CN101818634A - 一种采油用微生物群落调控方法 - Google Patents

一种采油用微生物群落调控方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种微生物采油技术,特别涉及一种采油用微生物群落调控方法,其调控方法包括以下调控步骤:首先对目标油藏进行现场取样和检测,其次,根据检测结果判断油藏微生物群落结构及营养缺失情况,确定初步的调控方案,利用微生物驱油物理模拟实验对初步调控方式进行优化,确定最终调控方案。最后,按照优化后的最终调控方案进行现场实施。本发明能够为有针对性地在现场实施的不同阶段调控微生物群落向目标结构演变提供方法,进一步提高微生物提高采收率现场实施的效果。

Description

一种采油用微生物群落调控方法
一、技术领域:
本发明涉及一种微生物采油技术,特别涉及一种采油用微生物群落调控方法,特别适用于中高温(大于50℃)油藏微生物驱提高采收率的改进方法。
二、背景技术:
微生物采油技术(Microbial Enhanced Oil Recovery)是指利用微生物(主要是细菌、古菌)及其代谢产物提高原油产量和采收率的技术,与其他三次采油技术相比,微生物采油技术具有适用范围广、工艺简单、经济效益好、无污染等特点,具有良好的应用前景,因而受到越来越多的关注。目前已形成微生物单井防蜡、微生物吞吐和微生物驱油三大类工艺技术。
其中,微生物驱油技术分为内源和外源微生物驱油,外源微生物驱油技术主要是向油藏中注入外源菌及其营养液,使外源微生物在油藏中生长代谢,利用其细胞及代谢产生的有机酸、生物表活剂、生物聚合物或生物气等与油藏岩石、流体相互作用,提高原油采收率。内源微生物驱油技术则是仅向油藏中注入营养液(激活剂),不添加外源微生物,利用油藏中已存在的内源微生物群落及代谢作用达到提高采收率的目的。
目前在中高温油藏微生物采油法存在的不足在于:
1、传统方式仅在现场实施之前研究、确定激活配方,一旦进入现场实施之后,配方几乎一成不变,缺乏对现场运行过程的动态监测和效果分析,缺乏相应的调控手段和应对措施,不能对现场实际效果和出现的问题做出及时的反应和调控。
2、针对中高温油藏的特点,微生物虽能在极端高温生存,但尚未发现在高温条件下超量表达表面活性剂、生物聚合物等代谢产物的菌株,现场也未能检测到明显的此类生物质。因此,高温条件下,微生物细胞本身的驱油作用更为重要,有必要提高群落分析水平。
3、微生物群落分析水平相对滞后,尚未与物理模拟手段紧密结合形成完善的检测—调控体系,因此,还不具备随时针对油藏实时情况优化激活和调控配方的能力。
以上问题都是经过多年现场试验总结,亟待解决的问题。本调控方法的应用将改善或解决上述问题,提高微生物驱油技术现场实施效果,进一步降低成本,提高针对性和有效性,充分发挥微生物技术的优势。
经过查新检索资料,专利200510010349.4(“一种采油用本源微生物营养液”)介绍了一种本源微生物营养液组分的组成,其缺陷在于适用范围小,不能针对其它类型的油藏环境及其内源微生物群落状况选择相应的营养液组成。专利ZL03114813.1(“一种延长微生物驱油有效期的微生物采油方法”)介绍了根据受益油井产出液中微生物及代谢产物的检测分析结果对油藏中的微生物的活性进行分析评价,再依据评价结果实时向油藏中补充营养液的方法。但该方法的缺陷是:实施过程中仍然是始终使用实施前设计的固定营养配方,只是进行不断的加量和补充,没有针对油藏具体的微生物群落生态变化情况进行分析并调整注入配方,也就是没有对微生物群落进行调控的方法,缺乏现场的应变能力和针对性。
三、发明内容:
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷,提供一种采油用微生物群落调控方法,能够为有针对性地在现场实施的不同阶段调控微生物群落向目标结构演变提供方法,进一步提高微生物提高采收率现场实施的效果。
本发明提供的采油用微生物群落调控方法包括以下调控步骤,但不限于以下步骤:
首先对目标油藏进行现场取样、检测和分析,检测指标包括:微生物群落结构、主要代谢产物、可用有机营养和必需无机离子,其中,微生物群落结构包括总菌数、好氧菌总数、烃类氧化菌、硫酸盐还原菌、硝酸盐还原菌、产甲烷菌;主要代谢产物包括小分子有机酸、硫化物;可用有机营养和必需无机离子包括BOD5、总氮、总磷和微量元素等;
其次,根据检测分析结果判断油藏微生物群落结构及营养缺失情况,确定初步的调控方式,并利用微生物驱油物理模拟实验进一步优化调控方案,确定最终调控方案下物模实验提高采收率程度;
最后,按照确定后的调控方案,进行现场实施,并继续开展实施过程中的现场取样、分析,随时根据现场出现的问题和情况决定是否需要进一步调控,若需要调整调控方案,则重复以上步骤设计下一步调控实施方案;
以上首尾相接的几个步骤,整体上形成了一套较为完整的、具有可操作性、循环式的微生物驱油现场实施调控方法;
上述调控方法可根据微生物驱油现场实施的不同阶段分为两种情况:微生物驱油现场实施之前和实施之后,这两种情况下的方法步骤一致,区别在于:a、实施后较实施前更注重长期监测,以及不断根据实施情况调整调控方案,属于一个循环往复的监测、分析、试验和调整的过程;b、调控设计所针对的目标以及评价标准有少许差别,实施之前的调控目标主要针对原始油藏微生物群落结构及营养的缺失情况,实施后则主要针对前期调控方案是否达到预期的实施效果。
以下分别介绍现场实施之前与之后两种情况下的具体评价标准和相应调控措施。
1、微生物采油现场实施之前的评价标准和调控方法
首先,对目标油藏进行现场取样。
现场取样的步骤如下:
油水井取样范围包括试验区注水井注入水(取样量1.5L~2.0L),用可封口无菌采样器(容积不小于2L)在目标油井井口及配水间采集油水样品并充满采样器,在采集样品前需先排放5L~10L管线积存液体。获得样品后4小时内启动检测工作,在12小时内完成全部检测内容。
其次,根据现场取样测试结果,对照以下可能出现情况确定出微生物驱现场实施前阶段油藏的初步调控方式,具体如下:
(1)注入水中生化需氧量(BOD5)小于200mg/L时,投加玉米浆浓度0.5%~1.2%、蛋白胨浓度0.1%~0.5%、全麦粉浓度0.2%~1.0%、葡萄糖浓度0.5%~1.0%,淀粉水解液浓度0.5%~1.5%,每种碳源投加量0.03PV~0.08PV(孔隙体积,Pore Volume,PV);
(2)地层水中总氮浓度小于15mg/L时,投加NH4Cl,投加量0.01PV~0.05PV,质量浓度0.3%~0.8%;总磷浓度小于10mg/L时,投加K2HPO4和KH2PO4,其中K2HPO4投加量0.01PV~0.10PV,K2HPO4的质量浓度0.1%~0.4%,KH2PO4投加量0.02PV~0.05PV,KH2PO4的质量浓度0.1%~0.5%;
(3)注入水中好氧菌总数小于102个/mL时,投加0.05PV~0.15PV的活菌浓度大于107个/mL的好氧微生物菌液;并配注空气,配注量气液比5∶1~35∶1。该好氧微生物可来自各菌种保藏机构或环境样品的富集培养,其筛选的基本要求是:最适宜生长温度在目标油藏温度的-5℃~+15℃范围内,矿化度耐受范围不低于该油藏平均矿化度,菌液表面张力低于35mN/m的非致病性好氧微生物;
(4)注入水中厌氧产酸菌总数小于50个/mL时,投加0.10PV~0.20PV的活菌浓度大于107个/mL的厌氧产酸微生物菌液。该厌氧产酸微生物可来自各菌种保藏机构或环境样品的富集培养,其筛选的基本要求是:最适生长温度在该油藏温度的-5℃~+10℃范围内,矿化度耐受范围不低于该油藏平均矿化度,菌液的乙酸浓度不低于500mg/L的非致病性厌氧产酸微生物;
(5)注入水中硫酸盐还原菌总数大于103个/mL,或反硝化菌总数小于102个/mL,投加0.01PV~0.03PV的质量浓度为0.05%~1.5%的硝酸钾溶液;
(6)注入水中产甲烷菌总数小于25个/mL或乙酸浓度大于300mg/L时,投加0.01PV~0.03PV总质量浓度为0.1%的氨三乙酸、氯化镍、氯化钴和钼酸钠的混合物,其质量比为氨三乙酸∶氯化镍∶氯化钴∶钼酸钠=30~40∶1~3∶1~2∶0.1~0.5。
再次,利用物理模拟实验优化调控方案。
利用物理模拟实验手段优化配方及注入工艺,优化采用正交实验方法。考察指标为增油量,实验步骤为岩心抽真空,饱和地层水、饱和原油、一次水驱至含水98%、注微生物,保持油臧温度、压力下培养15天二次水驱后计量增油量。
工艺参数优化顺序:(1)微生物注入量;(2)营养物注入量和注入浓度;(3)微生物及营养物注入形式、注入速度以及空气配注量。
利用上述方法和步骤优化目标区块最终生态调控方案。确定最终注入方式的物模实验提高采收率程度;
最后,进入现场实施阶段。
按照室内物模实验优化结果进行微生物驱油现场试验,并进行持续监测,进入现场实施后的评价、调控阶段,现场实施4月~6月后分析现场检测结果,根据结果判断是否需要对方案进行调整,具体参照附图1。
2、微生物采油现场实施之后的评价标准和调控方法
首先,对目标油藏进行现场取样。
现场取样的步骤如下:
油水井取样范围包括试验区注水井注入水(取样量1.5L~2.0L),用可封口无菌采样器(容积不小于2L)在目标油井井口及配水间采集油水样品并充满采样器,在采集样品前需先排放5L~10L管线积存液体。获得样品后4小时内启动检测工作,在12小时内完成全部检测内容。
其次,根据现场取样测试结果,对照以下可能出现情况确定出微生物驱现场实施后阶段油藏初步调控手段,具体如下:
(1)产出液中好氧菌总数小于103个/mL时,投加0.05PV~0.10PV的活菌浓度大于107个/mL的好氧微生物菌液;并配注空气,配注量气液比5∶1~25∶1。该好氧微生物可来自各菌种保藏机构或环境样品的富集培养,其筛选的基本要求是:最适生长温度在该油藏温度的-5℃~+15℃范围内,矿化度耐受范围不低于该油藏平均矿化度,菌液表面张力低于35mN/m的非致病性好氧微生物;
(2)产出液中厌氧产酸菌总数小于103个/mL时,投加0.05PV~0.12PV的活菌浓度大于107个/mL的厌氧产酸微生物菌液;该厌氧产酸微生物可来自各菌种保臧机构或环境样品的富集培养,其筛选的基本要求是:最适生长温度在该油藏温度的-5℃~+10℃范围内,矿化度耐受范围不低于该油藏平均矿化度,菌液的乙酸浓度不低于500mg/L的非致病性厌氧产酸微生物;
(3)产出液中硫酸盐还原菌总数大于103个/mL,反硝化菌总数小于102个/mL时投加0.02PV~0.03PV的质量浓度为0.5%~3.0%的硝酸钾溶液;
(4)产出水中产甲烷菌总数小于103个/mL或乙酸浓度大于400mg/L,投加0.01PV~0.02PV总质量浓度为0.1%的氨三乙酸、氯化镍、氯化钴和钼酸钠的混合物,其质量比为氨三乙酸∶氯化镍∶氯化钴∶钼酸钠=20~30∶1~2;0.5~1∶0.1~0.2;
(5)产出液中乙酸浓度小于50mg/L时,投加玉米浆0.1%~0.5%、蛋白胨0.1%~0.3%、全麦0.1%~0.5%、葡萄糖0.2%~0.8%,淀粉水解液0.5%~1.0%,每种碳源投加0.01PV~0.03PV;
(6)产出液水中总氮浓度大于10mg/L时,停止投加或降低NH4Cl等铵盐的浓度,总磷浓度大于5mg/L时,停止投加或降低磷盐的浓度。总氮浓度不超过10mg/L时,投加NH4Cl,投加量0.01PV~0.04PV,质量浓度0.1%~0.5%;总磷浓度不超过5mg/L时,投加K2HPO4和KH2PO4,其中K2HPO4投加量0.01PV~0.06PV,K2HPO4的质量浓度0.1%~0.3%,KH2PO4投加量0.01PV~0.03PV,KH2PO4的质量浓度0.1%~0.3%。
再次,利用物理模拟实验优化调控方案。
利用物理模拟实验手段优化配方及注入工艺,优化采用正交实验方法。考察指标为增油量,实验步骤为岩心抽真空,饱和地层水、饱和原油、一次水驱至含水98%、注微生物,保持油藏温度、压力下培养15天二次水驱后计量增油量。
工艺参数优化顺序:(1)微生物注入量;(2)营养物注入量和注入浓度;(3)微生物及营养物注入形式、注入速度以及空气配注量。
利用上述方法和步骤优化出目标区块最终生态调控方案,确定最终注入方式的物模实验提高采收率程度。
最后,进入现场实施阶段。
按照室内物模实验优化结果进行微生物驱油现场试验。并持续进行监测,随时分析调控的效果和出现的问题,判断是否需要调整方案或作出其它调控设计,形成一个连续、循环式的调控体系。具体实施流程见图2。
本发明与现有技术相比,其有益效果如下:
(1)适用范围广,该发明不仅适用于低温油藏微生物驱生态调控,同样适用于中高温油藏微生物驱油生态调控,更拓宽范围,且进一步明确了中高温油藏的微生物驱调控重点;
(2)紧抓油藏微生物群落动态,调控思路清晰,可操作性强。该发明能够随时掌握现场实施过程中驱油微生物群落的动态以及出现的问题,有针对性地调控微生物群落向着目标结构发展,并且明确了调控因子和优化方式等。进一步提高了微生物提高采收率现场实施的针对性和可操作性;
(3)调控配方的优化方法针对性强,调控效果显著,该发明调控手段的确定包括筛选和优化两个程序,首先根据油藏微生物群落结构及营养缺失情况确定初步调控手段,然后利用物理模拟手段在模拟目标油藏地质和开发动态条件下进一步优化调控手段。微生物群落分析与物理模拟手段的紧密结合,使调控手段优化过程更贴近油藏实际,提高了优化结果的准确性和实用性。
四、附图说明:
附图1是本发明的微生物驱油现场实施前的调控操作步骤示意图;
附图2是本发明的微生物驱油现场实施后的调控操作步骤示意图。
五、具体实施方式:
实施例,以胜利油田某区块微生物驱先导试验为例:
胜利油田某块选定为微生物驱油先导试验区,试验区为高渗、高饱和度、中高粘度、河流相沉积的疏松砂岩亲水油臧,埋藏深度1173m~1230m,油藏温度69℃。渗透率变异系数0.538,孔隙度33%,空气渗透率1.5μm2~2.5μm2。试验区含油面积0.86km2,有效厚度10.4m,地质储量164.9×104t。油井14口,水井8口。计划利用本发明所述的微生物驱前阶段油藏生态调控手段进行现场实施方案设计,具体步骤如下:
首先,目标区块现场取样和检测分析。
注水井现场取样的步骤如下:注水取样点为配水间,取样量1.6L,采集样品前先排放10L管线积存液体,获得样品后3小时内启动检测工作。
具体取样测试结果如下表1:
表1目标油藏现场取样测试结果
  好氧菌总数,个/ml   厌氧产甲酸菌总数,个/ml   硫酸盐还原菌总数,个/ml   反硝化菌总数,个/ml   产甲烷菌个/ml
  150   110   250   25   50
  乙酸mg/L   BOD5mg/L   总氮mg/L   总磷mg/L   矿化度mg/L
  6.5   98.3   4.5   1.2   8098
其次,根据现场取样测试结果,分析判断目标油臧微生物群落和营养缺失情况,确定出目标油藏微生物驱前阶段油藏初步调控方式,初步调控方式包括:(1)微生物筛选及其注入量和注入浓度初步确定;(2)营养物初步筛选。
(1)微生物筛选及其注入量和注入浓度初步确定
根据表1测试结果,结合微生物驱前阶段油藏初步的调控方式,筛选出微生物及其初步注入量和注入浓度。从测试结果可以看出,该区块内源群落比较丰富,不需要投加外源微生物。
(2)营养物初步筛选
从测试结果看,有机营养和总N、总P均不足,需要补充,而且反硝化菌数量低于设定指标,因此,根据该专利设计,需要添加的营养物包括有机营养和无机营养,有机营养包括玉米浆、蛋白胨、全麦、葡萄糖和淀粉水解液;无机营养包括硝酸钾、NH4Cl、K2HPO4和KH2PO4等,具体包括营养物注入量和注入浓度等,具体筛选结果如下表2。
表2目标油藏营养物初步筛选结果
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖   淀粉水解液
  投加量,PV   0.03~0.08   0.03~0.08   0.03~0.08   0.03~0.08   0.03~0.08
  浓度,%   0.5~1.2   0.1~0.5   0.2~1.0   0.5~1.0   0.5~1.5
  营养类型   KNO3   NH4Cl   K2HPO4   KH2PO4
  投加量,PV   0.01~0.03   0.01~0.05   0.01~0.10   0.02~0.05
  浓度,%   0.05~1.5   0.3~0.8   0.1~0.4   0.1~0.5
再次利用物理模拟实验优化调控方案:
利用物理模拟实验手段采用正交实验方法优化微生物、营养配方及注入工艺,考察指标为增油量,工艺参数优化顺序如下:(1)营养物注入量和注入浓度;(2)微生物现场注入工艺参数优化。
(1)营养物注入量及浓度优化
实验方法:正交实验。实验步骤:岩心抽真空,饱和地层水、饱和原油、一次水驱至含水98%、注一定量浓度营养物、69℃下培养15天二次水驱后计量增油量。
营养物注入量和浓度具体优化结果见下表3
表3目标油藏微生物驱营养物注入量和浓度优化结果
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖   淀粉水解液
  投加量,PV   0.06   0.05   0.06   0.06   0.03
  浓度,%   0.8   0.2   0.5   0.7   1.0
  营养类型   KNO3   NH4Cl   K2HPO4   KH2PO4
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖   淀粉水解液
  投加量,PV   0.03   0.04   0.08   0.04
  浓度,%   0.05   0.6   0.3   0.4
营养物注入总量:0.45PV,其中有机营养物0.26PV,占总量57.8%,无机营养物0.19PV,占总量42.2%。
(2)注入工艺参数优化
工艺参数优化包括营养物注入形式、注入速度和氧气配注量等。实验方法和实验步骤与营养物注入量及浓度优化类似。具体优化结果如下:
营养物注入分两个段塞注入,前置段塞0.15PV+后置段塞0.30PV,空气注入量12∶1(气液比)。注入速度:营养物12m3/d。
该区块微生物驱优化后生态调控方案如下:
微生物驱现场试验注入总量为0.45PV,全部为营养物,分两个阶段注入。其中第一个阶段营养物注入总量0.15PV,空气配注量气液比12∶1。营养物注入速度12m3/d。营养物各成分具体注入量如下表4,
表4微生物驱第一级阶段营养物现场注入明细
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖   淀粉水解液
  投加量,PV   0.02   0.017   0.02   0.02   0.01
  浓度,%   0.8   0.2   0.5   0.7   1.0
  营养类型   KNO3   NH4Cl   K2HPO4   KH2PO4
  投加量,PV   0.01   0.013   0.027   0.013
  浓度,%   0.05   0.6   0.3   0.4
第二个阶段营养物注入总量0.30PV,空气配注量气液比12∶1。营养物注入速度12m3/d。营养物各成分具体注入量如下表5。
表5微生物驱第二级阶段营养物现场注入明细
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖   淀粉水解液
  投加量,PV   0.04   0.033   0.04   0.04   0.02
  浓度,%   0.8   0.2   0.4   0.7   1.0
  营养类型   KNO3   NH4Cl   K2HPO4   KH2PO4
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖   淀粉水解液
  投加量,PV   0.02   0.027   0.053   0.027
  浓度,%   0.05   0.6   0.3   0.4
物理模拟实验结果表明最终优化调控方案提高采收率7.2%。
最后,进入现场实施阶段。
现场实施按照室内物理模拟优化的结果进行,营养物用高压注塞泵注入,营养物注入总量0.45PV,注入速度12m3/d。区块试验前平均含水98.5%试验后为98.2%。现场试验尚未显示明显增油效果,但含水上升得到一定抑制。根据该发明专利的程序,我们启动了该专利所述的微生物驱现场实施后油藏生态调控手段对方案进行优化。具体步骤如下:
首先,目标区块现场取样和检测分析。
采油井现场取样的步骤如下:油井取样选取采油井井口,取样量2.5L。采集样品前先排放10L管线积存液体。获得样品后4.0小时内启动检测工作,在10小时内完成全部检测内容。具体取样测试结果如下表6。
表6目标油藏现场取样测试结果
  好氧菌总数,个/ml   厌氧产酸菌总数,个/ml   硫酸盐还原菌总数,个/ml   反硝化菌总数,个/ml
  1.5×104   3.5×104   110   210
  产甲烷菌个/ml   乙酸mg/L   总氮mg/L   总磷mg/L
  4.0×104   21.5   5.2   3.5
其次,根据现场取样测试结果,分析判断目标油藏微生物群落和营养缺失情况,确定出目标油藏微生物驱前阶段油藏初步调控方式,初步调控方式包括:(1)微生物筛选及其注入量和注入浓度初步确定;(2)营养物初步筛选。
(1)微生物筛选及其注入量和注入浓度初步确定
根据表1测试结果,结合微生物驱前阶段油藏初步的调控方式,筛选出微生物及其初步注入量和注入浓度,从测试结果可以看出,该区块内源群落很丰富,与微生物驱前相比增加了2~4个数量级,因此不投加外源微生物。
(2)营养物初步筛选
从测试结果看,产出液乙酸含量过低,根据专利内容的调整方案,应在前期注入的营养基础上增加有机营养的投加量,对照出现的问题,对营养物进行调整,而且,硫酸盐还原菌得到了有效的抑制,因此,硝酸盐应继续保持投加量,不需调整。具体初步筛选结果如下表7。
表7目标油臧营养物初步筛选结果
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖
  投加量,PV   0.01~0.03   0.01~0.03   0.01~0.03   0.01~0.03
  浓度,%   0.1~0.5   0.1~0.3   0.1~0.5   0.2~0.8
  营养类型   淀粉水解液   NH4Cl   K2HPO4   KH2PO4
  投加量,PV   0.01~0.03   0.01~0.04   0.01~0.06   0.01~0.03
  浓度,%   0.5~1.0   0.1~0.5   0.1~0.3   0.1~0.3
再次利用物理模拟实验优化调控方案。
利用物理模拟实验手段采用正交实验方法优化微生物、营养配方及注入工艺。考察指标为增油量。工艺参数优化顺序如下:(1)营养物注入量和注入浓度;(2)微生物现场注入工艺参数优化。
(1)营养物注入量及浓度优化
实验方法:正交实验。实验步骤:岩心抽真空,饱和地层水、饱和原油、一次水驱至含水98%、注一定量浓度营养物、69℃下培养15天二次水驱后计量增油量。
营养物注入量和浓度具体优化结果见下表8。
表8目标油藏微生物驱营养物注入量和浓度优化结果
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖
  投加量,PV   0.03   0.02   0.02   0.02
  浓度,%   0.5   0.2   0.5   0.8
  营养类型   淀粉水解液   NH4Cl   K2HPO4   KH2PO4
  投加量,PV   0.03   0.04   0.06   0.02
  浓度,%   1.0   0.4   0.2   0.3
营养物注入总量:0.24PV,其中有机营养物0.12PV,占总量50.0%,无机营养物0.12PV,占总量50.0%。
(2)注入工艺参数优化
工艺参数优化包括营养物注入形式、注入速度和氧气配注量等,实验方法和实验步骤与营养物注入量及浓度优化类似。具体优化结果如下:
营养物注入分两个段塞注入,前置段塞0.08PV+后置段塞0.16PV,空气注入量20∶1(气液比)。注入速度:营养物8m3/d。
经优化实验,最终注入方式的物模实验提高采收率8.2%。
胜利油田某区块微生物驱优化后生态调控方案如下:
微生物驱现场试验注入总量为0.24PV,全部为营养物,分两个阶段注入。其中第一个阶段营养物注入总量0.08PV,空气配注量气液比20∶1。营养物注入速度8m3/d。营养物各成分具体注入量如下表9。
表9微生物驱第一级阶段营养物现场注入明细
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖
  投加量,PV   0.01   0.007   0.007   0.007
  浓度,%   0.5   0.2   0.5   0.8
  营养类型   淀粉水解液   NH4Cl   K2HPO4   KH2PO4
  投加量,PV   0.01   0.012   0.02   0.007
  浓度,%   1.0   0.4   0.2   0.3
第二个阶段营养物注入总量0.16PV,空气配注量气液比20∶1。营养物注入速度8m3/d。营养物各成分具体注入量如下表10。
表10微生物驱第二级阶段营养物现场注入明细
  营养类型   玉米浆   蛋白胨   全麦   葡萄糖
  投加量,PV   0.02   0.013   0.013   0.013
  浓度,%   0.5   0.2   0.5   0.8
  营养类型   淀粉水解液   NH4Cl   K2HPO4   KH2PO4
  投加量,PV   0.02   0.028   0.04   0.013
  浓度,%   1.0   0.4   0.2   0.3
物理模拟实验结果表明最终优化调控方案提高采收率11.5%。
最后,现场实施阶段。
现场实施按照物理模拟优化的结果进行,微生物和营养用高压注塞泵注入,注入速度:微生物6m3/d,营养物8m3/d。目前已注入0.1PV现场试验结果表明产出液乙酸含量提高至100mg/L,生物量在前期基础上提高100%~165%,取得了很好的生态调控效果,含水得到有效抑制,试验前平均含水98.5%降低到目前的94.6%,累计增油8.9×104t,提高原油采收率5.4%。

Claims (5)

1.一种采油用微生物群落调控方法,其特征是包括以下调控步骤:
首先,对目标油藏现场取样、检测和分析,检测指标包括:微生物群落结构、主要代谢产物、可用有机营养和必需无机离子,其中,微生物群落结构包括总菌数、好氧菌总数、烃类氧化菌、硫酸盐还原菌、硝酸盐还原菌、产甲烷菌;主要代谢产物包括小分子有机酸、硫化物;可用有机营养和必需无机离子包括小分子脂肪酸、总氮、总磷和微量元素等;
其次,根据检测分析结果判断油藏微生物群落结构及营养缺失情况,确定初步的调控方式,利用微生物驱油物理模拟实验进一步优化初步调控方案,并确定最终调控方案下的物模实验提高采收率程度;
最后,按照确定后的调控方案,进行现场实施,并继续开展实施过程中的现场取样、分析,随时根据现场出现的问题和情况决定是否需要进一步调控,若需要调整调控方案,则重复以上步骤设计下一步调控实施方案;
以上首尾相接的几个步骤,整体上形成了一套循环式的微生物驱油现场实施调控方法;
所述的调控方法根据微生物驱油现场实施的不同阶段分为两种情况:微生物驱油现场实施之前和实施之后,这两种情况下的方法步骤一致,区别在于:a、实施后较实施前更注重长期监测,以及不断根据实施情况调整调控方案,属于一个循环往复的监测、分析、试验和调整的过程;b、调控设计所针对的目标以及评价标准有少许差别,实施之前的调控目标主要针对原始油藏微生物群落结构及营养的缺失情况,实施后则主要针对前期调控方案是否达到预期的实施效果。
2.根据权利要求1所述的采油用微生物群落调控方法,其特征是:所述的主要代谢产物中的小分子有机酸主要包括甲酸、乙酸、丙酸和丁酸。
3.根据权利要求1所述的采油用微生物群落调控方法,其特征是:所述的微生物驱现场实施前阶段油藏调控手段包括以下:
(1)注入水中生化需氧量BOD5小于200mg/L时,投加浓度为0.5%~1.2%的玉米浆、浓度为0.1%~0.5%的蛋白胨、浓度为0.2%~1.0%,粒径小于10μm全麦粉、浓度0.5%~1.0%葡萄糖,浓度0.5%~1.5%淀粉水解液,每种碳源投加量0.03PV~0.08PV;
(2)地层水中总氮浓度小于15mg/L时,投加NH4Cl,投加量0.01PV~0.05PV,质量浓度0.3%~0.8%;总磷浓度小于10mg/L时,投加K2HPO4和KH2PO4,其中K2HPO4投加量0.01PV~0.10PV,K2HPO4的质量浓度0.1%~0.4%,KH2PO4投加量0.02PV~0.05PV,KH2PO4的质量浓度0.1%~0.5%;
(3)注入水中好氧菌总数小于102个/mL时,投加0.05PV~0.15PV的活菌浓度大于107个/mL的好氧微生物菌液;并配注空气,配注量气液比(5∶1)~(35∶1),该好氧微生物来自各菌种保藏机构或环境样品的富集培养,其筛选的基本要求是:最适宜生长温度在目标油藏温度的-5℃~+15℃范围内,矿化度耐受范围不低于该油藏平均矿化度,菌液表面张力低于35mN/m的非致病性好氧微生物;
(4)注入水中厌氧产酸菌总数小于50个/mL时,投加0.10PV~0.20PV的活菌浓度大于107个/mL的厌氧产酸微生物菌液,该厌氧产酸微生物可来自各菌种保藏机构或环境样品的富集培养,其筛选的基本要求是:最适生长温度在该油藏温度的-5℃~+10℃范围内,矿化度耐受范围不低于该油藏平均矿化度,菌液的乙酸浓度不低于500mg/L的非致病性厌氧产酸微生物;
(5)注入水中硫酸盐还原菌总数大于103个/mL,或反硝化菌总数小于102个/mL,投加0.01PV~0.03PV的质量浓度为0.05%~1.50%的硝酸钾溶液;
(6)注入水中产甲烷菌总数小于25个/mL或乙酸浓度大于300mg/L时,投加0.01PV~0.03PV总质量浓度为0.1%的氨三乙酸、氯化镍、氯化钴和钼酸钠的混合物,其质量比为氨三乙酸∶氯化镍∶氯化钴∶钼酸钠=(30~40)∶(1~3)∶(1~2)∶(0.1~0.5)。
4.根据权利要求1所述的采油用微生物群落调控方法,其特征是:所述的微生物驱现场实施后阶段油藏调控手段包括以下:
(1)产出液中好氧菌总数小于103个/mL时,投加0.05PV~0.10PV的活菌浓度大于107个/mL的好氧微生物菌液;并配注空气,配注量气液比5∶1~25∶1;该好氧微生物可来自各菌种保藏机构或环境样品的富集培养,其筛选的基本要求是:最适生长温度在该油藏温度的-5℃~+15℃范围内,矿化度耐受范围不低于该油藏平均矿化度,菌液表面张力低于35mN/m的非致病性好氧微生物;
(2)产出液中厌氧产酸菌总数小于103个/mL时,投加0.05PV~0.12PV的活菌浓度大于107个/mL的厌氧产酸微生物菌液;该厌氧产酸微生物可来自各菌种保藏机构或环境样品的富集培养,其筛选的基本要求是:最适生长温度在该油藏温度的-5℃~+10℃范围内,矿化度耐受范围不低于该油藏平均矿化度,菌液的乙酸浓度不低于500mg/L的非致病性厌氧产酸微生物;
(3)产出液中硫酸盐还原菌总数大于103个/mL,或反硝化菌总数小于102个/mL时投加0.02PV~0.03PV的质量浓度为0.5%~3.0%的硝酸钾溶液;
(4)产出水中产甲烷菌总数小于103个/mL或乙酸浓度大于400mg/L,投加0.01PV-0.02PV总质量浓度为0.1%的氨三乙酸、氯化镍、氯化钴和钼酸钠的混合物,其质量比为氨三乙酸∶氯化镍∶氯化钴∶钼酸钠=20~30∶1~2;0.5~1∶0.1~0.2;
(5)产出液中乙酸浓度小于50mg/L时,投加浓度为0.1%~0.5%的玉米浆、浓度为0.1%~0.3%的蛋白胨、浓度为0.1%~0.5%,粒径小于10μm的全麦粉、浓度为0.2%~0.8%的葡萄糖、浓度为0.5%~1.0%的淀粉水解液,每种碳源投加0.01PV~0.03PV;
(6)产出液水中总氮浓度大于10mg/L时,停止投加或降低NH4Cl等铵盐的浓度,总磷浓度大于5mg/L时,停止投加或降低磷盐的浓度;总氮浓度不超过10mg/L时,投加NH4Cl,投加量0.01PV~0.04PV,质量浓度0.1%~0.5%;总磷浓度不超过5mg/L时,投加K2HPO4和KH2PO4,其中K2HPO4投加量0.01PV~0.06PV,K2HPO4的质量浓度0.1%~0.3%,KH2PO4投加量0.01PV~0.03PV,KH2PO4的质量浓度0.1%~0.3%。
5.根据权利要求1所述的采油用微生物群落调控方法,其特征是:所述的目标油藏进行现场取样的步骤如下:
油水井取样范围包括试验区注水井注入水,取样量1.5L~2.0L和油井采出水,取样量2.0L~3.0L,用可封口无菌采样器在目标油井井口及配水间采集油水样品并充满采样器,在采集样品前需先排放5L~10L管线积存液体,获得样品后4小时内启动检测工作,在12小时内完成全部检测内容。
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Applicant after: SINOPEC Shengli Oilfield Drilling Technology Institute

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