CN102213087A - 联合吞吐和驱替的微生物采油方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种联合吞吐和驱替的微生物采油方法。该方法包括以下步骤：1)同时针对油藏区块的生产井和注水井进行微生物激活；2)打开生产井进行吞吐采油，打开注水井进行注水驱油采用以上技术方案，本发明可使停产封闭油井在施工2个月总计采油量增产61.9吨。

Description

联合吞吐和驱替的微生物采油方法
技术领域
本发明涉及微生物采油，特别涉及联合吞吐和驱替的微生物采油方法。
背景技术
微生物采油技术主要包括单井吞吐技术与区块驱替技术两类，这两类技术在我国以及世界范围内都有广泛的研究和一定的应用示范。总体上，单井吞吐技术具有作用迅速、成功率很高、用于显著改善低产与停产油井的产能等突出优势，但是由于微生物的作用范围有限、提高的石油产量也相对有限，导致该技术的应用受到限制。另一方面，微生物驱替技术则由于微生物作用范围广而具有很大的提高石油产量的潜力，是微生物采油技术的主要发展方向。对微生物驱替技术，只有在微生物扩散到整个油藏并产生作用后才能达到提高采收率效果，所以该技术的应用周期较长，作用缓慢。尽管目前这两类技术都得到了一定程度的研究、实验验证和小规模的应用，但是由于其分别存在明显的缺陷，多年来已知没有得到广泛的重视和工业推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种联合吞吐和驱替的微生物采油方法，利用该采油方法后，2个月总计采油量增产61.9吨。
本发明提供的联合吞吐和驱替的微生物采油方法，包括以下步骤：
1)同时针对油藏区块的生产井和注水井进行微生物激活；
2)打开生产井进行吞吐采油，打开注水井进行注水驱油。
上述步骤1)中，所述同时针对油藏区块的生产井和注水井进行微生物激活包括如下步骤a)和b)：
a)向油藏区块的生产井注入含采油微生物的菌剂和所述采油微生物所需营养液，然后关闭生产井；
b)在实施步骤a)的同时，向注水井中注入以下I)和/或II)后关闭注水井：
I)用于培养油藏中微生物的培养液；
II)所述步骤a)中的含采油微生物的菌剂和所述采油微生物所需营养液。
上述含采油微生物的菌剂中的采油微生物可以是下述7种菌中的至少一种：假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)、不动杆菌(Acinetobacter sp.)、黄单胞菌(Xanthomonas sp.)、明串珠菌(Leuconostoc sp.)、节杆菌(Arthrobacter sp.)和棒杆菌(Croynebacterium sp.)。
上述含采油微生物的菌剂中的采油微生物具体可以是假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No.：50071)、芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)、不动杆菌(Acinetobacter junii，DSM No.：6964)和节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSMNo.：43066)。
上述含采油微生物的菌剂是将假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No.：50071)、芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)、不动杆菌(Acinetobacter junii，DSM No.：6964)和节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSM No.：43066)单独培养成106-108CFU/ml的菌液，然后按体积比为4∶4∶2∶1进行混合得到的菌剂。
进一步，1L所述采油微生物所需营养液的溶质是5g氯化钠、0.2g氯化镁、2g磷酸二氢铵、0.5g氯化铵、1g硝酸钾、1g磷酸氢二钾、5g蛋白胨和1g酵母膏，溶剂是水。
1L所述用于培养油藏中微生物的培养液的溶剂是水，溶质是2g磷酸二氢钾、1g磷酸氢二钾、9g硝酸钾、0.2g氯化镁、1g酵母膏和5g蛋白胨。
上述采油微生物菌剂与采油微生物所需营养液的总投加量为0.05PV，其中所述采油微生物菌剂与所述采油微生物所需营养液的体积比为1∶99。
上述用于培养油藏中微生物的培养液的投加量为0.05PV。
上述油藏区块的油藏埋深＜3000m；温度＜90℃；矿化度＜150000mg/L；渗透率＞0.1μm2。
在生产井和注水井同时注入外源生物制剂和/或本源微生物激活剂，并关井一段时间，使生产井周围的微生物对原油充分作用，增加生产井周围原油的流动性能，从而用于在短期内显著增加封闭生产井的原油产量。而将注水井关闭更长的一段时间，以实现微生物对注水井周围原油的降解与降粘，产酸与产气，以及调剖与防堵；并通过与生产井周围的微生物的匹配，使从注水井开始的原油代谢产物用于为油藏深部以及生产井周围的微生物提供新的营养，从而引发波及整个油田注水井和生产井之间的微生物连锁效应，提高注水井到生产井之间原油的流动性能。单独开启生产井使微生物吞吐发挥作用并提高石油产量的时间，也是保持注水井与生产井之间的微生物充分激活和利用并且发挥作用的准备时间。然后开启注水井继续驱替，采油过程中水油混流从而将两种微生物采油技术联合起来发挥作用。
本发明将微生物吞吐与驱替技术联合起来形成一个技术系统。在生产井和注水井同时注入外源生物制剂和/或本源微生物激活剂，并通过石油开采的注水与采油过程中水与原油的流动而将两种微生物技术联合起来发挥作用。在吞吐部分发挥作用、提高石油产量的同时，油藏中的微生物也会进行生长繁殖、并逐步发挥作用；而当吞吐作用的石油减少时，驱替部分开始发挥作用，从而充分发挥吞吐快速与驱替高效等优势，真正实现微生物采油技术的快速发展，为提高我国石油产量提供可靠的技术选择。
采用以上技术方案，本发明可使停产封闭油井在施工2个月总计采油量增产61.9吨。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
下述实施例中，如无特殊说明，均为常规方法。
实施例中的吞吐采油的步骤是根据选定的油藏区块，分析油藏中微生物群落结构、了解所需要激活的目标微生物；以油藏区块地表以及采出液为接种物分离、培养和筛选最优的采油微生物；利用物理模拟试验分析用于促进油藏采出液中微生物高效降粘/降解的激活物质，以及促进所选微生物的高效采油的工艺条件；生产微生物制剂以及激活油藏微生物的激活剂；在生产井中注入微生物制剂和/或微生物激活营养剂进行现场施工，关井保持微生物在注水井与生产井之间油藏中的作用；开井采油并监测微生物的种类、数量和活性。可以根据微生物种类数量和活性，在必要的情况下从注水井中加入微生物制剂和营养激活剂。
实施例1、联合吞吐和驱替的微生物采油
一、高效微生物菌种的分离、培养与筛选
1、选择一个埋深＜3000m；温度＜90℃；矿化度＜150000mg/L；渗透率＞0.1μm2的油藏区块，选择其中的停产封闭油井。
2、以所选油藏区块中的生产井采出液或石油污染土壤为接种物，利用降解石油、产生表面化学物质、产酸等能力作为评价标准，从商业途径可获得的具有利用石油烃潜能的微生物菌株中确定高效采油菌株包括但不限于：假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa，DSM No.：50071)、芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)、不动杆菌(Acinetobacter junii，DSM No.：6964)、节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSM No.：43066)、黄单胞菌(Xanthomonas campestris，DSM No.：3586)、明串珠菌(Leuconostocmesenteroides，DSM No.：20484)、棒杆菌(Corynebacterium alcanolyticum，DSM No.：20606)。
二、物理模拟试验
1、利用天然或人造岩心，根据石油行业驱油物理模拟试验的标准方法进行模拟试验，确定用于在模拟油藏条件下进行高效采油的微生物4株，分别是假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No.：50071)、芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)、不动杆菌(Acinetobacter junii，DSM No.：6964)、节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSM No.：43066)。
最佳的微生物投加浓度比为假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No.：50071)：芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)：不动杆菌(Acinetobacter junii，DSMNo.：6964)：节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSM No.：43066)＝4∶4∶2∶1。
2、根据上述高效的采油微生物的营养需求，确定采油微生物所需营养液(溶剂是水，溶质如表1所示)。
表1.采油微生物所需营养液的溶质
  组成   含量(g/L)   组成   含量(g/L)
  氯化钠   5   氯化镁   0.2
  磷酸二氢铵   2   氯化铵   0.5
  硝酸钾   1   蛋白胨   5
  磷酸氢二钾   1   酵母膏   1
3、上述采油微生物菌剂与采油微生物所需营养液的总投加量为0.05PV，其中采油微生物菌剂与采油微生物所需营养液的体积比为1∶99。作用时间为3d。
三、含采油微生物的菌剂生产
将步骤二确定的4个菌株利用发酵罐单独扩大培养，根据工业生产中的标准化操作方法，按照如下生产流程：筛选的高效菌株→摇瓶种子→0.2t种子罐→2t种子罐→10t发酵罐→发酵液储罐→过滤→成品装桶，进行菌剂的扩大生产，保准生产的菌浓度为108-1010CFU/ml。
四、现场实施
1、将上述假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No.：50071)、芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)、不动杆菌(Acinetobacter junii，DSM No.：6964)、节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSM No.：43066)分别单独培养成108-1010CFU/ml后，按照体积比为4∶4∶2∶1，进行混合。以0.0005PV(PV是注入体积倍数即为所注入的体积是地层孔隙体积的倍数)的量分别投入步骤一中的油藏区块的生产井和注水井中。
2、同时向生产井和注水井中注入步骤二中的采油微生物所需营养液(投入量均是0.0495PV)，关闭生产井和注水井。
3、在关闭生产井和注水井后的第4天，打开生产井吞吐采油，并在注水井中恢复注水，开始进行驱替采油，监测采油井每天的采液量和采油量，在施工前期平均分别为6.5吨和1.3吨；施工两个月采油总计55.9吨。
实施例2、联合吞吐和驱替的微生物采油
一、高效微生物菌种的分离、培养与筛选
1、选择一个埋深＜3000m；温度＜90℃；矿化度＜150000mg/L；渗透率＞0.1μm2的油藏区块，选择其中的停产封闭油井。
2、以所选油藏区块中的生产井采出液或石油污染土壤为接种物，利用好氧和厌氧平板稀释法分离培养菌株约400株；利用降解石油、产生表面化学物质、产酸等能力作为评价标准，筛选用于具有高效采油潜能的微生物菌株50株：包括好氧/兼性厌氧和厌氧微生物各40和10株)。根据革兰氏染色、形态观察、16S rRNA基因片段序列等分析确定所选的微生物属于假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)、不动杆菌(Acinetobacter sp.)、黄单胞菌(Xanthomonas sp.)、明串珠菌(Leuconostoc sp.)、节杆菌(Arthrobacter sp.)、棒杆菌(Croynebacterium sp.)。
3、利用T-RFLP以及克隆文库等标准方法对油藏采出液中微生物群落的16S rRNA基因片段进行分析，全面了解油藏中微生物群落结构组成和分布。得知油藏中主要微生物包括假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)、不动杆菌(Acinetobactersp.)、黄单胞菌(Xanthomonas sp.)、节杆菌(Arthrobacter sp.)、棒杆菌(Croynebacteriumsp.)，铁氧化菌，硝酸盐还原菌，以及尚未人工培养的微生物。由于硝酸盐还原菌与假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)等具有采油功能，根据这些微生物的营养要求确定激活油藏微生物群落中采油微生物的物质主要包括硝酸钾。
二、物理模拟试验
1、利用天然或人造岩心，根据石油行业驱油物理模拟试验的标准方法进行模拟试验，进一步筛选用于在模拟油藏条件下进行高效采油的微生物12株，包括假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)、不动杆菌(Acinetobacter sp.)、节杆菌(Arthrobacter sp.)、以及脱硫弧菌(Desulfovibrio sp)。确定最佳的微生物比例为假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No.：50071)：芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)：不动杆菌(Acinetobacter junii，DSM No.：6964)：节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSM No.：43066)＝4∶4∶2∶1。
2、根据上述高效采油微生物的营养需求，确定采油微生物所需营养液(溶剂是水，溶质如表1所示)。
3、上述采油微生物菌剂与采油微生物所需营养液的总投加量为0.05PV，其中采油微生物菌剂与采油微生物所需营养液的体积比为1∶99。作用时间为10d。
4、利用天然或人造岩心，根据石油行业驱油物理模拟试验的标准方法进行模拟试验，确定用于激活油藏采出液中硝酸盐还原菌与假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)等具有采油功能微生物的激活剂(也即用于培养油藏中微生物的培养液)的溶剂是水，溶质如表2所示。
表2.用于培养油藏中微生物的培养液的溶质
  组成   含量(g/L)   组成   含量(g/L)
  磷酸二氢钾   2   氯化镁   0.2
  硝酸钾   9   蛋白胨   5
  磷酸氢二钾   1   酵母膏   1
5、上述培养油藏中微生物的培养液的总投加量为0.05PV。作用时间15d。
三、采油微生物菌剂的生产
利用发酵罐分别扩大培养上述微生物菌株，根据工业生产中的标准化操作方法，按照如下生产流程：筛选的高效菌株→摇瓶种子→0.2t种子罐→2t种子罐→10t发酵罐→发酵液储罐→过滤→成品装桶，进行菌剂的扩大生产，保准生产的菌浓度为108-1010CFU/ml。
四、现场实施
1、将上述假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No.：50071)、芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)、不动杆菌(Acinetobacter junii，DSM No.：6964)、节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSM No.：43066)分别单独培养成108-1010CFU/ml后，按照体积比为4∶4∶2∶1，进行混合，以0.0005PV的量投入步骤一油藏区块上的生产井和注水井中。
2、同时在生产井中注入步骤二中的采油微生物所需营养液(投入量是0.0495PV)，关闭生产井10天。
3、同时在步骤一油藏区块上的注水井中注入步骤二中的采油微生物所需营养液(投入量是0.0495PV)和用于培养油藏中微生物的培养液(投入量是0.05PV)。
4、在生产井关井后的第11天开井，开始进行吞吐采油，监测采油井每天的采液量和采油量，分别为6.18吨和1.36吨。
5、在注水井关井后的第16天开井，开始进行注水驱油，监测采油井每天的采液量和采油量，分别为9.2吨和1.75吨。施工2个月总计增产61.9吨。

Claims (10)

1.一种联合吞吐和驱替的微生物采油方法，包括以下步骤：
1)同时针对油藏区块的生产井和注水井进行微生物激活；
2)打开生产井进行吞吐采油，打开注水井进行注水驱油。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述同时针对油藏区块的生产井和注水井进行微生物激活包括如下步骤a)和b)：
a)向油藏区块的生产井注入含采油微生物的菌剂和所述采油微生物所需营养液，然后关闭生产井；
b)在实施步骤a)的同时，向注水井中注入以下I)和/或II)后关闭注水井：
I)用于培养油藏中微生物的培养液；
II)所述步骤a)中的含采油微生物的菌剂和所述采油微生物所需营养液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述含采油微生物的菌剂中的采油微生物是下述7种菌中的至少一种：假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)、不动杆菌(Acinetobacter sp.)、黄单胞菌(Xanthomonas sp.)、明串珠菌(Leuconostoc sp.)、节杆菌(Arthrobacter sp.)和棒杆菌(Croynebacterium sp.)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述含采油微生物的菌剂中的采油微生物是假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No.：50071)、芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)、不动杆菌(Acinetobacter junii，DSM No.：6964)和节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSM No.：43066)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述含采油微生物的菌剂是将假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，DSM No.：50071)、芽孢杆菌(Bacillus cereus，DSM No.：31)、不动杆菌(Acinetobacter junii，DSM No.：6964)和节杆菌(Arthrobacter picolinophilus，DSM No.：43066)单独培养成106-108CFU/ml的菌液，然后按体积比为4∶4∶2∶1进行混合得到的菌剂。
6.根据权利要求2-5中任一所述的方法，其特征在于：1L所述采油微生物所需营养液的溶质是5g氯化钠、0.2g氯化镁、2g磷酸二氢铵、0.5g氯化铵、1g硝酸钾、1g磷酸氢二钾、5g蛋白胨和1g酵母膏，溶剂是水。
7.根据权利要求2-6中任一所述的方法，其特征在于：1L所述用于培养油藏中微生物的培养液的溶剂是水，溶质是2g磷酸二氢钾、1g磷酸氢二钾、9g硝酸钾、0.2g氯化镁、1g酵母膏和5g蛋白胨。
8.根据权利要求2-7中任一所述的方法，其特征在于：所述采油微生物菌剂与采油微生物所需营养液的总投加量为0.05PV，其中所述采油微生物菌剂与所述采油微生物所需营养液的体积比为1∶99。
9.根据权利要求2-8中任一所述的方法，其特征在于：所述用于培养油藏中微生物的培养液的投加量为0.05PV。
10.根据权利要求1-9中任一所述的方法，其特征在于：所述油藏区块的油藏埋深＜3000m；温度＜90℃；矿化度＜150000mg/L；渗透率＞0.1μm2。
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