一種微生物採油方法

2024-04-05 19:06:05

專利名稱：一種微生物採油方法
技術領域：
本發明涉及微生物採油技術領域。
背景技術：
微生物採油最先由前蘇聯和美國有關學者提出並進行研究。是指將地面分離培養的微生物菌液和營養液注入油層，或單純注入營養液劑或油層內的微生物，使其在油層內生長繁殖，產生有利於提高採收率的代謝產物，以提高油田採收率的採油方法，也稱微生物強化採油(Microbial Enhanced Oil Recovery)。由於其成本低、效果好、無汙染，愈來愈受到人們的重視。目前國內外公認的微生物採油生化機理有兩方面，一方面是微生物本身的作用 細菌能夠利用原油生長，直接降解原油組分，改變原油的物性，改善原油的流動性；通過細菌在地層中生長繁殖形成生物量，進行地層深部堵調。另一方面是微生物代謝產物的作用 微生物可以代謝產生有機酸、醇、生物表面活性劑、生物聚合物、氣體(隊、!12、014、0)2等)等物質，能夠溶解、乳化原油，降低原油的粘度，增加地層壓力和原油的流動性。應用微生物提高石油採收率主要有以下三種方法(1)生物工藝法採油。以地面上發酵好的培養液中提取出胞外的代謝產物，再將這些物質的溶液注入油藏促進石油的採出。(2)異源微生物採油。細菌的孢子與所需的營養物一道注進油藏，在油藏條件下它們生長並生產出在某些方面有利於石油採出的生物產物。(3)本源微生物採油。根據油藏微生物種類、數量和生長特性，研製相應的激活劑激活那些對石油採收率有利的微生物，從而產生大量代謝產物，增加出油量。而微生物採油的關鍵是在油藏內營造一個適合注入的菌種或油藏內有益的本源細菌大量繁殖的特定環境，使其產生有利於增油的代謝產物。這就涉及到細菌的生長代謝和油藏的環境條件。其中注入液是決定微生物在此類生態系統中分布狀況的主要因子。在未注水的含油層或水交替貧乏的油田中通常未發現微生物的存在，這也是油藏在各地質時期未受到影響並得以保存下來的原因。隨注入水帶到油層中的氧為微生物分解石油層中的烴類物質創造了有利條件。在含氧地帶氧化產生的代謝產物不但是驅油劑，隨著注入水推進到油層中的無氧地帶，又成為各種厭氧菌發酵性細菌、硫酸鹽還原菌和甲烷產生菌等利用的基質。而且在自然環境中，大多數的石油烴類是在好氧條件下被降解的，這是因為許多烴類的降解需要加氧酶和分子氧，所以目前篩選出來的以石油烴為碳源的菌種大部分為好氧和/或兼氧微生物。雖然也篩選出一些厭氧烴降解菌，不過普遍存在代謝速度緩慢的問題。因此，利用注入外源微生物的方法來採油基本上是利用好氧和/或兼氧微生物，其前提是要有充足的氧來保證微生物的高代謝活性。而油藏地層水中的溶解氧是非常少的，所以溶解氧的含量成為它們發酵生長的限制性因子。然而，目前提高油藏中溶解氧含量的方法又都存在各自的問題。USP5163510提出注入H202、NaC103、KClO4, NaNO3來增加油藏中溶解氧濃度的方法，但存在著藥劑投加成本高、改變注入液化學性質、影響微生物生長繁殖等不利因素。申請號為02151230. 2題為「一種微生物採油方法」的中國專利，提出了在注入微生物溶液的同時充加空氣的補氧方法。而直接注入空氣會造成氣相和液相的直接分離，使得系統控制運行難度加大。USP6546962提出的採用射流的方式將空氣溶解到水中來提高溶解氧濃度的方法，這種方法克服了直接注入空氣帶來的問題，不過也存在添加注入設備，調控壓力等問題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種微生物採油方法，利用該方法後現場試驗原油產量提高了 12. 5%。本發明提供的微生物採油方法，包括以下步驟1)對石油烴降解菌的培養液進行純氧曝氣，得到經純氧曝氣過的注入液；2)將步驟1)中的經純氧曝氣過的注入液與含石油烴降解菌的菌液混合，得到混合液；3)將步驟2)得到的混合液通過生產井往油藏中注入，進行採油，得到原油。上述油藏的參數是油藏埋深為500-3000m、溫度< 90°C、礦化度 0. Ιμ 2。上述石油烴降解菌的培養液是能夠培養所述石油烴降解菌的營養液；優選是溶劑為水、溶質為以下物質組成的溶液糖蜜10-50g/L，尿素5-10g/L，磷酸氫二銨5-10g/L，酵母膏 0. 1-0. 5g/L。上述經純氧曝氣過的注入液的溶解氧為近乎飽和濃度，具體可以是10_20mg/L，優選是 16mg/L。上述石油烴降解菌是好氧菌和/或兼性厭氧菌；優選是如下7種菌中的至少一禾中IiM 單胞菌(Pseudomonas aeruginos)、芽 包桿菌(Bacillus cereus)、不動桿菌 (Acinetobacterjunii)、節桿菌(Arthrobacter picolinophilus)、黃單胞菌(Xanthomonas campestris)、明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)禾口棒桿菌(Corynebacterium alcanolyticum)。上述 7 種菌可以是假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa, DSM No. 50071)、 ^ M ^f M (Bacillus cereus, DSM No. :31)、 f 雲力木幹胃(Acinetobacter junii, DSM No. 6964) > 木幹胃(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. 43066) > H Ifi Ir (Xanthomonascampestris, DSM No. :3586)、明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides, DSM No. 20484)禾口棒桿菌(Corynebacterium alcanolyticum, DSM No. 20606)。上述含石油烴降解菌的菌液是將所述7種菌單獨培養成IO8-IOiciCFUAiI的單菌液，然後等體積混合得到的。上述經純氧曝氣過的注入液與所述含石油烴降解菌的菌液的體積比是 1 (0.002-0.01)。進一步，上述經純氧曝氣過的注入液與所述含石油烴降解菌的菌液的體積比是
1 0. Olo上述步驟3)中的混合液的注入量具體可以是0. 05PV(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)。利用該方法後現場試驗原油產量提高了 12.5%。
本發明對原有的微生物採油技術的改進涉及通過對儲存罐中注入液進行純氧曝氣的方式來增加注入液中的溶解氧的含量，可有效的提高好氧和/或兼氧微生物的活性， 加快其生長代謝等生命活動，使得烴類降解程度提高等，為後面的厭氧菌提供更多可利用的基質，以此增加原油的流動性，而微生物產生的生物聚合物，可增加水相粘度，從而提高波及係數和降低水油比。生長繁殖的菌體和代謝物與重金屬形成的沉澱物也形成物理堵塞，起調剖作用，可進行選擇性封堵以改變水的流向。細菌進入水驅油層並在油層孔隙的孔喉處產生聚合物，對含水層的孔隙進行有效的封堵。同時由於所注入的混合液中的石油烴降解混合菌可以在有氧的條件下直接利用石油烴類物質，因此不需要補充有機營養物。這樣可以最大限度地發揮微生物的生長代謝功能，提高原油產量。從下面的實施例中可以發現，本發明施工簡單、成本低、採油率高。
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1、本發明的微生物採油及其效果監測一、微生物採油在人造或天然巖心模擬的油藏條件下進行模擬驅油實驗，來確定最佳的注入液溶解氧含量和石油烴降解混合菌的用量，為現場應用提供參考。現場應用的步驟如下1、選擇一個適合微生物驅油的注水採油區塊試驗。該區塊的油藏條件如下所述， 油藏埋深為500-3000m ；溫度< 90°C ；礦化度 0. 1 μ m2的油藏。2、對儲存罐(壓力可達2MPa)中的石油烴降解菌的培養液(溶劑是水，溶質是 30g/L的糖蜜，10g/L的尿素，8g/L的磷酸氫二銨，0. 2g/L的酵母膏)進行純氧曝氣，使石油烴降解菌的培養液成為溶解氧含量是16mg/L的注入液。3、經過純氧曝氣的注入液經管道運輸至泵前，與含石油烴降解菌的菌液，按體積比1 0.01的比例進行混合，混合液(投入量是0.05PV)再經泵注入生產井中。其中，含石油烴降解菌的菌液是將假單胞菌G^seudomonas aeruginosa, DSM No. 50071)、芽孢桿菌(Bacillus cereus, DSM No. :31)、不動桿菌(Acinetobacter junii, DSMNo. 6964)、節桿菌(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. :43066)、黃單胞菌 (Xanthomonas campestris, DSM No. :3586)、明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides, DSM No. 20484)和棒桿菌(Corynebacterium alcanolyticum, DSM No. :20606)分別培養成菌濃為108-109CFU/ml的單菌液，然後按等體積混合製得。4、關井5-10天後重複步驟2和3，每15天檢測一次受益油井的產液量、產油量、產出液中的菌濃、溶氧、PH值，與施工前進行對比，直至採油量無明顯增產趨勢為止。二、方法的效果通過本實施例的油井增產可以持續一年以上，與施工前相比採出液中微生物含量由103-104CFU/ml增加至105_106CFU/ml，平均日產油量由施工前的2. 4t增加到2. 7t，原油產量提高了 O. 7-2.4)/2.4 = 12. 5%。施工6個月後累計增油45t。
權利要求
1.一種微生物採油方法，包括以下步驟1)對石油烴降解菌的培養液進行純氧曝氣，得到經純氧曝氣過的注入液；2)將步驟1)中的經純氧曝氣過的注入液與含石油烴降解菌的菌液混合，得到混合液；3)將步驟2)得到的混合液通過生產井往油藏中注入，進行採油，得到原油。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述油藏的參數是油藏埋深為 500-3000m、溫度< 90"C、礦化度 0. Iym2。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述石油烴降解菌的培養液是能夠培養所述石油烴降解菌的營養液；優選是溶劑為水、溶質為以下物質組成的溶液糖蜜 10-50g/L，尿素 5-10g/L，磷酸氫二銨 5-10g/L，酵母膏 0. 1-0. 5g/L。
4.根據權利要求1-3中任一所述的方法，其特徵在於所述經純氧曝氣過的注入液的溶解氧為10-20mg/L，優選是16mg/L。
5.根據權利要求1-4中任一所述的方法，其特徵在於所述石油烴降解菌是好氧菌和 /或兼性厭氧菌；優選是如下7種菌中的至少一種假單胞菌(Pseudomonasaeruginos)、 芽抱桿菌(Bacillus cereus)、不動桿菌(Acinetobacter junii)、節桿菌(Arthrobacter picolinophilus)、黃單胞菌(Xanthomonas campestris)、明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)禾口棒桿菌(Corynebacterium alcanolyticum)。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述7種菌是假單胞菌 (Pseudomonasaeruginosa, DSM No. :50071)、芽抱桿菌(Bacillus cereus, DSM No. 31)、 f 雲力 ff (Acinetobacter junii, DSM No. 6964) > 木幹胃(Arthrobacter picolinophilus, DSM No. 43066)、HHfi胃(Xanthomonas campestris, DSM No. 3586) > 明串珠菌(Leuconostocmesenteroides, DSM No. 20484)禾口棒桿菌(Corynebacterium alcanolyticum, DSM No. 20606)。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於所述含石油烴降解菌的菌液是將所述7 種菌單獨培養成108-101(lCFU/ml的單菌液，然後等體積混合得到。
8.根據權利要求1-7中任一所述的方法，其特徵在於所述經純氧曝氣過的注入液與所述含石油烴降解菌的菌液的體積比是1 (0.002-0.01)。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於所述經純氧曝氣過的注入液與所述含石油烴降解菌的菌液的體積比是1 0.01。
10.根據權利要求1-9中任一所述的方法，其特徵在於所述步驟3)中混合液的注入量是 0. 05PV。
全文摘要
本發明公開了一種微生物採油方法，利用該方法後現場試驗原油產量率提高了12.5％。本發明提供的微生物採油方法，包括以下步驟1)對石油烴降解菌的培養液進行純氧曝氣，得到經純氧曝氣過的注入液；2)將步驟1)中的經純氧曝氣過的注入液與含石油烴降解菌的菌液混合，得到混合液；3)將步驟2)得到的混合液通過生產井往油藏中注入，進行採油，得到原油。通過對儲存罐中注入液進行純氧曝氣的方式來增加注入液中的溶解氧的含量，可有效的提高好氧和/或兼氧微生物的活性，加快其生長代謝等生命活動，使得烴類降解程度提高，可提高原油產量。
文檔編號C12N1/20GK102213088SQ20101014647
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