CN103468233B - 一种采油用内源微生物缓释营养剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微生物采油技术领域，特别涉及一种采油用内源微生物缓释营养剂及其制备方法，其中，采油用内源微生物缓释营养剂组成包括营养物、油相、乳化剂和交联剂，一种采油用内源微生物缓释营养剂的制备方法，包括以下步骤：(1)营养物的配制阶段；(2)微乳液的制备阶段；(3)交联处理和后续处理阶段，本发明所采用的营养物具有来源广、价格低廉和不伤害地层的优点，该发明的油藏适用范围广，既适合中高渗透率的油藏，又适合中低渗透率的油藏，且能有效延长内源微生物采油的有效期，使营养物能进入油藏深部，提高了内源微生物驱油效率，因此，本发明可广泛地应用于微生物采油技术领域中。

Description

一种采油用内源微生物缓释营养剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及微生物采油领域，特别涉及一种采油用内源微生物缓释营养剂及其制备方法。
背景技术
微生物采油是指利用微生物本身及其代谢产物(生物表面活性剂、生物聚合物、生物气)与油藏岩石、流体的综合作用，改善流体流度比，从而达到提高原油采收率的目的。微生物采油技术具有投资成本低、不污染环境和油藏适应范围广等优点，因此具有广阔的现场应用前景。
微生物采油按照微生物来源不同分为内源微生物采油和外源微生物采油两种，其中内源微生物采油技术是通过激活油藏中的微生物，利用其生命活动和代谢产物的综合作用提高原油采收率的技术，该技术具有成本低、内源菌适应性好和保护环境等诸多优势。
激活剂是内源微生物采油技术关键组成部分，现有的激活剂大多为水溶性的，如葡萄糖、淀粉、玉米浆干粉、磷酸氢二铵、尿素、硝酸铵、硝酸钠、氨基酸、糖蜜等，在地层中吸附能力不同，运移速度不同，微生物消耗各类营养剂速度不同，造成其易流失、损耗，有效期短。
通过文献检索，专利号：“CN102140336A”，专利名称：“一种采油用本源微生物缓释长效营养剂”，公开了一种采用水凝胶的方法将营养物固定起来，在油藏深部缓慢释放，激活油藏深部微生物，该方法的缺点在于：由于采用纯水凝胶的方式进行对营养剂的包裹，其形状具有不规则性和不可控性，因此，利用该方法制备的缓释体系在油藏适用性比较差，容易堵塞中低渗透率油藏，造成注入压力急剧升高，从而影响正常生产。
专利号：“CN102182434A”，专利名称：“一种缓释作用激活本源微生物的驱油方法”，公开了一种制备50nm～100nm微球固定营养物质，在油藏深部缓慢释放，激活油藏深部微生物，该方法制备的微球在50nm～100nm，只适合在中低渗油藏条件使用，而对于中高渗透率油藏易随注入水通过高渗通道快速通过地层，从而无法发挥油藏深部激活的特性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种能够有效延长内源微生物的有效期，使营养物能够进入油藏深部，提高原油采收率的采油用内源微生物缓释营养剂及其制备方法。
本发明提供的采油用内源微生物缓释营养剂，其组成包括营养物，所述的营养物由碳源、氮源和磷源组成，其特征在于其组成还包括油相、乳化剂和交联剂，所述的油相由汽油、白油、植物油组成，所述的乳化剂由亲油性表面活性剂和亲水性表面活性剂组成，所述的交联剂由丙烯酰胺、聚乙烯酰醇和聚乙二醇二丙烯酸酯组成。
所述的碳源由葡萄糖、淀粉和糖蜜组成，氮源由蛋白胨、玉米浆干粉和硝酸盐组成，磷源由磷酸氢二铵和磷酸二氢铵组成。
所述的碳源、氮源和磷源质量比为1：0.2～0.5：0.1～0.2。
所述的亲油性表面活性剂由单硬脂酸丙二酯和单油酸二甘酯组成，亲水性表面活性剂为聚山梨酯类和辛基酚聚氧乙烯醚类中的一种，亲油性表面活性剂和亲水性表面活性剂的质量比为1:0.25～4。
本发明提供的一种采油用内源微生物缓释营养剂的制备方法，包括以下步骤：
A、营养物的配制阶段
取一定量的油藏内源微生物所需的营养物碳源、氮源和磷源，加入100mL蒸馏水中，用电磁搅拌器在一定温度下充分搅拌均匀，冷却备用。
B、微乳液的制备阶段
在磨口锥形瓶中加入一定量的油相，然后加入乳化剂，放入恒温水浴装置中加热，并将油相和乳化剂混合均匀，再将配制好的营养物溶液作为水相缓慢加入上述混合均匀的混合物中充分搅拌，通N2除氧气，即得到微乳液。
C、交联处理和后续处理阶段
在上述制备好的微乳液中加入一定量的交联剂，在一定温度和搅拌速度下充分反应后离心分离，去除其中的油相，用乙酸乙酯清洗干净，再用乙醇反复洗涤，最后在干燥箱中进行干燥，即得到内源微生物缓释营养剂微球。
所述的电磁搅拌器的搅拌温度为40℃～80℃。
所述的微乳液为营养物、油相和乳化剂组成的混合物，营养物、油相和乳化剂占微乳液混合物总质量的百分比分别为60％～80％、10％～40％和3％～20％。
所述的通N2除氧气，通入N2的速率为1Nm3/h～5Nm3/h。
所述的交联剂与微乳液的质量比为1:10～20。
所述的在一定温度和搅拌速度下充分反应，温度为50℃～80℃，搅拌速度为500rpm～5000rpm。
所述的内源微生物缓释营养剂微球，其粒径的大小由乳化剂的投加量和交联处理阶段的搅拌速度确定，乳化剂的投加量占微乳液的质量比为3％～5％、搅拌速度为500rpm～1000rpm时微球粒径为3μm～5μm，乳化剂的投加量占微乳液的质量比为5％～10％、搅拌速度为1000rpm～2000rpm时微球粒径为1μm～3μm，乳化剂的投加量占微乳液的质量比为10％～20％、搅拌速度为2000rpm～5000rpm时微球粒径<1μm。
本发明有益效果是：
1、本发明所采用的营养物，具有来源广，价格低廉，不伤害地层；
2、油藏适用范围广，既适合中高渗透率的油藏，又适合中低渗透率的油藏；
3、采用微球将营养物固定起来，在地层中缓慢释放，而产生油藏微生物所需的营养物，从而延长内源微生物采油的有效期，使营养物能进入油藏深部，提高了内源微生物驱油效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1采油用内源微生物缓释营养剂A1及其制备方法
缓释营养剂A1组成如下：
(1)营养物
碳源：葡萄糖2.0g、淀粉1.5g、糖蜜0.5g
氮源：蛋白质1.0g、玉米浆干粉0.3g、硝酸钠0.2g
磷源：磷酸二氢铵0.3g、磷酸氢二铵0.2g
(2)油相
汽油2.0g、白油1.0g、植物油0.6g
(3)乳化剂
亲油性表面活性剂：单硬脂酸丙二酯0.1g、单油酸二甘酯0.1g
亲水性表面活性剂：聚山梨酯类0.2g
(4)交联剂
丙烯酰胺0.4g、聚乙烯酰醇0.2g、聚乙二醇二丙烯酸酯0.2g
缓释营养剂A1的制备包括以下步骤：
A、营养物的配制阶段
称取2.0g葡萄糖、1.5g淀粉、0.5g糖蜜、1.0g蛋白质、0.3g玉米浆干粉、0.2g硝酸钠、0.3g磷酸二氢铵和0.2g磷酸氢二铵，加入到100ml蒸馏水中，用电磁搅拌器在50℃充分搅拌均匀，冷却备用；
B、微乳液的制备阶段
在磨口锥形瓶中加入2.0g汽油、1.0g白油和0.6g植物油，然后加入0.1g单硬脂酸丙二酯、0.1g单油酸二甘酯和0.2g聚山梨酯类，放入恒温水浴装置中加热，混合均匀，再将配制好的营养物溶液缓慢加入上述混合均匀的混合物中，在50℃和600rpm充分搅拌，以1Nm3/h的速率通N2除氧气，即得到微乳液。
C、交联处理和后续处理阶段
在上述制备好的微乳液中加入0.4g丙烯酰胺、0.2g聚乙烯酰醇和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯，充分反应后离心分离，去除其中的油相，用乙酸乙酯清洗干净，再用乙醇反复洗涤，最后在干燥箱中进行干燥，即得到内源微生物缓释营养剂微球A1。
用粒径分析仪测定内源微生物缓释营养剂微球A1平均粒径为4μm。
实施例2采油用内源微生物缓释营养剂A2及其制备方法
缓释营养剂A2组成如下：
(1)营养物
碳源：葡萄糖3.0g、淀粉1.0g、糖蜜1.0g
氮源：蛋白质0.6g、玉米浆干粉0.3g、硝酸钾0.2g
磷源：磷酸二氢铵0.3g、磷酸氢二铵0.3g
(2)油相
汽油1.5g、白油0.5g、植物油0.5g
(3)乳化剂
亲油性表面活性剂：单硬脂酸丙二酯0.3g、单油酸二甘酯0.2g
亲水性表面活性剂：辛基酚聚氧乙烯醚类0.3g
(4)交联剂
丙烯酰胺0.3g、聚乙烯酰醇0.2g、聚乙二醇二丙烯酸酯0.1g
缓释营养剂A2的制备包括以下步骤：
A、营养物的配制阶段
称取3.0g葡萄糖、1.0g淀粉、1.0g糖蜜、0.6g蛋白质、0.3g玉米浆干粉、0.2g硝酸钾、0.3g磷酸二氢铵和0.3g磷酸氢二铵，加入到100ml蒸馏水中，用电磁搅拌器在60℃充分搅拌均匀，冷却备用；
B、微乳液的制备阶段
在磨口锥形瓶中加入1.5g汽油、0.5g白油和0.5g植物油，然后加入0.3g单硬脂酸丙二酯、0.2g单油酸二甘酯和0.3g辛基酚聚氧乙烯醚类，放入恒温水浴装置中加热，混合均匀，再将配制好的营养物溶液缓慢加入上述混合均匀的混合物中，在60℃和1500rpm充分搅拌，以3Nm3/h的速率通N2除氧气，即得到微乳液。
C、交联处理和后续处理阶段
在上述制备好的微乳液中加入0.3g丙烯酰胺、0.2g聚乙烯酰醇和0.1g聚乙二醇二丙烯酸酯，充分反应后离心分离，去除其中的油相，用乙酸乙酯清洗干净，再用乙醇反复洗涤，最后在干燥箱中进行干燥，即得到内源微生物缓释营养剂微球A2。
用粒径分析仪测定内源微生物缓释营养剂微球A2平均粒径为2μm。
实施例3采油用内源微生物缓释营养剂A3及其制备方法
缓释营养剂A3组成如下：
(1)营养物
碳源：葡萄糖2.5g、淀粉2.0g、糖蜜0.7g
氮源：蛋白质0.5g、玉米浆干粉0.5g、硝酸钾0.2g
磷源：磷酸二氢铵0.4g、磷酸氢二铵0.2g
(2)油相
汽油0.8g、白油0.4g、植物油0.3g
(3)乳化剂
亲油性表面活性剂：单硬脂酸丙二酯0.5g、单油酸二甘酯0.5g
亲水性表面活性剂：聚山梨酯类0.5g
(4)交联剂
丙烯酰胺0.3g、聚乙烯酰醇0.2g、聚乙二醇二丙烯酸酯0.2g
缓释营养剂A3的制备包括以下步骤：
A、营养物的配制阶段
称取2.5g葡萄糖、2.0g淀粉、0.7g糖蜜、0.5g蛋白质、0.5g玉米浆干粉、0.2g硝酸钾、0.4g磷酸二氢铵和0.2g磷酸氢二铵，加入到100ml蒸馏水中，用电磁搅拌器在80℃充分搅拌均匀，冷却备用；
B、微乳液的制备阶段
在磨口锥形瓶中加入0.8g汽油、0.4g白油和0.3g植物油，然后加入0.5g单硬脂酸丙二酯、0.5g单油酸二甘酯和0.5g聚山梨酯类，放入恒温水浴装置中加热，混合均匀，再将配制好的营养物溶液缓慢加入上述混合均匀的混合物中，在80℃和3000rpm充分搅拌，以5Nm3/h的速率通N2除氧气，即得到微乳液。
C、交联处理和后续处理阶段
在上述制备好的微乳液中加入0.3g丙烯酰胺、0.2g聚乙烯酰醇和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯，充分反应后离心分离，去除其中的油相，用乙酸乙酯清洗干净，再用乙醇反复洗涤，最后在干燥箱中进行干燥，即得到内源微生物缓释营养剂微球A3。
用粒径分析仪测定内源微生物缓释营养剂微球平均粒径为0.5μm。
实施例4效果评价实验
实验采用物理模拟实验方法，评价缓释营养剂微球A1的驱油效果。
实验步骤：
(1)填装渗透率约为900×10-3μm2砂岩岩心两根；
(2)岩心抽真空饱和地层水；
(3)饱和原油；
(4)一次水驱，一次水驱至出口含水98％以上；
(5)1号岩心注入0.3PV(孔隙体积)缓释营养剂微球A1，2号岩心注入2.0g葡萄糖、1.5g淀粉、0.5g糖蜜、1.0g蛋白质、0.3g玉米浆干粉、0.2g硝酸钠、0.3g磷酸二氢铵和0.2g磷酸氢二铵，培养15天；
(6)二次水驱，检测出口产出液总菌数和提高采收率值。
实验结果见表1：
表1岩心产出液中总菌数和提高采收率值
序号 渗透率，10-3μm2 总菌数，个/mL 提高采收率，％
1号 890 1.1×108 9.2
2号 910 2.1×106 5.5
从实验结果可以看出1号岩心(注入本发明制备的缓释营养剂微球)激活后总菌数达到1.1×108个/mL，提高采收率为9.2％，而2号岩心(直接注入营养物质)激活后总菌数为2.1×106个/mL，提高采收率为5.5％，1号岩心总菌数和提高采收率值均高于2号岩心。

Claims (2)

1.一种采油用内源微生物缓释营养剂，其组成包括营养物、油相、乳化剂和交联剂，所述的营养物由碳源、氮源和磷源组成，所述的油相为汽油、白油和植物油组成，所述的乳化剂由亲油性表面活性剂和亲水性表面活性剂组成，所述的交联剂由丙烯酰胺、聚乙烯酰醇和聚乙二醇二丙烯酸酯组成；所述的碳源由葡萄糖、淀粉和糖蜜组成，氮源由蛋白胨、玉米浆干粉和硝酸盐组成，磷源由磷酸氢二铵和磷酸二氢铵组成；所述的碳源、氮源和磷源质量比为1∶0.2～0.5∶0.1～0.2；所述的亲油性表面活性剂由单硬脂酸丙二酯和单油酸二甘酯组成，亲水性表面活性剂为聚山梨酯类和辛基酚聚氧乙烯醚类中的一种，亲油性表面活性剂和亲水性表面活性剂的质量比为1∶0.25～4；所述的营养物、油相和乳化剂占混合物总质量的百分比分别为60％～80％、10％～40％和3％～20％，三者的质量百分比之和为100％；所述的交联剂与营养物、油相和乳化剂组成的混合物的质量比为1∶10～20；
所述采油用内源微生物缓释营养剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、营养物的配制阶段
取上述比例油藏内源微生物所需的营养物碳源、氮源和磷源，加入100mL蒸馏水中，用电磁搅拌器在40℃～80℃温度下充分搅拌均匀，冷却备用；
B、微乳液的制备阶段
在磨口锥形瓶中加入上述比例油相，然后加入乳化剂，放入恒温水浴装置中加热，并将油相和乳化剂混合均匀，再将配制好的营养物溶液作为水相缓慢加入上述混合均匀的混合物中充分搅拌，通N2除氧气，即得到微乳液；
C、交联处理和后续处理阶段
在上述制备好的微乳液中加入上述比例交联剂，在温度为50℃～80℃，搅拌速度为500rpm～5000rpm条件下充分反应后离心分离，去除其中的油相，用乙酸乙酯清洗干净，再用乙醇反复洗涤，最后在干燥箱中进行干燥，即得到内源微生物缓释营养剂微球。
2.根据权利要求1所述的采油用内源微生物缓释营养剂，其特征在于所述的内源微生物缓释营养剂微球，其粒径的大小由乳化剂的投加量和交联处理阶段的搅拌速度确定，乳化剂的投加量占微乳液的质量比为3％～5％、搅拌速度为500rpm～1000rpm时微球粒径为3μm～5μm，乳化剂的投加量占微乳液的质量比为5％～10％、搅拌速度为1000rpm～2000rpm时微球粒径为1μm～3μm，乳化剂的投加量占微乳液的质量比为10％～20％、搅拌速度为2000rpm～5000rpm时微球粒径＜1μm。
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