CN103555628A - 驱油微生物菌剂的油田现场生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及驱油微生物在油田现场生产发酵菌液的方法，属于微生物驱油菌剂生产领域。驱油微生物是已经筛选确定的具有驱油的各微生物菌株，包括内源和外源微生物，可提高原油采收率。本发明于配料罐中采用煮沸5～20倍浓度培养基，再转移至发酵罐中并直接加入未经处理的生活饮用级自来水或地下水稀释至所需浓度，然后接种1～20％(V/V)种子液，按照菌株的生长所需要求进行保温发酵至合适的时间，发酵菌剂用于油井注入。本发明无需对培养基进行高压蒸汽灭菌及无菌处理，通过简易、低成本、现场生产驱油微生物菌剂，可现场提高菌剂的生产效率，减少菌剂工厂生产运输成本，保证菌剂的活力。为一种操作简便的发酵菌剂现场生产方法，减少杂菌污染问题，并提高微生物驱油效果的技术。
Description
技术领域
本发明涉及驱油微生物在油田现场生产发酵菌剂的方法，属于微生物驱油菌剂生产领域，具体涉及微生物发酵营养物质不需高压蒸汽、过滤等灭菌处理，在油田现场实现大规模发酵生产。
背景技术
提高原油采收率是石油开采工业中的关键问题之一。近年来，国内外对使用驱油微生物菌剂及代谢物在油田驱油、降低粘度、提高乳化等进行了大量的研究与现场实验。现场实施情况分析表明，不仅菌剂注入量小，且油田应用规模也较小，这是因为现场微生物菌剂的发酵生产未实现规模化生产，不能满足现场大量注入要求，发酵工厂生产成本高且增加运输成本，从而影响增油效果。在油井生产现场，针对已经筛选确定的菌株进行低成本、快速发酵，增加菌剂注入量，是提高微生物菌剂提高增油效果期需解决的问题之一。已有的研究及现场实验均采用发酵工业工厂中生产的纯种发酵法，过程中需要采用严格的高压蒸汽灭菌，除去培养用营养物质、水及发酵设备、管路等所含微生物。该种培养方法需要设备特殊、严格的无菌管理及措施，设备投入大，成本高，因此难以满足油田现场大规模、低成本发酵生产菌剂要求。
已有专利(CN03111810.0、CN03214578.0、CN200610000167.3)中，利用油田污水进行本源及外源微生物发酵生产并注入油井不同。现有油田的处理后的污水中由于处理硫酸盐还原菌等微生物而需要加入杀菌剂，因而影响污水直接用于驱油微生物的发酵使用。且污水中含有各种微生物，包括有益及有害微生物。其中硫酸还原菌为有害微生物。污水中即使是少量硫酸还原菌，在利用油田污水进行发酵的过程中，数量也会增加，从而对生产设备造成危害。且该方法所培养的菌剂微生物浓度为107个/mL。
在驱油微生物所需要的营养物包括鱼粉、酵母膏、蛋白胨、糖蜜、玉米浆、无机盐等，这些营养物中均含有一定量的微生物，因此不进行杀菌处理会导致驱油微生物在现场发酵时，所占比例逐渐降低，从而影响了所注入菌剂中微生物的组成及注入后的驱油效果。煮沸法可以起到杀死95～100％数量的微生物。同时生活饮用级水中所含在菌落总数低于100CFU/mL，远低于油田污水中103-4CFU/mL菌落总数。通过接种种子液可以使所需要培养的目标菌株数量占绝对优势，从而在适宜的培养条件下可以迅速生长，从而减少杂菌比例，使得所培养的菌剂满足油田现场注入要求。
本发明中采用高于驱油微生物发酵所需的适宜浓度5～20倍以上的浓度进行配料罐煮沸杀菌，在达到杀灭原料中微生物的作用同时，又抑制了其它菌的生长，降低杀菌过程能耗。实现纯种菌株发酵、降低生产成本目的及效果。同时，本发明接合目标驱油微生物的特性，选择其适宜发酵培养基及条件，也可以起到抑制杂菌的目的。
发明内容
本发明的目的是为了实现油田现场对驱油微生物菌液的大规模生产培养，降低驱油微生物菌液生产成本，促进微生物驱油技术应用。
本发明的技术方案为：
1.将驱油微生物菌株在工厂生产获得一定量的种子液，运至油田现场。种子液可以是单一菌株或复合菌株。所使用是菌株包括铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、琼氏不动杆菌(Acinetobacter junii)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、微球菌(Micrococcus)、节杆菌(Arthrobacter)、甲烷杆菌(Methanobacterium)等。
2.根据优化的菌株发酵培养基所需要的营养物质，包括碳源、氮源、无机盐、生长因子等，在配料罐中加入生活饮用级自来水或地下水，按照发酵培养基比例配置为菌株发酵所需浓度的5～20倍培养基溶液。并加热至85～100℃维持5～30min，然后通过泵转移至发酵罐。煮沸后无需人工冷却。
3.在发酵罐中加入生活饮用级自来水或地下水进行稀释，稀释至菌株生长所需的各营养物质浓度，同时按照菌体生长所需的pH条件进行调节。
4.接种工厂生产的高活力种子液，种子液的接种量为发酵液总体积的1～20％(V/V)。发酵温度按照菌株需要进行保温发酵，至菌体适宜注入需要的浓度、或碳源及氮源残留量、pH、菌体形态等指标满足要求终止发酵。即获得用于油井注入的驱油微生物菌剂。
5.根据不同目标油藏及条件，将获得的驱油微生物菌剂(单一菌剂或复合菌剂)注入油井，用于微生物驱油，提高原油开采生产。注入时也可根据接种种子液量的要求，剩余部分发酵液用于下一批次发酵生产菌剂。
本发明所使用的发酵罐、配料罐具有搅拌装置，可以采用配料罐的加热装置进行加热煮沸。发酵罐为具有保温夹层及其连接的冷热水进出罐、搅拌装置、种子液接入口、料液排除口、清洁及检修口等。油田现场油井注入，需根据不同目标油藏及条件，选择单一或复合菌液，采用调驱结合、吞吐与驱替结合或内源与外源驱油微生物驱相互结合的油井注入方式，提高微生物驱油效果。培养菌株所营养物质不需高压蒸汽、过滤等灭菌处理，发酵所需设备简单，减少菌液工厂生产运输成本，保证菌剂的活力，减少杂菌污染问题，并提高微生物驱油效果。
附图说明：
图1：驱油微生物油田现场生产流程
具体实施方式
本发明的所采用发酵罐可将现有发酵罐进行改造满足要求，或直接使用现有发酵罐，且发酵罐体积满足生产要求。
实施例1：
1).将铜绿假单胞菌菌株在工厂生产获得300L的种子液，运至油田现场。
2).铜绿假单胞菌的发酵培养基为：糖蜜7g/L，酵母膏2g/L，鱼粉3g/L，NaNO310g/L，K2HPO40.4g/L，MgSO4·6H2O0.2g/L。在配料罐中糖蜜42kg，酵母膏12kg，鱼粉18kg，NaNO360kg，K2HPO42.4kg，MgSO4·6H2O1.2kg，加入生活饮用级自来水或地下水1.2吨，并加热至100℃维持10min，然后通过泵转移至发酵罐。
3).在发酵罐中加入生活饮用级自来水或地下水稀释至培养基总体积为5.7吨，同时酸碱液调节pH至7.0。
4).接种工厂生产的高活力种子液，种子液的接种量为发酵液总体积的5％(V/V)，即加入种子液300L。发酵温度为37℃。发酵至12h，菌体浓度不低于108CFU/mL，菌体形态杆状、无自溶时结束发酵。即获得用于油井注入的铜绿假单胞菌菌剂。
5).菌剂用于油井注入。
实施例2：
1).将枯草芽孢杆菌菌株在工厂生产获得1.2吨的种子液，运至油田现场。
2).枯草芽孢杆菌的发酵培养基为：蔗糖5g/L，蛋白胨4g/L，玉米浆1g/L，NH4Cl7g/L，KH2PO41g/L，MgSO4·6H2O0.3g/L，CaCl20.1g/L。在配料罐中蔗糖30kg，蛋白胨24kg，玉米浆6kg，NH4Cl42kg，KH2PO46kg，MgSO4·6H2O1.8kg，CaCl20.6kg，加入生活饮用级自来水或地下水300L，并加热至85℃维持30min，然后通过泵转移至发酵罐。
3).在发酵罐中加入生活饮用级自来水或地下水稀释至培养基总体积为4.8吨，同时酸碱液调节pH至7.4。
4).接种工厂生产的高活力种子液，种子液的接种量为发酵液总体积的20％(V/V)，即加入种子液1.2吨。发酵温度为37℃。发酵至20h，菌体浓度不低于108CFU/mL，菌体形态杆状、无自溶时结束发酵。即获得用于油井注入的枯草芽孢杆菌菌剂。
5).菌剂用于油井注入。
实施例3：
1).将铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌菌株在工厂生产获得各0.3吨的种子液，运至油田现场。
2).符合发酵培养基为糖蜜7g/L，酵母膏2g/L，鱼粉3g/L，NaNO310g/L，K2HPO40.4g/L，MgSO4·6H2O0.2g/L。在配料罐中糖蜜42kg，酵母膏12kg，鱼粉18kg，NaNO360kg，K2HPO42.4kg，MgSO4·6H2O1.2kg，加入生活饮用级自来水或地下水0.8吨，并加热至90℃维持20min，然后通过泵转移至发酵罐。
3).在发酵罐中加入生活饮用级自来水或地下水稀释至培养基总体积为5.4吨，同时酸碱液调节pH至7.4。
4).接种工厂生产的高活力种子液，种子液的接种量为发酵液总体积的10％(V/V)，即加入种子液0.6吨。发酵温度为37℃。发酵至18h，菌体浓度不低于108CFU/mL，菌体形态杆状、无自溶时结束发酵。即获得用于油井注入的铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌复合菌剂。
5).菌剂用于油井注入。
Claims (8)
1.驱油微生物菌液在油田现场生产方法，其特征是将菌株发酵所需要的营养物质于配料罐中配置高浓度溶液，并经煮沸处理后，泵送至发酵罐，并在发酵罐中稀释至菌株发酵所需浓度，然后接种种子、调整至菌株生长所需条件进行发酵液培养，至菌剂所需要浓度或指标时停止发酵，即可获得用于驱油的微生物菌剂。用于油田现场油井注入，获得微生物驱油效果的技术。
2.根据权利要求1所述的菌株包括经过筛选确定的内源和外源具有驱油作用的微生物，可以在实验室和工厂进行大规模培养，具体包括铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、琼氏不动杆菌(Acinetobacter junii)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、微球菌(Micrococcus)、节杆菌(Arthrobacter)、甲烷杆菌(Methanobacterium)等。可以是单一菌种的发酵培养，也可以进行驱油微生物菌株性状接近的菌种混合培养，生产单一或复合菌剂。
3.根据权利要求1所述的营养物质包括满足菌株生长所需要的碳源、氮源、无机盐、生长因子等，具体涉及鱼粉、酵母膏、蛋白胨、糖蜜、淀粉、玉米浆、硝酸盐、铵盐磷酸盐、氯化钠等。也可采用优化后的发酵培养基，减少及避免杂菌生长。在配料罐中加入生活饮用级自来水或地下水，按照发酵培养基比例配置的浓度至发酵所需浓度的5～20倍培养基溶液。
4.根据权利要求1、3所述的煮沸处理条件为将配置的5～20倍浓度发酵培养基加热至85～100℃维持5～30min，然后通过泵转移至发酵罐。煮沸后无需人工冷却。可以配料罐的加热装置进行煮沸。
5.根据权利要求1所述的发酵罐中发酵，需加入的用于稀释培养基的水为生活饮用级自来水或地下水，稀释的浓度为菌株生长所需的各营养物质浓度，可为1/5～1/20稀释，同时按照菌体生长所需的pH条件进行调节。接种工厂生产的高活力种子液，种子液的接种量为发酵液总体积的1～20％(V/V)。发酵温度按照菌株需要进行保温发酵，至菌体适宜注入需要的浓度、或碳源及氮源残留量、pH、菌体形态等指标满足要求终止发酵。即获得用于油井注入的驱油微生物菌剂。
6.根据权利要求1所述的配料罐具有搅拌装置，便于营养物质溶解及发酵过程温度均一；发酵罐为具有保温夹层及其连接的冷热水进出罐、搅拌装置、种子液接入口、料液排除口、清洁及检修口等。
7.根据权利要求1所述的油田现场油井注入，需根据不同目标油藏及条件，选择单一或复合菌剂，采用调驱结合、吞吐与驱替结合或内源与外源驱油微生物驱相互结合的油井注入方式，提高微生物驱油效果。注入时也可根据接种种子液量的要求，剩余部分发酵液用于下一批次发酵生产菌液。
8.根据权利要求1～7所述，培养菌株所营养物质不需高压蒸汽、过滤等灭菌处理，发酵所需设备简单，减少菌剂工厂生产运输成本，保证菌剂的活力，减少杂菌污染问题，并提高微生物驱油效果。
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