和处理方案设计。储层分析采用地质评价来确定储层孔隙度、渗透率、构造线、有效厚度、油重度、连通性及生产历史等关键信息。此分析过程可快速评价油田状况，从中选择一个最佳使用区块。 处理方案设计包括微生物检测和营养液配比。首先使用专业设备在规定条件下，从注入井、生产井及水源井等相关位置对储层流体进行取样，随后对样品进行化学分析，以确定油和水的物理化学特性。微生物测试包括对原生微生物种群的可行性评估、对油藏量身定制的营养混合液配方以及对注入液激活微生物活动的效果验证。 通过刺激注入井附近特定的原生微生物群落来达到开发剩余油的目的。通过不断的将低成本、低浓度的无机养分添加到注入水中，促进剩余油中的原生微生物种群的生长，微生物增长则会破坏油水之间的界面张力，改善原油流动性，使水进入到从未进入过的含油通道，提高了水驱的扫油面积。 注水的目的一方面是刺激储层微生物在油/水界面生长，因此注入水必须有大量可被微生物利用的自由碳化合物（如石油、有机酸）及营养成分供残余油中的微生物消耗。因此，操作过程中需要通过产出水回注（PWRI）的方法减少游离油和总有机碳的浓度。

案例分析：

在一个面积广阔、注水开发程度高的南加州油田（SCF）开辟了一块小试验区用来实施生物提高采收率技术——通过连续地将营养添加道PWRI中。在经过了储层评估及流体取样、生物化学兼容性评估后，项目计划正式启动。 SCF的地质评价表明该储层为东西向背斜构造，倾向为西南方向，在东北处有断层。该油藏的产层段复杂，地层深度从2000英尺至4100英尺。

地层粗碎屑浊烈在深海环境中沉积在海底扇形带，岩石类型包括砂岩、页岩、粉砂砾岩和沙泥岩/页岩夹层。

储层被划分为四个区块和16个独立的储层单元，有四处原始油/水界面。有效厚度从25到120英尺不等，孔隙度平均在20%-26%之间，原油重度范围为20 ~36°API，渗透率为200~1300md，注采井间连通性较好。所有的参数都显示该储层利于实现生物采油。 微生物测试结果表明，目前大多数水质参数符合要求，游离油和水中有机碳含量超出了允许范围，这意味着还需要一个除去游离油的步骤。微生物实验证明水中的有机碳并未有利于生物生长，不会在采油过程争参与消耗养分。此外还进行了对营养液配方刺激原生微生物群落生长效果的检验实验。 设计者根据生物研究结果，认为需要建立一个地面处理系统，用于除去PWRI中的游离油，同时将特定配比的营养液分别注入四个目标井中。除油装置由19级聚酯过滤元件组成，放置在一个水平连接的机架内，可将PWRI中油份聚结。

水平结构的机架聚结游离态石油的过程延后了水输入储罐的时间，注入水再从储罐中通过三缸式注射泵注入储层。营养液注入装置由一个高压、低容量的计量泵外加一个空气压缩机和贮气箱构成。 营养液通过三缸式注射泵与水混合，随后经由四通管不断向各个注入井提供水和营养。此外，还需利用质量流量控制器精确的控制井口空气混入量，定期进行现场质量控制评估以及卫星监测营养液注入系统以保证工作的连续稳定。 操作人员在监控区域对生产井的产油量进行评估，平均产出量约500桶/天。项目进行的第三个月首次观察到产油量的增加，并在第5个月左右增加幅度达到顶峰。在最后一个月，产油量随着区块注入量和产液量的减少而降低。 根据油田全部的生产数据进行效果评价，注水井的上倾方向的生产井产量增加量近130桶/天，然而注入体积每月都不同，使得短期分析比较复杂。单个生产井数据统计误差大，规律不明显，但4个月的平均月度产量(包括试点项目后的2周)与试点项目开始前的7个月平均月度产量相比，8口井产量有明显增加。

这8口井的含油量及产油速度分别升高了1.2~2.5倍和1.4~3.5倍的，相当于增加了66桶/天。另外4口类似的井同期增产量只有25桶/天，然而，考虑到统计性误差以及项目持续时间有限等限制，我们认为这些是可能出现的情况，而非试验的确定性结果。

因此，即使只有短短6个月的试验和月度数据的分析，我们确定生物注水方案能够增加1.6~2.0倍的产油速度以及1.5~1.7倍储层含油量，某些生产井甚至可以提高产油量66~91桶/天。尽管整个试验区块产油量总共增加不足130桶/天，产油量仍高于预期线之上。

亮点：

生物采油技术针对注水开发已经接近经济极限的成熟油田来说是一种经济有效的提高采收率方法。

PWRI方法的应用效果通过建立水质稳定技术得到了认可，大大减少了总注入水量。