微生物作為示蹤劑的應用的製作方法

2024-02-28 20:21:15

專利名稱：微生物作為示蹤劑的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油田開採方法，具體涉及油田開採方法中的示蹤方法。
背景技術：
油田開採一般首先經歷利用油藏自身能量自噴生產的一次採油階段，隨著時間推移，地層能量的不斷消耗，最終不能自噴生產，這時一般採用向油藏中注水來保持地層能量，由此進入二次採油階段。經過一次、二次採油，僅能採出油藏原始原油儲量的30％左右，大量原油遺留在油藏中。油藏的非均質性是造成這一情況的原因之一。由於油藏的非均質性，造成注入水首先在滲透率高的油層中竄流，形成「指進」現象，注入水突破後在油藏中形成嚴重的水流通道，將處於中、低滲透層中的大量的原油「旁路」掉，大大降低了注入水波及效率。針對注入水的「旁路」問題，目前已開發了多項技術方法，如調整油藏吸水剖面等。為了更加科學、有效地應用這些技術方法提高注水效果，必須對油藏中注入水的流向、體積波及狀況、相對流動速度、油層縱向上的非均質性、油層高滲透率條帶及其體積大小等參數和井間儲層連通關係具有清楚的認識。井間示蹤技術則是獲得這一認識的切實可行的技術。
井間示蹤技術主要是將示蹤劑由注水井注入油藏，示蹤劑隨注入水在油藏中運移，由採油井產出，根據示蹤劑產出的特徵對油藏中注入水的流向、流動速度、油層縱向上的非均質性、高滲透率條帶及其體積大小等參數和井間儲層連通關係進行分析判斷。此外，向注水井中同時注入分配性示蹤劑和非分配性示蹤劑，在採油井取樣、監測，獲得兩種示蹤劑響應曲線，根據示蹤劑在油藏中層析分離特性和層析理論，最後可分析確定剩餘油飽和度。
所說的示蹤劑是指易溶於載體(如水)或分散於載體(如水)中，隨載體運移，可反應載體的流向、流速等信息，在低濃度下可被檢測的物質。目前，用於油田的示蹤劑主要包括4類①放射性同位素氚水(水示蹤劑)，氚化戊烷、氚化己烷、氚化庚烷、氚化辛烷、氚化苯、氚化甲苯(油示蹤劑)，氚化氫、氚化甲烷(氣體示蹤劑)，氚化丁醇、氚化戊醇、帶碳-14的丁醇(油水分配示蹤劑)等；②易檢出的陰離子CNS-、NO3-、Br-、I-；③染料胭脂紅、茵素紅、曙光Y、溴酚紅、檸檬黃等；④低分子醇甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、戊醇等。
上述示蹤劑在油田上已獲得了一些應用，在使用過程中發現存在著一些缺點如放射性同位素示蹤劑需要專門部門投放和檢測；染料示蹤劑在地層表面吸附量大，分析幹擾因素多，不穩定，在地層中停留時間超過5天時即失效；低分子醇示蹤劑生物穩定性差，必須與殺菌劑一起使用；陰離子無機鹽類示蹤劑用量大(5％-10％)，會汙染地層水或造成地層水的礦化，其中碘離子價格高(NaI每噸約12萬元)等等。此外，一些示蹤劑同時也存在著對人體有危害、經濟成本高、檢測技術手段複雜、需要昂貴的檢測設備、對環境有汙染等等，這進一步限制了它們的應用。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是公開一種微生物作為示蹤劑的應用，以克服現有技術存在的上述一系列缺陷。
本發明的方法包括如下步驟(1)地層水水質分析和地層水土著好氧和兼性厭氧微生物菌體形態、菌落形態、生長溫度的分析；(2)在現有好氧或兼性厭氧微生物中篩選至少在菌體形態、菌落形態或生長溫度三個參數中一項與地層水土著好氧和兼性厭氧微生物不同的、在油藏環境下可以芽孢或其他休眠體的形式保持生命的微生物作為示蹤微生物；(3)用注入水將所說的示蹤微生物發酵液稀釋至體積濃度為4％-10％，由注水井注入到油藏中，示蹤微生物發酵液注入量為5-20m3/井；示蹤微生物發酵液的用量主要取決於試驗地層的特性如孔隙度、含水飽和度、非均質性等、微生物在地層中巖石表面的吸附量以及注採井距等因素。參考文獻Brigham W E，et al.SPE1130，1965公開的化學示蹤劑用量計算方法(Brigham和Smith公式)，考慮到特定的示蹤微生物在多孔介質中的滲流特性，每口試驗井注入示蹤微生物發酵液量為5-20m3較為適宜，此時產出示蹤微生物濃度峰值約103-104cells/ml，即可方便檢出，又有較寬的動態響應範圍。
所說的示蹤微生物包括以下微生物，但不局限於這些微生物文獻Nazina T N，Ivanova A E，Mityushina L L，et al.Thermophilichydrocarbon-oxidizing bacteria from oil fields.Mikrobiologiya，62(3)，583～592，1993公開的喜熱噬油芽孢桿菌(B.thermoleovorans)、和致中，彭謙，馬俊，陳俊英.雲南溫泉高溫菌的研究VII.騰衝酸性高溫溫泉中的極端嗜熱性芽抱桿菌.微生物學報29(3)，161-165，1989公開的嗜熱脂肪芽孢桿菌(B.stearothermophilus)和文獻Jenneman G E，et al.a halotolerant biosurfactant-producing bacillus species potentially useful for enhanced oil recovery.Development in industrial microbiology，25，485-492，1983、Brant R S，DouglasJ.Evaluation of microbial systems in porous media for EOR.SPERE(may1988)，489-495和Yakimov M M，Amro M M，Bock M，et al.The potential ofBacillus licheniformis strains for in situ enhanced oil recovery.J.Pet.Sci.Eng.，18(1/2)，147-160，1997公開的地衣芽孢桿菌(B.licheniformis)、文獻Gurerra-Santos L，Kappeli O，Fiechter A.Pseudomonas aeruginosabiosurfactant production in continuous culture with glucose as carbon source.Appl.Environ.Microbiol.48，301-305，1984和Desai J D，Banat I M.Microbial production of surfactants and their commercial potential.Microbiol.Mol.Biol.Rev.，61(1)，47-64，1997公開的銅綠假單胞菌(P.aeruginosa)、文獻Makkar R S，Cameotra S S.Biosurfactant production by a thermophilicBacillus subtilis strain.J.Ind.Microbiol.Biotechnol.，18(1)，37-42，1997公開的枯草芽孢桿菌(B.subtilis)、文獻Kim D S，Fogler H S.The effects ofexopolymers on cell morphology and culturability of Leuconostocmesenteroides during starvation.Appl.Microbiological Biotechnology，52(6)，839-844，1999公開的腸膜明串珠菌(L.mesenteroides)、文獻Belyaev S S，Borzenkov I A，Milekhina E I，et al.Halotolerant and extremely halophilic oil-oxidizing bacteria in oil fields.Dev.Pet.Sci.，39(Microbial Enhancement ofOil RecoveryRecent Advances)，79-88，1993公開的鹽桿菌(H.distribution)、文獻Milekhina E I，Borzenkov I A，Zvyagintseva I S，et al.Characterization of a hydrocarbon-oxidizing Rhodococcus erythropolis strainisolated from an oil field.Microbiology，67(3)，271-274，1998公開的紅串紅球菌(R.erythropolis)等菌中的一種，優選喜熱噬油芽孢桿菌或嗜熱脂肪芽孢桿菌。
(4)取樣分析通過注水井向油藏中注入示蹤微生物後，即可在採油井採集產出液樣品，採樣周期可根據要求的測試精度，參考試驗井組注水突破時間、注水受益動態變化等資料確定和優化，一般取樣周期為1-5天；樣品採集後，在24小時內進行檢測，可採用顯微鏡觀察菌體形態，利用平板培養計數法觀察菌落形態及確定示蹤微生物的濃度，利用微生物的不同生長溫度可較為專一性地培養注入的示蹤微生物，檢測過程中可以單獨使用或聯合使用上述方法。根據注入的示蹤微生物區別於地層中土著微生物的特徵，可方便地將兩者區分開，獲得注入示蹤微生物的產出信息。
根據注入的示蹤微生物的產出信息，分析油藏中注入水的流向、流動速度、油層縱向上的非均質性、高滲透率條帶及其體積大小等參數和井間儲層連通關係等。
本發明提出的油藏井間微生物示蹤法以無毒、無汙染的微生物為示蹤劑，利用油田原注水裝置注入，採用簡便的顯微鏡或平板培養計數法檢測(無需大型分析設備和複雜的檢測手段)，通過對採油井產出液進行實時檢測，獲得示蹤微生物產出的信息，由此即可對油藏特性及注入水的流動參數做出分析判斷。因此，本發明是一種既科學又經濟可靠的油藏井間示蹤方法，具有施工簡便、貨源廣、成本低、檢測範圍寬(100cells/ml～109cells/ml)、靈敏度高、檢測方便、不需大型檢測設備、對人及環境無害等優點。
具體實施例方式
實施例1某油田某年4月28日，由注水井I注入放射性同位素示蹤劑(15居裡)，以確定注入水滲流方向，在4月至11月期間，對該注水井對應的6口採油井進行了監測，結果P2井52天後見到示蹤劑，計算滲流速度6.25m/d；P6井69天見到示蹤劑，計算滲流速度3.5m/d。其他4口採油井均未見到示蹤劑。可見，注水井I注入水的主要滲流方向是P2和P6井方向。
三年後，在I井注入微生物，由於所注入菌種為嗜熱脂肪芽孢桿菌，油藏中不含該類型的土著菌，因此根據該特徵簡便地開展了檢測工作。注入前3天、注入後26天、67天在對應的採油井採集產出液樣品並進行分析，在注入後67天採集的樣品中檢測到注入微生物，P2井濃度為50cells/ml，P6井為200cells/ml。按此計算，滲流速度約為3.6m/d。
權利要求
1.喜熱噬油芽孢桿菌(B.thermoleovorans)、嗜熱脂肪芽孢桿菌(B.stearothermophilus)、地衣芽孢桿菌(B.licheniformis)、銅綠假單胞菌(P.aeruginosa)，枯草芽孢桿菌(B.subtilis)、腸膜明串珠菌(L.mesenteroides)、鹽桿菌(H.distribution)或紅串紅球菌(R.erythropolis)作為示蹤微生物的應用。
全文摘要
微生物作為示蹤劑的應用，包括如下步驟地層水水質分析和地層水土著微生物分析；在現有好氧或兼性厭氧微生物中篩選至少在菌體形態、菌落形態或生長溫度三個參數中一項與地層水土著好氧或兼性厭氧微生物不同的、在油藏環境下可以芽孢或其他休眠體的形式保持生命的微生物作為示蹤微生物；由注水井注入油藏；在對應的採油井取樣檢測，根據檢測結果對油藏特性及注入水的流動參數進行分析。所述方法以無毒、無汙染的微生物為示蹤劑，利用油田現有注水裝置注入，採用簡便的顯微鏡或平板培養計數法檢測。本發明是一種既科學又經濟可靠的油藏井間示蹤方法，具有施工簡便、成本低、檢測範圍寬、靈敏度高、對人及環境無害等優點。
文檔編號G01V15/00GK1757747SQ20051010707
公開日2006年4月12日 申請日期2003年6月17日 優先權日2003年6月17日
發明者劉金峰, 牟伯中 申請人:華東理工大學