CN103534330A - 微生物强化采油的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种从含油层中微生物强化采油的方法，该方法包括：处理待注入到所述含油层的水以赋予微生物活性、以及添加氧气以促进微生物活性。所述对水采用的处理至少部分地基于在所述含油层中建立至少一个有利于微生物活性的环境，以增强油从所述含油层的迁移。
Description
技术领域
本发明总体涉及强化采油（EOR）领域。具体地，本发明涉及微生物强化采油的系统和方法。
背景技术
石油（原油）是世界上主要的能源之一。原油天然地存在于地质构造中。通常，仅通过在含油层中钻井来采收原油。对于一些油井，由于油在油藏中处于压力下，故油自动地升至地面且采收仅仅包括建造管道以将原油运送至储油设备（例如，罐）中。这被称为一次采油。然而，在油井的使用寿命期间，油藏压力下降且最终变得不足以使油升至地面。在这种情况下，必须采用附加措施使油达到地面。这些附加的方法被称为二次采油方法。二次采油包括：泵送、注水、天然气回注、和气举（注入空气、注入二氧化碳或注入其他气体到生产井中）。
上文提到的一次采油方法和二次采油方法通常不会导致油层中的全部油被采收。事实上，据估计，油层中约一半至三分之二的油在一次采油和二次采油后保留在该油层中。在每一油层中留下很多油（油是有限资源）是不可取的。因此，随着时间的推移，已经开发了在一次采油和二次采油方法不能提供充分的采油之后增加从油层中采油的比例的另外方法。这些方法被称为三次采油方法或强化采油方法。常见的强化采油方法包括热力强化采油（例如注入蒸汽和原位燃烧）、化学驱油法（聚合物驱油、表面活性剂驱油、碱水驱油、胶束驱油和碱水-表面活性剂-聚合物驱油）。然而，原位燃烧难于控制、注入蒸汽需要昂贵的蒸汽发生设备、并且化学驱油由于化学品的费用而通常是不经济的。MEOR（微生物强化采油）可被用作提供可替选的EOR方法的二次采油工艺或三次采油工艺，其被期望比其他EOR方法耗费更少且潜在地更加有效。
MEOR包括在油层中使用原位生长生物有机体（微生物）以促进材料的生产从而有助于采油或者执行采油的机构。MEOR已经存在至少50年且被认为能够通过一种方式或者多种方式的组合来强化采油。首先，微生物在油层中产生表面活性剂。表面活性剂为降低流体和/或物质之间的界面张力的湿润剂。因此，微生物生产的活性剂降低了油滴的界面张力，该界面张力会阻止油容易地穿过油层迁移。其次，微生物可产生诸如甲烷、二氧化碳、氮气和氢气的气体。这些气体的产生可增加油层中的压力以及减小油粘度，这使油流动（至表面）变得更加容易。第三，微生物可产生诸如酸的化合物，该化合物溶解碳酸盐且使油层更有渗透性，使得油顺利地流过油层到达地面。第四，微生物产生的其他化合物（溶剂）可降低油的粘度，使得油更加容易流过油层。第五，微生物分解油中的碳氢化合物，这使油粘度更小且更易于采收。第六，微生物可被用于封堵含油层的某些部分作为改变流体流动的方法。这些仅仅是被认为强化采油的MEOR的方式中的一些方式。
在油藏中微生物方法主要涉及厌氧微生物，部分由于通常在含油层中含氧量较低。尽管如此，需氧MEOR也被采用，如在标题为“Method of MicrobialEnhanced Oil Recovery”的美国专利No.5,163,510中所描述，该专利的公开内容在此通过引入并入文中。尽管过去通常也存在一些利用MEOR的成功案例，但是积极成果并不是始终如一的且可以推断：在改善从油层的采油比例方面，至今MEOR的效果总体上是勉强合格的。因此，需要使MEOR成为更加有效的强化采油的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供微生物强化采油的系统和方法，其涉及改变微生物在含油层中生活的环境。环境的改变有助于微生物活性，从而增加从含油层采油。
本发明的某些实施方式包括一种涉及将微生物引入含油层的方法。所述方法还包括处理待注入到含油层中的水。对水采用的处理至少部分地基于在含油层中建立至少一种有利于微生物活性的条件，以增强油从含油层的迁移。将经处理的水注入含油层以建立这种条件。本发明的实施方式还包括将氧气引入含油层中。
本发明的实施方式还包括一种从含油层中微生物强化采油的方法，该方法包括利用在含油层中天然存在的微生物。所述方法还包括处理引入到含油层中的水。水的处理至少部分地基于在含油层中建立至少一个有利于微生物活性的环境，以增强油从含油层的迁移。将经处理的水注入含油层以建立这种条件。本发明的实施方式还包括将氧气引入含油层中。
本发明的其他实施方式包括一种从含油层中微生物强化采油的系统。所述系统包括用于对含油层中的微生物供给氧气的供氧装置。所述系统还包括用于处理引入到含油层中的水的水处理装置。在水处理装置中进行的水处理至少部分地基于在含油层中建立至少一个有利于微生物活性的条件，以增强油从含油层的迁移。
上文已经相当宽泛地概括了本发明的特征和技术优势，以便更好地理解本发明的下列详细描述。在下文中将描述形成本发明的权利要求的主题的本发明的另外的特征和优势。本领域的技术人员应该理解，所公开的概念和具体实施方式可被容易地用作修改或设计用于执行本发明的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应认识到，此等效的构造并不脱离在所附权利要求书中列举的本发明的精神和范围。当结合附图考虑时，从下面描述将更好地理解被认为表现本发明的关于其结构和方法的新颖特征、以及其他的目的和优势。然而，应特别理解每一附图仅仅出于示例和描述的目的而提供，且不旨在限制本发明。
附图说明
结合附图并参考下面的描述来更加彻底地理解本发明，其中：
图1示出用于实施根据本发明的选定实施方式的MEOR方法的系统的示意图；
图2示出根据本发明的选定实施方式的原理框图；和
图3示出根据本发明的选定实施方式的系统的示意图。
具体实施方式
图1示出用于实施根据本发明的实施方式的MEOR方法的系统10的示意图。系统10包括用于采收位于油藏108中的原油109的生产井103。油藏108位于含油层101内。油层101可以是任意类型的地质构造且可位于覆盖层102下方。尽管油层101在图1中示出是在陆地，但应该理解油层101可位于陆地上或海上。注入井105是用于将水注入到油藏108中的井。所注入的水可用于水驱采油以及用于提供在油109的MEOR中所使用的微生物的生长。产生的水125可以是在水驱采油中使用的水的来源和/或提供用于油藏108中的微生物生长的基质的水的来源。地层水111天然存在于蓄水区110中且可以是在水驱采油中使用的水的来源和/或提供用于油藏108中的微生物生长的培养基的水的来源。然而，用于系统10的水也可从其他来源得到，例如其它油层或者其它水体（诸如江河、溪流、湖泊等）。事实上，例如，在MEOR工艺中使用的水可从市政管理机构购买。来自这些其他来源的水113可储存在蓄水器112中。泵站106可包括一个或多个泵。泵站106通过水井104从蓄水区110泵送水或者从蓄水器112泵送水。本发明的实施方式可调节油藏108中的环境以促进强化从油藏108采油的微生物活性。如下文进一步描述，系统10包括作为可在MEOR工艺中使用的组件以进行这些调节的水处理设备114、供氧装置116、微生物注入装置117和养分供给装置118。
图2示出根据本发明的选定实施方式的原理框图。例如，工艺20为可被应用至含油层101的MEOR工艺。含油层101包括已经经过一次采油和二次采油的油藏108。如多数油藏的典型特征，在一次采油或二次采油被应用至油层101后，大量的油109仍然困在油层101中。正因为如此，工艺20可被应用至含油层101以采收一次采油方法或一次采油方法和二次采油方法不能够采收的油109。应该理解，如果在二次采油开始时进行在本发明的实施方式中的MEOR工艺20，则会产生最好的效果。工艺20可开始于步骤201，该步骤201包括确定待用于MEOR工艺的微生物。在工艺20中，微生物107已经被确定为待使用的微生物。微生物107可以是天然存在于油藏108或含油层101中的微生物（如本文中所使用的微生物，油层的本土微生物为天然存在于该油层的微生物）。可替选地，微生物107可以不是油藏108或含油层101的本土微生物，而是被引入到其中的微生物以便获得所需的微生物活性。事实上，微生物107可以是与含油层101有关的本土微生物或非本土微生物的混合物。利用本文描述的微生物包括：确定何种微生物存在于油层中；确定这些微生物是否能够提供所需的微生物活性以采收油109；以及，如果所识别的微生物是足够的，则依靠这些适合于所需的微生物活性的微生物。微生物的利用还包括将微生物注入已知的含油层中以提供所需的微生物活性。
微生物107可包括选自细菌、古生菌、真菌和酵母菌等的一种或多种微生物、或者它们的组合。在本发明的实施方式中，至少一些微生物107可以是好氧微生物或兼性微生物。另外，微生物107可包括没有天然培养液特征的微生物，例如来自海水、溪流水、污泥和土壤的微生物。微生物107还可包括具有来自天然培养液特征的微生物，其呈现这样的场景：在该场景中已知微生物能够在油藏状环境下与作为主要碳源的碳氢化合物一起生长。在本发明的实施方式中所用的微生物的示例包括使用氧气、硝酸盐或硫酸盐作为电子受体来降解碳氢化合物的微生物且具有作为其膜和/或其细胞壁的一部分的表面活性剂。
微生物107还可包括基因改良的/转基因生物（GMO）。这些GMO可被改良成适于特定的油藏环境或增强用于强化采油的特定的微生物活性，例如使用氧气、硝酸盐或硫酸盐作为电子受体来降解碳氢化合物的能力以及具有作为微生物膜和/或微生物细胞壁的一部分的表面活性剂的能力。应该注意，微生物107可包括上文所述的不同类型的微生物的任意组合。
在步骤202中，确定了最有利于微生物107的种群生长的环境。该确定可包括监控随着在放置有微生物107的环境的变化的微生物生长的受控试验。例如，可识别最有利于微生物107的种群生长的水条件。这可涉及改变水的性质以及测试这些变化对微生物107的微生物生长具有什么影响。可影响微生物生长从而在可受控试验中变化的水的性质包括重金属含量、pH值、盐度、阴离子含量、阳离子含量、生化需氧量、总有机碳、以及沉淀性能。
基于最有利于微生物107的微生物生长的水条件的确定，可在步骤203中设置在MEOR工艺20中待使用的水质指标。应该注意，尽管受控试验可识别关于特定的水性质的理想的微生物生长的具体范围，但该范围可由于其它标准而改变。例如，较高盐度的水会负面影响微生物性能。如果确定对于特定的微生物种群，种群生长的水的理想盐度为5%-10%，则应该理解，在系统中待使用的水质指标例如可被设定在5%-8%以满足一些其他标准。在一种水性质和另一种水性质之间的关系也可指导对于总体的水的指标设置。此外，该指标的各个方面始终满足微生物生长的理想条件不是必需的。可存在这样的情形：尽管关于特定性质的水质指标不在所确认的由受控试验提供的理想范围内，但MEOR工艺仍可有效地运行。
一旦设定了对于将在MEOR工艺中使用的水质指标，则在步骤204中，识别出水源。通常，水源可以是从中提取油的含油层中的蓄水区。正因为如此，如本文所使用的将水注入到含油层包括：从含油层移除水、处理水和再次将所水注入到含油层。例如，在系统10中，由蓄水区110供水的水井104是用于在从油藏108进行微生物强化采油109中所用的地层水111的来源。然而，地层水111可以满足对于MEOR工艺设定的指标或者可以不满足对于MEOR工艺设定的指标。正因为如此，地层水111可以在步骤205中进行分析。类似地，来自蓄水器112的水可在步骤205中进行分析，该水通过蓄水层之外的水源提供或者由来自含油层101的产生的水提供。
在步骤206中，通过将已经建立的指标与在步骤205中的分析结果相比较，确定地层水111或水113是否满足在MEOR工艺20中待使用的水的指标。如果该水不满足已经建立的指标，则在步骤207处理水。为了处理水，泵站106将来自蓄水区110或者蓄水器112的水通过水井104泵送到水处理装置114。阀v1和阀v2控制泵站106所泵送的水源。实际上，泵站106可将一个以上的源泵送至水处理装置114。例如，阀v1和阀v2可打开以允许泵站106同时将来自水井104和蓄水器112的水泵送至水处理装置114。
水处理装置114可具有不同类型的设备和系统以实现在工艺20中所用的水的不同的水性质。通过水处理装置114可调节的水性质包括生化需氧量/总有机碳、重金属含量、pH值和盐度、阴离子含量、阳离子含量、沉淀性能。这些性质中的各个性质以及其对MEOR方法的影响随后在下文进行讨论。
生化需氧量、总有机碳、化学需氧量
用于MEOR的注入水不含有或者仅仅含有有限量的有机碳是重要的。生化需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）和化学需氧量（COD）是水中有机碳/污染物的指标。也就是说，BOD、TOC和COD是水质的已知量度。BOD为水中的需氧有机体所使用的氧（以分解水中存在的有机材料）的量的度量。TOC为在水中的有机质所包含的有机碳的量。COD为水中的有机化合物的量。水中的有机碳可来自包括化学处理过程的多个源，该化学处理过程可被用在该领域以防止或抑制采油设备的腐蚀或大量沉淀。
出于至少三个原因，低水平的BOD、TOC和COD对于有效的MEOR是重要的。首先，在MEOR中的微生物活性应集中在涉及作为碳源的来自油藏108的碳氢化合物的方法。其次，升高的BOD水平、TOC水平和COD水平可导致流氓细菌泛滥（rogue bacterial bloom）的发展，这可消耗用于支持油藏108内的氧气还原过程的注入的养分和注入的氧气。去除或降低BOD、TOC和COD可使MEOR氧还原过程在油藏内被保持。第三，天然存在的微生物群落存在于注入水中、地面出油管道内、泵送设备和井筒管。将这些本土的微生物群落暴露在养分、氧气和有机碳污染下，可导致生物膜的形成和生长，该生物膜可淤积和堵塞地面设备、出油管道和井筒管。去除或降低BOD、TOC和COD可最小化生物淤积的可能性。
在本发明的一些实施方式中，在MEOR方法中待使用的水的BOD设定为0毫克/升-20毫克/升。通过本领域已知的任一水处理方法可降低BOD、TOC和COD。例如，在需氧的、兼性的和厌氧的泄湖、活化的污泥系统、通气系统等中通过重力沉降池中的沉降、筛滤、化学氧化、生物方法，可以执行BOD、TOC和COD的降低。
根据本发明的一个实施方式，图3示出了一种用于消除或控制注入水中的有机污染物的特定系统。系统30包括：在将支撑MEOR工艺的养分和氧气注入之前，采用受控的氮还原方法来消耗有机碳。正因为如此，水处理装置114可包括系统30，且在通过供氧装置116注入氧气、通过微生物注入装置117注入微生物和通过养分供给装置118注入养分之前，进行水处理。系统30包括盛水罐301，其通常用在注入泵302的上游。硝酸盐和磷酸盐注入装置304在盛水罐301的上游直接注入硝酸盐（通常为硝酸钠）和磷酸盐（通常为磷酸一钠或磷酸）。可替选地，硝酸盐和磷酸盐以足以支持有机内容物的还原的量被泵入到盛水罐301中。伴随在该方法中消耗有机碳，在盛水罐301中发生限制碳的反硝化过程。通过借助采样和分析或例如实时通过探针（诸如，紫外线吸收探针303）监控来自盛水罐301的流出水，可以确定和控制必须被注入的硝酸盐和硫酸盐的量，该探针可用于测量硝酸盐、COD、TOC和BOD的浓度。应该注意，在本发明的实施方式中，水处理装置114包括系统30，因此由养分供给装置118提供的养分可从系统10中去除。
重金属
重金属是可使生物活性中毒的金属元素。重金属的示例包括汞、镉、铅、铬、锶、钡、铜、硼和砷。在本发明的一些实施方式中，保持重金属含量低于15毫克/升是令人满意的。高浓度的重金属抑制微生物的生物过程。正因为如此，希望将待用在MEOR工艺20的水中的重金属含量限制在可容忍的浓度。水处理装置114可使用多种用于减小重金属含量的不同的方法。这些方法包括沉淀、絮凝、还原提取、螯合、和离子交换等。
pH值
pH值是酸度或碱度的度量。微生物的活性受pH值变化的影响。在本发明的一些实施方式中，优选的pH值范围为5到9，更优选的pH值范围为6到8.5。通过去除在被处理的水中存在的酸性化合物或碱性化合物或者通过添加/形成酸和碱，可以改变pH值。
盐度
盐度为水的盐含量。不同的微生物可在不同盐度的水中茁壮生长。要满足所用的微生物的特定需求需要改变水的盐度，改变水的盐度可包括将在盐添加到水中、或者将盐从水中去除。通过蒸馏以及通过使用反渗透的膜工艺等可完成盐的去除。在本发明的一些实施方式中，优选小于10%的盐度。在本发明的其他实施方式中，优选小于5%的盐度。
阴离子含量
阴离子含量为在水中存在的阴离子（诸如硝酸根离子、磷酸根离子、硫酸根离子、氯离子、碳酸氢根离子和碳酸根离子）的数量的度量。阴离子含量与盐度有关，这是因为阴离子含量随着盐度的增大而增大。另外，阴离子含量给出可以用于微生物的养分的指示。通过类似于调节盐度中所采用的那些添加或去除方法可以改变阴离子含量。
阳离子含量
阳离子含量是阳离子（诸如钙离子、镁离子、钠离子、钾离子、铜离子、钡离子、锶离子和铁离子）的数量的度量。阳离子含量也表示可以用于微生物的养分。通过类似于调节盐度中所采用的那些添加或去除方法可以改变阳离子含量。
沉淀性能
水的沉淀性能表示固体是否可以从水中沉淀。确认水的沉淀性能是重要的，这是因为，如果在MEOR工艺中所用的水中存在发生沉淀的趋势高，则这会导致井（诸如注入井105和生产井103）随着时间的推移变得阻塞。例如，当增加水中的氧的含量时，氢氧化铁会从地层水中沉淀。当混合不同的水时，已知钡化合物和锶化合物从所生产的地层水中沉淀。从水中去除CO2引起的pH值增加可导致碳酸钙的沉淀。在水中存在的阴离子和阳离子以及水的pH值为当水被用在MEOR方法中会发生沉淀问题的可能性的指示。另外，通过在实验室中重复在MEOR期间在油层101中可能存在的条件和测定发生沉淀的程度来进行沉淀测试。
如上文所述，本发明的实施方式可利用各种类型的水处理工艺，包括物理工艺、化学工艺和生物工艺。水处理工艺可涉及去除和/或降低化学油田处理，该化学油田处理在一次采油和二次采油工艺中已经污染地层水111。由于可使用其它水处理方法，故本发明不限于本文描述的各种水处理方法。此外，除了本文所描述的处理工艺外，另外的处理方法可仅仅涉及将一部分具有特定性能的水与另一部分具有不同性能的水混合，以便使水满足建立的指标。例如，如果地层水111具有20%的盐度，则通过将地层水111与来自蓄水器112的水113（在该实施例中为淡水）混合将盐度可降低至小于10%。
在步骤207的水处理之后，经处理的水在步骤205进行分析且在步骤206确定该水是否满足建立的指标。一旦满足建立的指标，则经处理的水123从水处理装置114通过管线115朝向注入井115方向泵送。应该注意，如果地层水111和水113满足建立的水质指标，则地层水111和水113可直接从水井104通过泵站106被泵送至注入井105，例如通过关闭阀v3和阀v6且打开阀v4和阀v5。
在本发明的一些实施方式中，经处理的水123可能不足以提供微生物生长的理想条件。例如，本发明的实施方式在MEOR工艺中使用好氧微生物，这些微生物需要氧气以存活。含油层101中不存在足够的氧，因此需要将氧气添加到含油层101中以便微生物107可在含油层中存活。正因为如此，在步骤208，可以做出确定，MEOR方法是否需要添加用于微生物107的氧气。然而，应当注意，过量的氧气可负面影响微生物107的MEOR性能。如果确定添加氧，则在步骤209中添加预定量的氧。可通过各种方式添加氧。例如，可通过供氧装置116借助管线119将氧气或空气注入到经处理的水123中（如在图1中所示）。在标题为“Introduction of Air into Injection Water”的美国专利No.6,546,962中描述了空气引入系统，该专利的公开内容以引用的方式并入本文。供氧装置可包括注入泵、喷射器等。除了将空气或氧气注入经处理的水123外或者作为将空气或氧气注入经处理的水123的替选方案，产生氧气的化合物可被注入到经处理的水123中或者可被直接注入到含油层101中。产生氧气的化合物可包括H2O2、NaClO3、KClO4和NaNO3、及其组合。在本发明的一些实施方式中，含氧量被调节至0.2ppm-15ppm。
在步骤210中确定微生物107是否应被添加到油层101中。可能需要将微生物107添加到油层101，例如，当油层101中不存在微生物或者微生物的量不足时。另外，在应用至油层101的MEOR工艺中需要特定类型的微生物。如果确定添加微生物是必需的，则可在步骤211中通过微生物注入装置117借助管线120添加微生物107。例如，微生物注入装置可包括泵以泵送分散在液体介质中的微生物107。
除了氧气外，微生物107需要养分以存活。基于本领域中关于微生物107的知识，微生物107需要的养分的类型和数量是已知的。另外，微生物107所需要的养分的类型和数量可通过受控生长试验来确定。从该信息可确定在步骤212中，养分是否应该被添加到经处理的水123中。如果所有的所需养分不存在于经处理的水123中，则在步骤213中将养分通过养分供给装置118借助管线121添加到经处理的水123中。可替选地，除了将养分注入到经处理的水123中外，可通过其它方法将养分添加到含油层101。根据本发明的实施方式的养分的示例包括NaNO3、KNO3、NH4NO3、Na2HPO4、K2HPO4、Ca(NO3)2和NH4Cl。
应该注意，在步骤209中是否需要添加氧气和/或养分取决于诸如微生物107类型、油109的类型、油藏108的深度等因素。此外，在涉及例如将地层水111和水113混合而无需在水处理装置114中进行另外的处理的本发明的实施方式中，在泵站106中可完成混合。因此，泵站106可将混合后的水直接通过水井105泵送至含油层101。在该情形下，可将氧气、微生物和养分注入管线124以用于通过水井105输送至含油层101。
在步骤214中，经处理的水123（其可利用氧气、微生物和养分或其组合进行改良）可通过管线115和注入井105被注入到含油层101中。一旦经处理的水123、微生物107、氧气和养分在油藏108就位时，在步骤215中，可以发生微生物作用且可以在生产井103中生产监控的增油。换句话说，足够的时间允许微生物107通过消耗养分和氧气在残余油（油109）上生长。通过在油109上生长，微生物降低了油109和含油层101中的水（经处理的水123以及以其它方式可在油层存在的水）之间的界面张力、以及降低了含油层101中的水相对渗透率。在本发明的某些实施方式中，在水处理装置114中应用的水处理旨在增强特定的一种或多种微生物107在油109上生长的能力，以降低油109和含油层中的水之间的界面张力以及降低水相对渗透率。因此，降低的水相对渗透率可使养分转向油藏108的区域，在此区域养分刺激微生物107与被困的油109之间的相互作用以用于油109的增产。
在已经发生足够的微生物活性以增强采油后，在步骤216中采收油。在步骤216中的采油可涉及包括水驱采油的采油工艺。在步骤216中在水驱采油中所用的水可以是地层水111、水113或者其他来源的水。通过管道将原油109从油井103采收到分离器/储存器（例如，油库122）中。在油库122处，从油109中分离出生产水125（与油109一起被采收的水）。在一些实施方式中，生产水可被运输至蓄水器112或者独立的储存器中。如上文关于地层水111和水113的描述，生产水可通过水处理装置114进行处理并且在采油过程中使用。
尽管参照图2的步骤已经描述了本发明的优选实施方式，应该理解，本发明的操作不限于特定的步骤和/或在图2中示出的步骤的特定顺序。因此，采用不同于图2的步骤顺序的各种步骤，替选实施方式可提供如本文描述的功能性。例如，氧气、微生物和养分的注入（步骤209、步骤211和步骤213）可依次进行。另外，微生物的注入（步骤211）可在注入氧气（步骤209）之前或者在注入养分（步骤213）之后进行。在本发明的实施方式中可以使用实施步骤209、步骤211和步骤213的任何次序，包括同时实施步骤209、步骤211和步骤213中两个步骤或更多个步骤。此外，可以不同的分批过程或连续过程或其组合来进行图2的步骤。例如，分批过程可涉及进行连续地执行氧气注入、微生物注入和养分注入（步骤209、步骤211和步骤213），然后在步骤216中油109被采收之前在特定的时间段进行微生物作用。另一方面，连续过程可涉及随着时间连续地且同时地执行氧气注入、微生物注入和养分注入（步骤209、步骤211和步骤213）、以及在步骤216中同时进行采油。
尽管已经详细描述了本发明及其优点，但是应该理解，在不脱离如所附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可做出各种变化、替换和变更。此外，本申请的范围不旨在限制到在说明书中描述的工艺、机器、产品、物质的组合、工具、方法和步骤的具体实施方式。由于本领域的技术人员从本发明的公开内容中容易地理解，根据本发明可利用现存的或者后来建立的过程、机器、产品、物质的组合、工具、方法和步骤，其可执行与本文描述的相应实施方式大体上相同的功能或者实现大体上相同的结果。因此，所附的权利要求书旨在将此类工艺、机器、产品、组合物、工具、方法和步骤包括在其范围内。
Claims (38)
1.一种从含油层中微生物强化采油的方法，所述方法包括：
利用所述含油层的本土微生物来强化采油；
处理引入到所述含油层中的水，其中所述处理至少部分地基于在所述含油层中建立有利于所述本土微生物的微生物活性的至少一个条件，以增强油从所述含油层的迁移；
将经处理的水注入到所述含油层中以建立所述至少一个条件；和
将氧气引入到所述含油层中用于所述本土微生物的消耗。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述水处理之前分析所述水。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述分析包括在所述水处理之前，在至少一部分所述水中，进行至少一些所述微生物的生物生长试验。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
在至少一部分所述经处理的水中，进行至少一些所述微生物的生物生长试验。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将至少一种养分引入到所述含油层中用于所述微生物的消耗。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一种养分选自NaNO3、KNO3、NH4NO3、Na2HPO4、K2HPO4、Ca(NO3)2和NH4Cl。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一种养分通过所述经处理的水而引入到所述含油层中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧气被添加到所述注入的水中。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述含油层内的源中采收水。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述处理包括用非源自所述含油层的水稀释所述采收的水。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水处理包括降低选自以下性质中的任一性质：所述水的生化需氧量和所述水的总有机碳。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水处理包括降低所述水的重金属含量。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水处理包括调节选自以下性质中的任一性质：pH值、盐度或其组合。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水处理包括调节所述水中至少一种阴离子的浓度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少一种阴离子选自硝酸根、磷酸根、硫酸根、氯离子及其组合。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水处理包括调节所述水中的至少一种阳离子的浓度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述至少一种阳离子选自：钙离子、镁离子、钠离子、钾离子、铁离子及其组合。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水处理包括选自如下处理中的任一种处理：降低所述水的生化需氧量、降低所述水的总有机碳、降低所述水的重金属含量、调节所述水的pH值、调节所述水的盐度、调节所述水中的至少一种阴离子的浓度、调节所述水中的至少一种阳离子的浓度、及其组合。
19.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述含油层中移除所述油。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述移除包括选自水驱采油和热力强化采油中的任一种。
21.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将至少一种养分引入到所述含油层中，其中，所述微生物通过消耗所述养分和所述氧气在所述含油层中的残余油上生长，其中，微生物生长降低了所述残余油和所述水之间的界面张力以及降低了所述水的相对渗透率。
22.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微生物包括好氧微生物。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，所述利用包括：确定所述微生物对于所述含油层是本土的并且依赖所述本土微生物以产生所述微生物活性。
24.根据权利要求1所述的方法，其中，所述利用包括将所本土微生物注入到所述含油层中以产生所述微生物活性。
25.一种从含油层中微生物强化采油的方法，所述方法包括：
利用所述含油层本土的好氧微生物；
分析引入到所述含油层中的水；
基于所述分析处理所述水，其中所述处理至少部分地基于在所述含油层中建立有利于所述本土的好氧微生物的微生物活性的至少一个条件，以增强油从所述含油层的迁移；
将所述经处理的水注入到所述含油层中以建立所述至少一个条件；
将氧气引入到所述含油层中用于所述本土的好氧微生物消耗；和
将至少一种养分引入到所述含油层中用于所述本土的好氧微生物消耗。
26.一种从含油层中微生物强化采油的方法，所述方法包括：
将微生物引入到所述含油层中；
处理引入到所述含油层中的水，其中所述处理至少部分地基于在所述含油层中建立有利于所述被引入的微生物的微生物活性的至少一个条件，以增强油从所述含油层的迁移；
将所述经处理的水注入到所述含油层中以建立所述至少一个条件；和
将氧气引入到所述含油层中以用于所述被引入的微生物消耗。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括：
在所述水处理之前分析所述水。
28.根据权利要求26所述的方法，还包括：
将至少一种养分引入到所述含油层中以用于所述微生物消耗。
29.根据权利要求26所述的方法，还包括：
将氧气引入到所述含油层中以用于所述微生物消耗。
30.根据权利要求26所述的方法，其中，所述水处理包括选自以下处理中的任一种处理：降低所述水的生化需氧量、降低所述水的总有机碳、降低所述水的重金属含量、调节所述水的pH值、调节所述水的盐度、调节所述水中的至少一种阴离子的浓度、调节所述水中的至少一种阳离子的浓度、及其组合。
31.根据权利要求26所述的方法，还包括：
从所述含油层中移除所述油。
32.根据权利要求26所述的方法，其中，所述微生物包括好氧微生物。
33.一种从含油层中微生物强化采油的方法，所述方法包括：
将好氧微生物引入到所述含油层中；
分析引入到所述含油层中的水；
基于所述分析处理所述水，其中所述处理至少部分地基于在所述含油层中建立有利于所引入的好氧微生物的微生物活性的至少一个条件，以增强油从所述含油层的迁移；
将所述经处理的水注入到所述含油层中以建立所述至少一个条件；
将氧气引入到所述含油层中用于所述引入的好氧微生物消耗；和
将至少一种养分引入到所述含油层中用于所述好氧微生物消耗。
34.一种用于从含油层中微生物强化采油的系统，所述系统包括：
供氧装置，所述供氧装置用于对所述含油层中的微生物供给氧气；以及
水处理设施，所述水处理设施用于处理引入到所述含油层中的水，其中，所述处理至少部分地基于在所述含油层中建立有利于微生物活性的至少一个条件，以增强油从所述含油层的迁移。
35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述供氧装置包括用于将氧气或者产生氧气的化合物注入到从所述水处理设施流出的水中。
36.根据权利要求34所述的系统，其中，所述水处理设施包括用于执行选自以下处理中的任一种处理的设备：降低所述水的生化需氧量、降低所述水的总有机碳、降低所述水的重金属含量、调节所述水的pH值、调节所述水的盐度、调节所述水中的至少一种阴离子的浓度、调节所述水中的至少一种阳离子的浓度、及其组合。
37.根据权利要求34所述的系统，还包括：
养分供给装置，所述养分供给装置用于将养分供给至所述含油层中的所述微生物。
38.根据权利要求34所述的系统，还包括：
微生物注入装置，所述微生物注入装置用于将微生物注入到从所述水处理设施流出的水中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140122 |