CN106282086A - 稠油油藏内源微生物的激活剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稠油油藏内源微生物的激活剂及其应用，属于石油开采领域。该激活剂包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％-1.5％、低聚果糖0.2％-0.3％、糖蜜0.3％-0.45％、氯化铵0.10％-0.15％、酵母膏0.08％-0.15％、磷酸二氢钾0.10％-0.15％、乙酸钠0.15％-0.25％、聚丙烯酰胺0.05-0.10％、余量为油藏产出水；鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量大于等于3.5％；聚丙烯酰胺的相对分子量为2000万-2500万；每毫升所述油藏产出水中含有至少104个内源微生物。本发明提供的激活剂能有效提高稠油油藏采收率，预计最终可提高采收率6.4％。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种稠油油藏内源微生物的激活剂及其应用。
背景技术
稠油是一种以其粘度高低作为分类标准的原油。通常稠油指的是地层原油粘度大于50mPa·s(地层温度下脱气原油粘度大于100mPa·s)，原油相对密度大于0.92的原油。通常采用热力采油法、化学采油法及微生物采油法对稠油进行开采。
其中，微生物采油法通常指的是一种内源微生物驱油技术，其通过注水井向适于微生物采油的稠油油藏内注入适量的营养激活剂以及可选的其他外源微生物(必要时，配注一定量的空气)，从而激活地层中，尤其是稠油油藏中已经存在的内源微生物群落，通过内源微生物的生长繁殖来降解稠油中的长碳链，降低稠油粘度，改善稠油的流动性，进而提高稠油的采收率。
举例来说，CN200910247062提供了一种利用共生繁殖与复合代谢提高石油采收率的方法及微生物制剂，其中具体公开了所使用的乳化激活剂配方为：1-3wt‰糖蜜、50wt‰长链烷烃、磷酸二氢钾0.8-1.5wt‰、硝酸铵2-5wt‰；产气激活剂配方：糖蜜3-9wt‰、麸皮1-3wt‰、磷酸二氢钾1-2wt‰、硝酸铵0.5～0.8wt‰；其中，长链烷烃为C12或C16。该申请中石油的最终采收率可提高4％，针对高粘高含蜡油田稠油粘度可降低24％以，最终采收率可提高5％。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有技术提供的激活剂对于稠油油藏的采收率提高幅度较低。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能够有效提高稠油油藏采收率的稠油油藏内源微生物的激活剂及其应用。具体技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种稠油油藏内源微生物的激活剂，包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％-1.5％、低聚果糖0.2％-0.3％、糖蜜0.3％-0.45％、氯化铵0.10％-0.15％、酵母膏0.08％-0.15％、磷酸二氢钾0.10％-0.15％、乙酸钠0.15％-0.25％、聚丙烯酰胺0.05-0.10％，余量为油藏产出水；
所述鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量大于等于3.5％；
所述聚丙烯酰胺的相对分子量为2000万-2500万；
每毫升所述油藏产出水中含有至少104个内源微生物。
作为优选，所述低聚果糖为质量浓度为55％的液态低聚果糖，pH值为4.5-7.0，所述液态低聚果糖中包括质量百分比为0.2％-0.5％的生长因子。
作为优选，所述液态低聚果糖中包括质量百分比为0.3％的生长因子。
具体地，所述鼠李糖脂溶液由铜绿假单胞菌发酵得到。
作为优选，所述激活剂包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％、低聚果糖0.25％、糖蜜0.4％、氯化铵0.12％、酵母膏0.1％、磷酸二氢钾0.12％、乙酸钠0.15％、聚丙烯酰胺0.08％，余量为油藏产出水；
所述鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量为4.0％。
另一方面，本发明实施例提供了一种利用上述的激活剂对稠油进行微生物开采的方法，包括：步骤a、根据上述的激活剂中各组分的配比，配制所述激活剂；
步骤b、将所述激活剂通过注水井注入稠油油藏中作为激活剂段塞，进行稠油开采。
作为优选，所述方法还包括：在进行所述步骤b之前，首先将表面活性剂溶液通过注水井注入所述稠油油藏内作为表面活性剂段塞，再进行所述步骤b；
所述表面活性剂溶液包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％-1.5％以及余量的油藏产出水；所述鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量大于等于3.5％；每毫升所述油藏产出水中含有至少104个内源微生物。
作为优选，所述表面活性剂段塞与所述激活剂段塞的注入量之比为1:4-7。
作为优选，每年对每口所述稠油井进行两次所述步骤b，且每次之间的时间间隔小于等于140天。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的稠油油藏内源微生物的激活剂，在上述各组分之间的协同复配作用下，首先通过鼠李糖脂地层稠油进行乳化，降低稠油的粘度和界面张力，使稠油均匀分散在水相中，增加内源微生物与稠油的接触面积，利于提高内源微生物对稠油的降解作用。在此前提下，通过其他各组分提供内源微生物生长所需的营养物质，例如碳源、氮源、磷源以及生长因子等，促进内源微生物以稠油作为碳源进行生长繁殖，增加菌群数量，进一步降低稠油黏度。可见，在本发明实施例提供的激活剂的激活作用下，内源微生物能够大量降解稠油，使其粘度降低至少54％。而聚丙烯酰胺能够增加注入体系的粘度，提高激活剂与油藏内原油的接触面积，降低油水粘度比，增加稠油在油藏内的流动性，改善内源微生物的采油效果。利用本发明实施例提供的激活剂对稠油油藏进行微生物开采，其操作的有效期为180天，第一轮实施后采收率提高0.8％，投入产出比为1:4.74。按照每年实施两轮次，预计实施4年可提高采收率6.4％。此外，由于所用的水为油藏产出水，其中含有内源微生物菌落及相应的营养成分，不仅更利于内源微生物的生长繁殖，提高采收率，而且通过对油藏产出水进行再利用，更加环保节能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例6提供的，利用本发明提供的激活剂对脱水原油中的内源微生物菌群进行激活前后，原油中各组分的含量变化示意图。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前，对理解本发明实施例一些术语给出定义。
本发明实施例中所述的“内源微生物”指的是稠油油藏环境中本身存在的，亦即原有的一类微生物菌群，其对于本领域技术人员来说是现有技术，例如其可以包括烃氧化菌、发酵菌、腐生菌、产氢产乙酸菌、反硝化菌、稠油降粘菌等菌种，本发明实施例在此不对其作具体限定。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
第一方面，本发明实施例提供了一种稠油油藏内源微生物的激活剂，包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％-1.5％、低聚果糖0.2％-0.3％、糖蜜0.3％-0.45％、氯化铵0.10％-0.15％、酵母膏0.08％-0.15％、磷酸二氢钾0.10％-0.15％、乙酸钠0.15％-0.25％、聚丙烯酰胺0.05-0.10％，余量为油藏产出水。
其中，鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量大于等于3.5％；聚丙烯酰胺的相对分子量为2000万-2500万；每毫升油藏产出水中含有至少104个内源微生物。
本发明实施例提供的稠油油藏内源微生物的激活剂，在上述各组分之间的协同复配作用下，首先通过鼠李糖脂对地层稠油进行乳化，降低稠油的粘度和界面张力，使稠油均匀分散在水相中，增加内源微生物与稠油的接触面积，利于提高内源微生物对稠油的降解作用。在此前提下，通过其他各组分提供内源微生物生长所需的营养物质，例如碳源、氮源、磷源以及生长因子等，促进内源微生物以稠油作为碳源进行生长繁殖，增加菌群数量，降低原油粘度，通过聚丙烯酰胺的增稠作用，降低油水粘度比，增加原油在油藏内的流动性。可见，在本发明实施例提供的激活剂的激活作用下，内源微生物能够大量降解稠油，使其粘度降低至少54％，从而降低油水黏度比，增加稠油在油藏内的流动性，改善内源微生物的采油效果，显著提高了对稠油的采收率。此外，由于所用的水为油藏产出水，其中含有内源微生物菌落及相应的营养成分，不仅更利于内源微生物的生长繁殖，提高采收率，而且通过对油藏产出水进行再利用，更加环保节能。
作为优选，为了降低成本并进一步促进内源微生物的生长，所用的低聚果糖为液态低聚果糖，该液态低聚果糖的质量浓度为55％，pH值为4.5-7.0，所述液态低聚果糖中包括质量百分比为0.2％-0.5％，优选0.3％的生长因子。
具体地，本发明实施例所用的鼠李糖脂溶液由铜绿假单胞菌发酵得到。
进一步地，本发明实施例提供了一种具有优选配比的激活剂，其包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％、低聚果糖0.25％、糖蜜0.4％、氯化铵0.12％、酵母膏0.1％、磷酸二氢钾0.12％、乙酸钠0.15％、聚丙烯酰胺0.08％、余量为油藏产出水。其中，该鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量为4.0％。
本发明实施例提供的激活剂中各组分均优选为发酵级，均可通过市购得到。综上所述，本发明实施例提供的激活剂不仅具有表面活性剂的功能，且稳定性好、抗盐性强、耐温性强、无毒、可降解、成本低，具有较高的经济适用性。
第二方面，本发明实施例提供了一种利用上述的任意一种激活剂对稠油进行微生物开采的方法，包括以下步骤：
步骤101、根据上述的任意一种激活剂中各组分的配比，配制激活剂；
步骤102、将步骤101所配制的激活剂通过注水井注入稠油油藏中作为激活剂段塞，进行稠油开采。
本发明实施例利用上述激活剂对稠油进行微生物采油的方法，能够有效激活稠油油藏中的内源微生物使其快速降解稠油，降低稠油粘度，显著提高稠油率。
具体地，步骤101中，采用如下方法配制激活剂：首先将激活剂中鼠李糖脂溶液、低聚果糖、糖蜜、氯化铵、酵母膏、磷酸二氢钾、乙酸钠溶解在油藏产出水中，当上述各组分在油藏产出水中溶解完全后，再加入聚丙烯酰胺，然后搅拌均匀，即可得到期望的激活剂。
作为优选，为了进一步提高稠油与内源微生物的接触面积，提高内源微生物对稠油的降解作用，在进行步骤102之前，首先将表面活性剂溶液通过注水井注入稠油油藏内作为表面活性剂段塞，再进行步骤102。其中，该表面活性剂溶液包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％-1.5％以及余量的油藏产出水，该鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量大于等于3.5％；每毫升油藏产出水中含有至少104个内源微生物。
作为优选，表面活性剂段塞与激活剂段塞的注入量之比为1:4-7，优选1:5。将表面活性剂段塞与激活剂段塞的注入量之比进行如上限定，能够有效疏通近井地带，乳化近井残余油。按照井距和注水速度，油井见水时间为40天，确定表活剂段塞波及范围为井距的五分之一到十分之一，则表面活性剂段塞与激活剂段塞的注入量之比为1:4-7，优选1:5。
具体地，每年对每口稠油井进行两次步骤102，即进行两次激活剂激活步骤，且每次之间的时间间隔小于等于140天，即可实现对每口稠油井的高采收率。
以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。
在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。
其中，鼠李糖脂溶液购自北京市捷博特能源技术有限公司，规格号为JBT-RI，其中鼠李糖脂的质量百分含量为4％；
液态低聚果糖购自保龄宝生物股份有限公司，其质量浓度为55％、pH值为4.5-7.0，且其中含有质量百分比为0.3％的生长因子；
聚丙烯酰胺购自广州市水润化工科技有限责任公司，其相对分子量为2000万；
油藏产出水选自华北油田25口油井产出的混合水，其中每毫升该油藏产出水中含有约104-106个内源微生物。
实施例1
本实施例提供了一种稠油油藏内源微生物的激活剂，包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％、液态低聚果糖0.25％、糖蜜0.4％、氯化铵0.12％、酵母膏0.1％、磷酸二氢钾0.12％、乙酸钠0.15％、聚丙烯酰胺0.07％，余量为油藏产出水。
实施例2
本实施例提供了一种稠油油藏内源微生物的激活剂，包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.5％、液态低聚果糖0.2％、糖蜜0.45％、氯化铵0.1％、酵母膏0.15％、磷酸二氢钾0.1％、乙酸钠0.2％、聚丙烯酰胺0.08％，余量为油藏产出水。
实施例3
本实施例提供了一种稠油油藏内源微生物的激活剂，包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.3％、液态低聚果糖0.22％、糖蜜0.38％、氯化铵0.13％、酵母膏0.08％、磷酸二氢钾0.15％、乙酸钠0.18％、聚丙烯酰胺0.09％，余量为油藏产出水。
实施例4
本实施例提供了一种稠油油藏内源微生物的激活剂，包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.2％、液态低聚果糖0.3％、糖蜜0.3％、氯化铵0.15％、酵母膏0.12％、磷酸二氢钾0.13％、乙酸钠0.25％、聚丙烯酰胺0.10％，余量为油藏产出水。
实施例5
分别取100g的实施例1-4提供的激活剂溶液，并将它们分别置于250ml的厌氧培养瓶中，然后再加入10g的脱水原油，置于38℃的恒温摇床上于60rpm的速度下培养120h，使脱水原油均匀分散在激活剂溶液中。培养结束后，将反应体系样品置于4℃的冰箱中冷却，使油水分离。收集分离后的游离水，并对游离水的表面张力及其中所含的内源微生物菌群进行测定。
其中，利用实施例1-4提供的激活剂对内源菌群进行激活，对激活前后样品游离水的表面张力和粘度进行测定，测试结果如表1所示：
表1
其中，利用实施例1-4提供的激活剂对内源菌群进行激活，激活前的反应体系样品中所含内源微生物菌群种类及数量如下所示：烃氧化菌1.4×104个；发酵菌1.1×104个；腐生菌2.1×103个；产氢产乙酸菌6.5×102个；反硝化菌2.2×103个；稠油降解菌4.5×103个。
而利用实施例1-4提供的激活剂对内源菌群进行激活，激活后的游离水中所含内源微生物菌群种类及数量如表2所示：
表2
由表1和表2可知，通过向样品中添加本发明实施例提供的内源微生物激活剂，不仅使去除原油后的游离水的表面张力有效降低，且有效地激活了内源微生物菌群，使其浓度增加4-5个数量级。且注入液的粘度经添加激活剂后显著增加，有效提高了油水粘度比。利用高通量测序技术对上述内源微生物中菌群种类及丰度进行检测，测试结果表明，利用实施例1-4提供的激活剂对样品进行激活后的反应体系中所含的内源微生物菌群主要为交替单胞菌属、假单胞菌属、陶厄氏菌属、不动杆菌属、类杆菌属、乳酸杆菌属，产甲烷杆菌科，菌群总丰度在79.56％左右。
实施例6
本实施例利用实施例1提供的激活剂对巴51断块进行激活处理，其中，巴51断块的油藏温度为38℃、地下原油粘度为150mPa·s-30mPa·s、蜡含量为10.7％、胶沥含量在46.0％-51.2％之间。
取400g的实施例1提供的激活剂溶液，并将它置于1000ml的厌氧培养瓶中，然后再加入40g的取自巴51断块的脱水原油，置于38℃的恒温摇床上于60rpm的速度下培养240h，使脱水原油均匀分散在激活剂溶液中。培养结束后，将反应体系样品置于4℃的冰箱中冷却，使油水分离。收集原油样品，并将收集的原油样品在50℃下恒温1h使其完全融化。融化后的原油样品利用离心机在2500rpm条件下离心20min去除游离水。
利用HAAKE MARS III在50℃以及7.34S—条件下测定原油粘度。并利用气相色谱仪测定原油碳组分，气相色谱条件为：柱箱温度初温40℃，升温速率2℃/min，温度达到200℃后采用6℃/分钟的升温速率并一直升温到290℃，恒温至无峰为止。原油在利用激活剂激活前后的粘度如表3所示，原油组分变化如附图1所述：
表3
| 样品 | 粘度(mPa·s) | (C21+C22)/(C28+C29) |
| 激活前脱水原油 | 1246.8 | 1.75 |
| 激活后原油样品 | 673.3 | 1.95 |
如表3及图1所示，通过使用本发明实施例1提供的激活剂对脱水原油中的内源微生物菌群进行激活后，所得到的原油样品组分中(C21+C22)/(C28+C29)值增加，这表明在内源微生物菌群在实施例1提供的激活剂的作用下可降解原油中的高分子量正构烷烃(例如碳原子数为28、29以及更高的烷烃)，获得更高量的轻质组分(例如碳原子数为21、22以及更低的烷烃)，更少量的重质组分。此外，在实施例1提供的激活剂的激活作用下，原油的粘度降低约54.0％。
实施例7
本实施例利用实施例1提供的激活剂对巴51断块(其中，巴51断块的油藏温度为38℃、地下原油粘度在150mPa.s-300mPa.s之间、蜡含量为10.7％、胶沥含量在46.0％-51.2％之间)的油田试验井进行微生物开采，步骤如下：
鼠李糖脂表活剂段塞：将表面活性剂溶液通过注水井注入巴51断块的稠油油藏内作为表面活性剂段塞，注入时间为7天。其中，该表面活性剂溶液包括20吨的鼠李糖脂溶液(鼠李糖脂的质量百分含量为4％)和1980吨的油藏产出水。内源微生物激活剂段塞：在鼠李糖脂表活剂段塞完成后，将11000吨的实施例1提供的激活剂溶液通过注水井注入该稠油油藏中，注入时间为40天。
结果显示，在进行上述微生物开采操作前，稠油井日产液152吨，日产油25.8吨，措施前油田试验井综合含水83％；而进行上述微生物开采操作后，稠油井日产液195吨，日产油43.2吨，上升17.4吨/天，措施后油田试验井综合含水77.8％，下降5.2个百分点。该微生物开采操作的有效期为180天，累计增油3132吨。而所使用的原料及注入费为297.55万元，产值为1410.41万元，投入产出比为1:4.74。可见，利用本发明实施例提供的激活剂以及微生物开采方法对于提高稠油开采的经济效益具有重要的意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种稠油油藏内源微生物的激活剂，包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％-1.5％、低聚果糖0.2％-0.3％、糖蜜0.3％-0.45％、氯化铵0.10％-0.15％、酵母膏0.08％-0.15％、磷酸二氢钾0.10％-0.15％、乙酸钠0.15％-0.25％、聚丙烯酰胺0.05-0.10％、余量为油藏产出水；
所述鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量大于等于3.5％；
所述聚丙烯酰胺的相对分子量为2000万-2500万；
每毫升所述油藏产出水中含有至少104个内源微生物。
2.根据权利要求1所述的激活剂，其特征在于，所述低聚果糖为质量浓度为55％的液态低聚果糖，pH值为4.5-7.0，所述液态低聚果糖中包括质量百分比为0.2％-0.5％的生长因子。
3.根据权利要求2所述的激活剂，其特征在于，所述液态低聚果糖中包括质量百分比为0.3％的生长因子。
4.根据权利要求1所述的激活剂，其特征在于，所述鼠李糖脂溶液由铜绿假单胞菌发酵得到。
5.根据权利要求1-4任一项所述的激活剂，其特征在于，所述激活剂包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％、低聚果糖0.25％、糖蜜0.4％、氯化铵0.12％、酵母膏0.1％、磷酸二氢钾0.12％、乙酸钠0.15％、聚丙烯酰胺0.08％、余量为油藏产出水；
所述鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量为4.0％。
6.利用权利要求1-5任一项所述的激活剂对稠油进行微生物开采的方法，包括：
步骤a、根据权利要求1-5任一项所述的激活剂中各组分的配比，配制所述激活剂；
步骤b、将所述激活剂通过注水井注入稠油油藏中作为激活剂段塞，进行稠油开采。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在进行所述步骤b之前，首先将表面活性剂溶液通过注水井注入所述稠油油藏内作为表面活性剂段塞，再进行所述步骤b；
所述表面活性剂溶液包括以下质量百分含量的组分：鼠李糖脂溶液1.0％-1.5％以及余量的油藏产出水；所述鼠李糖脂溶液中，鼠李糖脂的质量百分含量大于等于3.5％；每毫升所述油藏产出水中含有至少104个内源微生物。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂段塞与所述激活剂段塞的注入量之比为1:4-7。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每年对所述稠油油藏进行两次所述步骤b，且每次之间的时间间隔小于等于140天。
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