CN101210193A - 利用微生物对易凝高粘原油降解后进行管道输送的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用微生物对易凝高粘原油降解后进行管道输送的方法，步骤如下：(1)将假单胞菌属G3，芽孢杆菌属B5，棒杆菌属Y2三种微生物菌液按1－6∶2－5∶2－4重量混合比例混合均匀成为复配菌液，菌液pH范围在4.0－8.0，菌液浓度106－109个/毫升；(2)制备营养液，其成分为：糖蜜∶0.1－5％，(NH4)2SO40.1－1％，MgSO4·7H2O 0.001－0.2％，K2HPO4 0.001－5％，余量为水，混合均匀；(3)将复配菌液与营养液混合，复配菌液∶营养液＝1∶2－40；(4)再将混合液与原油混合，混合液∶原油＝1－5∶1；而后在35－70℃温度下微生物作用70－220小时，搅拌速率为1－600rpm，脱水后进入管道进行输送，输送原油的含水率控制为1－10％，输送温度高于原油凝点1－10℃；(5)将部分原油通过管道再泵回罐内，泵回原油体积与罐内原油的体积比为1∶4－20。该方法简便、效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油原油管道输送的方法，特别涉及一种利用微生物对易凝高粘原油降解后进行管道输送的方法。
背景技术
通常易凝高粘原油包括含蜡量较高的石蜡基原油，常称含蜡原油，以及胶质、沥青质含量较高、密度较大的重质原油，常称稠。目前在我国大庆、胜利、中原、南海等主要油田生产的原油大多为高含蜡原油，胜利、辽河、新疆、渤海等油田有大量的稠油，新近发现的亿吨级渤海蓬莱油田也是稠油油田，易凝高粘原油在我国生产的原油中占80％以上。
传统原油输送方法主要采用加热输送工艺，在管道上隔几十公里设一个加热站，其弊端是输油能耗高、允许的输量变化范围小，且管道停运时间稍长便会因原油降温导致凝结，酿成管道堵塞的灾难性后果。我国长距离输油管道每年用于加热的燃料油消耗数十万吨，在国外，易凝高粘原油开采量的也在不断增加，因此，易凝高粘原油节能、安全输送一直是我国乃至全球石油储运界面临的主要技术难题。
有文献粗略统计过，以大庆原油的东北输油管道为例，在保证运行安全的前提下，若降低输油温度1℃，即原油凝点降低1℃，每年即可节省用于加热的燃料油费用2000万元以上，所以处理原油使之降凝降粘已经成为刻不容缓的研究课题，石油降凝剂的研究也成为重中之重。目前油田使用的降凝剂多为化学制剂，主要为烷基萘类、聚烯烃类、聚酯类化学物质，我国胜利、中原、新疆、长庆等油田，已有10多条管道采用降凝剂改性输送技术，该技术在石油管道输送安全运行、节能降耗中发挥了极为重要的作用，但该技术受石油自身许多性质的制约，降凝效果十分不稳定，而且长期使用这些化学降凝剂对环境有很大的污染。
目前，国内外的文献中曾就利用微生物采油的有关技术及其优势进行过相关报道，但将微生物降凝降粘优势运用到石油管道输送上还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种节能高效、降低污染、安全可靠的利用微生物对易凝高粘原油降解后进行管道输送的方法。
为实现上述目的本发明所采用的实施方式如下：
一种利用微生物对易凝高粘原油降解后进行管道输送的方法，其特征在于具体实施步骤如下：
(1)将假单胞菌属G3，芽孢杆菌属B5，棒杆菌属Y2三种微生物菌液按1-6∶2-5∶2-4重量混合比例混合均匀成为复配菌液，复配菌液pH范围在4.0-8.0，菌液浓度106-109个/毫升；
(2)制备营养液，其成分为：糖蜜0.1-5％，(MH4)2SO4 0.1-1％，MgSO4·7H2O 0.001-0.2％，K2HPO4 0.001-5％，余量为水，混合均匀；
(3)将复配菌液与营养液混合，混合比例为复配菌液：营养液＝1∶2-40；
(4)再将混合液与原油混合，混合比例混合液：原油＝1-5∶1，而后在35-70℃温度下微生物作用70-220小时，搅拌速率为1-600rpm，脱水后进入管道进行输送，输送原油的含水率控制为1-10％，输送温度高于原油凝点1-10℃；
(5)将部分原油通过管道再泵回罐内，按泵回原油体积与罐内原油的体积比为1∶4-20，由于泵回原油中含有大量的微生物菌剂，从而实现微生物复配菌液的循环利用。
工作原理：微生物在生长代谢过程中，一方面可以以原油的碳链做为自身生长所需要的碳源，从而改变原油的碳链组成；另一方面，微生物生长时释放出的生物酶，可降解原油，使原油的碳链断裂，高碳链原油变为低碳链原油，改变原油性质，达到降粘防蜡的作用。处理原油的微生物都是经过筛选驯化后的优势菌群，该菌群有的菌种能产生芽孢，具有厌氧、嗜热、耐压等特性，有的菌种在新陈代谢过程中能产生的羧酸、类脂类生物表面活性剂和小分子醇类共同作用，能大大降低油水界面的表面张力并导致油水乳化，形成水包油乳状液，另外这种菌群能选择性的对烷烃进行生物降解，尤其是C16-C63烷烃组分的降解，降低原油中的胶质、沥青和蜡含量，增加轻质组分含量，降低稠油内聚力、粘度和原油凝点，而且经微生物降解后的原油，组分发生彻底改变，解决输送中稳定性差、处理效率低、脱水困难、污染环境等问题，真正达到原油的安全、稳定、环保输送。
本发明的有益效果是：
1、本发明特别适用于油田易凝高粘原油的输送。
2、在80小时内，可降粘率达40％，可将原油凝点降低3-5℃，可使输送温度大幅降低，降低堵塞管道的几率，真正达到节能降耗、安全输送的目的。
3、微生物复配菌液是以原油为主要碳源和氮源，可以在原油中大量繁殖生长，经首次投加后可循环多次使用，因此大大降低了使用成本。
附图说明
图1是本发明方法流程框图；
原油经过首次投加高效复配菌液进入降解过程，原油微生物降解处理后，得到降凝降粘的原油，原油进入大站经过脱水处理后，流入原油输送管道进行输送；同时泵回的含有大部分微生物菌剂的原油与高效复配菌液合并继续循环使用。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：
实施例1
微生物降凝降粘小试试验，具体实施步骤如下：
(1)原油300g，混合比例混合液：原油＝1∶1，则混合液的重量为300g。
(2)混合液中，复配菌液：营养液＝1∶4，按此比例计算，复配菌液需60g，营养液需240g。
(3)复合菌液中包括假单胞菌属G3，芽孢杆菌属B5，棒杆菌属Y2三种微生物菌液，三种菌液按4∶3∶2重量比例混合，按复合菌液60g计算，三种菌液的重量为：假单胞菌属G3 27g，芽孢杆菌属B5 20g，棒杆菌属Y2 13g，pH7.0，菌体浓度为109个/毫升。
(4)营养液的成分为：糖蜜：1％，(NH4)2SO4 0.1％，MgSO4·7H2O 0.02％，K2HPO4 0.2％，剩余部分为水，按营养液240g计算：
糖蜜2.4g，(NH4)2SO4 0.24g，MgSO4·7H2O 0.048g，K2HPO40.48g，水236.8g。
(5)最后恒温50℃微生物作用80小时，搅拌速率为500rpm。
每24小时取样脱水测定原油粘度和凝点变化，以原油加水为空白，监测数据如表1。
表1：
买施例2：
1吨规模的管道模拟输送试验
具体实施步骤如下：
(1)原油500kg，混合液与原油混合，混合比例混合液：原油＝1∶1，则混合液的重量为500kg。
(2)混合液中，复配菌液：营养液＝1∶4，按此比例计算，复配菌液需100kg，营养液需400kg。
(3)复合菌液中包括假单胞菌属G3，芽孢杆菌属B5，棒杆菌属Y2三种微生物菌液，三种菌液按4∶3∶2重量混合比例，按复合菌液1kg计算，三种菌液的重量为：假单胞菌属G3 44kg，芽孢杆菌属B5 33kg，棒杆菌属Y2 23kg，pH7.0，菌体浓度为109个/毫升。
(4)营养液的成分为：糖蜜：1％，(NH4)2SO4 0.1％，MgSO4·7H2O 0.02％，K2HPO4 0.2％，剩余部分为水，按营养液400kg计算：
糖蜜4kg，(NH4)2SO4 400g，MgSO4·7H2O 80g，K2HPO4 800g，水394.7kg。
(5)最后恒温50℃微生物作用80小时，由于扩大规模，按照设备的搅拌性能，搅拌速率为100rpm。
(6)微生物作用完毕后将部分原油通过管道再泵回罐内，泵回原油按体积与罐内原油的体积比为1∶10计算，泵回原油体积为100升，由于泵回原油中含有大量的微生物菌剂，从而实现微生物复配菌液的循环利用。
(7)将准备输送原油脱水，脱水后的原油用泵将打入输送管道，在输送管道外部设有加热线圈用以将原油加热，输送温度始终维持在高于原油凝点2℃，以原油加水做为空白，检测数据如表2。
表2：
上述数据表明，一吨处理后的原油较空白原油凝点下降了3℃，在输送上就减少加热3℃，按原油加热一小时计算，可节省热量7.21×106J，折合成电能则可节省2度电，折合成普通柴油加热则可节省柴油约1.2kg，大大节省了国家资源。本发明经过大量的试验摸索，利用微生物最佳组合形成的复配菌液对易凝高粘原油降解后进行管道输送，该方法实施安全可靠，效果非常显著。
实施例3：
上述试验还可以通过其它的混合比例和条件完成，都可获得较佳的输送效果。按输送规模为1吨计算，各组分含量的具体计算方法按本发明要求限定，计算结果如表3。
表3：
| 混合液：原油 | 5∶1 | 2∶1 | 3∶1 | |
| 复配菌液：营养液 | 1∶40 | 1∶10 | 1∶4 | |
| 复配菌液中比例及各菌液的用量 | 各菌液比例G3∶B5∶Y2 | 6∶4∶3 | 5∶2∶2 | 4∶4∶2 |
| 各菌液需要的用量 | G3 9.2KgB5 6.2KgY2 4.6Kg | G3 16.7KgB5 6.6KgY2 6.7Kg | G3 20KgB5 20KgY2 10Kg | |
| 营养液各组分的用量 | 糖蜜0.2％∶1.67Kg(NH4)2SO40.1％∶0.83KgMgSO4·7H2O0.001％∶0.08KgK2HPO40.05％∶0.41Kg余量为水，混合均匀 | 糖蜜2％∶6Kg(NH4)2SO40.3％∶0.9KgMgSO4·7H2O0.08％∶0.24KgK2HPO40.2％∶0.6Kg余量为水，混合均匀 | 糖蜜4％∶8Kg(NH4)2SO40.6％∶1.2KgMgSO4·7H2O0.1％∶0.2KgK2HPO40.5％∶1Kg余量为水，混合均匀 | |
| 在罐内的微生物作用条件 | 45℃微生物作用216小时，搅拌速率为150rpm | 55℃微生物作用96小时，搅拌速率为100rpm | 60℃微生物作用78小时，搅拌速率为100rpm | |
| 作用后原油输送条件 | 脱水后原油含水率：8％输送温度高于石油凝点8℃ | 脱水后原油含水率：3％输送温度高于石油凝点3℃ | 脱水后原油含水率：2％输送温度高于石油凝点2℃ | |
上述参照实施例对该利用微生物对易凝高粘原油降解后进行管道输送的方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种利用微生物对易凝高粘原油降解后进行管道输送的方法，其特征在于具体实施步骤如下：
(1)将假单胞菌属G3，芽孢杆菌属B5，棒杆菌属Y2三种微生物菌液按1-6∶2-5∶2-4重量混合比例混合均匀成为复配菌液，复配菌液pH范围在4.0-8.0，菌液浓度106-109个/毫升；
(2)制备营养液，其成分为：糖蜜0.1-5％，(NH4)2SO4 0.1-1％，MgSO4·7H2O 0.001-0.2％，K2HPO4 0.001-5％，余量为水，混合均匀；
(3)将复配菌液与营养液混合，混合比例为复配菌液：营养液＝1∶2-40；
(4)再将混合液与原油混合，混合比例混合液：原油＝1-5∶1，而后在35-70℃温度下微生物作用70-220小时，搅拌速率为1-600rpm，脱水后进入管道进行输送，输送原油的含水率控制为1-10％，输送温度高于原油凝点1-10℃；
(5)将部分原油通过管道再泵回罐内，按泵回原油体积与罐内原油的体积比为1∶4-20，由于泵回原油中含有大量的微生物菌剂，从而实现微生物复配菌液的循环利用。
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