CN104388374B - 一种促进微生物采油的营养盐培养基 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种促进微生物采油的营养盐培养基，包括氮源、磷源、pH值缓冲控制剂、微量元素均衡调节剂、渗透压调节剂和天然原料抽出液，所述天然原料抽出液为谷糠抽出液和松针抽出液，所述谷糠抽提液制备方法为：将5‑10wt％的谷糠加入到1‑5wt％的碳酸钠溶液中，加热煮沸10‑20分钟，过滤取过滤液为谷糠抽出液；所述松针抽出物制备方法为：2‑5wt％的干松针加入到1‑5％的盐酸溶液中，煮沸5‑10分钟，过滤的抽出液。天然原料抽出液为谷糠抽出液和松针抽出液，在应用过程中还可根据采油地区地质特征增加部分微量元素，以促进微生物的协调生长。

Description

一种促进微生物采油的营养盐培养基

技术领域

本专利属于微生物辅助采油领域，尤其是一种促进微生物采油的营养盐培养基。

背景技术

石油又称为原油，是工业生产中最重要的能源物质，石油的开采问题一直是石化部门关注的重点。以化学采油技术为支撑的传统原油开采是目前最常用原油开采技术。传统采油技术一般分为一次采油和二次采油两个阶段，一次采油是利用油气自身压力使原油喷出，又称自喷采油；二次采油是通过注入液体刺激油层，将裂缝中的油气驱赶到井口；一次采油能够采出5％～10％的原油，二次采油的采油量约占储油量的10％～40％，传统采油方法一般最多能采出40％～50％的原油；还会有约一半到三分之二的原油留在油藏中。为了满足全球范围内不断增长的能源需求和尽可能多的利用现有石油资源，人们研究和开发出了三次采油技术，三次采油技术和方法主要有热驱、蒸汽驱油、化学驱油(包括表面活性剂驱油和聚合物驱油)以及微生物采油等。各种三次采油方法各有利弊，都具有很大的发展空间，其中微生物采油技术成本低，能源消耗少，并且对地层损坏最小，是一项具有发展前景的环境友好型采油技术。微生物采油是通过微生物工程技术，利用微生物种群、代谢物、生物表面活性剂代谢作用等技术来增加接近枯竭的油井采收量，延长油井的寿命、提高原油开采效率的技术。微生物是自然界分布最广、环境适应能力最强的生物，几乎无处不在，自然环境中分布的能够利用石油烃的微生物很多，迄今为止已知能够降解石油烃的微生物共100余属，200多种，微生物对油层动态和石油流动性的影响已经被越来越多的人认可。经过多年研究和发展，以生物工程技术为依托的微生物采油技术目前成功应用于生产的主要有：微生物清蜡和降低重质原油油粘度技术、微生物选择性封堵地层、微生物吞吐采油技术以及微生物强化水驱等提高采收率技术。

针对开采难度更大的稠油的三次采油，微生物采油和强化采油具有更加明显的优势。根据石油中胶质、沥青质的含量和原油粘度，石油可分为轻质油和稠油，稠油是一种重要的烃类能源，一般认为在油层温度下粘度在50mPa·s～10000mPa·s之间的原油称为稠油，大于10000mPa·s的称之为沥青，小于50mPa·s的为轻质原油。我国稠油资源分布很广，陆地稠油约占石油总资源的20％以上，主要分布在吐鲁番盆地、准格尔盆地、渤海湾盆地、塔里木盆地和松辽盆地等，我国稠油的突出特点是沥青质、胶质的含量比较高，具有高凝固点、难流动、难开采、高成本等特点。微生物采油可以通过以下几种原理降低稠油粘度，提高原油流动性，从而提高开采收率。一是通过改变原油组分降低原油粘度，微生物在进行生长繁殖过程中可以以原油中的正构烷烃作为碳源，在新陈代谢作用下改变其碳链组成，使原油中高碳链的原油由于其碳链发生变化变成低碳链的油，降低原油分子的平均分子量和原油的凝固点和粘度，包括结构复杂、更难降解的沥青质物质，微生物混合菌群通过共同代谢也可以进行充分降解。二是改善原油驱油环境来提高原油的开采收率，微生物在生长代谢过程中会产生大量生物表面活性剂，目前已有比较成熟的利用生物表面活性剂进行三次采油的技术，是开采大量残油的一项很有前途的技术，生物在生长、繁殖、代谢过程会产生大量表面活性剂物质，能够降低水和烃类混合物中的表面张力和界面张力，同时油藏岩石的润湿性也得到大大改善，导致岩层表面上的油膜脱落，降低了油藏的残余饱和度，使原油采收率得到提高。另外作为微生物的代谢产物，生物聚合物能够选择性的堵塞高渗透层，一定程度上调整高渗透层的吸水剖面，提高水驱的扫油效率，在宏观和微观层次对微生物代谢的调剖作用，

除此之外，微生物在发酵过程中还会产生乙酸、丙酸、丙酮、乙醇、1-丁醇和丁酮等小分子有机物,这些物质不仅可增加岩层渗透率和孔隙度,而且还可以释放二氧化碳，提高油层压力，降低原油粘度，提高原油流动能力。

影响微生物三次采油促进稠油开采的因素主要有稠油本身的理化性质、微生物自身的影响及微生物周边生存环境的影响等因素。在上述因素中，影响最大、人为最好调控的就是环境影响因素，这主要因为一旦微生物采油所定位置就决定了稠油的性质，另外油藏中本身就存在大量土著微生物，这些微生物长期处于油藏环境中，对油藏环境有很好地适应性。微生物都有适合自己生长繁殖的环境条件，如温度、盐度、pH等，在不同的环境条件下，微生物生长状态不同，代谢速率不同。

在油藏环境位置等确定的情况下，原油本身性质、油藏所处地域温度、pH、微生物菌群组成和比例等因素均已确定，控制和调节这些因素均十分困难，综合研究影响微生物生长的各因素，最容易控制、最有可能发生改变的就是营养盐因素，营养盐不仅是生物生长所不可或缺的物质，也是微生物生长代谢的促进物质，合适的营养盐比例和浓度可大大提高微生物的活力，促进微生物对原油的降解和降黏作用。本发明基于上述机理，提供了一种利用营养盐促进原油降解、降黏的新方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一原料易得、制备简单、使用方便、降黏效果良好的营养盐配方。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种促进微生物采油的营养盐培养基，包括氮源、磷源、pH值缓冲控制剂、微量元素均衡调节剂、渗透压调节剂和天然原料抽出液，所述天然原料抽出液为谷糠抽出液和松针抽出液，所述谷糠抽提液制备方法为：将5-10wt％的谷糠加入到1-5wt％的碳酸钠溶液中，加热煮沸10-20分钟，过滤取过滤液为谷糠抽出液；所述松针抽出物制备方法为：2-5wt％的干松针加入到1-5％的盐酸溶液中，煮沸5-10分钟，过滤的抽出液。

而且，所述氮源由酵母膏、尿素、(NH₄)₂SO₄构成，其中酵母膏用量为0.1％-1％，尿素为0％-0.5％、(NH₄)₂SO₄为0.2％-0.5％。

而且，所述磷源和pH值缓冲控制剂由K₂HPO₄和NaH₂PO₄构成，K₂HPO₄用量为1.0-2.5％，N_aH₂PO₄用量为0.1％-0.5％。

而且，所述微量元素均衡调节剂为镁元素，推荐用量为MgSO₄0.01-0.05％。

而且，所述渗透压调节剂推荐使用NaCl，用量为0.2％-0.9％。

而且，所述谷糠抽出液添加量为0.5％-1.5％，松针抽出液添加量为0.05-0.1％。

而且，所述培养基的组成和比例为wt％：酵母膏0.1％-1％，尿素0％-0.5％，NaCl0.2％-0.9％，MgSO₄0.01-0.05％，(NH₄)₂SO₄0.2％-0.5％，K₂HPO₄1.0-2.5％，NaH₂PO₄，0.1％-0.5％，天然原料抽出液为0.5-1.6％，其余为水。

本发明取得的优点和有益效果是：

1、本发明提供一种全新的营养盐培养基，在培养基中加入天然原料抽出液，天然原料抽出液为谷糠抽出液和松针抽出液，在应用过程中还可根据采油地区地质特征增加部分微量元素，以促进微生物的协调生长。本营养盐培养基按一定比例接入稠油油样中25℃，培养5-7天，稠油油样黏度可下降30％-57％，接入比例为稠油重量的5％-15％。

2、本营养盐培养基依赖环境中自有微生物，通过改变营养盐配比来提高原有微生物菌群的活力，不改变所处油层的物理环境条件，

3、本发明的营养盐培养基主要由氮、磷元素、pH值缓冲控制剂、微量元素均衡调节剂、渗透压调节剂和天然原料抽出液组成，具体有动物性蛋白源、铵盐、磷酸盐、镁盐、钠盐、天然原料抽出液等组成，在使用和操作过程中可将培养基按一定比例和其他采用化学品混合，一起注入采油层，操作和使用都十分方便。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种促进微生物采油的营养盐培养基，包括氮源、磷源、pH值缓冲控制剂、微量元素均衡调节剂、渗透压调节剂和天然原料抽出液。以各物质在水溶液中的含量的来说明以下成分的含量。具体包含动物性蛋白源、铵盐、磷酸盐、镁盐、钠盐、天然原料抽出液等组成。

其中，氮源由酵母膏、尿素、(NH₄)₂SO₄构成，其中酵母膏用量为0.1％-1％，尿素为0％-0.5％、(NH₄)₂SO₄为0.2％-0.5％。

磷源、pH值缓冲控制剂由K₂HPO₄和NaH₂PO₄构成，K₂HPO₄用量为1.0-2.5％，NaH₂PO₄用量为0.1％-0.5％。

微量元素均衡调节剂为镁元素，推荐用量为MgSO40.01-0.05％。

渗透压调节剂推荐使用NaCl，用量为0.2％-0.9％。

天然原料抽出液主要用于补充微量元素等，为谷糠抽出液和松针抽出液，谷糠抽出液添加量为0.5％-1.5％，松针抽出液添加量为0.05-0.1％。

所述谷糠抽提液制备方法为：将5％的谷糠加入到1.0％的碳酸钠溶液中，加热煮沸10分钟，6层纱布过滤取过滤液为谷糠抽出液；

所述松针抽出物制备方法为：2.5％的干松针加入到1％的盐酸溶液中，煮沸5分钟，6层纱布过滤的抽出液。

推荐具体组成和比例为wt％：酵母膏0.1％-1％，尿素0％-0.5％，NaCl0.2％-0.9％，MgSO₄0.01-0.05％，(NH₄)₂SO₄0.2％-0.5％，K₂HPO₄1.0-2.5％，NaH₂PO₄，0.1％-0.5％，天然原料抽出液为0.5-1.1％，其余为水。

使用方法：将本发明所制备营养盐培养基按一定量注入稠油油井作业面，休井7-15天，与不加营养盐培养基相比，可提高采油效率10％-25％，接入量为2-20吨/口井。

使用效果：本营养盐培养基按一定比例接入稠油油样中25℃，培养5-7天，稠油油样黏度可下降30％-57％，接入比例为稠油重量的5％-15％。

具体制备和使用实例，以下百分比均为重量百分比。

实施例1：

一种促进微生物采油的营养盐培养基，配比如下：

酵母膏0.3％，尿素0.15％，NaCl0.3％，MgSO₄0.05％，(NH₄)₂SO₄0.5％，K₂HPO₄1.25％，NaH₂PO₄0.3％，谷糠抽出液0.7％，松针抽提液0.1％，水：96.35％

以内蒙古某大型油田稠油为唯一碳源，稠油年度为1746mPa·s(50℃)的原油，按10％比例接入营养盐培养基，经过7天实验后，实验组的原油粘度都有了明显的降低，平均稠油粘度降低了57.0％。对降粘实验前后的样品进行测定，表明营养盐培养基促进了本源微生物的生长，处理前后微生物含量提高了10万倍。进一步分析表明，微生物产生的表面活性剂以及氧化降解原油沥青质产生的醇类、醚类物质具有较好的表面活性或起到有机溶剂的作用，能使原油更易流动。

实施例2：

一种促进微生物采油的营养盐培养基，配比如下：

酵母膏0.5％，尿素0.2％，NaCl0.1％，MgSO₄0.05％，(NH₄)₂SO₄0.2％，K₂HPO₄1.0％，NaH₂PO₄0.15％，谷糠抽出物为0.5％，松针抽出物0.1％，水：97.2％

以东北某大型油田稠油为唯一碳源，稠油年度为1550mPa·s(50℃)的原油，按5％比例接入营养盐培养基，经过7天实验后，实验组的原油粘度都有了明显的降低，平均稠油粘度降低了46.6％。

Claims (1)

1.一种促进微生物采油的营养盐培养基，其特征在于：包括氮源、磷源、pH值缓冲控制剂、微量元素均衡调节剂、渗透压调节剂和天然原料抽出液，所述天然原料抽出液为谷糠抽出液和松针抽出液，所述谷糠抽提液制备方法为：将5-10wt％的谷糠加入到1-5wt％的碳酸钠溶液中，加热煮沸10-20分钟，过滤取过滤液为谷糠抽出液；所述松针抽出物制备方法为：2-5wt％的干松针加入到1-5％的盐酸溶液中，煮沸5-10分钟，过滤的抽出液；

所述氮源由酵母膏、尿素、(NH₄)₂SO₄构成，其中酵母膏用量为0.1％-1％，尿素为0.5％、(NH₄)₂SO₄为0.2％-0.5％；

所述磷源和pH值缓冲控制剂由K₂HPO₄和NaH₂PO₄构成，K₂HPO₄用量为1.0％-2.5％，NaH₂PO₄用量为0.1％-0.5％；

所述微量元素均衡调节剂为镁元素，用量为MgSO₄0.01％-0.05％；

所述渗透压调节剂使用NaCl，用量为0.2％-0.9％；

所述谷糠抽出液添加量为0.5％-1.5％，松针抽出液添加量为0.05-0.1％；

所述培养基的组成和比例为wt％：酵母膏0.1％-1％，尿素0.5％，NaCl 0.2％-0.9％，MgSO₄ 0.01-0.05％，(NH₄)₂SO₄ 0.2％-0.5％，K₂HPO₄ 1.0％-2.5％，NaH₂PO₄ 0.1％-0.5％，天然原料抽出液为0.55％-1.6％，其余为水。