低渗透油藏提高原油采收率的生物化学基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51634008
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    280.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0402.油气开采
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The low permeability oil &gas reservoirs are one of the most important oil &gas reservoir types in the world. 70% of the domestic newly increased oil and gas reserves and more than 70% of the new production are both from low permeability reservoirs. The proposal will investigate the low permeability reservoirs and the critical scientific issues they are facing, namely low permeability, the high pressure and insufficient injection of water injection wells due to the blockage of pore throats caused by clay swelling, and the low productivity and low efficiency of oil production wells. The proposal will characterize the types, abundance, and distribution of the anaerobic and/or facultative anaerobic microorganisms affecting the seepage of reservoirs and drag reduction, such as biosurfactant- producing bacteria, hydrophobic bacteria and bacteria which suppress clay swelling. The effects of the functional microorganisms and their metabolites on the seepage of reservoirs and drag reduction will be studied. The biological nano-materials will be produced as displacement agents that are based on the environmentally friendly microbial metabolites such as lipopeptide and/or glycolipid biosurfactants. The interaction of the agents with sandstone, oil and water and the influences of the agents on reservoir wettability, interfacial tension, seepage of reservoirs, and drag reduction will be examined. The fundamental understanding of the mechanisms in suppressing clay swelling, improving seepage, reducing flow resistance, and decreasing injection pressure by functional microorganisms in low permeability reservoirs will be established. The proposal can generate new technology of enhanced oil recovery in low permeability reservoirs and new biochemical principle in the seepage of reservoirs and drag reduction. The outcomes of the proposal will extend the life of the low permeability reservoirs by recovering more residual oil. Therefore, this proposal will have very important significance and a broad application prospect.
低渗透油气田是世界上重要的油气田类型之一,国内新增油气储量的70%、新增产量的70%以上为低渗与特低渗油气藏。除岩石致密渗透率低外,低渗透油藏还存在粘土膨胀造成孔喉堵塞导致注水井高压欠注与生产井低产低效等生产瓶颈问题。针对上述开发难点,本课题首先研究孔道减阻的厌氧或兼性厌氧功能微生物菌,如代谢生物表活剂菌,疏水功能菌,抑制粘土膨胀菌等。同时考察上述菌种的类型、丰度及其分布特征,掌握功能菌及其代谢产物对石油储层渗流与通道减阻的作用规律。采用脂肽类或糖脂类生物表活剂,制备生物基纳米材料驱替液,研究其对岩、油与水界面的作用特性及其对岩心微通道渗流与孔道减阻的影响。最终揭示低渗透油藏功能微生物抑制粘土膨胀、改善渗流、减少流体阻力、降低注水压力的生物化学原理,提出低渗透油藏提高原油采收率的新方法。本课题对于延长低渗透油藏的开发寿命与增加低渗透油藏的产量,具有非常重要的意义与广阔的应用前景。

结项摘要

低渗透油气田是世界上重要的油气田类型之一,国内新增油气储量的70%、新增产量的70%以上为低渗与特低渗油气藏。除岩石致密渗透率低外,低渗透油藏还存在粘土膨胀造成孔喉堵塞导致注水井高压欠注与生产井低产低效等生产瓶颈问题。构建了生物表活剂与纳米SiO2生物基纳米流体驱油体系,探讨了其对岩石润湿性、岩心驱油效果以及多孔介质油水分布的影响,解析了其提高低渗透储层原油采收率的机理。另一方面,采用高通量测序技术研究了低渗透油藏内微生物群落结构的多样性及特征,筛选分离出了四株高效Fe(III)还原菌,研究了其与储层不同粘土矿物的相互作用机制,揭示了低渗透油藏储层渗流与孔道减阻生物化学原理。.采用生物表活剂修饰纳米二氧化硅颗粒制备出了性能稳定的纳米流体。当其浓度保持在临界胶束浓度时,纳米流体稳定。SiO2纳米颗粒的浓度控制在1000mg/L以下。纳米流体使岩石表面润湿性趋向于亲水润湿,提高注水驱替的波及面积。物理模拟岩心驱替实验表明,50mD左右的低渗岩心,水驱采油率为46%左右,注入纳米流体后,采收率提高了4-18%,10mD左右的特低渗岩心,水驱采油率为26%左右,颗粒浓度为100mg/L的纳米流体,原油回收率提高了22%。1mD左右的超低渗岩心,水驱油率仅为13%左右,注入鼠李糖脂溶液之后,几乎没有作用。注入纳米流体后,采收率提高了22%。Fe(III)还原功能菌均能在兼性厌氧条件下代谢产生大量的生物有机酸,并能够高效的还原蒙脱石矿物中的Fe3+为Fe2+。四株Fe(III)还原功能菌,作用后蒙脱石特征峰强度降低且半峰宽数值增加,矿物物相发生转变,生成伊利石等新的次生矿物。抑制了粘土矿物水化膨胀,其抑制膨胀率分别为45.65%、48.91%、35.87%和40.22%。在克拉玛依油田开展了微生物驱油与缩膨增注的矿场试验,取得了显著的增油效果,这将成为油田采油的一项新技术。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(18)
Oil recovery from tank bottom sludge using rhamnolipids
使用鼠李糖脂从罐底污泥中回收油
  • DOI:
    10.1016/j.petrol.2018.06.031
  • 发表时间:
    2018-11-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu, Chuhan;Zhang, Yin;Zhang, Zhongzhi
  • 通讯作者:
    Zhang, Zhongzhi
Synergistic Effect of Silica Nanoparticles and Rhamnolipid on Wettability Alteration of Low Permeability Sandstone Rocks
纳米二氧化硅颗粒与鼠李糖脂对低渗透砂岩润湿性改变的协同作用
  • DOI:
    10.1021/acs.energyfuels.8b01207
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
    ENERGY & FUELS
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Wang, Di;Sun, Shanshan;Fu, Pengcheng
  • 通讯作者:
    Fu, Pengcheng
纳米材料提高原油采收率的机理研究综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    当 代 化 工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王子琛;佘跃惠
  • 通讯作者:
    佘跃惠
油藏铁还原微生物的研究进展
  • DOI:
    10.13344/j.microbiol.china.180623
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    微生物学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    翁雪;佘跃惠;王子琛
  • 通讯作者:
    王子琛
Stimulation of indigenous microbes by optimizing the water cut in low permeability reservoirs for green and enhanced oil recovery
通过优化低渗透油藏的含水率来刺激本土微生物,以实现绿色和提高石油采收率
  • DOI:
    10.1038/s41598-019-52330-2
  • 发表时间:
    2019-10-31
  • 期刊:
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Cui, Kai;Zhang, Zhiyong;Fu, Pengcheng
  • 通讯作者:
    Fu, Pengcheng

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其他文献

气浮与生化强化工艺在油田污水工程改造中应用
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    颜珩烨;李景全;张敏;王京秀;郭春梅;张志勇;宋昭峥;代吉建;邵校君;张忠智
  • 通讯作者:
    张忠智
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    张忠智
  • 通讯作者:
    张忠智
微纳米气浮技术用于炼化污水的深度处理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    环境工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张敏;宋昭峥;孙珊珊;张志勇;穆红岩;赵立平;李永峰;张忠智
  • 通讯作者:
    张忠智
改进型A/O生物膜工艺在油田污水达标外排中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    环境工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张敏;宋昭峥;孙珊珊;张志勇;穆红岩;李永峰;张忠智
  • 通讯作者:
    张忠智
石油污染土壤植物修复根际效应研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    石油化工高等学校学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏幼明;张忠智;王靖;贺伟;魏小芳;何峰
  • 通讯作者:
    何峰

其他文献

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张忠智的其他基金

嗜冷菌在低温环境下修复石油污染土壤的机理及其应用研究
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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