CN102071917A - 一种微生物多轮次吞吐采油方法 - Google Patents

Abstract

一种微生物多轮次吞吐采油方法，该方法包括：菌种的筛选、驯化、培养及生产步骤；注入参数的确定步骤，包含菌液注入量的确定、营养液注入量的确定、最短关井时间t的确定及多轮次吞吐间隔参数的确定；油井微生物群落跟踪监测步骤。本发明利用分子生物学方法进行跟踪监测，并结合生产实际情况和监测结果进行现场工艺的改进，施工工艺简单、成本低、采油效率高。

Description

一种微生物多轮次吞吐采油方法

技术领域

本发明是关于石油开采技术，特别是关于稠油油井的蒸汽吞吐开采技术，具体的将是关于一种微生物多轮次吞吐采油方法。

背景技术

现有技术中，稠油油井开采方法通常采用蒸汽吞吐方式，采用这种采油进行采油初期，每个周期生产时间为3-6个月，吨油成本400元左右。然而，随着注汽轮次的增加，油井的注汽效果越来越差，并且每个周期的生产时间也越来越短，相应的周期产量降低，导致采油成本大幅度提高，使得许多油井已接近蒸汽吞吐开采的极限。另外，长期蒸汽吞吐所带来的不良后果是：地层受到严重破坏，井下管柱损伤严重甚至报废。

发明内容

本发明提供一种微生物多轮次吞吐采油方法，以利用分子生物学方法进行跟踪监测，简化施工工艺、降低成本、提高采油效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种微生物多轮次吞吐采油方法，该方法包括：菌种的筛选、驯化、培养及生产步骤，选择包括苍白杆菌(Ochrobactrumsp.)及赤红球菌(Rhodococcus ruber)的混合菌种LJ，对所述混合菌种LJ进行了分离，获得所混合菌种中苍白杆菌及赤红球菌的菌落形态和菌体形态，并且将每一菌种鉴定到属，将所述菌种分别在LB平板上稀释涂布；注入参数的确定步骤，包含菌液注入量的确定、营养液注入量的确定、最短关井时间t的确定及多轮次吞吐间隔参数的确定；油井微生物群落跟踪监测步骤，包含步骤A及步骤B，其中，所述步骤A包括：注入菌分纯，性能评价，生理生化鉴定，提取DNA，16SV9PCR扩增，梯度凝胶变性电泳，设置浓度，建立标准曲线，分析水样条带，分析结果，确定补注方案及结果验证；所述步骤B包括：水样离心，取沉淀漩涡分散，抽提弃原油提取DNA，16SV9PCR扩增，梯度凝胶变性电泳，回收条带，连接转化，酶切鉴定，序列测定，绘制系统进化树，结果分析，根据所述结果分析及产量曲线确定补注方案，结果验证。

进一步地，所述菌液注入量的公式为：

Q＝兀R²hSΦ/d

其中，h为油层厚度、d为关井天数、S为含油饱和度，Φ为孔隙度，R为处理半径。

进一步地，营养液注入量为：Q/菌种接种量浓度。

进一步地，关井时间的确定步骤包括：根据菌种的生长规律，获得所述菌种生长达到10⁸以上所需的时间t₀，所述最短关井时间t＝nt₀；其中n为稳定传代的代数。

进一步地，当菌浓降到10⁴以下时，进行第二次补注，进行第二次补注与第一次补注的时间间隔为所述多轮次吞吐间隔参数。

进一步地，所述苍白杆菌及赤红球菌含量比为30∶33。

本发明实施例的有益效果在于：本发明利用分子生物学方法进行跟踪监测，并结合生产实际情况和监测结果进行现场工艺的改进，施工工艺简单、成本低、采油效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例微生物多轮次吞吐采油方法流程图；

图2为本发明实施例注入参数的确定步骤的方法流程图；

图3为本发明实施例油井微生物群落跟踪监测步骤的现场工作流程图。

用于专利程序的微生物保存：

1、保藏日期：2007年01月29日；

保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)；

保藏编号：CGMCC No.1926；

分类命名：苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)。

2、保藏日期：2007年01月29日；

保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)；

保藏编号：CGMCC No.1927；

分类命名：赤红球菌(Rhodococcus ruber)。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本实施例的微生物多轮次吞吐采油方法包括：菌种的筛选、驯化、培养及生产步骤，选择包括苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)及赤红球菌(Rhodococcus ruber)的混合菌种LJ，对所述混合菌种LJ进行了分离，获得所混合菌种中苍白杆菌及赤红球菌的菌落形态和菌体形态，并且将每一菌种鉴定到属，将所述菌种分别在LB平板上稀释涂布S101；注入参数的确定步骤，包含菌液注入量的确定、营养液注入量的确定、最短关井时间t的确定及多轮次吞吐间隔参数的确定S102；油井微生物群落跟踪监测步骤，所述步骤包含步骤A及步骤B，所述步骤A包括：注入菌分纯，性能评价，生理生化鉴定，提取DNA，16SV9PCR扩增，梯度凝胶变性电泳，设置浓度，建立标准曲线，分析水样条带，分析结果，确定补注方案及结果验证；所述步骤B包括：水样离心，取沉淀漩涡分散，抽提弃原油提取DNA，16SV9PCR扩增，梯度凝胶变性电泳，回收条带，连接转化，酶切鉴定，序列测定，绘制系统进化树，结果分析，根据所述结果分析及产量曲线确定补注方案，结果验证S103。

下面结合图2及图3详细说明本实施例的微生物多轮次吞吐采油方法的步骤S101，S102及S103。

在步骤S101中进行特定菌种的筛选、驯化、培养和生产。微生物采油技术实验室研究的关键是菌种，经过实验室严格的筛选，选择包括苍白杆菌(LJ-2)及赤红球菌(LJ-3)的混合菌种LJ，对所述混合菌种LJ进行了分离，获得所混合菌种LJ中苍白杆菌及赤红球菌的菌落形态和菌体形态，并且鉴定到了属。将混合菌LJ分别在LB平板上稀释涂布，本实施例可以在37℃下培养36小时观察菌落形态，本发明不以此为限。

包括苍白杆菌及赤红球菌的混合菌种LJ可以是从稠油油藏里筛选，本发明不以此为限。

混合菌种LJ中苍白杆菌及赤红球菌在液体培养基中培养48h后菌浓都可达到108以上。混合菌种LJ中苍白杆菌与赤红球菌含量比为30∶33。

如图2所示，注入参数的确定步骤S102中包括：菌液注入量的确定步骤S201，营养液注入量的确定步骤S202，最短关井时间t的确定步骤S203及多轮次吞吐间隔参数的确定步骤S204。

1)菌液注入量的确定步骤S201

根据微生物菌种的特性，得到其生长过程中菌浓C与时间d的关系方程式为：

C＝4.42-e^1.37-d    (1)

随着时间d的增加，菌浓C越来越大，并趋于一个常量，而其在多孔介质中的瞬时量Q_d与时间d及介质性质的经验公式为：

$Q_d=1.52-e^{7.11-d}-\frac{Q_o}{0.28\mathrm{\Φh}{\mathrm{Sd}}^2}---\left(2\right)$

从公式中可以看出，当时间d≥7天时，Q_d值趋于一个常量，因此，在现场试验过程中注入量Q为：

Q＝兀R²hSΦ/d＝1.13h/d+Q_d    (3)

其中，C为菌浓、h为油层厚度、d为关井天数、Q_o为多孔介质中菌种运移的初始量、Q_d为瞬时量、S为含油饱和度，取25％、Φ为孔隙度，取20％。R为处理半径，取3米。

2)营养液注入量的确定步骤S202

所述的营养液注入量为：Q/菌种接种量浓度依据10％的菌种接种量，营养液的注入量为10Q。

3)最短关井时间t的确定步骤S203

根据菌种的生长规律，获得所述菌种生长达到10⁸以上所需的时间t₀；最短关井时间t＝nt₀，其中n为稳定传代的代数。

根据菌种的生长规律，我们所选取的菌种生长达到10⁸以上所需的时间为48-72小时，稳定传代为3代，因此，最短关井时间为6-9天。

4)多轮次吞吐间隔参数确定步骤S204

当菌浓降到10⁴以下时，进行第二次补注，进行第二次补注与第一次补注的时间间隔为所述多轮次吞吐间隔参数。

在注入微生物制剂前，取样检测油藏中活菌的数量。同时在施工过程中检测注入的微生物制剂的菌浓。待油井正常生产后，定期取样检测油藏中活菌的数量。并与生产情况相结合。当菌浓降到10⁴以下时，就应该进行第二次补注。

图3为本发明实施例油井微生物群落跟踪监测步骤的现场工作流程图。如图3所示，油井微生物群落跟踪监测步骤包含步骤A(图3中的左支)及步骤B(图3中的右支)，其中，步骤A包括：注入菌分纯，性能评价，生理生化鉴定，提取DNA，16SV9PCR扩增，梯度凝胶变性电泳，设置浓度，建立标准曲线，分析水样条带，分析结果，确定补注方案及结果验证；步骤B包括：水样离心，取沉淀漩涡分散，抽提弃原油提取DNA，16SV9PCR扩增，梯度凝胶变性电泳，回收条带，连接转化，酶切鉴定，序列测定，绘制系统进化树，结果分析，根据所述结果分析及产量曲线确定补注方案，结果验证。

微生物采油的机理主要是应用微生物活动及其代谢产物进行强化采油，主要包括：

a.分解石油中的长链烃，能降解烃类的微生物可将高分子的石油烃类降解为低分子的石油烃类，从而降低原油的粘度，增加其流动性。

b.微生物代谢产物的综合作用

微生物的代谢产物主要包括：有机酸、有机溶剂、酶表面活性剂以及气体等，这些物质在不同程度上改变地层的表面特性，如湿润性，毛管张力、渗透性等，还可以改变原油的物理性质，如产生的CO₂气体可溶于原油中，降低原油粘度，而产生的其它气体，如N₂、H₂可提高油层压力，产生的有机溶剂可溶于原油中，降低原油粘度，提高原油的流动性，产生的酸可溶蚀地层内的胶结物，提高地层渗透力，酶还能起到催化剂的作用，加速地下的生化反应，促进原油降解。

c.改变地层的渗流性能

微生物本身或其代谢产物如黄原胶等可以有选择性或非选择性的堵塞大孔隙，改变地层液流方向，扩大扫油面积，从而提高采收率。

综上所述，所谓微生物采油，就是利用自然界中存在的某一类微生物在一定的条件下，通过新陈代谢而对原油进行作用，从而达到提高产量、提高采收率的目的的一种采油方法。

本发明主要是针对目前稠油高轮次吞吐后期、特别是不适宜蒸汽驱的区块和油井以及高轮次吞吐、注汽效果差、高含水、低产能的油井，研究利用微生物采油技术，为稠油开采寻找一种降低开采成本、提高油井产量、提高生产率的采油工艺方法。本发明利用分子生物学方法进行跟踪监测，并结合生产实际情况和监测结果进行现场工艺的改进，施工工艺简单、成本低、采油效率高。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种微生物多轮次吞吐采油方法，其特征在于，所述的方法包括：

菌种的筛选、驯化、培养及生产步骤，选择包括苍白杆菌(Ochrobactrumsp.)及赤红球菌(Rhodococcus ruber)的混合菌种LJ，对所述混合菌种LJ进行了分离，获得所混合菌种中苍白杆菌及赤红球菌的菌落形态和菌体形态，将所述菌种分别在LB平板上稀释涂布；

注入参数的确定步骤，包含菌液注入量的确定、营养液注入量的确定、最短关井时间t的确定及多轮次吞吐间隔参数的确定；

油井微生物群落跟踪监测步骤，包含步骤A及步骤B，其中，

所述步骤A包括：注入菌分纯，性能评价，生理生化鉴定，提取DNA，16SV9PCR扩增，梯度凝胶变性电泳，设置浓度，建立标准曲线，分析水样条带，分析结果，确定补注方案及结果验证；

所述步骤B包括：水样离心，取沉淀漩涡分散，抽提弃原油提取DNA，16SV9PCR扩增，梯度凝胶变性电泳，回收条带，连接转化，酶切鉴定，序列测定，绘制系统进化树，结果分析，根据所述结果分析及产量曲线确定补注方案，结果验证。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述菌液注入量的公式为：

Q＝兀R²hSΦ/d

其中，h为油层厚度、d为关井天数、S为含油饱和度，Φ为孔隙度，R为处理半径。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的营养液注入量为：Q/菌种接种量浓度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，关井时间的确定步骤包括：

根据菌种的生长规律，获得所述菌种生长达到10⁸以上所需的时间t₀，所述最短关井时间t＝nt₀；

其中n为稳定传代的代数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当菌浓降到10⁴以下时，进行第二次补注，进行第二次补注与第一次补注的时间间隔为所述多轮次吞吐间隔参数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述苍白杆菌与赤红球菌含量比为30∶33。

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