CN104373094A - 一种低渗透油藏微生物采油复合制剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微生物采油技术领域，具体涉及一种低渗透油藏微生物采油复合制剂及其使用方法，低渗透油藏微生物采油复合制剂由铜绿假单胞菌CGMCC1.10452和两种枯草芽孢杆菌CGMCC1.2172、CGMCC1.2166的发酵培养物混合配制而成。使用该复合制剂时，将注入阶段等分为4个段塞注入过程，间断性的完成4个段塞的作业，最终均匀地驱替到油层并洗脱原油，这种微生物的复合制剂，能有效改善油田的注水效率，从而提高原油的采收率，对环境及人体无毒害作用，在低渗透油藏微生物采油方面具有良好的应用前景，工艺简单，生产成本低，对低渗透油藏具有很好的环境适应能力，且提高原油采收率作用明显。

Description

一种低渗透油藏微生物采油复合制剂及其使用方法
技术领域
本发明属于微生物采油技术领域，具体涉及一种低渗透油藏微生物采油复合制剂及其使用方法。
背景技术
石油是工业社会的重要能源，在经济和社会的发展中占有举足轻重的地位。但整个世界范围内的原油贮量正日益减少，正在生产中的油田许多己进入开采的中后期，枯竭矿和稠油矿比例逐渐增加又加大了开采难度。这就为我们通过各种技术手段提高原油采收率带来了广阔的研究空间。
微生物提高原油采收率(Microbial Enhanced Recovery Technology简称MEOR)是近年来研究和应用日趋成熟的一项新技术，它可以通过多种作用机理来提高原油开采率，是目前公认的开采油藏中剩余油和枯竭油藏最好的廉价的采油方法。
比如中国专利CN102852497A，公开了一种低渗透油田复合微生物采油方法，该方法包括以下步骤：
1)产表面活性剂菌种与产聚合物菌种，分别经室内摇瓶培养，一级、二级种子罐放大及生产罐发酵生产，得到高活力的产表面活性剂菌种的发酵液及产聚合物菌种的发酵液；2)将步骤1)中发酵生产的产表面活性剂菌种和产聚合物菌种的发酵液按体积比1：1的比例混合，得到混合液，即：复合微生物菌液；3)将步骤2)得到的复合微生物菌液作为驱油剂通过注水井直接注入到油层，由生产井获得原油。
铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌均属细菌，具有产生物表面活性剂和生物酶等代谢产物的能力。目前，已有研究发现铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌产生糖脂类和脂肽类的生物表面活性剂，具有降低界面张力，稳定乳化液、无毒、能生物降解等特点。枯草芽孢杆菌还具有产生碱性蛋白酶类物质，具有微生物解堵作用，专利CN101699026A，提供一种低渗透油藏微生物采油方法，包括如下步骤：(1)低渗透油藏压裂生产；(2)通过压裂生产的裂缝向油层中注入微生物及营养液进行微生物采油，这里的微生物就可以是铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌。但是这种方法需要配合压裂作业，比较复杂，一定条件下还不能满足微生物采油的施工作业。
但是由于铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌这些微生物相对于其他微生物具有较强的优势，因此可以在石油工业和其他行业中展示出独特的应用前景。
发明内容
本发明的目的是克服微生物采油技术在石油行业应用前景巨大但实际并没有得到广泛发展应用的问题，提供一种适用于低渗透油藏的微生物采油复合制剂及其应用，利用能够产生糖脂类和脂肽类生物表面活性剂的菌株共同作用，有效改善油田的注水效率，从而提高原油的采收率。
为此，本发明提供了一种低渗透油藏微生物采油复合制剂，所述复合制剂由保藏号为CGMCC1.10452的铜绿假单胞菌和保藏号分别为CGMCC1.2172、CGMCC1.2166的两种枯草芽孢杆菌发酵培养物混合配制而成。
所述复合制剂中铜绿假单胞菌CGMCC1.10452和两种枯草芽孢杆菌CGMCC1.2172、CGMCC1.2166的发酵培养物按体积比4:3:3混合配置而成，且该复合制剂中微生物的菌落总数大于9×1011CFU/ml。
一种上述的低渗透油藏微生物采油复合制剂的使用方法，将注入阶段等分为4个段塞注入过程，并按如下步骤操作：
(1)稀释低渗透油藏微生物采油复合制剂后，匀速注入油层中，作为第一段塞，对地层的大孔道和高渗带进行封堵；
(2)间隔3-5日，间隔期内恢复注水井正常生产制度，注水量为注水井正常生产制度要求的每日配注量；
(3)重复步骤(1)和(2)三次，作为第二段塞、第三段塞和第四断塞，均匀地驱替到油层并洗脱原油。
上述的稀释低渗透油藏微生物采油复合制剂，是按体积比用水将原有的低渗透油藏微生物采油复合制剂稀释至3％体积。
上述的步骤(1)中匀速注入油层中的注入速度为S，按照下述公式计算，
S＝L0/24，m3/h；
其中：L0—注水井正常生产制度要求的每日配注量，m3。
上述的步骤(1)中注入稀释的低渗透油藏微生物采油复合制剂的总量为V，按照下述公式计算。
V＝0.003PV
PV＝S·H·φ
其中：PV—孔隙体积，m3；
S—水驱控制面积，m2；
H—油层有效厚度，m；
φ—孔隙度。
本发明的有益效果：本发明的这种低渗透油藏微生物采油复合制剂，利用能够产生糖脂类和脂肽类生物表面活性剂的菌株共同作用，有效改善油田的注水效率，从而提高原油的采收率。该微生物采油复合制剂对环境及人体无毒害作用，在低渗透油藏微生物采油方面具有良好的应用前景。工艺简单，生产成本低，对低渗透油藏具有很好的环境适应能力，且提高原油采收率作用明显。
具体实施方式
由于铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌这些微生物相对于其他微生物具有较强的优势，因此可以在石油工业和其他行业中展示出独特的应用前景。
实施例1：
本实施例提供一种低渗透油藏微生物采油复合制剂，所述复合制剂由铜绿假单胞菌CGMCC1.10452和两种枯草芽孢杆菌CGMCC1.2172、CGMCC1.2166的发酵培养物混合，按体积比4:3:3混合配置而成，且该复合制剂中微生物的菌落总数大于9×1011CFU/ml。
上述低渗透油藏微生物采油复合制剂的制备方法，包括如下步骤：先将铜绿假单胞菌CGMCC1.10452、枯草芽孢杆菌CGMCC1.2172、枯草芽孢杆菌CGMCC1.2166分别在LB固体培养基中活化；再分别接种菌株对应的发酵液体培养基培养48h，然后将三种菌液进行组合，制备得到微生物采油复合制剂。
LB固体培养基配方为：胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、氯化钠10g/L、琼脂粉15g/L；
铜绿假单胞菌CGMCC1.10452发酵液体培养基配方为：蛋白胨5g/L，葡萄糖1g/L，酵母浸粉1g/L，NaCl 0.5g/L；
枯草芽孢杆菌CGMCC1.2172、CGMCC1.2166发酵液体培养基配方为：蔗糖20g/L，氯化铵3g/L，硫酸镁0.2g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，磷酸氢二钠1.25g/L，氯化钙0.08g/L，酵母浸膏0.5g/L。
上述的低渗透油藏微生物采油复合制剂的使用方法，将注入阶段等分为4个段塞注入过程，并按如下步骤操作：
稀释低渗透油藏微生物采油复合制剂后(稀释低渗透油藏微生物采油复合制剂，是按体积比用水将原有的低渗透油藏微生物采油复合制剂稀释至3％体积)，以速度S匀速注入油层中，作为第一段塞，对地层的大孔道和高渗带进行封堵，微生物在地层中生长、繁殖和产生代谢物，达到提高封堵效率、改善水驱的目的，总注入量为V；
其中：
速度S＝L0/24，m3/h；
L0—注水井正常生产制度要求的每日配注量，m3。
注入稀释的低渗透油藏微生物采油复合制剂的总量为
V＝0.003PV，PV＝S·H·φ
PV—孔隙体积，m3；
S—水驱控制面积，m2；
H—油层有效厚度，m；
φ—孔隙度。
(2)间隔3-5日，间隔期内恢复注水井正常生产制度，注水量为注水井正常生产制度要求的每日配注量；
(3)重复步骤(1)和(2)三次，作为第二段塞、第三段塞和第四断塞，这些段塞注入产表面活性剂、降解作用强的铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌，使微生物均匀地驱替到油层并洗脱原油、提高油井产量。
以下分别研究微生物对原油脱油作用、解堵恢复岩心渗透率、岩心驱替进行试验。
实施例2：
微生物采油复合制剂对原油脱油作用测定
将三叠系长6油藏王窑区块原油与石英砂按照1:1体积比混合，37℃老化1周。取烘干带油石英砂20g，加入3％微生物采油复合制剂50ml，空白对照王窑区块油田地层水，模拟地层温度35℃恒温培养48h。分别于0.5，1，3，6，12，24，48小时后取出并计量浮于液体表面的原油，检测微生物采油复合制剂的脱油效率,，实验结果如表1所示，随着微生物采油复合制剂作用时间的延长，加入微生物采油复合制剂的烧杯内液面油层慢慢变厚，底层石英砂逐渐露出本色，脱油效果十分显著，经实验测定3％微生物采油复合制剂作用带油石英砂48h后的脱油效率为90.3％。
表1微生物溶液脱油效率检测结果
实施例3：
微生物采油复合制剂解堵恢复岩心渗透率实验
采用3％微生物采油复合制剂进行解堵实验，记录前后渗透率的变化，评价微生物采油复合制剂的解堵恢复效率。取人工岩心，正相通盐水，测盐水的渗透率k0；正相通掺砂原油，形成堵塞；反相通盐水，测解堵前盐水的渗透率k1；反相通3％微生物采油复合制剂2PV后浸泡24h解堵；正相通盐水，测解堵后盐水的渗透率k2，实验结果见表2。结果表明，3％微生物采油复合制剂对渗透率3127md和3307md人工岩心堵塞后渗透率恢复率可分别达到97.6％和80.5％。表明菌液能够解除油藏有机物堵塞、提高渗流能力。
表2微生物溶液岩心渗透率恢复试验
实施例4：
微生物采油复合制剂岩心驱替模拟实验
为了验证微生物采油复合制剂的驱油效果，采用三叠系长6油藏王窑区块原油、长6天然岩心及人工岩心，在地层温度条件，模拟水驱及微生物驱过程，计算微生物驱后，岩心驱替效率的提高百分比。
利用人工岩心W1、W2和长6岩心样品进行微生物驱油模拟试验，试验温度40℃，实验步骤：岩心模型饱和水→岩心模型饱和油→水驱实验→微生物驱实验→后续水驱，实验结果如表3所示，
表3微生物溶液岩心模型中的驱油效果
岩心驱替实验结果表明，微生物采油复合制剂注入后，注入压力逐渐增大，岩心驱替效率累计增加了9.6％～13.9％，说明注入的微生物采油复合制剂扩大了水驱波及体积，通过调驱、洗油作用提高了岩心驱替效率，具备现场应用潜力。
以下结合具体的现场试验对本发明的这种渗透油藏微生物采油复合制剂进行效果说明：
实施例5：
不同复配比例的微生物采油复合制剂对原油脱油作用测定
不同复配比例微生物采油复合制剂的制备：与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于3菌株发酵培养物分别按体积比1:1:1或3:2:2混合。
将三叠系长6油藏王窑区块原油与石英砂按照1:1体积比混合，37℃老化1周。取烘干带油石英砂20g，加入3％不同复配比例的微生物采油复合制剂50ml，空白对照王窑区块油田地层水，模拟地层温度35℃恒温培养48h。分别于0.5，1，3，6，12，24，48小时后取出并计量浮于液体表面的原油，检测微生物采油复合制剂的脱油效率，实验结果如表4所示。
表1微生物溶液脱油效率检测结果
由表4可以看出，随着微生物采油复合制剂作用时间的延长，加入微生物采油复合制剂的烧杯内液面油层慢慢变厚，底层石英砂逐渐露出本色，脱油效果十分显著，经实验测定按4:3:3比例复配的微生物采油复合制剂作用带油石英砂48h后的脱油效率最高，为90.3％。
实施例6：
微生物采油复合制剂现场应用情况及效果分析
选取王窑中西部中高含水井组12个进行微生物采油复合制剂连片试验。试验自2009年4月至2011年7月，累计注入微生物采油复合制剂原液约334m3，累计注入3％微生物采油复合制剂约108020m3，现场试验运行顺利。截止2011年12月，试验区块阶段日均增油量8.31t/d，增油幅度11.51％；日均降水16.9m3，综合含水下降10.8％。试验区块累计增油超过5070t，累计降水900m3，产出效益2333万元，根据投入成本和产出效益计算，微生物驱油试验取得的投入产出比达到1:5.9。
综上所述，无论是理论还是实际均可以证明本发明中的这种低渗透油藏微生物采油复合制剂，利用能够产生糖脂类和脂肽类生物表面活性剂的菌株共同作用，有效改善油田的注水效率，从而提高原油的采收率。
本发明涉及的铜绿假单胞菌CGMCC1.10452、枯草芽孢杆菌CGMCC1.2172、枯草芽孢杆菌CGMCC1.2166均为现有保藏菌株，可以直接购得，其中
铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)CGMCC1.10452，保藏单位名称：中国科学院微生物研究所；地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号；邮编：100101；保藏编号：CGMCC1.10452；来源历史：广东省微生物研究所；分离号：GIM32。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC1.2172，保藏单位名称：中国科学院微生物研究所；地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号；邮编：100101；保藏编号：CGMCC1.2172；来源历史：中国食品发酵工业科学研究所(IFFI)；分离号：IFFI 10089。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC1.2166，保藏单位名称：中国科学院微生物研究所；地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号；邮编：100101；保藏编号：CGMCC1.2166；来源历史：中国食品发酵工业科学研究所(IFFI)；分离号：IFFI 10080。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低渗透油藏微生物采油复合制剂，其特征在于：所述复合制剂由保藏号为CGMCC1.10452的铜绿假单胞菌和保藏号分别为CGMCC1.2172、CGMCC1.2166的两种枯草芽孢杆菌发酵培养物混合配制而成。
2.如权利要求1所述的低渗透油藏微生物采油复合制剂，其特征在于：所述复合制剂中铜绿假单胞菌CGMCC1.10452和两种枯草芽孢杆菌CGMCC1.2172、CGMCC1.2166的发酵培养物按体积比4:3:3混合配置而成，且该复合制剂中微生物的菌落总数大于9×1011CFU/ml。
3.一种如权利要求1或2所述的低渗透油藏微生物采油复合制剂的使用方法，其特征在于：将注入阶段等分为4个段塞注入过程，并按如下步骤操作，
(1)稀释低渗透油藏微生物采油复合制剂后，匀速注入油层中，作为第一段塞，对地层的大孔道和高渗带进行封堵；
(2)间隔3-5日，间隔期内恢复注水井正常生产制度，注水量为注水井正常生产制度要求的每日配注量；
(3)重复步骤(1)和(2)三次，作为第二段塞、第三段塞和第四断塞，均匀地驱替到油层并洗脱原油。
4.如权利要求3所述的低渗透油藏微生物采油复合制剂的使用方法，其特征在于：所述的稀释低渗透油藏微生物采油复合制剂，是按体积比用水将原有的低渗透油藏微生物采油复合制剂稀释至3％体积。
5.如权利要求3所述的低渗透油藏微生物采油复合制剂的使用方法，其特征在于：所述的步骤(1)中匀速注入油层中的注入速度为S，按照下述公式计算，
S＝L0/24，m3/h；
其中：L0—注水井正常生产制度要求的每日配注量，m3。
6.如权利要求3所述的低渗透油藏微生物采油复合制剂的使用方法，其特征在于：所述的步骤(1)中注入稀释的低渗透油藏微生物采油复合制剂的总量为V，按照下述公式计算。
V＝0.003PV
PV＝S·H·φ
其中：PV—孔隙体积，m3；
S—水驱控制面积，m2；
H—油层有效厚度，m；
φ—孔隙度。
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