聯合吞吐和驅替的微生物採油方法

2024-04-05 21:12:05 1

專利名稱：聯合吞吐和驅替的微生物採油方法
技術領域：
本發明涉及微生物採油，特別涉及聯合吞吐和驅替的微生物採油方法。
背景技術：
微生物採油技術主要包括單井吞吐技術與區塊驅替技術兩類，這兩類技術在我國以及世界範圍內都有廣泛的研究和一定的應用示範。總體上，單井吞吐技術具有作用迅速、 成功率很高、用於顯著改善低產與停產油井的產能等突出優勢，但是由於微生物的作用範圍有限、提高的石油產量也相對有限，導致該技術的應用受到限制。另一方面，微生物驅替技術則由於微生物作用範圍廣而具有很大的提高石油產量的潛力，是微生物採油技術的主要發展方向。對微生物驅替技術，只有在微生物擴散到整個油藏並產生作用後才能達到提高採收率效果，所以該技術的應用周期較長，作用緩慢。儘管目前這兩類技術都得到了一定程度的研究、實驗驗證和小規模的應用，但是由於其分別存在明顯的缺陷，多年來已知沒有得到廣泛的重視和工業推廣。

發明內容
本發明的目的在於提供一種聯合吞吐和驅替的微生物採油方法，利用該採油方法後，2個月總計採油量增產61. 9噸。本發明提供的聯合吞吐和驅替的微生物採油方法，包括以下步驟1)同時針對油藏區塊的生產井和注水井進行微生物激活；2)打開生產井進行吞吐採油，打開注水井進行注水驅油。上述步驟1)中，所述同時針對油藏區塊的生產井和注水井進行微生物激活包括如下步驟a)和b)a)向油藏區塊的生產井注入含採油微生物的菌劑和所述採油微生物所需營養液， 然後關閉生產井；b)在實施步驟a)的同時，向注水井中注入以下I)和/或II)後關閉注水井I)用於培養油藏中微生物的培養液；II)所述步驟a)中的含採油微生物的菌劑和所述採油微生物所需營養液。上述含採油微生物的菌劑中的採油微生物可以是下述7種菌中的至少一種假單胞菌(Pseudomonas sp·)、芽抱桿菌(Bacillus sp·)、不動桿菌(Acinetobacter sp·)、黃單胞菌(Xanthomonas sp.)、明串珠菌(Leuconostoc sp.)、節桿菌(Arthrobacter sp.)禾口棒桿菌(Croynebacterium sp.)。上述含採油微生物的菌劑中的採油微生物具體可以是假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa, DSM No. :50071)、$ 包木幹胃(Bacillus cereus, DSM No. :31)、f 雲力木幹胃 (Acinetobacter junii, DSM No. 6964)禾口節桿菌(Arthrobacter picolinophilus, DSMNo. :43066)。上述含採油微生物的菌劑是將假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa, DSM No.50071)、芽孢桿菌(Bacillus cereus, DSM No. :31)、不動桿菌(Acinetobacter junii, DSM No. 6964)和節桿菌(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. 43066)單獨培養成 106-108CFU/ml的菌液，然後按體積比為4 4 2 1進行混合得到的菌劑。進一步，IL所述採油微生物所需營養液的溶質是5g氯化鈉、0. 2g氯化鎂、2g磷酸二氫銨、0. 5g氯化銨、Ig硝酸鉀、Ig磷酸氫二鉀、5g蛋白腖和Ig酵母膏，溶劑是水。IL所述用於培養油藏中微生物的培養液的溶劑是水，溶質是2g磷酸二氫鉀、Ig磷酸氫二鉀、9g硝酸鉀、0. 2g氯化鎂、Ig酵母膏和5g蛋白腖。上述採油微生物菌劑與採油微生物所需營養液的總投加量為0. 05PV，其中所述採油微生物菌劑與所述採油微生物所需營養液的體積比為1 99。上述用於培養油藏中微生物的培養液的投加量為0. 05PV。上述油藏區塊的油藏埋深< 3000m ；溫度< 90°C;礦化度 0. 1 μ m2。在生產井和注水井同時注入外源生物製劑和/或本源微生物激活劑，並關井一段時間，使生產井周圍的微生物對原油充分作用，增加生產井周圍原油的流動性能，從而用於在短期內顯著增加封閉生產井的原油產量。而將注水井關閉更長的一段時間，以實現微生物對注水井周圍原油的降解與降粘，產酸與產氣，以及調剖與防堵；並通過與生產井周圍的微生物的匹配，使從注水井開始的原油代謝產物用於為油藏深部以及生產井周圍的微生物提供新的營養，從而引發波及整個油田注水井和生產井之間的微生物連鎖效應，提高注水井到生產井之間原油的流動性能。單獨開啟生產井使微生物吞吐發揮作用並提高石油產量的時間，也是保持注水井與生產井之間的微生物充分激活和利用並且發揮作用的準備時間。然後開啟注水井繼續驅替，採油過程中水油混流從而將兩種微生物採油技術聯合起來發揮作用。本發明將微生物吞吐與驅替技術聯合起來形成一個技術系統。在生產井和注水井同時注入外源生物製劑和/或本源微生物激活劑，並通過石油開採的注水與採油過程中水與原油的流動而將兩種微生物技術聯合起來發揮作用。在吞吐部分發揮作用、提高石油產量的同時，油藏中的微生物也會進行生長繁殖、並逐步發揮作用；而當吞吐作用的石油減少時，驅替部分開始發揮作用，從而充分發揮吞吐快速與驅替高效等優勢，真正實現微生物採油技術的快速發展，為提高我國石油產量提供可靠的技術選擇。採用以上技術方案，本發明可使停產封閉油井在施工2個月總計採油量增產61. 9 噸。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不限於以下實施例。下述實施例中，如無特殊說明，均為常規方法。實施例中的吞吐採油的步驟是根據選定的油藏區塊，分析油藏中微生物群落結構、了解所需要激活的目標微生物；以油藏區塊地表以及採出液為接種物分離、培養和篩選最優的採油微生物；利用物理模擬試驗分析用於促進油藏採出液中微生物高效降粘/降解的激活物質，以及促進所選微生物的高效採油的工藝條件；生產微生物製劑以及激活油藏微生物的激活劑；在生產井中注入微生物製劑和/或微生物激活營養劑進行現場施工，關井保持微生物在注水井與生產井之間油藏中的作用；開井採油並監測微生物的種類、數量和活性。可以根據微生物種類數量和活性，在必要的情況下從注水井中加入微生物製劑和營養激活劑。實施例1、聯合吞吐和驅替的微生物採油—、高效微生物菌種的分離、培養與篩選1、選擇一個埋深< 3000m ；溫度< 90°C ；礦化度 0. 1 μ m2
的油藏區塊，選擇其中的停產封閉油井。2、以所選油藏區塊中的生產井採出液或石油汙染土壤為接種物，利用降解石油、 產生表面化學物質、產酸等能力作為評價標準，從商業途徑可獲得的具有利用石油烴潛能的微生物菌株中確定高效採油菌株包括但不限於假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa， DSM No. :50071)、$ 包木幹胃(Bacillus cereus, DSM No. 31)^ (Acinetobacter junii, DSM No. :6964)、節桿菌(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. :43066)、黃單胞菌(Xanthomonas campestris, DSM No. :3586)、明串珠菌(Leuconostocmesenteroides，DSM No. :20484)、棒桿菌(Corynebacterium alcanolyticum, DSM No. :20606)。二、物理模擬試驗1、利用天然或人造巖心，根據石油行業驅油物理模擬試驗的標準方法進行模擬試驗，確定用於在模擬油藏條件下進行高效採油的微生物4株，分別是假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa, DSM No. :50071)、芽抱桿菌(Bacillus cereus, DSM No. :31)、 f 雲力木幹胃(Acinetobacter junii, DSM No. 6964) > 木幹胃(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. :43066)。最佳的微生物投加濃度比為假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa, DSM No. 50071) $ 包木幹胃(Bacillus cereus, DSM No. 31) f 雲力木幹胃(Acinetobacter junii, DSMNo. 6964) 木幹胃(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. 43066)= 4:4:2:1。2、根據上述高效的採油微生物的營養需求，確定採油微生物所需營養液(溶劑是水，溶質如表1所示)。表1.採油微生物所需營養液的溶質
組成含量(g/L)組成含量(g/L)氯化鈉5氯化鎂0. 2磷酸二氫銨2氯化銨0. 5硝酸鉀1蛋白腖5磷酸氫二鉀1酵母膏13、上述採油微生物菌劑與採油微生物所需營養液的總投加量為0. 05PV，其中採油微生物菌劑與採油微生物所需營養液的體積比為1 99。作用時間為3d。三、含採油微生物的菌劑生產
將步驟二確定的4個菌株利用發酵罐單獨擴大培養，根據工業生產中的標準化操作方法，按照如下生產流程篩選的高效菌株一搖瓶種子一0. 2t種子罐一2t種子罐 —IOt發酵罐一發酵液儲罐一過濾一成品裝桶，進行菌劑的擴大生產，保準生產的菌濃度為 108-10lclCFU/ml。四、現場實施1、將上述假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa, DSM No. :50071)、芽孢桿菌 (Bacillus cereus, DSM No. :31)、f 雲力木幹胃(Acinetobacter junii, DSM No. :6964)、H幹菌(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. 43066)分別單獨培養成 108-101QCFU/ml 後， 按照體積比為4 4 2 1，進行混合。以0.0005PV(PV是注入體積倍數即為所注入的體積是地層孔隙體積的倍數)的量分別投入步驟一中的油藏區塊的生產井和注水井中。2、同時向生產井和注水井中注入步驟二中的採油微生物所需營養液(投入量均是0. 0495PV)，關閉生產井和注水井。3、在關閉生產井和注水井後的第4天，打開生產井吞吐採油，並在注水井中恢復注水，開始進行驅替採油，監測採油井每天的採液量和採油量，在施工前期平均分別為6. 5 噸和1. 3噸；施工兩個月採油總計55. 9噸。實施例2、聯合吞吐和驅替的微生物採油—、高效微生物菌種的分離、培養與篩選1、選擇一個埋深< 3000m ；溫度< 90°C ；礦化度 0. 1 μ m2
的油藏區塊，選擇其中的停產封閉油井。2、以所選油藏區塊中的生產井採出液或石油汙染土壤為接種物，利用好氧和厭氧平板稀釋法分離培養菌株約400株；利用降解石油、產生表面化學物質、產酸等能力作為評價標準，篩選用於具有高效採油潛能的微生物菌株50株包括好氧/兼性厭氧和厭氧微生物各40和10株)。根據革蘭氏染色、形態觀察、16S rRNA基因片段序列等分析確定所選的微生物屬於假單胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢桿菌(Bacillus sp.)、不動桿菌 (Acinetobacter sp.)、黃單胞菌(Xanthomonas sp.)、明串珠菌(Leuconostoc sp.)、節桿菌(Arthrobacter sp·)、棒桿菌(Croynebacterium sp.)。3、利用T-RFLP以及克隆文庫等標準方法對油藏採出液中微生物群落的16S rRNA基因片段進行分析，全面了解油藏中微生物群落結構組成和分布。得知油藏中主要微生物包括假單胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢桿菌(Baci 1 Ius sp.)、不動桿菌 (Acinetobactersp.)、黃單胞菌(Xanthomonas sp.)、節桿菌(Arthrobacter sp·)、棒桿菌 (Croynebacteriumsp.)，鐵氧化菌，硝酸鹽還原菌，以及尚未人工培養的微生物。由於硝酸鹽還原菌與假單胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢桿菌(Bacillus sp.)等具有採油功能，根據這些微生物的營養要求確定激活油藏微生物群落中採油微生物的物質主要包括硝酸鉀。二、物理模擬試驗1、利用天然或人造巖心，根據石油行業驅油物理模擬試驗的標準方法進行模擬試驗，進一步篩選用於在模擬油藏條件下進行高效採油的微生物12株，包括假單胞菌 (Pseudomonas sp·)、芽抱桿菌(Bacillus sp·)、不動桿菌(Acinetobacter sp·)、節桿菌(Arthrobacter sp.)、以及脫硫弧菌(Desulfovibrio sp)。確定最佳的微生物比例為假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No. 50071)芽孢桿菌(Bacillus cereus,DSM No. 31) 雲力木幹胃(Acinetobacter junii, DSM No. 6964) 幹胃(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. 43066) = 4:4:2:1。2、根據上述高效採油微生物的營養需求，確定採油微生物所需營養液(溶劑是水，溶質如表1所示)。3、上述採油微生物菌劑與採油微生物所需營養液的總投加量為0. 05PV，其中採油微生物菌劑與採油微生物所需營養液的體積比為1 99。作用時間為10d。4、利用天然或人造巖心，根據石油行業驅油物理模擬試驗的標準方法進行模擬試驗，確定用於激活油藏採出液中硝酸鹽還原菌與假單胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢桿菌 (Bacillus sp.)等具有採油功能微生物的激活劑(也即用於培養油藏中微生物的培養液) 的溶劑是水，溶質如表2所示。表2.用於培養油藏中微生物的培養液的溶質
權利要求
1.一種聯合吞吐和驅替的微生物採油方法，包括以下步驟1)同時針對油藏區塊的生產井和注水井進行微生物激活；2)打開生產井進行吞吐採油，打開注水井進行注水驅油。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟1)中，所述同時針對油藏區塊的生產井和注水井進行微生物激活包括如下步驟a)和b)a)向油藏區塊的生產井注入含採油微生物的菌劑和所述採油微生物所需營養液，然後關閉生產井；b)在實施步驟a)的同時，向注水井中注入以下I)和/或II)後關閉注水井I)用於培養油藏中微生物的培養液；II)所述步驟a)中的含採油微生物的菌劑和所述採油微生物所需營養液。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於所述含採油微生物的菌劑中的採油微生物是下述7種菌中的至少一種假單胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢桿菌(Bacillus sp.)、 不動桿菌(Acinetobacter sp·)、黃單胞菌(Xanthomonas sp·)、明串珠菌(Leuconostoc sp.)、節桿菌(Arthrobacter sp.)禾口棒桿菌(Croynebacterium sp.)。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於所述含採油微生物的菌劑中的採油微生 ^^iiU^-MM (Pseudomonas aeruginosa, DSM No. :50071)、$ 包木幹胃(Bacillus cereus, DSM No. :31)、不動桿菌(Acinetobacter junii, DSM No. 6964)禾口節桿菌(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. :43066)。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於所述含採油微生物的菌劑是將假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa, DSM No. :50071)、芽孢桿菌(Bacillus cereus, DSM No. :31)、不動桿菌(Acinetobacter junii, DSM No. 6964)禾口節桿菌(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. 43066)單獨培養成106_108CFU/ml的菌液，然後按體積比為 4:4:2: 1進行混合得到的菌劑。
6.根據權利要求2-5中任一所述的方法，其特徵在於IL所述採油微生物所需營養液的溶質是5g氯化鈉、0. 2g氯化鎂、2g磷酸二氫銨、0. 5g氯化銨、Ig硝酸鉀、Ig磷酸氫二鉀、 5g蛋白腖和1 g酵母膏，溶劑是水。
7.根據權利要求2-6中任一所述的方法，其特徵在於1L所述用於培養油藏中微生物的培養液的溶劑是水，溶質是2g磷酸二氫鉀、Ig磷酸氫二鉀、9g硝酸鉀、0. 2g氯化鎂、Ig酵母膏和5g蛋白腖。
8.根據權利要求2-7中任一所述的方法，其特徵在於所述採油微生物菌劑與採油微生物所需營養液的總投加量為0. 05PV，其中所述採油微生物菌劑與所述採油微生物所需營養液的體積比為1 99。
9.根據權利要求2-8中任一所述的方法，其特徵在於所述用於培養油藏中微生物的培養液的投加量為0. 05PV。
10.根據權利要求1-9中任一所述的方法，其特徵在於所述油藏區塊的油藏埋深 < 3000m ；溫度< 90°C ；礦化度 0. 1 μ m2。
全文摘要
本發明公開了一種聯合吞吐和驅替的微生物採油方法。該方法包括以下步驟1)同時針對油藏區塊的生產井和注水井進行微生物激活；2)打開生產井進行吞吐採油，打開注水井進行注水驅油採用以上技術方案，本發明可使停產封閉油井在施工2個月總計採油量增產61.9噸。
文檔編號C12R1/64GK102213087SQ20101014646
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月12日 優先權日2010年4月12日
發明者吳曉磊, 池昌橋, 湯嶽琴, 郭鵬 申請人:北京大學