CN102966340A - 连续注入低浓度营养液的微生物循环驱油方法 - Google Patents

Abstract

连续注入低浓度营养液的微生物采油方法，应用于油田微生物采油。首先通过向目标油藏注入高浓度菌液和/或营养液使地层中的微生物数量达到10⁵~10⁷个/mL，以建立起油藏微生物场，然后通过连续注入0.2%的低浓度营养液来维持地层中微生物的生长繁殖，从而达到微生物及其代谢产物在油藏中对原油持续作用的目的，并延长微生物采油有效期，提高投入产出比。现场应用表明，采用连续注入0.2%的低浓度营养液能够有效促进微生物的生长繁殖，避免了由于段塞式注入而引起的微生物数量较大波动，而且该方法在不增加成本的情况下提高采收率达到7.0％。

Description

连续注入低浓度营养液的微生物循环驱油方法

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及微生物采油方法，具体是一种在已形成稳定微生物场条件下采用连续注入低浓度营养液的的微生物循环驱油方法。

背景技术

微生物水驱增油降水是最有效、也是应用最广的一种微生物提高原油采收率方法。微生物采油技术是通过将筛选的微生物菌种及营养液一同注入油藏，或者注入激活剂激活油藏中的内源微生物，利用微生物在油藏中的有益活动及其代谢产物与油藏中液相和固相的互相作用，改善原油的流动性质，从而提高原油采收率的综合性技术。

目前，在微生物驱油现场应用过程中，由于微生物在油藏中的生长繁殖受到营养物的浓度、地层温度、压力、含氧量及渗透率的影响，尤其当注入的营养液浓度消耗到一定程度时就不能有效维持微生物生长，更谈不上微生物的代谢作用。大量试验表明:当井口取样测试微生物浓度低于10⁵个/mL时，微生物及其代谢产物对原油的作用大幅降低，表现为原油粘度升高，井口产油量下降。

针对微生物单井吞吐成功率不高、一些井组单轮吞吐效果不明显的状况和微生物驱油过程中微生物见效时间短的问题，纪海玲根据微生物生长特性，首次提出通过建立微生物场来改善微生物驱油效果，即通过向整个目标区块注入外源菌及营养液或单纯注入营养液激活内源菌，将整个油藏当作一个大的生物发酵罐，注入的菌液及内源微生物在运移过程中持续发酵，当油藏中的微生物数量达到一定值后，只需要适时向地层补充营养和/或菌液就能维持微生物在油藏中的生长繁殖，从而达到持续对油藏作用的目的。

传统的微生物驱油方式一般都采用周期性注入菌液和高浓度营养液段塞的方式进行驱油，通过监测产出液中的菌浓和营养物浓度变化，然后根据监测结果适时进行菌液和营养液的补充。这种方法的缺点是：一方面补充注入的菌液或营养液具有一定的滞后性，因为微生物或营养液组分从注入井到生产井一般需要一个半月以上的运移时间；另一方面，注入的营养液在地层中的消耗很快，这种段塞式营养液注入方式难以持续为微生物生长繁殖提供充足的营养，导致微生物驱油效果不佳，最终影响提高采收率，这也是目前微生物驱普遍存在问题。

目前现场注入的营养物浓度一般都在1.0%以上，然而室内研究表明，在营养物浓度维持在0.1%以上时就可以很好地维持微生物的生长繁殖，因此现场采用连续注入低浓度营养液的方式既可以维持稳定的微生物场，保证微生物在地层中的持续作用，有效提高回收率，又不增加微生物采油成本。

发明内容

本发明的目的是：提供一种连续注入低浓度营养液的微生物循环驱油方法，通过延长微生物对油藏的持续作用，从而有效提高微生物驱油效果。克服目前现场微生物驱油过程中营养液注入的不连续性，导致微生物驱油效果不理想的不足。

本发明采用的技术方案是：连续注入低浓度营养液的微生物循环驱油方法，其特征在于：

步骤A、向目标油藏注入菌浓为10⁵~10⁶个/mL的外源微生物和/或1.0~1.5%的高浓度营养液段塞，使目标菌在油藏中大量生长繁殖，或激活内源微生物；菌液为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）CGMCC 1.400和恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）CGMCC 1.1130，这两株菌已在中国科学院微生物研究所菌种保藏中心保藏，并可以通过市场购买到。菌液为枯草芽孢杆菌与恶臭假单胞菌的比例为1:1。

步骤B、对目标油藏微生物驱油产出液进行取样检测和分析，检测指标包括微生物总菌浓及目标菌数量，如果连续监测3个月目标菌数都在10⁵~10⁶个/mL,且总菌浓在10⁵~10⁷个/mL时表明油藏中微生物场形成。同时对产出液中营养组分浓度进行检测，判断营养液组分缺失情况，营养液检测包括有机酸、总氮、总磷以及微量元素铜、锌、钴、锰等，当有机酸浓度在0~50mg/L时需要向地层补充碳源,当其他组分浓度低于注入浓度的十分之一时需相应对其进行补充。

步骤C、根据检测结果，在微生物场形成的条件下以目标油藏产出液中微生物为研究对象，在营养液总浓度为1%条件下通过正交实验对各组分比例进行优化，以确定维持微生物有效生长繁殖的最优营养液配方体系，在该配方体系下既能够保证微生物菌种在培养温度下12~24h内繁殖到10⁸~10⁹个/mL，还能够对原油的降粘在40%-90%之间，乳化效果很好，油水大部分混溶。

步骤D、根据室内优化得到的最优营养液配方，现场通过注水系统向目标油藏连续性注入0.2%的低浓度营养液进行驱油，产出液污水再通过注水管线回注到油藏已实现微生物的循环利用。

本发明的有益效果：本发明连续注入低浓度营养液的微生物循环驱油方法，根据在目标油藏微生物场形成的条件下，通过连续注入能够维持微生物生长繁殖的低浓度营养液，从而保证微生物在地层中持续对油藏作用。与现有技术相比，该方法克服了目前由于营养液段塞式注入造成的营养浓度不连续性，从而更加有效地利用微生物来提高原油采收率。通过室内物模驱油实验发现，相对于高浓度的微生物和营养液段塞式注入方式。采用0.2%的营养液进行连续驱油能提高采收率7.0%以上。

附图说明

图1是巴51-25对应油井产出液中监测到的总菌浓、目标菌、有机酸及氯化铵浓度变化曲线；

图2是巴51-25井组对应的4口油井在采用连续注入0.2%的低浓度营养液驱过程中的菌浓及原油粘度变化曲线；

图3是营养液组分的正交优化实验表。

具体实施方式

实施例1：以宝力格油田巴51-25井连续注入低浓度营养液的微生物循环驱油方法为例，对本发明作进一步详细说明。

步骤A、从巴51-25注水井注入菌浓为10⁶个/mL的外源微生物菌液和1.0%的营养液段塞900m³，使目标菌在油藏中大量生长繁殖，所注外源微生物为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）CGMCC 1.400和恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）CGMCC 1.1130，菌液为枯草芽孢杆菌与恶臭假单胞菌的比例为1:1；所注营养液为0.6%葡萄糖、0.1%蛋白胨、0.08%酵母膏、0.1%氯化铵、0.1%磷酸氢二钠、0.02%磷酸二氢钾，用地层水配制，总浓度为1.0%。注入速度为30m³/天，之后进行水驱。

步骤B、对巴51-25对应的4口油井巴51-23、巴51-24、巴51-34和巴51-35的产出液进行取跟踪监测，见图1。从监测结果来看，在注入菌液及1.0%营养液段塞后连续5个月总菌浓都能维持在10⁵~10⁶个/mL，而且目标菌也能维持在10⁵个/mL，表明微生物场已形成。对有机酸及其他营养液组分的监测发现，在微驱5个月之后其浓度普遍降低到了注入浓度的10%以下，因此有必要对营养液进行补充。

步骤C、根据检测结果，在微生物场形成的条件下以巴51-25对应油井产出液中微生物为研究对象，在营养液总浓度为1%条件下通过正交实验对各组分比例进行优化，优化实验见图3。优化后的营养液配方体系为葡萄糖0.75%、蛋白胨0.05%、酵母膏0.08%、氯化铵0.1％、磷酸二氢钾0.02%。

步骤D、现场通过注水系统从巴51-25注水井向目标油藏连续性注入总浓度为0.2%的上述营养液进行驱油，营养液组成为葡萄糖0.15％、蛋白胨0.01%、酵母膏0.01%、氯化铵0.024%、磷酸二氢钾0.004%。注入速度为30m³/天，产出液污水再通过注水管线回注到油藏已实现微生物的循环利用，同时对产出液菌浓及微驱效果进行监测，结果见图2。现场应用表明，通过连续注入0.2%的低浓度营养液驱油可以维持菌浓在10⁶个/mL左右，而且原油粘度持续降低，连续驱9个月后，原油粘度从150mPa·s降低到了78mPa·s，降低幅度为48%，另外含水率得到有效控制，原油产量稳步提升，巴51-25对应的4口油井9个月累计增油3500t，提高采收率为7.0%。

实施例2：以巴51-41为例对连续注入低浓度营养液激活内源微生物驱油过程进行说明

步骤A、从巴51-41注水井注入1.2%的营养液段塞1200m³以激活油藏中的内源微生物，所注营养液为0.8%葡萄糖、0.1%蛋白胨、0.08%酵母膏、0.12%氯化铵、0.08%磷酸氢二钠、0.02%磷酸二氢钾，用地层水配制，总浓度为1.0%。注入速度为30m³/天，之后进行水驱。

步骤B、对巴51-41对应的5口油井巴51-42、巴51-43、巴51-59、巴51-63和巴51-71的产出液中的菌浓和营养液浓度进行跟踪监测，结果发现连续监测3个月总菌数都在5×10⁶个/mL以上，表明油藏中微生物场形成。但对营养液组分监测发现，在微驱4个月后营养不同组分的液浓度普遍降低到了注入浓度的10%，因此需要向地层进行营养液补充。

步骤C、根据检测结果，在微生物场形成的条件下以巴51-41对应油井产出液中微生物为研究对象，在营养液总浓度为1.2%条件下通过正交实验对各组分比例进行优化，优化后的营养液配方体系为0.8%葡萄糖、0.1%蛋白胨、0.08%酵母膏、0.15%氯化铵、0.05%磷酸氢二钠、0.02%磷酸二氢钾。

步骤D、现场通过注水系统从巴51-41注水井向目标油藏连续性注入总浓度为0.2%的上述营养液进行驱油，营养液组成为葡萄糖0.15％、蛋白胨0.015%、酵母膏0.012%、氯化铵0.025%、0.008%磷酸氢二钠、磷酸二氢钾0.003%。注入速度为30m³/天，产出液污水再通过注水管线回注到油藏已实现微生物的循环利用，同时对产出液菌浓及微驱效果进行监测。现场应用表明，通过连续注入0.2%的低浓度营养液驱油可以维持菌浓在9×10⁵个/mL左右，而且原油粘度持续降低，连续驱9个月后，原油粘度从380mPa·s降低到了135mPa·s，降低幅度为64.4%，另外含水率得到有效控制，原油产量稳步提升，巴51-41对应的5口油井9个月累计增油3240t。

Claims (1)

1.一种连续注入低浓度营养液的微生物循环驱油方法，其特征在于：

步骤A、向目标油藏注入菌浓为10⁵~10⁶个/mL的外源微生物和/或1.0%~1.5%的浓度营养液段塞，使目标菌在油藏中大量生长繁殖，或激活内源微生物；所注外源微生物为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）CGMCC1.400和恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）CGMCC 1.1130，菌液为枯草芽孢杆菌与恶臭假单胞菌的比例为1:1。

步骤B、对目标油藏微生物驱油产出液进行取样检测和分析，检测指标包括微生物总菌浓及目标菌数量，如果连续监测3个月目标菌数在10⁵~10⁶个/mL,且总菌浓在10⁵~10⁷个/mL时表明油藏中微生物场形成。同时对产出液中营养组分浓度进行检测，判断营养液组分缺失情况，营养液检测包括有机酸、总氮、总磷以及微量元素铜、锌、钴、锰，当有机酸浓度在0~50mg/L时需要向地层补充碳源,当其他组分浓度低于注入浓度的十分之一时需相应对其进行补充。

步骤C、根据检测结果，在微生物场形成的条件下以目标油藏产出液中微生物为研究对象，在营养液总浓度为1.0%条件下通过正交实验对各组分比例进行优化，以确定维持微生物有效生长繁殖的最优营养液配方体系，在该配方体系下既能够保证微生物菌种在培养温度下12~24h内繁殖到10⁸~10⁹个/mL，还能够对原油的降粘率在40%~90%，乳化效果很好，油水大部分混溶。

步骤D、根据室内优化得到的最优营养液配方，现场通过注水系统向目标油藏连续性注入浓度0.2%营养液进行驱油，产出液污水再通过注水管线回注到油藏已实现微生物的循环利用。

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