CN1038327A - 从油藏中采油 - Google Patents

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Abstract

本发明与在微生物协助下从油藏中采油的方法 有关。本发明特有的是提出了在目的油藏中使内源 微生物种群增加(该微生物具有表面活性)到一个足 以影响提高石油采收率的水平的采油方法。

Description

本发明涉及一种在微生物协助下从油藏中采油的方法。
在一次采油时，油藏压力随石油产量逐渐衰竭而下降。为弥补产量降低，向油藏注水或注气。这个过程就是所谓的二次采油。在二次采油时水油一直上升，采油已不再经济为止。残余油的数量可达原始储量的65%，其分布方式与原始的地下储油状况明显不同。由于油/水/岩石体系中的毛细管力，各种二次采油方法不能释出被拘的残余油，注入的流体也不能渗入到油藏的各个部位。人们应用表面活性剂降低油藏流体与残余油间的界面张力，以便把那些只靠注入流体所无法推动的油驱替出来。然而在化学驱提高采收率中所用的表面活性剂只在很窄的温度、疏水亲油平衡值（HLB）、含盐度和岩石类型范围内才表现最优的活性。因此，表面活性剂提高采收率的方法通常都要针对特定油藏进行研制。
由原油得到的表面活性剂（例如，石油磺酸盐）在一些先导性矿场试验中已证明采出了残余油，但用这种方法采出的油的成本要比市场价格高得多。表面活性剂本身是昂贵的，它们又势必要吸附到岩石上，因而其需要量是那样之大。聚合物驱也取得某些成功，但其成本也是高的。由石油作原料制造的聚丙烯酰胺和微生物产品黄原胶都在使用着：前者不太贵，但在高温和许多油藏常遇到的含盐度水平下不太有效。后者虽然存在着形成的微胶会在注入井的地层表面上引起堵塞，并可能在油藏内发生降解，而且材料昂贵等问题，但在技术上还是比较满意的。
曾建议应用微生物获得提高采收率用的表面活性剂。这个技术就是所谓的微生物提高采收率方法（MEOR）。
多年来，用微生物生产表面活性剂的方法已得到了认可。这些生物表面活性剂化合物一般总含有一种脂类组分，通常是糖脂。生物表面活性剂其它类别为脂肽，磷脂，脂肪酸和中性的脂类化合物。
应用微生物提高石油采收率过程有几个潜在的优点。其中包括，由微生物生物合成产生的，具有对提高采收率有用性质的化合物的范围很宽，成本变化范围也比较大，并能够在油藏内部产生生物代谢产物，因而降低了化学表面活性剂的用量。
目前流行的微生物提高采收率方法是注入，并在油藏内建立一个外源性的微生物种群。这个种群由诸如糖蜜或其它可发酵糖的营养物所供养，同时以一个氮源和矿物盐作为用于二次油移动水驱的添加剂。也研究过其它烃类物质，然而由于可发酵糖经济上的优势，使它成为优先选用的物质。
把微生物注入到油藏的方法，由于受到油藏通常遇到的条件限制而难于推广。特别是小的和可变的油藏孔隙尺寸，连同极高的温度、含盐度/离子强度，以及压力大大限制了可注入的微生物的类型，范围和数目。并且，在许多油藏中存在的高度还原环境具有同样重要的作用。缺氧环境大大限制了由引入到油藏的生物可合成生物代谢产物的范围。
目前流行的微生物提高采收率方法所用微生物的缺点是它们可能堵塞油层孔隙，这是由于水驱时提供了丰富的营养条件，使它们具有大的细胞体积所致。也会发现这些大的细胞难于渗入岩石的小孔隙。
我们曾惊奇地发现，那些能够在油井条件下生长的微生物其表面活性可以通过让微生物经受限定的营养物条件而提高。这样的微生物对于微生物法提高石油采收率特别有用。
据此，本发明设想了一个从油藏中采油的方法，此方法通过增加目的油藏内内源性微生物种群（该微生物具有表面活性）到一个足以影响提高采收率的水平实现的。在一种情况下，本发明是在压力下通过降低目的油藏内油的界面张力影响提高采收率的。
更详细地说，本发明的一种情况是设想了一个由下列步骤组成的从油藏中采油的方法：
（a）从目的油藏分离内源微生物;
（b）查明可使该微生物生长的限定的营养物;
（c）在足以影响内源微生物种群增长的条件下在一定时间内向该油藏供应有效数量的上述营养物;
（d）在一定时间内保持该油藏处于足以提高该微生物表面活性的营养物限定条件下，和
（e）使该油藏投产采油。
本发明的另一种情况是设想了一个由如下步骤组成的从油藏中采油的方法：
（a）从目的油藏分离内源微生物;
（b）查明可使该微生物生长的限定的营养物;
（c）在足以增加它们种群水平的条件下使该微生物生长;
（d）在足以影响内源微生物种群在该油藏内增加的条件下，在一定时间内与该微生物一起向油藏内提供有效数量的上述营养物;
（e）在一定时间内保持该油藏处于足以提高该油藏内微生物表面活性的条件下;
（f）使该油藏投产采油。
本发明还进一步提供了一个提高微生物表面活性的方法，它是让适应在油井条件下生长的微生物在营养介质中，在满足营养物限定条件下经历一个或多个生长循环。
本发明还有一种情况，它提供了由如下步骤组成的提高油藏采收率的方法：
（a）由油藏或其它来源提供可以适应油藏条件的微生物;
（b）把微生物放入一种营养物介质中促使其生长;
（c）让微生物经历一个或多个营养物限定的循环;
（d）把微生物引入油藏中;
（e）从油藏中采油。
图1为Alton-3井在注入无营养物的产出水之后油产量变化图，油产量用每天产油桶数（BPD（+））表示。
图2为Alton-3井在注入含营养物的产出水之后油产量变化图，油产量表示法同图1。
本发明特别可以通过提取微生物样品，同时取微生物驻留的油藏内的液体，分析这个液体来预先确定多半可能使这些微生物生长的限定的营养物。在这里“营养物”这个术语是广义的。它包括能使微生物生长或促进其生长所需要的各种无机物或有机化合物。在这里考虑的无机物包括在下列元素：C，H，O，P，N，S，Mg，Fe或Ca中至少含有一种元素的物质。仅仅作为例证，这样的无机化合物包括：PO2 4、NH4，NO2，NO3，SO2 4亦在其中。这些营养物只要一经确定是属于限定的，就又在一定的时间内，在能使内源微生物生长的条件下加到油藏中去。
在取样时还测定同化有机碳的数量。更重要的是从油藏取样确定一旦供应了限定的营养物，这些内源微生物能否生长，能否从内源有机化合物中获取碳和能量。一些标准的测试方法，诸如分光光度法，核磁共振，红外，高效液相色谱，气相色谱，化学实验等等，都用来确定可存在的含碳化合物。如果需要，除了限定的营养物外还供应一种碳源。在一个最佳的具体例证中应用于非葡萄糖碳化合物，因为发现葡萄糖和由葡萄糖单元组成的化合物（比如糖蜜）在内源微生物依靠这些化合物生长之后并不会提高它们的表面活性。蛋白胨及诸如此类的物质是优选的非葡萄糖碳源的一个实例。
进而可以对存在的微生物数目进行估计。如果存在大量的微生物，那么就可以简单地把缺少的营养物直接加到油藏中，在一定的时间间隔内刺激其生长。反之，在仅有少量微生物存在的地方，可以在适宜的介质中提供缺少的营养物在实验室，或在适宜的情况下在现场让微生物生长，以增加它们的数目。如果让微生物经历一个以上的循环，在此循环中加入营养物让其生长，然后再让微生物经受营养物再度缺乏的条件是十分可取的。在这个操作之后把微生物引入油藏。在上述的促进生长和抑制生长的每个循环中可以进行分析以确定微生物是否处于生长状态。用高效液相色谱和气液色谱分析脂肪酸的构型是特别方便的，因为膜脂类的饱和度和顺/反构型似乎随着因营养物的局限性生长受到阻滞而改变。
上面的应用微生物提高石油采收率的方法是基于下面的假设提出的，即微生物的某一株系固有地比其它株系更适于产生表面活性剂，要求的是从已知的所有微生物中分离出那些能最多地生产表面活性剂的微生物来。另一方面，本发明是以了解到表面活性是油藏内微生物一种固有的或可诱导的特性，表面活性取决于微生物本身的物理条件为基础的。因此，表面活性就意味着微生物降低表面张力的性质，该性质对细胞来说可以是内源的或是外源的，它也包括着产生表面活性剂的性质。微生物不但可能具有表面性质，它也可能产生利于采油的气体。此外，对于上述方法，引入的微生物在所考虑的油藏的特定的环境下也不一定会很好的生存，比如这一环境对温度、压力、酸度等等就可能与微生物生存条件极不相同。因此，微生物通过油藏成功传播的前景就不会很好。本发明的一个可取之处就在于所用的微生物已存在于油藏之中，从开始就知道它们能够在油藏环境中存活，这样当把它们返回到油藏时，可以预料它们会存活下去，这样做就没有由于引入外源微生物而伴随的恶劣环境顺序所带来的严重危险。
通常也会有这种情况，由于油藏条件通常都不利于微生物种群的繁衍，微生物在油藏内会处于营养物丧失状态。微生物在油藏内占据着油水相的边界，根据营养物是否缺乏，它们实际上位于边界的周围。随着营养物逐渐丧失，我们发现微生物变得更加憎水。这种作用多少与微生物的类表面活性剂性质有关，其机理还未充分了解。一方面在这种条件下微生物可能会制造和分泌表面活性物质，或者微生物细胞本身就可能表现出一种憎水的或类似表面活性剂的性质。这样，微生物细胞本身，生存着的，休眠的，或者有可能在微生物死亡之后，成为了表面活性剂。
在一个样品从油藏中取出，通过分析确定具有大量有机体（也就是每毫升大于103个细胞）的情况下，在实施本发明时则假定油藏中有足够的生物保证表面活性剂大量产生。在这种情况下，把那些限定微生物生长的营养物供给油藏，然后让微生物经历至少一个营养物限定的循环（即让微生物消耗营养物，然后再补充被消耗的营养物）来增加微生物的表面活性和提高石油采收率。
在实施本发明的方法时，即从油藏中取出微生物然后再返回去以更有利于采油，从油藏分离微生物可以以任何惯用的方式进行。通常是通过油井套管从油藏取回样品。样品除了微生物之外还包括地层水和油藏中的油。取回的样品用已知的，人们已经操作熟练的方法，比如原子吸收光谱进行分析，以确定看来限定生物生长的营养物。一般这样的分析将表明不存在有氮（比如硝酸盐）和磷酸盐。然后让这些生物在供给前面确定的缺少组分的营养介质中生长。可以在一系列营养介质中测定微生物的生长情况，然后选择使细菌生长最快的介质作微生物的培养基。在培养微生物期间取出样品检验其表面活性。例如，可以进行一个试验来确定受这些生物影响降低界面张力的能力，并建立一个双向比较程序说明营养物消耗和得到的生物表面活性之间的关系。营养物的损耗自然可以随微生物的代谢而发生，它也可能受取出微生物和把它们放入不同介质中，比如把它们放入原来从油藏中提取的介质中的影响。
微生物通常要经历营养物加入和损耗的几个循环以使表面活性最大，这可通过测定微生物使界面张力降低的程度确定出来。只要产生了期望数量的生物，充分消耗了营养物质，就降低界面张力而言给出了最佳作用，就把这些生物引入到油藏里。微生物可以通过井的套管引入，然后由引入点通过油藏扩展出去。微生物渗过岩石孔隙起着表面活性剂的作用，能够使捕集在岩石物质中的油被从一口井出发的水容易地冲走。
注意到微生物经历营养物加入和损耗循环，其细胞体积比只经历营养物加入条件的微生物的细胞体积小得多这一点是十分重要的。一个细胞体积减少70%并不是罕见的。另外，这样的微生物的细胞体积还可能比处理时未从井中取出的微生物小些。细胞体积足够小的微生物能够穿过岩石孔隙，它连同微生物的表面活性都对采油有利。
具有表面活性并在油藏条件下能够存活的微生物，对一个特定油藏它不是天然存在的。而是由人们引入到油藏中的，这些微生物可以以上述方式经历营养物加入和损耗的循环以提高它们的表面活性。这种微生物可以加入到油井中来提高采收率。
本发明惊奇地发现，采出的水具有适宜的碱水环境，期望的营养物可以溶解其中，在把微生物引入到油藏之前先引入到采出水中。“采出水”意味着从油藏喷出的油-水混合物中的水相。采出水也可以叫做共生产水。把采出水缓冲以使它与油藏的生态相容，经常用碳酸盐和重碳酸盐制备缓冲条件。缓冲化合物的选择取决于油藏生态的pH，实际上它可以在pH2～10范围内变化。在一个选用的方法中，把期望的营养物，还随意地包括碳源和/或外源微生物加到采出水中，并根据本发明在一定的条件和时间内把它们注入到油藏中。收集喷出来的油-水混合物，进行相分离，收集并分析水相，测定营养物，碳源和/或其中原来含有的微生物的浓度。如果有必要，在注回油藏之前调节这些添加剂的浓度，若有必要也调节其缓冲能力，使其在油藏中重复循环。
按照本发明会进一步惊奇地发现，向采出水加入各组分的次序会使最终结果明显不同。因此，应用填充砂和采出水对各个油藏进行试验是合适的，列在例3中的各组分（应用“Castenholz”介质）是以不同次序加入的。
这里所说的油藏是指沉积的任何地方。另外，“采油方法”是指标准的采油方法，比如用水或气来产生压力，但不限于此。
提高微生物的表面活性和应用微生物提高采收率方法进一步的详情在下面的非限定的例子中给出。
例1
这个实例说明了通过交替使营养物丰富和营养物限于生存的多次反复可使界面张力急剧降低的情况。界面张力用每米毫牛顿量度。
把没有检测出有表面活性剂产生的乙酸钙不动杆菌的培养物接种到添加和不添加石蜡的 1/2 浓度的营养肉汤（NB）中去。在以前的实验中曾表明 1/2 浓度NB是产生表面活性剂营养物的最佳耗量。所有培养物在32℃下恒温过夜。然后在恒温24，48和96小时下应用液滴形成法对十六烷测定介质的界面张力。
介质    界面张力
对照 1/2 NB 29.56
1/2 NB+石蜡 27.32
24小时 1/2 NB+培养物 30.16
1/2 NB+石蜡+培养物 29.54
48小时 1/2 NB+培养物 26.94
1/2 NB+石蜡+培养物 29.56
96小时 1/2 NB+培养物 29.71
1/2 NB+石蜡+培养物 29.97
然后把 1/2 NB中的培养物次代培养到新鲜培养基中，重复试验。
介质    界面张力
24小时 1/2 NB+培养物 29.56
1/2 NB+石蜡+培养物 27.32
48小时 1/2 NB+培养物 14.66
1/2 NB+石蜡+培养物 14.04
96小时 1/2 NB+培养物 10.03
1/2 NB+石蜡+培养物 8.60
再把 1/2 NB+石蜡+培养物体系的培养物次代培养到新鲜培养基中，重复试验。
介质    界面张力
24小时 1/2 NB+培养物 23.25
1/2 NB+石蜡+培养物 20.91
48小时 1/2 NB+培养物 12.25
1/2 NB+石蜡+培养物 9.45
96小时 1/2 NB+培养物 10.12
1/2 NB+石蜡+培养物 6.42
应用许多嗜常温的和嗜热的细菌品种再现了这个现象，其中包括铜绿假单胞菌（绿脓杆菌），荧光假单胞菌，酸热芽孢杆菌，栖热嗜热菌（Thermus thermophilus）＊和水生栖热菌。
例2
这个例子说明了烃类，在这种情况下为石蜡，对界面张力的影响。
把水生栖热菌的培养物接种到Castenholz介质中去（Castenholz，R.W.（1969），Basteriol.Rev.33，476）。每对培养物中都有一个试管用石蜡覆盖。然后把培养物在70℃下恒温，用液滴形成法测定与十六烷的界面张力。
培养物    恒温时间    界面张力
（天）
水生栖热菌    2    43.96
5    45.41
7    44.97
20    40.28
水生栖热菌+石蜡    2    45.58
5    42.34
7    39.40
20    19.87
把具有最低界面张力的培养物次代培养到新鲜培养基中，并经历营养物限制和加入的三个循环。第四个营养物限制循环的结果如下：
培养物    恒温时间（天）    界面张力
水生栖热菌    6    35.96
11    33.94
28    35.98
32    32.23
水生栖热菌+石蜡    6    33.34
11    28.93
25    8.25
32    5.23
例3
这个例子是在从澳大利亚奎因岛南部Surat盆地的一个称为Alton的油井取出的地层水和油样品上进行的实验。
油藏流体取样方案
Ⅰ.为微生物研究的样品
取样期间的主要任务是收集代表油藏流体的样品，并尽量减少样品与空气的混合。因而用如下的方案在井口的一个取样点收集Alton井的样品。
1.用50毫升塑料的易处理的注射器抽取样品。注射器完全让样品充满以使在抽吸时没有空气进入。
2.取样注射器的针头通过橡皮隔膜插入样品瓶，瓶内含有0.1毫升0.1%的刃天青（氧化还原指示剂）。
3.把另一个针头（B）正中穿过隔膜插入。
4.把油藏流体注到样品瓶中，直到它们通过针头B喷射出来为止。在样品喷出时很快地把针头B取出。相继取下注射器和针头。
5.对于在注入后30多分钟内仍然保持粉色的试样，要添加0.2毫升10%Na2S·9H2O的试样。直至溶液变成无色。
6.样品立即送到实验室以便分析。
Ⅱ.为化学研究的样品。
化学分析用的样品按标准方法学收集，比如，Collins    A.G.（1975），油田水地球化学，科学进展系列书，No.1，Elsevier科学出版公司，纽约。
样品的初始评价
Ⅰ.微生物方面
含油和水样品中的微生物用相衬显微法和染色法，如革兰氏染色法，直接肉眼观测。观察包括许多高度活动形式的各种微生物。根据形态和染色特征将试样分组。最主要的形式为两种不同的杆菌，第一种比第二种相对短而粗。较短的生物有时具有膨胀部位，特别是在极性部份，而较长的杆菌有时会形成短链或丛枝状。第三类生物是小的革兰氏阳性的球菌。可肉眼观察的微生物数目与检测样品中油的数量成比例。
Ⅱ.化学方面
油藏水的化学性质是通过对水和油/水样品进行多次分析评价的。这些分析按标准方法进行，比如Collins    A.G（1975），油田水地球化学，科学进展系列丛书No.1，Elsevier科学出版公司，纽约;和美国石油研究所（API）（1986）标准。这些方法包括原子吸收光谱（AAS），火焰光度计，以及应用离子选择电报。上述文章介绍了油田水分析的操作方法。代表性的分析结果如下：
分析    毫克/升    分析    毫克/升
钠    350    重碳酸盐    800
钙    3.5    碳酸盐    50
钾    1.5    氯化物    115
镁    1.0    硫酸盐    4.5
锌    0.2    硝酸盐    0.1
铁    痕迹量    磷酸盐    痕迹量
锰    痕迹量    pH    8.4
可以断定这些结果对于Alton井周围Surat盆地区，下Cretaceous-Jurassic含水层由新鲜自流水取的样品来说是相当典型的。
细菌生长培养基配方
对几种碳源试验了它们在油/水样品中促进微生物生长的能力。其中包括改变乳酸盐，醋酸盐，丙酸盐，棕榈酸盐，苯甲酸盐、甲酸盐，十六烷，十六烯，C4C6C8混合物和H2/CO2/醋酸盐的浓度。试验的碳源没有一个能促进微生物生长。
由这些结果和Alton水样化学分析结果得出，硝酸盐和磷酸盐可能是主要的营养物，它们实际上被消耗掉了。进行了一系列实验确定顺序增加和消耗这些营养物能否导致产生表面活性物质。同时还研究确定了加入公认的细菌生长刺激素，比如胨和酵母抽提物，能否促使产生表面活性。最后，还试验了可能呈现期望性质的培养基从孔隙材料中采出Alton油的情况。
Ⅰ.初始生长培养基
初始生长培养基的配方是以化学分析结果和前面观察到的Alton油藏中的细菌要要碳酸氢盐/碳酸盐缓冲为依剧的。
材料和方法
在实验中把125毫升的Wheaton瓶装以25毫升Alton油和75升的培养基。然后把瓶密封加盖。把一个消过毒的Alton油样接种到不予补充的培养基中，以此作为加照物。基本培养基的组成和加入添加物列于表1中。
表1.Alton油藏流体的化学组成
基本培养基：    组成成份    毫克/升
硝酸铵    500
次氮基三乙酸    100
氯化钙（二水合物）    51.3
碳酸镁（水合物）    40
硝酸钠    689
硝酸钾    103
磷酸氢二钠    280
微量成份：三氯化铁    0.28
氯化锰    2.6
氯化锌    0.24
硼酸    0.5
醋酸铜    0.02
钼酸钠    0.025
其它营养物：营养物    最终浓度
碳酸钠    0.5%
酵母抽提物    0.1%
胨（由牛肉得到）    0.1%
由这些组份制备了四个培养基和一个参照物。所有培养基和参照物都含有基本培养基和碳酸钠，加入的添加剂示于表2中。
表2：生长培养基的初始配方
培养基号    添加物
1    微量成份，酵母抽提物，胨
2    酵母抽提物，胨
3    微量成份，胨
4    胨
参照物    无
用0.5毫升0.5%硫化钠以化学方法还原各个试瓶，以出现还原型的0.1%刃天青证明这些瓶为绝氧状态。在近似Alton油藏温度，大约72℃下放置恒温。
每星期检测样品，考察其生长和界面张力情况。生长情况用显微镜半定量测定。用液滴形成法测定与十六烷的界面张力（Harkins，M.E和Brown，B，（1919）J.Amer.Chem.Soc.41p.499）。这个方法是由注射器向十六烷溶液打出一点样品。测定滴形成所需液体的体积，然后用标准公式确定界面张力。
结果：
在培养基之间半定量的生长没有明显差别。
表3：生长培养基的配方
培养基    初始    周1    周2    周3    周4
1    22.9    20.1    22.4    22.4    22.5
2    24.5    20.3    23.8    21.5    21.8
3    24.3    19.3    24.8    22.5    21.5
4    24.3    19.4    24.1    21.5    19.1
无油培养基    29.3
这种变化特性与初始接种后（停滞阶段，周1）接着是活跃生长期间（指数阶段，周2）的营养物限定状态相一致。在接着的激增状态下出现进一步的营养物限定状态（稳定状态，周2和周4）。培营基1和2是很富足的培养基。因此在这些培养基里在周4时营养物只是消耗了一部分。
结论：
1.加入酵母抽提物在这个时间系列中对界面张力的降低是不利的。
2.加入微量成份的溶液既不能促进微生物的生长也不能降低界面张力。
根据这些实验结果，选择培养基4＃作采油试验。
从填充砂采油
从填充砂采残余油的研究如下：
材料：
砂    May和Baker，Batch    MX    6210，
酸洗，中细砂，在170℃下消毒10小时。颗粒尺
寸：通过300微米筛网的不超过35%，通过
150微米筛网的不超过20%。
砂/油    每34克砂5毫升油
培养基    4培养基（如前述）
试验管    Pyrex    9827
密封    Subseals    No.33+钢丝带
方法：
1.砂/油混合物。在一个配料批次中以5毫升油和34克砂的比例使油和砂混合。这个砂/油比是由以前进行水驱砂，直到无残余油再采出为止确定的。应用超声槽作用10分钟填充砂油混合物管。
2.每个管里加入5毫升油和34克砂的混合物，重量相等。此外，每个管里还加入22毫升有和没有碳酸盐的4＃培养基。把试管盖上盖子并用带子卡紧。
3.在热空气箱中所有管子在72℃下恒温。
4.用注射器抽除水表面上的油之后，由试管的重量差确定由填充中采出的油量。
5.在实验完成时用87%氯仿和13%甲醇组成的有机溶剂在脂肪抽提器上抽提以确认留在砂中的油量。
结果：
表4：从砂填充采油量
混合物    3周    6周    9周    总计    采收率%
培养基    0.775    0.559    0.231    1.566    36.4
SDS    1.541    0.029    0.011    1.579    36.7
（十二烷
基磺酸盐）
讨论
由于用4＃培养基微生物提高采收率与用商业表面活性剂所达到的水平相当，而采纳这个培养基作最后实验。
高压和高温实验
初步实验的最后阶段是在模拟Alton油藏条件下分析采收率。
材料和方法：
应用一个为此目的专门设计的仪器在Alton油藏主要条件下试验了开采残余油的采收率。这个仪器由水套里面一个金属管组成。管子用孔隙材料和样品充填，然后密封。通过一个循环系统保持温度，在此系统中通过一个硅油油浴围绕岩心水套泵水。用一个温度自动调节装置把温度调节在73℃。初始压力大约5000千帕，它是由Haskell水力泵产生的。
1.油和砂按上述方法混合，直到出现过剩的油。这个混合物排除过剩的油，填充到不锈钢柱中。再把不锈钢柱转移到高压/高温室的中心。然后给钢柱加压和升温。
2.填充的砂/油柱一达到平衡，就在规则的时间间隔内用水驱这个砂柱。这个过程重复到从砂柱中再无油采出为止。
3.把已调节到能反映Alton油藏化学平衡的4＃培养基引到砂柱中直到驱出水来。然后密封这个砂柱，并使其保持在合适的温度和压力下。
4.从柱子中取样，并监测释放出的油。在此时检测细菌的营养状态，重复营养物驱替或根据结果停止供应营养物。
5.如果在这个过程中没有残余油驱出，这个柱子就用富集Alton油藏细菌的培养物接种，这些细菌在实验室是不给营养的。柱子卸压，重复第4和第5步，直到再没有残余油回收为止。
这个实验所用培养基是由Alton油藏采出水并加以如下化学剂组成。
化学试剂    克/1000升
溶液A    次氮基三乙酸    100
Na2HPO4280
NH4NO31087
CaCl2·2H2O 51
MgCO340
NaNO369
KNO3103
胨    1000
溶液B NaHCO33000
把溶液A和溶液B混合在一起，然后用浓盐酸或碳酸镁调节pH到8.4。然后加胨。这个培养基被滤过灭菌，在驱替砂柱前预热到73℃。
结果：
这个砂/油混合物由75/克砂和123毫升油组成。在水驱时采出了98毫升油。两周后进行营养物驱。
表5.模拟油藏条件采油
1周    2周    3周
IT（界面张力）    18.5    12.8    17.1
pH    9.32    9.45    8.86
采油量（毫升）    1.5    3.4    1.1
砂柱中总剩余油量：    123-98＝25毫升
采出油量：    6毫升
增加残余油的采收率%    24%
例4a.
下面给出了对照的矿场试验结果。矿场试验是在澳大利亚奎因岛Alton-3井进行的。其结果由图1所示。由图1清楚看出，在1988年9月开井之后，只是采出水，不能提高采收率。
例4b
如下面所述，进行了一个矿场试验，在采出水中加了营养物。结果示于图2。
概括说来，这个试验把含例3所述营养物的缓冲3的采出水注入到井里，关井大约3周。三周后井投入生产，并对油的生产进行检测。
1.注入程序
（a）井况
游樑式抽油机
生产套管：7吋外径（全套管柱）
从底到顶：2节26＃J-55钢
37节29＃N-80钢
43节23＃S-95钢
87节26＃J-55钢
生产油管：2-7/8吋，6.5磅/英尺，外加厚，
J-55级钢。
割缝衬管：距转盘方补心6032英尺至6063英尺
距转盘方补心6073英尺至6104英尺
人工井底总深度：距转盘方补心6109呎
（b）操作程序
1.0.把井架运到井场，立好井架，在环形空间安装压井管线，用井筒水压井。
2.0.卸泵，提起抽油杆。
3.0.卸下采油树，安装具有封2-7/8″管子的心子的防喷器
4.0.卸下油管锚爪，把2-7/8″管柱下入井中探测回堵总深度以证实井底是否充填压井液。
注意：从最后二次完井时的完井井底气锚深度如下：（从底到顶）
长度（英尺）    顶部座在（距转盘方
补心，英尺）
3英寸外径气锚    25.6    5972.03
泵座短接    1.56    5970.47
2-7/8吋×7吋TAC    2.56    5967.91
190节2-7/7吋油管    5953.31    14.60
在距转盘方补心5997.64英尺处完井
5.0.在井底射孔孔眼或其下部井底堵塞的总深度，从井中起出完井管柱，敞开井眼。
6.0.把2-7/8吋油管工作管柱上的7吋试井-处?挤水泥用可取出的封隔器下入井中，在封隔器下边为2节2-7/8吋的油管引鞋。引鞋底部置于射孔孔眼的顶端。
7.0.为混合水仔细循环油管（大约35桶）。座好封隔器，推荐如下的流体注入程序：
大约53桶混合水（营养物溶液）
大约35桶采出水驱替
注意：
（ⅰ）在2200磅/吋2（表压）以0.5桶/分速度注入流体。
（ⅱ）共制备15000升（94.3桶）营养物溶液。罐底允许存留7%，这样可泵出体积大约为86桶;虽然优化选择了营养物混合的最佳条件，还是先注入了25桶，剩余物在大气内暴露9～12小时，随后调节pH在大约3小时内注入的。
（ⅲ）所有注入地层的流体都用28和10微米的滤器过滤。
8.0.卸掉拍克并从井水起出。
9.0.按以前的完井管柱重新完井。
10.0.卸掉防喷器，安装采油树。
11.0.放倒井架，拉出井场。
12.0.重新下入抽油杆。排空并把泵座在泵筒内，让井开泵投产。
2.结果
1989年1月26日关井，1989年2月17日开井。
获得如下结果。
结果清楚表明，从油藏提高了采油量。
提出上述方案仅仅为了说明此过程，不背离此发明的精神和观点可以做出很多改进，它可包括这里所揭示的各种新的特征以及这些新特征的组合。

Claims (24)

1、从油藏采油的方法，它包括增加目的油藏内源微生物的种群(该微生物具有表面活性)到足以影响提高采收率的水平。
2、如权利要求1所述的方法，它进一步包括在营养物限定条件下维持油藏一定时间，使增加的内源性微生物种群足以产生表面活性。
3、如权利要求1所述的方法，其中所说内源性微生物种群的增加是通过在一定时间内加入足以使所说的微生物种群增加的有效量一种或多种营养物而实现的。
4、根据权利要求3所述的方法，其中所说的营养物为一种无机分子。
5、根据权利要求4所述的方法，其中所说的无机分子至少由下列元素：C，H，O，P，N，S，Mg，Fe或Ca中的一种组成。
6、根据权利要求3所述的方法，其中所说的营养物可进而包括一种非葡萄糖的碳源。
7、根据权利要求6所述的方法，其中所说的非葡萄糖碳源包括胨。
8、根据权利要求4所述的方法，其中添加的营养物按下列步骤确定：
a）由待采的油藏中分离出内源性微生物;
b）查明上述微生物生长的限定营养物。
9、由油藏中采出油的方法，它包括下列步骤：
a）由所述油藏分离内源微生物;
b）查明为使该微生物生长的限定营养物;
c）在一定时间内对所述油藏供应在足以影响内源微生物增加的条件下供应有效数量的上述营养物;
d）在一定时间保持所述油藏处于足以提高该微生物表面活性的营养物限定条件下;
e）让该油藏投入开采方式。
10、根据权利要求9所述的方法，其中所说的营养物由具有下列元素：C，H，O，P，N，S，Mg，Fe或Ca中至少一种的无机化合物组成。
11、根据权利要求9所述的方法，其中所说的营养物包括非葡萄糖碳源。
12、根据权利要求11所述的方法，此方法所说的非葡萄糖碳源包括胨。
13、从油藏采油的方法，它由下列步骤组成：
a）由该油藏分离内源微生物;
b）查明为使该微生物生长的限定营养物;
c）在足以增加它们种群水平的条件下让该微生物生长;
d）在一定时间内在足以影响该油藏内内源微生物种群增加的条件下，与该生物一起向油藏提供有效数量的上述营养物;
e）在一定时间内让油藏保持在足以提高该油藏内微生物表面活性的条件下;
f）令所述油藏投产采油。
14、根据权利要求13所述的方法，其中在步骤c中让微生物在营养物培养基中生长，接着营养物限制的一个或多个循环中生长。
15、根据权利要求13所述的方法，其中所说的营养物是一种无机分子。
16、根据权利要求15所述的方法，其中所说的无机分子由下列元素：C，H，O，P，N，S，Mg，Fe或钙中至少一种组成。
17、根据权利要求13所述的方法，此方法所说的营养物包括一种非葡萄糖碳源。
18、根据权利要求17所述方法，其中所说的非葡萄糖碳源是胨。
19、提高微生物表面活性的方法，它是让微生物经历在营养物培养基中生长，然后营养物限制的一个或多个循环。
20、根据权利要求19所述方法，其中所说的微生物进一步可随意地适宜在油井条件下生长。
21、由油藏提高采收率的方法，包括：
a）由该油藏或其它来源提供可适于在油藏条件下生长的微生物;
b）把微生物放入培养基中促其生长;
c）让微生物经历一个或几个营养物限制循环;
d）把微生物引入油藏;
e）从油藏中采油。
22、从油藏中采油的方法，它包括使所述油藏具有表面活性的内源微生物的种群增殖到一定水平，足以在压力下通过降低油藏内油的界面张力，以便对提高采收率发挥效用。
23、根据前面任何一项权利要求所述的方法，其中所述的营养物和/或微生物都是通过采出水返入油藏。
24、根据权利要求23所述的方法，其中所说的产出水被返复循环进入油藏，在每次返复中要在产出水中添加所需的有效数量的营养物及/或微生物，然后在一定期间内送回同一油藏，使其在相应条件下足以对提高采出量发挥效用。所述的产出水是从所述采出油中回收的，并要确定其中所述的营养物含量及/或微生物含量水平，将含有已将上述营养物及/或微生物都添够规定含量水准的产出水，按要求添足数量重新送入所述油藏。
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