【正文】 （如圖55），不同區(qū)域具有不同的特征：（1） 氧化反應(yīng)后緣區(qū)。為注入井附近油藏帶，該區(qū)被注入空氣所驅(qū)替，部分原油被氧化，剩余油飽和度較低，并且不再耗氧；（2） 氧化反應(yīng)前緣區(qū)。該區(qū)是一個(gè)較大的氧化帶，在這里氧氣與原油發(fā)生反應(yīng)而被消耗，氧氣的濃度從21%逐漸降至0；（3） 氧氣未波及區(qū)。該區(qū)位于氧化帶前方的一個(gè)較寬的煙道氣驅(qū)帶。稠油油藏注空氣是借助原油燃燒產(chǎn)生大量的熱，使稠油降黏而流動(dòng)。而輕質(zhì)油藏注空氣一般具有以下幾種驅(qū)替機(jī)理：（1） 高壓注空氣提高或維持了油藏壓力；（2） 通過原油低溫氧化將空氣中的氧氣全部消耗掉，至少可實(shí)現(xiàn)氮?dú)怛?qū)或間接的煙道氣驅(qū)；（3） 煙道氣可能與原油之間發(fā)展為混相驅(qū)；（4） 由于氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)可以產(chǎn)生原油降黏、熱膨脹效應(yīng)；（5） 對(duì)陡峭或傾斜的油藏頂部注空氣還能產(chǎn)生重力驅(qū)替作用。圖55 注空氣低溫氧化過程示意圖 注空氣技術(shù)應(yīng)用潛力表53 全國(guó)主要油區(qū)CO2混相驅(qū)潛力預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)油區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量/104t提高采收率/%增加可采儲(chǔ)量/104tCO2用量/108m3遼河新疆長(zhǎng)慶大港華北中原江漢江蘇合計(jì)注空氣驅(qū)替過程，本質(zhì)上為間接的煙道氣驅(qū)過程，因此其驅(qū)油機(jī)理與CO2和N2相似，為蒸發(fā)氣驅(qū)。從廣義的角度來講，適宜采用CO2驅(qū)的油藏也適宜于N2及空氣驅(qū)。由于空氣驅(qū)評(píng)價(jià)資料極少，故本文在分析中采用CO2驅(qū)統(tǒng)計(jì)資料來代替，以分析各大油區(qū)注空氣驅(qū)應(yīng)用潛力。全國(guó)主要油區(qū)CO2混相驅(qū)潛力預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)見表53。在所統(tǒng)計(jì)的油區(qū)中，108t，%，與水驅(qū)相比，%，108t?？梢?，注空氣驅(qū)提高采收率技術(shù)在我國(guó)有著巨大的應(yīng)用潛力。此外，由于氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)可以產(chǎn)生原油降黏、熱膨脹等附加結(jié)果，使得注空氣驅(qū)比單純的CO2和N2驅(qū)更具吸引力。 聚合物驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率的方法聚合物驅(qū)是提高水驅(qū)油藏采收率的成熟技術(shù)，在大慶等油田取得了舉世矚目的成果。它可以提高采出程度8%～12%，僅大慶油田就有約23108t的地質(zhì)儲(chǔ)量適合聚合物驅(qū)。該技術(shù)自1996年在大慶油田投入工業(yè)化應(yīng)用以來，已取得了顯著的增油、降水、提高采收率的效果，到目前為止，聚合物驅(qū)年產(chǎn)量已突破千萬噸，成為油田可持續(xù)發(fā)展的重大技術(shù)措施。盡管如此，聚合物驅(qū)后油層中仍剩有50%左右的原油未被采出，因此，如何繼續(xù)提高采收率，仍是一個(gè)很值得研究的問題，而進(jìn)一步提高采收率技術(shù)措施的選擇又極大地依賴于聚合物驅(qū)后剩余油的分布特征。聚合物驅(qū)后剩余油分布具有以下特點(diǎn)：（1） 在聚合物驅(qū)油過程中，平面均質(zhì)模型油相飽和度沿徑向增加，聚合物驅(qū)結(jié)束后兩翼邊界附近含油飽和度高。（2） 由于聚合物沿高滲帶竄流，聚合物驅(qū)結(jié)束時(shí)油相飽和度兩翼遠(yuǎn)高于主流線。（3） 對(duì)于正韻律和反韻律油層，各層油相飽和度無突進(jìn)或稍有突進(jìn)。正韻律上(低滲透)、中(中滲透)、下(高滲透)三層平均油相飽和度依次減小，層間差異較大。反韻律油相平均飽和度依次增大，但層間差異較小。針對(duì)聚合物驅(qū)后剩余油分布規(guī)律，國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用微生物驅(qū)進(jìn)一步提高采收率，如大港油田聚合物驅(qū)后的微生物驅(qū)，取得一定效果。但是對(duì)于微生物驅(qū)，在不利的油藏環(huán)境下，微生物無法迅速繁殖和運(yùn)移；產(chǎn)生的大量代謝物可能對(duì)原油的流動(dòng)造成影響；容易污染水源，造成環(huán)境污染。因此，本文提出了穩(wěn)定、環(huán)保的空氣驅(qū)方法，為聚合物驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率提供一種解決思路。聚合物驅(qū)方法，實(shí)質(zhì)上為改善的水驅(qū)方法，目的在于提高波及系數(shù)。而注空氣驅(qū)，在于降低注入溶劑及原油的界面張力，提高驅(qū)替效率。因此，二者的結(jié)合正好是一種互補(bǔ)。此外，由于高滲透層已被高分子聚合物占據(jù)，所以注入空氣不會(huì)發(fā)生氣竄。而聚合物驅(qū)后剩余油恰好主要分布于中、低滲透層，這使得注空氣驅(qū)方法在聚合物驅(qū)后的挖潛中，顯出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和吸引力。 低滲透油藏注空氣面臨的問題我國(guó)低滲透油藏開發(fā)面臨的問題從總體上講屬“注不進(jìn)、采不出”，在注空氣方面面臨的問題主要是：（1） 低滲透油藏注空氣壓力高，注入能力低。由于低滲透油藏滲透率低，對(duì)氣質(zhì)量要求高，要注意注氣可能對(duì)地層造成的傷害；由于注入壓力高，對(duì)壓縮機(jī)壓力等級(jí)提出了新的要求；（2） 低滲透裂縫油藏注空氣防氣竄技術(shù)。在我國(guó)，很多低滲透油藏都有裂縫（如大慶朝陽溝油田等），如何開展裂縫性油藏注空氣，防止氣竄，是一個(gè)技術(shù)難題?？梢钥紤]采用不同的注入方式來提高原油采收率；（3） 低滲透油藏的巖心物理模擬及注空氣評(píng)價(jià)問題。低滲透油藏注水困難，取出巖心后恢復(fù)原始地層條件非常困難；如果帶有裂縫，又很難取得有代表性的巖心，如何進(jìn)行基質(zhì)造縫，并能代表地層實(shí)際情況也是非常困難的。（4） 防止固相沉積的問題。在注空氣過程中，尤其是在高含蠟及瀝青質(zhì)油藏，由于CO2和N2的抽提作用，易產(chǎn)生固相沉積問題，對(duì)低滲油藏開發(fā)將會(huì)產(chǎn)生影響。 微生物采油技術(shù)微生物提高石油采收率（Microbial Enhanced Oil Recovery, MEOR）技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展迅速的一項(xiàng)提高低滲透油藏采收率技術(shù)，是21世紀(jì)一項(xiàng)高新生物技術(shù)。與其他三次采油技術(shù)相比，微生物采油技術(shù)具有適用范圍廣、工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益好、無污染等特點(diǎn)，因而越來越受到人們的重視。MEOR是一項(xiàng)具有良好發(fā)展前景的三次采油技術(shù)。 微生物提高石油采收率方法MEOR是指利用微生物提高石油采收率的各種技術(shù)總稱，凡是與微生物有關(guān)的采油技術(shù)均屬于MEOR。廣義地說，MEOR的基本方法主要包括兩大類[17]：地面發(fā)酵（地面法）和微生物地下發(fā)酵（油層法）；狹義地說，MEOR主要是指微生物地下發(fā)酵。微生物地下發(fā)酵（油層法）是把油層作為巨大的生物反應(yīng)器，將經(jīng)過篩選的配伍性較好的微生物注入其中，利用微生物及其代謝產(chǎn)物的綜合作用提高石油采收率。對(duì)于含油飽和度極低的油層，用其他方法無能為力時(shí)采用地下發(fā)酵法采油效果較為顯著。微生物提高石油采收率并不是一種單一的方法。在不同的地區(qū)僅可以使用其中的某一種方法，每種方法都可以采用不同的微生物培養(yǎng)基，這些培養(yǎng)基對(duì)于將其引入油層和在油層中生長(zhǎng)繁殖具有不同的要求。應(yīng)用微生物采油法的地區(qū)、采油條件以及微生物培養(yǎng)基的不同，所增加的采油量也不同。 微生物采油作用機(jī)理用于MEOR的微生物作用機(jī)理主要是：（1） 微生物在地下發(fā)酵過程中能產(chǎn)生各種氣體，如CHCONH2等，這些氣體可增加油層壓力，降低原油黏度；（2） 微生物在地下發(fā)酵過程中能產(chǎn)生有機(jī)酸類、醇類、酮類等有機(jī)溶劑。其中有機(jī)酸類能使碳酸鹽地層溶蝕而增加其滲透性，醇類、酮類可降低表面張力和油水界面張力，促進(jìn)原油的乳化；（3） 微生物在地下發(fā)酵過程中能產(chǎn)生生物聚合物，這些生物聚合物能調(diào)整注水油層的吸水剖面，控制高滲地帶的流度比，改善地層滲透率；（4） 微生物在地下發(fā)酵過程中能降解重質(zhì)烴類和石蠟組分，從而降低原油黏度，改善原油在地層中的流動(dòng)性能；石蠟組分降解后，可減少石蠟在井眼附近的沉積，從而降低地層原油的流動(dòng)阻力；（5） 微生物在地下發(fā)酵過程中產(chǎn)生生物表面活性劑，它能降低油水界面張力并乳化原油，從而提高石油采收率。微生物代謝可產(chǎn)生多種表面活性劑，包括陰離子表面活性劑及某些中性脂類表面活性劑等。表面活性劑除了能降低油水界面張力和乳化原油，還能通過改變油層巖石界面的潤(rùn)濕性來改變巖石對(duì)原油的相對(duì)滲透性，有些表面活性劑還能降低重油的黏度。所有這些作用都有利于提高石油采收率。 菌種選擇常用于MEOR的微生物及其代謝產(chǎn)物見表54。表54 常用于MEOR的微生物及其代謝產(chǎn)物菌種名稱好氧/ 厭氧代謝產(chǎn)物梭狀芽胞桿菌1芽孢桿菌1假單孢菌黃單孢桿菌明串珠菌脫硫弧菌節(jié)細(xì)菌棒狀桿菌腸桿菌諾卡氏菌2不動(dòng)桿菌2分枝桿菌2厭氧兼性好氧好氧兼性厭氧兼性好氧兼性厭氧，兼性厭氧，兼性好氧氣體、酸類、醇類和生物表面活性劑酸類和生物表面活性劑生物表面活性劑和聚合物聚合物聚合物氣體、酸類和還原硫酸鹽生物表面活性劑和醇類生物表面活性劑氣體和有機(jī)酸類生物表面活性劑生物表面活性劑生物表面活性劑注1：是在MEOR 技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的微生物；2：是準(zhǔn)備用于MEOR 技術(shù)中的微生物。 油藏篩選微生物的生長(zhǎng)繁殖需要一定的環(huán)境，利用微生物采油時(shí)必須選擇適宜的油藏條件。這些條件主要包括溫度、壓力、PH值、礦化度、原油密度和殘余油飽和度等。（1） 溫度。油層溫度以30～50℃最為合適，但嗜熱菌可以在80～90℃的油層條件下進(jìn)行MEOR研究；（2） 壓力?！８邏翰皇侵饕獑栴}，壓力在30MPa時(shí)，微生物生存很好，當(dāng)壓力達(dá)到50MPa時(shí)對(duì)微生物生存有害，單厭氧菌在140MPa 下能培養(yǎng)成活，在180MPa時(shí)能催活；（3） PH值。PH值為7的環(huán)境最適合微生物生長(zhǎng)，PH值一般在4～9，一般油層都具備這一條件。很多微生物能在很大程度上耐酸堿性；（4） 礦化度。油層的鹽水總礦化度應(yīng)小于100000mg/L，油層的礦化度應(yīng)在合適的范圍內(nèi)，礦化度過高對(duì)微生物生長(zhǎng)不利。水中氧化鈉或鎂離子的濃度過高，會(huì)對(duì)大部分微生物有毒性，只有少數(shù)微生物能承受高鹽濃度。因此，當(dāng)油田含水礦化度高時(shí)，在進(jìn)行微生物采油前應(yīng)注意使油層淡化。另外，地層缺氮、磷也不利于微生物生長(zhǎng)；（5） 原油密度。；（6） 殘余油飽和度。殘余油飽和度應(yīng)大于30%。其他需要考慮的地層條件還有地層水化學(xué)組分等。通常，需要做有關(guān)地層流體和所用的微生物之間的配伍性試驗(yàn)（配伍優(yōu)化），即檢驗(yàn)微生物是否能適應(yīng)這些條件。 開發(fā)效果低滲透朝陽溝油田的10個(gè)區(qū)塊55口采油井上進(jìn)行了微生物吞吐試驗(yàn)，取得了較好效果。（1） 降黏作用效果為了驗(yàn)證微生物吞吐的技術(shù)效果，在微生物施工處理之前和處理之后10～15d，分別在井口取樣測(cè)定其黏度。6個(gè)區(qū)塊的12口油井均取得了降黏效果，%。（2） 增產(chǎn)效果現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，%的試驗(yàn)井具有增產(chǎn)效果，()()，()。%，；增產(chǎn)1～%，；增產(chǎn)0～%，；%。（3） 經(jīng)濟(jì)效益微生物吞吐計(jì)55口井，，104元（104元），104元，投入產(chǎn)出比1∶，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 微生物應(yīng)用技術(shù)（1） 微生物水驅(qū)。該技術(shù)是將菌種和營(yíng)養(yǎng)液混合而成的微生物處理液注入目的層，使微生物作用于油層，當(dāng)處理液被注入水推進(jìn)并通過油層時(shí)，微生物通過代謝作用產(chǎn)生生物表面活性劑、氣體、酸、醇等代謝產(chǎn)物的同時(shí)，還不斷繁殖。代謝產(chǎn)物通過物理、化學(xué)作用將巖石表面黏附的原油和巖石孔隙中的原油釋放出來，使原來不能流動(dòng)的原油以油水乳狀液的形式被注入到水驅(qū)生產(chǎn)井中，在生產(chǎn)井中被采出。（2） 周期性微生物處理（微生物吞吐法）。該技術(shù)是將微生物發(fā)酵液及營(yíng)養(yǎng)液注入生產(chǎn)井內(nèi)，關(guān)井一段時(shí)間（從數(shù)天到數(shù)周不等），讓微生物進(jìn)行發(fā)酵，然后再開井生產(chǎn)，周而復(fù)始。（3） 微生物選擇性封堵地層（微生物調(diào)剖法）。把能夠生產(chǎn)聚合物的微生物注入地層，使其在高滲透層內(nèi)大量繁殖，從而可以起到封堵高滲透帶的作用。該種方法比注入人工合成的有機(jī)聚合物或凝膠更為有效，而且不會(huì)造成地層的永久性破壞。（4） 微生物清蠟和降低重油黏度。微生物清蠟技術(shù)可以取代溶劑和分散劑的使用，并能基本上取代熱油處理法。微生物清蠟和降黏機(jī)理在于微生物對(duì)石蠟和重油的代謝作用。通常，大多數(shù)微生物對(duì)蠟類芳香烴的代謝速度大于對(duì)芳香烴的代謝速度。微生物代謝產(chǎn)生的溶劑等對(duì)近井區(qū)域能起到很好的清洗作用。 微生物采油方法局限性微生物采油方法也有其自身的局限性[18]：（1） 對(duì)于高溫或高含鹽量的地層通常不能選用；（2） 營(yíng)養(yǎng)液中含有的重金屬離子，可能對(duì)微生物有負(fù)作用；（3） 需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)配伍性試驗(yàn)以及合理的工程設(shè)計(jì)；（4） 對(duì)待測(cè)油層的最佳微生物應(yīng)用工藝尚在建立之中；（5） 能可靠預(yù)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)過程的地層模擬技術(shù)尚未開發(fā)。微生物采油技術(shù)存在的不足也使微生物采油方法受到限制，這主要表現(xiàn)在：（1） 某些細(xì)菌能產(chǎn)生粘性滲出液即菌團(tuán)，堵塞地層；（2） 鋼套管、油管及泵受到硫酸鹽還原菌產(chǎn)生的腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的浸蝕，能使低硫原油性能變壞；（3） 由于硫酸鹽還原產(chǎn)生的H2S在地層中與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵黑色沉淀，經(jīng)常堵塞污染生產(chǎn)管線；（4） 有些微生物能導(dǎo)致用于EOR工藝的化學(xué)劑降解。6 結(jié)論 研究工作總結(jié)本文的主旨是對(duì)低滲透儲(chǔ)層產(chǎn)能方法進(jìn)行分析，為改善我國(guó)低滲透油田的開發(fā)效果提供有價(jià)值的參考。本文的具體工作有：①分析我國(guó)低滲透的界限、分類及其儲(chǔ)量分布，并對(duì)我國(guó)低滲透油藏成因類型、地質(zhì)特征進(jìn)行描述；②描述了低滲透油田開發(fā)特征；分析了影響低滲透油田開發(fā)效果的主要因素；并論述了有效開發(fā)低滲透油田的主要技術(shù)措施；③分析了裂縫性砂巖、碳酸鹽巖、異常高壓深層等低滲透油藏的開發(fā)技術(shù)，并對(duì)實(shí)施了有效開發(fā)技術(shù)后的開發(fā)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)；④介紹和分析了井網(wǎng)優(yōu)化、不穩(wěn)定注水開發(fā)、注空氣開發(fā)、微生物采油等有發(fā)展?jié)摿Φ拈_發(fā)技術(shù)。通過對(duì)低滲透油藏產(chǎn)能主要方法的詳細(xì)分析，本文得到的結(jié)論有如下幾方面：（1） 影響我國(guó)低滲透油田開發(fā)效果的主要因素有：油層孔喉細(xì)小、滲流規(guī)律不遵循達(dá)西定律；彈性能量小；產(chǎn)油能力和吸水能力低；油井見水后產(chǎn)液指數(shù)大幅度下降、沿裂縫方向油井水竄和水淹嚴(yán)重等。（2） 裂縫發(fā)育的低滲砂巖油藏應(yīng)立足于注水開發(fā)。要有適應(yīng)油藏不同發(fā)育級(jí)別裂縫的封堵技術(shù)，并與分注調(diào)剖技術(shù)相結(jié)合，提高注入水利用率和驅(qū)油效果。裂縫發(fā)育的低滲砂巖油藏注水不宜過早，適時(shí)掌握注水時(shí)機(jī)，以達(dá)到效益最大化。開采井網(wǎng)密度不宜過大，注水要多井少注，溫和注水。（3） 依據(jù)碳酸鹽巖低滲透油藏開發(fā)動(dòng)態(tài)和巖溶發(fā)育特征劃分層系，由裂縫分布來確定井網(wǎng)開發(fā)。開發(fā)后期注水可提高采油速度和年產(chǎn)油量，其單井合理產(chǎn)能一般為10~86t/d，%~%。（4） 井網(wǎng)密度的大小決定著采收率的大小。開發(fā)低滲透油田初期采用具有較大的機(jī)動(dòng)靈活