含核營養凍膠的製作方法

2023-10-27 05:06:07

含核營養凍膠的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種含核營養凍膠，由水、部分水解聚丙烯醯胺、乙酸鉻溶液、硫脲、改性纖維素、玉米漿乾粉、硝酸鈉和磷酸氫二銨組成。本發明含核營養凍膠主要通過改性纖維素顆粒提高凍膠強度和自身功能堵塞水流優勢通道擴大注入流體波及體積，通過微生物的生物作用和生物化學作用改善原油物性和油水界面性質，提高採收率。本發明含核營養凍膠用於中高含水油藏改善開發效果。
【專利說明】含核營養凍膠
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油田開發過程中提高採收率複合微生物固體營養劑，適用於中高含水階段油藏開發。
【背景技術】
[0002]微生物驅油技術(包括內源和外源微生物驅油)所用營養液、菌液和含菌營養液的粘度與注入水相近，一般小於0.8mPa.S，易於沿著油藏中滲透率高的油層流動。在多年注水開發的老油田中，隨著注入水對油層的不斷衝刷，加之油層本身的非均質性，在油水井間形成了滲透性不等的高滲透條帶，導致部分注入水無效循環。在開展微生物驅油的區塊，粘度與注入水相近的微生物菌液和營養液被注入油層時也會沿著這個高滲透條帶竄流，部分微生物的營養物無效流失，營養物被微生物利用程度低，發酵程度差，微生物及其產物與油層巖石和流體作用的時間短，造成微生物採油的效果較其他三次採油的效果差距較大。
[0003]凍膠是一種由聚合物溶液和交聯劑混合後形成的失去流動性的體系，液態的溶液被注入到油層中經過化學反應生成凍膠後為固態，能夠使注入流體轉向，並擴大其波及體積。單純的化學劑形成的凍膠受藥劑和油藏條件限制，有效期一般小於6個月，且凍膠破損後隨注入水產出，不能繼續阻止注入流體沿高滲透條帶竄流，失去了擴大波及體積的作用。
[0004]現有的顆粒型微生物營養劑依靠顆粒中營養成分的釋放提供營養，依靠顆粒的橋塞作用調堵高滲透層。這種營養劑並不能大量減小油層孔隙中的體積，微生物在孔隙中的活動空間變化不大，微生物代謝產物也是隨代謝隨產出，難以形成較高濃度的代謝產物以達到大幅度改善油水界面性質的目的。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種含核營養凍膠，既可以為微生物提供固體營養又可以提高凍膠強度，且破膠後其中的纖維素顆粒可以繼續堵塞注入流體通道，擴大波及體積，提高米收率。
[0006]為解決上述技術問題，本發明含核營養凍膠，由下述重量配比的組分組成:水95.58~98.56、部分水解聚丙烯醯胺0.2~0.3、乙酸鉻溶液0.03~0.1、硫脲0.1~0.15、改性纖維素0.5~3、玉米漿乾粉0.2~0.4、硝酸鈉0.1~0.3、磷酸氫二銨0.2~0.5。
[0007]上述水為油田現場水。
[0008]上述部分水解聚丙烯醯胺的分子量為1800萬~2800萬。
[0009]上述乙酸鉻溶液有效含量50% ±0.5%。
[0010]上述改性纖維素為浸泡於濃度5%~8%弱酸溶液中10~15分鐘後濾至無溶液流出的竹粉。
[0011] 上述竹粉粒徑為30微米~300微米。
[0012]上述弱酸是草酸或乙酸。
[0013]上述玉米漿乾粉蛋白質含量為42 %~44 %。[0014]其生產方法包括如下步驟:
[0015]A、將纖維素浸泡於濃度為5%~8%弱酸(草酸或乙酸，均為工業品)溶液中10~15分鐘後取出，經小於粒徑的篩網過濾至5分鐘內無溶液濾出，完成對纖維素的改性，即改性纖維素。
[0016]B、向燒杯中加水，置於攪拌器上攪拌並使其產生漩渦，將部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)乾粉撒在水的斜面上，溶解2小時，配製成部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液。
[0017]C、向磨口瓶中加入改性纖維素和部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液、乙酸鉻溶液、硫脲、玉米漿乾粉、磷酸氫二銨、硝酸鈉和水，在磁力攪拌器上通過磁力棒旋轉將其充分混合，然後蓋上塗有高溫油脂的磨口瓶蓋，置於恆溫箱裡，8小時至5天即可得到含核營養凍膠。
[0018]主要生產設備:恆溫箱，攪拌器，磁力攪拌器。
[0019]本發明含核營養凍膠的優點:利用凍膠溶液將微生物營養劑和改性纖維素攜帶到油層孔隙中成膠並被微生物利用，促進微生物發酵和代謝，提高微生物驅油效率；隨著凍膠中的營養被微生物利用和自身化學降解，凍膠的膠體逐漸破膠，膠體部分失去堵塞作用；膠體中的改性纖維素仍是高強度的顆粒狀態，通過橋塞作用堵塞大孔隙，擴大注入流體的波及體積，具有油水井間全程調剖作用；因此本發明將聚合物調剖和微生物驅油方法結合起來，增加了凍膠的抗衝擊強度和功能，同時具有調和驅的作用，並能延長有效期；該含核營養凍膠簡單易用，在油田注水井或注水站將成膠前的混合溶液注入油層即可，無需候凝可直接正常注水；室內巖心物理模擬試驗結果表明，含核營養凍膠驅的驅油效率較同等條件下的水驅提聞20.4%。
【具體實施方式】
`[0020]本發明含核營養凍膠所需組分及生產設備均為工業用品，可自市場購置。
[0021]本發明含核營養凍膠中所指的「核」是凍膠中的改性纖維素，為顆粒狀。將顆粒狀的改性纖維素加入到含有微生物營養劑的凍膠溶液中，通過攪拌器與凍膠溶液中的其他成分混合均勻後，置於瓶中密封，放置於恆溫箱中8小時至5天可以形成含核營養凍膠。
[0022]適用於溫度低於90°C、水總礦化度小於60g/L、含水率40~95%、地層原油粘度低於500mPa.S、滲透率大於50mD的油藏，要求油井產出液中微生物活菌數量為大於或等於IO2個/mL。注入水不含殺菌劑。
[0023]下面結合生產實驗實例及具體應用過程對本發明做進一步的詳細說明，實驗溫度為60°C，常壓條件下:
[0024]實例一:該含核營養凍膠組分重量份數為:水98.56份，部分水解聚丙烯醯胺(HPAM) 0.2份，乙酸鉻溶液0.04份，硫脲0.15份，纖維素0.5份，玉米漿乾粉0.2份，磷酸氫二銨0.2份，硝酸鈉0.1份。
[0025]上述用水為油田現場水。
[0026]其生產過程如下:
[0027]A、將纖維素(粒徑為30~53微米的竹粉)浸泡於濃度為5%~8%草酸溶液中10~15分鐘後取出，經小於粒徑的篩網過濾至5分鐘內無溶液濾出，完成對纖維素的改性，即改性纖維素。[0028]B、向燒杯中加水99.6份，置於攪拌器上攪拌並使旋轉液面產生漩渦，稱取0.4份部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)乾粉，將其撒在水的斜面上，溶解2小時，形成部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液。
[0029]C、將磨口瓶置於電子天平上，加入0.5份改性纖維素，加入部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液50份，乙酸鉻溶液0.04份、硫脲0.15份、玉米漿乾粉0.2份、磷酸氫二銨0.25份、硝酸鈉0.1份，向磨口瓶中加水至100份，將磨口瓶置於磁力攪拌器上，放入磁棒，啟動攪拌器，通過磁力棒旋轉充分混合10分鐘，然後蓋上塗有高溫油脂的磨口瓶蓋，置於恆溫箱中，8小時至5天即可得到含核營養凍膠。
[0030]在60°C條件下,用油井產出液(含有微生物)和含核營養凍膠液體培養微生物，每天檢測微生物的數量變化，檢查其生長情況。在第4天微生物數量達到峰值1.1~1.9 X IO8個/mL，濃度較培養前空白樣品增加了 I個數量級左右，說明含核營養凍膠中成分對微生物生長有明顯的刺激作用，提高微生物數量和代謝量，有利於發揮其降解原油和改善油水界面性質作用，改善開發效果。
[0031]實例二:該含核營養凍膠組分重量份數為:水97.85份，部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)0.3份，乙酸鉻溶液0.03份，硫脲0.12份，纖維素1份，玉米漿乾粉0.25份，磷酸氫二銨0.3份，硝酸鈉0.15份。
[0032]上述用水為油田現場水。
[0033]其生產過程如下
[0034]A、將纖維素(粒徑為125~150微米的竹粉)浸泡於濃度為5%~8%乙酸溶液中10~15分鐘後取出，經小於粒徑的篩網過濾至5分鐘內無溶液濾出，完成對纖維素的改性，即改性纖維素。
[0035]B、向燒杯中加水99.6份，置於攪拌器上攪拌並使旋轉液面產生漩渦，稱取0.4份部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)乾粉，將其撒在水的斜面上，溶解2小時，形成部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液。
[0036]C、將磨口瓶置於電子天平上，加入1份改性纖維素，加入部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液75份，乙酸鉻溶液0.03份、硫脲0.12份、玉米漿乾粉0.25份、磷酸氫二銨0.3份、硝酸鈉0.15份，向磨口瓶中加水至100份，將磨口瓶置於磁力攪拌器上，放入磁棒，啟動攪拌器，通過磁力棒旋轉充分混合10分鐘，然後蓋上塗有高溫油脂的磨口瓶蓋，置於恆溫箱中，8小時至5天即可得到含核營養凍膠。
[0037]用2L高壓中間容器裝入石英砂，稱重、抽空飽和含菌油井產出液，利用飽和水前後的重量差，得出高壓中間容器的孔隙體積，注入0.5PV (孔隙體積)含核營養凍膠溶液，60°C條件下成膠、厭氧生氣5天的試驗結果表明，常壓高溫下生成氣量為凍膠體積的0.6倍，可提高壓力1.2MPa，色譜分析氣體成分結果為主要成分是二氧化碳，其次是氮氣。既可補充地層能量不足，溶解於油中的氣體也可以提高原油的流動性能，易於採出油藏。
[0038]實例三:該含核營養凍膠組分重量份數為:水96.5份，部分水解聚丙烯醯胺(HPAM) 0.25份，乙酸鉻溶液0.05份，硫脲0.1份，纖維素2份，玉米漿乾粉0.3份，磷酸氫二銨0.5份，硝酸鈉0.3份。
[0039]上述用水為油田現場水。
[0040]其生產過程如下[0041]A、將纖維素(粒徑為220~250微米的竹粉)浸泡於濃度為5%~8%乙酸溶液中10~15分鐘後取出，經小於粒徑的篩網過濾至5分鐘內無溶液濾出，完成對纖維素的改性，即改性纖維素。
[0042]B、向燒杯中加水99.6份，置於攪拌器上攪拌並使旋轉液面產生漩渦，稱取0.4份部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)乾粉，將其撒在水的斜面上，溶解2小時，形成部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液。
[0043]C、將磨口瓶置於電子天平上，加入2份改性纖維素，加入部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液62.5份，乙酸鉻溶液0.05份、硫脲0.1份、玉米漿乾粉0.3份、磷酸氫二銨0.5份、硝酸鈉0.3份，向磨口瓶中加水至100份，將磨口瓶置於磁力攪拌器上，放入磁棒，啟動攪拌器，通過磁力棒旋轉充分混合10分鐘，然後蓋上塗有高溫油脂的磨口瓶蓋，置於恆溫箱中，8小時至5天即可得到含核營養凍膠。
[0044]含核營養凍膠對於在多年開採過程中油藏油層形成的高滲透條帶，具有一定的調堵性能。選擇滲透率為5~8 μ m2長度為1100_串聯填砂管巖心，60°C條件下注入含核營養凍膠溶液至成膠後，以每分鐘ImL注入速度注水，測量成膠後的突破壓力為3.2MPa，可以有效地堵塞高滲透條帶，阻止注入流體進一步竄流，擴大波體積，提高驅油效率。
[0045]實例四:該含核營養凍膠組分重量份數為:水95.58份，部分水解聚丙烯醯胺(HPAM) 0.25份，乙酸鉻溶液0.1份，硫脲0.12份，纖維素3份，玉米漿乾粉0.4份，磷酸氫二銨0.35份，硝酸鈉0.2份。
[0046]上述用水為油田現場水。
[0047]其生產過程如下
[0048]A、將纖維素(粒徑為270~300微米的竹粉)浸泡於濃度為5%~8%乙酸溶液中10~15分鐘後取出，經小於粒徑的篩網過濾至5分鐘內無溶液濾出，完成對纖維素的改性，即改性纖維素。
[0049]B、向燒杯中加水99.6份，置於攪拌器上攪拌並使旋轉液面產生漩渦，稱取0.4份部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)乾粉，將其撒在水的斜面上，溶解2小時，形成部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液。
[0050]C、將磨口瓶置於電子天平上，加入3份改性纖維素，加入部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)溶液62.5份，乙酸鉻溶液0.1份、硫脲0.12份、玉米漿乾粉0.4份、磷酸氫二銨
0.35份、硝酸鈉0.2份，向磨口瓶中加水至100份，將磨口瓶置於磁力攪拌器上，放入磁棒，啟動攪拌器，通過磁力棒旋轉充分混合10分鐘，然後蓋上塗有高溫油脂的磨口瓶蓋，置於恆溫箱中，8小時至5天即可得到含核營養凍膠。
[0051]用含核營養凍膠進行巖心驅油實驗。以油井產出液中的微生物為菌種液，菌液濃度為10%，本源菌數量為IO7個/mL，非均質巖心體積45 X 45 X 300mm，空氣滲透率1506mD。經過飽和水、飽和油和巖心老化後，首先進行巖心水驅，至巖心出口端含水率90%時，注入含核營養凍膠0.5PV，5天後恢復水驅油。結果表明，含核營養凍膠的驅油效率比同等條件下水驅提高20.4%。檢測產出液中微生物代謝產物類型為糖脂類，濃度為0.149%。 [0052]現場應用中的設備包括:容積為5~10方帶有攪拌裝置的圓形或方形金屬容器，排量為每小時0.5~10方、額定壓力25MPa柱塞泵和耐20MPa高壓管線。
[0053]配製方法:油田現場水經過來水管線進入金屬罐，啟動攪拌器，邊攪拌邊加入改性纖維素，然後沿著攪拌器攪水產生的漩渦斜面，將部分水解聚丙烯醯胺(HPAM)乾粉均勻地撒在水面上，溶解部分水解聚丙烯醯胺(HPAM) 100分鐘，然後加入交聯劑(乙酸鉻溶液和硫脲)和微生物營養劑,再攪拌20分鐘。
[0054]注入方法: 按照注水配注量注入油層。年施工I~2次。
【權利要求】
1.一種含核營養凍膠，其特徵是它由下述重量配比的組分組成:水95.58~98.56、部分水解聚丙烯醯胺0.2~0.3、乙酸鉻溶液0.03~0.1、硫脲0.1~0.15、改性纖維素0.5~3、玉米漿乾粉0.2~0.4、硝酸鈉0.1~0.3、磷酸氫二銨0.2~0.5。
2.根據權利要求1所述的含核營養凍膠，其特徵是:所述水為油田現場水。
3.根據權利要求1所述的含核營養凍膠，其特徵是:所述部分水解聚丙烯醯胺的分子量為1800萬~2800萬。
4.根據權利要求1所述的含核營養凍膠，其特徵是:所述乙酸鉻溶液有效含量50%+ 0.5 % ο
5.根據權利要求1所述的含核營養凍膠，其特徵是:所述改性纖維素為浸泡於濃度5%~8%弱酸溶液中10~15分鐘後濾至無溶液流出的竹粉。
6.根據權利要求5所述的含核營養凍膠，其特徵是:所述竹粉粒徑為30微米~300微米。
7.根據權利要求5所述的含核營養凍膠，其特徵是:所述弱酸是草酸或乙酸。
8.根據權利要求1所述的含核營養凍膠，其特徵是:所述玉米漿乾粉蛋白質含量為42%~44%。
【文檔編號】C09K8/582GK103805153SQ201210449326
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月12日 優先權日:2012年11月12日
【發明者】馮慶賢, 梁建春, 滕克孟, 馬先平, 徐國安 申請人:中國石油天然氣股份有限公司