CN102242076B

CN102242076B - 一种驱油用微生物及含有该微生物的复合型驱油剂

Info

Publication number: CN102242076B
Application number: CN2011101090410A
Authority: CN
Inventors: 杨印海
Original assignee: Gonghe Charge (Tianjin) Refined Petroleum Technology Development Co Ltd
Current assignee: Gonghe Charge (Tianjin) Refined Petroleum Technology Development Co Ltd
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: WO2012145949A1; US20140038265A1; US8859258B2; CN102242076A

Abstract

本发明涉及一种驱油用微生物与含有该微生物的复合型驱油剂及其制备方法，主要成分微生物20-40％，表面活性剂6-30％，高分子改性剂5-10％，降粘剂1-5％，添加剂1-5％，其余加水至100％，制备方法是：按重量配比将微生物、表面活性剂、高分子改进剂、降粘剂、添加剂和水加入到带有搅拌装置的反应器中，室温搅拌1.5-2.5h，即得成品。本发明利用具有结构互补和良好配伍性的多种缔合与活性成分的表面活性剂分子间相互作用的机理配制而成的微生物与表面活性剂复合型驱油剂，该体系具有抗高温、抗盐、可降低原油粘度及降低油水界面张力等性能，且体系符合环保要求，适用于石油开采，可显著提高原油采收率。

Description

一种驱油用微生物及含有该微生物的复合型驱油剂

技术领域

本发明涉及石油三采强化采油，尤其是一种驱油用微生物及含有该微生物的复合型驱油剂。

背景技术

地下原油经过一次、二次开采后，仍有40%以上原油滞留在地层中；若地层条件不理想，一次、二次采油后甚至还有80%的原油残留在地层中。目前，我国主要油田已进入高含水期，地下原油处于不连续的分散状态，其驱油技术主要利用碱、聚合物和表面活性剂协同效应达到增油降水效果，提高原油采收率。

碱/聚合物/表面活性剂三元复合驱驱油体系虽然能够大幅度提高原油采收率，但在大规模工业化应用过程中也伴随一些问题：1、碱的使用会引起多价离子沉淀、岩石矿物溶蚀，从而破坏油层和油井结构，严重损坏地层，而且，需每隔10-15天清洗一次泵桶，增加了采油成本；2、碱的存在不仅会大幅度增加聚合物使用量，还会大大降低聚合物粘弹性，尤其是聚合物弹性；3、碱的使用还会导致采出液为粘度较高的W/O型乳化液，既影响了油井产能，又增加了破乳难度。

据检索，发现与本发明相关的三篇专利文献，其中CN1580486公开了一种驱油方法，顺序包括以下步骤：将蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)HP，CGMCC №.1141，和短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)HT，CGMCC№.1142中至少一株在以原油为碳源的培养基中培养得到发酵液；将得到的发酵液注入油层中3至5天；再用三元复配体系驱油，该发明利用HP、HT得到的微生物发酵液作用原油后，原油物性得到改善，作用后原油与现有三元配方界面张力较未作用原油降低，稀释2-12倍微生物发酵液加入少量的烷基苯磺酸盐表活剂S1(0.01wt%-0.04wt%)，界面张力可达到10-3mN/m，大大降低了成本，并具有较好的稳定性。专利申请CN101544885公开了一种提高原油采收率的复合微生物驱油剂，由1-8%重量的麦类加工的副产品、1-8％重量的玉米类加工的副产品、0.5-6%重量的木业加工的副产品和余量为水组成的混合液，加入5-10mg/L微量元素和300-500mg/L的聚丙烯酰胺组成，农、木业加工副产品的粒径小于0.5mm。CN1504529公开了一种稠油乳化降粘剂，包括：1)选自石油磺酸盐甲醛缩合物和木质素磺酸盐的阴离子表面活性剂，2)选自非离子－磷酸酯盐型、非离子－硫酸酯盐型、非离子－羧酸盐型和非离子－磺酸盐型的非离子－阴离子型表面活性剂，和3)水。其中，阴离子表面活性剂与非离子－阴离子型表面活性剂的重量比为1∶0.2-10，水量是表面活性剂总量的0.5-9倍。

通过比较上述专利文献与本专利的主要区别在于：首先上述专利中的微生物不是与其他成分一起使用，而是将微生物与其他试剂分步骤加入到采油层，其次本发明中无碱。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种驱油用微生物及含有该微生物的复合型驱油剂，本复合型驱油剂不含碱、低界面张力、抗盐性能好，可在无碱、高温及高矿化度条件下，使油、水间形成10^-3mN/m的超低界面张力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种驱油用微生物，菌种分类命名为白黄精朊细菌（Protaminobacter alboflavus），保藏于：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为：2011年03月15日，保藏编号为：CGMCC 4670 ，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。

一种复合型驱油剂，含有权利要求1所述的驱油用微生物。

一种含有上述微生物的复合型驱油剂，组成成分及重量份数如下：

其余加水至100%。

所述微生物CGMCC 4670菌液浓度为10⁸-10¹⁰个/g。

而且，所述微生物CGMCC 4670菌液的培养条件为：培养基重量百分比：蔗糖 20-30% 、KH₂PO₄ 1-5%、 MgSO₄ 1-5% 、(NH₄)₂SO₄1-5% 、玉米浆 1-5%、氮源20-30%、其余加水至100%，pH 6-7。

而且，所述高分子改性剂为山梨醇、木糖、明胶、还原胶、可溶性淀粉、甲基纤维素钠、甲基纤维素M20、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙二醇600、聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇的一种或两种以上的混合物。

而且，所述表面活性剂包括非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂，其占驱油剂总量的重量百分比分别为：

非离子类表面活性剂 3-15%

两性表面活性剂 3-15%。

而且，所述非离子表面活性剂为异辛基酚基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇辛基苯基醚、油酸聚氧乙烯酯、脂肪酸聚氧乙烯醚、六次甲基次胺和聚氧乙烯烷基胺的其中一种或两种以上。

而且，所述两性离子表面活性剂为羧酸甜菜碱、N-酰胺基羧酸甜菜碱、N-烷基硫代羧酸甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱的其中一种或两种以上。

而且，所述降粘剂包括非离子-磷酸酯盐型、非离子-硫酸酯盐型、非离子-羧酸盐型和非离子-磺酸盐型、月桂基胺基聚氧乙烃醚磷酸酯的其中一种或两种以上。

而且，所述添加剂包括异丙醇、正丁醇、正丙醇、乙醇的其中一种或两种以上。

本发明的优点和积极效果是：

⑴本发明组分中使用的微生物为兼性厌氧菌，是一种在有氧或无氧环境中均能生长繁殖的微生物，其来源于地下采出物中分离出来经优选培养而得到的微生物。

⑵本发明的成分中不含有碱，克服了碱降低聚合物粘弹性，以及碱所形成的碱垢破坏地层结构和卡泵洗井作业问题，即符合环保要求，又降低了生产成本。

⑶本发明组分中使用的表面活性剂、高分子改性剂集其他聚合物均为工业化生产的精细化学品，原料易得，组分中的水为普通清水，亦可为回注污水，环保效果好，生产成本低廉。

⑷本发明所涉及的驱油剂在高温、高矿化度条件下，可提高原油采收率30%以上；并经实验证明，在45-75℃、1500-20000mg/L矿化度条件下，粘度达到16.8mPa/s，可与原油形成10^-3mN/m超低界面张力。

(5)本发明经过实验证明，在驱油条件下，表面活性剂与高分子改性剂可有效降低聚合物链的自由度，增大高分子的流体力学体积，使溶液获得高粘度，具有较强抗盐性能；而且，在非离子表面活性剂与两性表面活性剂协同作用下，该表面活性剂能够有效降低体系界面张力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术内容做进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

关于菌种：

本发明所用的菌种为：白黄精朊细菌（Protaminobacter alboflavus），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，保藏日期为：2011年03月15日，保藏编号为：CGMCC 4670 ，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。

本菌种的培养方法如下：

在无菌的状态下向保存菌种的斜面试管中加入无菌水约3毫升，震荡后，用无菌吸管吸取1毫升，加入到装有99毫升无菌水的三角瓶中，并从中取1毫升液体加入到装有9毫升无菌水的三角瓶中，如此依次操作，直至稀释到10^-6倍。

用无菌吸管取0.2毫升上述稀释后的溶液，放入配制好的培养皿中，用玻璃涂棒涂匀，放入培养箱中，28℃下培养48小时后，表面皿上会出现均匀的、不透明的光滑橙色圆形菌落。无菌条件下选取其中任一菌落，制成涂片，电子显微镜下观察，此菌为单细胞、无芽孢短杆状。革兰氏染色检测为阴性。

菌种的发酵过程如下：

以下发酵和培养过程所用的培养基组成均为重量百分比)：蔗糖 20-30% 、KH₂PO₄ 1-5%、 MgSO₄ 1-5%、(NH₄)₂SO₄ 1-5%、玉米浆1-5%、普通氮源20-30%（如牛肉膏、蛋白胨等）、其余加水至100%，调整pH 6.5，具体配比见下述。

1、在无菌室内进行无菌操作，将试管中的菌种移入小三角瓶中，置于摇床上震荡（28℃）并跟踪检测，保证培养过程中无杂菌产生，约24h后，菌种达到最佳生长状态时移入大三角瓶中扩大培养，同样约24 h（28℃）后进行监测，达到无杂菌、最佳状态时停止发酵。

2、空气系统处理：将发酵装置的空气系统进行蒸汽消毒，完毕后通风，经过过滤和除水处理，使空气质量达到无菌状态，湿度小于5%。

3、空消和实消：将发酵罐用清水洗净后，封闭并用蒸汽消毒，温度控制在117℃，时间为35分钟,结束后按照配方(重量百分比)：蔗糖 23% 、KH2PO4 2%、 MgSO4 1% 、(NH4)2SO4 2% 、玉米浆 2%、牛肉膏 20%，调整pH 为6.5 （pH调整：如果所用自来水品质较好，采用此配方培养基配制好以后pH无需调整。如果pH不对可用饱和NaOH水溶液或饱和浓盐酸调节，在培养基灭菌前调整即可），将上述原材料按照比例配好后，将罐体升温至117℃，保持30分钟后，冷却至发酵要求的温度即可；

4、将上面摇瓶中培养好的菌液无菌操作条件下移入到小发酵罐中（已进行过空消和实消），通入无菌空气，约24 h（28℃），观察菌种达到最佳生长状态时移入到大发酵罐中（已进行过空消和实消）扩大培养，通入无菌空气约24 h（28℃），达到无杂菌、最佳状态时停止发酵后下罐装车；

5、检验评定：上述发酵的产品要达到的质量标准包括两个方面，即外观为乳白色液体，略有鱼腥味；经过浓度检测，要求达到10⁸个/g以上，杂菌的含量要低于细菌总量的10%。

以下实施例使用的微生物均为上述保藏的菌种，所述微生物菌液的浓度为10⁸个/g及以上含量的菌液。

实施例1：

一种复合型驱油剂，其构成成分及其重量分别为：

其中：甲基纤维素M20、为高分子改性剂，还可以用山梨醇、木糖、明胶、还原胶、可溶性淀粉、甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙二醇600、聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇的其中一种或两种以上混合代替，均为市售产品。

异辛基酚基聚氧乙烯醚和油酸聚氧乙烯酯为非离子表面活性剂，还可以用烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇辛基苯基醚、油酸聚氧乙烯酯、脂肪酸聚氧乙烯醚、六次甲基次胺和聚氧乙烯烷基胺的其中一种或两种以上代替该物质，均为是首次产品。

非离子-磷酸酯盐型降粘剂为降粘剂，降粘剂还包括非离子-磷酸酯盐型、非离子-硫酸酯盐型、非离子-羧酸盐型和非离子-磺酸盐型、月桂基胺基聚氧乙烃醚磷酸酯的其中一种或两种以上，均为市售产品。

异丙醇为添加剂，还可以用异丙醇、正丁醇、正丙醇、乙醇的其中一种或两种以上来代替异丙醇。

上述复合型驱油剂的制备方法是：微生物30.0g、异辛基酚基聚氧乙烯醚15.0g、甲基纤维素M20 5.0g、油酸聚氧乙烯酯1.0g、非离子-磷酸酯盐型降粘剂7.0g、异丙醇2.0g和清水至100g加入到装有搅拌装置的混合器中，室温搅拌2h，即得分子复合型表面活性剂成品。

测定油水界面张力体系：

表面活性剂量0.1%浓度

聚丙烯酰胺和清水(或回注污水)1000ppm

原油检测量

实验检测结果：在温度为45-75℃、矿化度1500-20000mg/L，DV-II型布氏粘度计（UL接头）在30转/分种条件下，测得粘度为16.5mPa.S，使用TX-500C界面张力仪，在旋转速度5000转/分钟条件下，根据《SY/T5370-1999表面及界面张力测定方法及评价标准》，测得最低界面张力为6×10^-3mN/m。

实施例2：

一种复合型驱油剂，其构成成分及其重量分别为：

其中，甜菜碱为两性离子表面活性剂，还可以用羧酸甜菜碱、N-酰胺基羧酸甜菜碱、N-烷基硫代羧酸甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱的其中一种或两种以上来代替，均为是首次产品。

上述复合型驱油剂的制备方法是：微生物40g、脂肪醇聚氧乙烯醚10g、甜菜碱4.0g、聚乙烯吡咯烷酮4.5g、还原胶3.0g、六次甲基次胺3.0g、非离子-硫酸酯盐型降粘剂3.0g、正丁醇2.0g和清水至100g加入到装有搅拌装置的混合器中，室温搅拌2h。

测定油水界面张力体系：

表面活性剂量0.1%浓度

聚丙烯酰胺和清水(或回注污水)1000ppm

原油检测量

实验检测结果：在温度为45-75℃、矿化度1500-20000mg/L，DV-II型布氏粘度计（UL接头）在30转/分种条件下，测得粘度为10.5mPa.S，使用TX-500C界面张力仪，在旋转速度5000转/分钟条件下，根据《SY/T5370-1999表面及界面张力测定方法及评价标准》，测得最低界面张力为5×10^-3mN/m。

实施例3：

一种复合型驱油剂，其构成成分及其重量分别为：

上述复合型驱油剂的制备方法是：微生物 40g、还原胶1.0g、甜菜碱16.0g、月桂基胺基聚氧乙烃醚磷酸酯4.0g、正丙醇3.0g和清水至100g加入到装有搅拌装置的混合器中，室温搅拌2h。

测定油水界面张力体系：

表面活性剂量 0.1%浓度

聚丙烯酰胺和清水(或回注污水) 1200ppm

原油检测量

实验检测结果：在温度为45-75℃、矿化度1500-20000mg/L，DV-II型布氏粘度计（UL接头）在30转/分种条件下，测得粘度为18.5mPa.S，使用TX-500C界面张力仪，在旋转速度5000转/分钟条件下，根据《SY/T5370-1999表面及界面张力测定方法及评价标准》，测得最低界面张力为3×10^-3mN/m。

本发明的原理是：

此复合型驱油剂为微生物与表面活性剂按比例进行复配得到的驱油体系，利用微生物吃长链的饱和烷烃（蜡），通过含蜡量的减少，并通过衍生的轻组分去改变原油的粘度和组分，增加了地层流体向井中的流动性，从而实现对油藏流体的解堵、清蜡作用；同时利用多种表面活性剂的协同作用，降低油水界面张力，二者共同作用达到提高原油采收率的目的。

上述参照实施例对该微生物与表面活性剂复合型驱油剂及其制备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千个实施例，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

1.一种驱油用微生物，其特征在于：菌种分类命名为白黄精朊细菌（Protaminobacter alboflavus），保藏于：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为：2011年03月15日，保藏编号为：CGMCC 4670 ，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。

2.一种复合型驱油剂，其特征在于：含有权利要求1所述的驱油用微生物。

3、一种含有如权利要1所述微生物的复合型驱油剂，其特征在于：组成成分及重量份数如下：

微生物CGMCC 4670菌液 20-40%

表面活性剂 6-30%

高分子改性剂 5-10%

降粘剂 1-10%

添加剂 1-5%

其余加水至100%；

所述微生物CGMCC 4670菌液浓度为10⁸-10¹⁰个/g；

所述高分子改性剂为山梨醇、木糖、明胶、还原胶、可溶性淀粉、甲基纤维素钠、甲基纤维素M20、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙二醇600、聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇的一种或两种以上的混合物；

所述表面活性剂包括非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂，其占驱油剂总量的重量百分比分别为：

非离子表面活性剂 3-15%

两性离子表面活性剂 3-15%；

所述降粘剂为非离子-磷酸酯盐型、非离子-硫酸酯盐型、非离子-羧酸盐型、非离子-磺酸盐型、月桂基胺基聚氧乙烃醚磷酸酯的其中一种或两种以上；

所述添加剂为异丙醇、正丁醇、正丙醇、乙醇的其中一种或两种以上；

所述非离子表面活性剂为异辛基酚基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇辛基苯基醚、油酸聚氧乙烯酯、脂肪酸聚氧乙烯醚、六次甲基次胺和聚氧乙烯烷基胺的其中一种或两种以上；

所述两性离子表面活性剂为羧酸甜菜碱、N-酰胺基羧酸甜菜碱、N-烷基硫代羧酸甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱的其中一种或两种以上。

4、根据权利要求3所述的复合型驱油剂，其特征在于：所述微生物CGMCC 4670菌液的培养条件为：培养基重量百分比：蔗糖 20-30% 、KH₂PO₄ 1-5%、 MgSO₄ 1-5% 、(NH₄)₂SO₄ 1-5% 、玉米浆 1-5%、氮源20-30%、其余加水至100%，pH 6-7；

所述氮源为牛肉膏或蛋白胨。