CN110939419A - 一种油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微生物采油技术领域，具体涉及到一种油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法。该方法具体包括以下步骤：激活剂的筛选；紫外诱变条件的筛选与优化；现场试验及效果评价。本发明将油藏内源微生物的激活剂乳化功能定向激活与紫外诱变技术相结合，解决了目前内、外源微生物驱油技术的局限性，实现乳化内源菌定向激活的同时进一步通过诱变强化内源菌的乳化功能，此外还保证了注入的诱变内源功能菌群具有很好的油藏适应性。因此，本发明可广泛地应用于微生物采油技术领域中。
Description
技术领域
本发明属于微生物采油技术领域，具体涉及到一种油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法。
背景技术
微生物驱油技术包括内源微生物驱油和外源微生物驱油，其中内源微生物驱油技术是通过向油藏注入激活剂，利用激活后的内源微生物菌群生长代谢活动及代谢产物提高原油采收率，内源微生物驱油过程中，通过激活剂组分调控可以实现油藏菌群中不同类型微生物的定向激活，提高定向激活后微生物在内源菌群中的比例，但该技术的缺点是激活后的油藏内源微生物虽然具有很好的油藏适应性，但无法保证其具有高效的驱油功能。外源微生物驱油技术是通过向油藏注入某种具有高效驱油功能的外源微生物，在地层中通过该外源功能微生物的代谢活动或产生的代谢产物提高原油采收率，该方法虽然可以保证注入的外源功能微生物具有明确的驱油功能，但无法保证注入的外源微生物具有良好的油藏适应性，以上问题严重影响了内源及外源微生物驱油技术的实施效果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法。本发明首先进行目标油藏内源微生物激活剂的筛选，筛选出可以定向激活目标油藏内源产乳化功能微生物的激活剂配方；然后针对目标油藏内源微生物进行紫外诱变，通过评价紫外诱变及激活剂激活后的内源微生物群落菌浓、乳化指数以及物模驱油效果确定最佳诱变条件；最后开展现场试验及效果的评价。本发明将油藏内源微生物的激活剂乳化功能定向激活与紫外诱变技术相结合，解决了目前内、外源微生物驱油技术的局限性，实现乳化内源菌定向激活的同时进一步通过诱变强化内源菌的乳化功能，此外还保证了注入的诱变内源功能菌群具有很好的油藏适应性，通过该方法可以进一步提高了油藏的原油采收率。
本发明公开了一种油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法，具体包括如下步骤：
(1)激活剂的筛选
将不同组分的激活剂溶解在装有200mL目标油藏地层水的培养瓶中，将培养瓶置于培养箱中，在目标油藏温度下进行震荡培养24-36h，选择其中菌浓达到1.0×109个/mL以上的激活剂配方，取出5mL培养液进行乳化指数检测，从其中选择乳化指数最高的一组激活剂配方作为该目标油藏的内源乳化微生物激活的激活剂体系。
(2)紫外诱变条件的筛选与优化
紫外诱变条件的筛选与优化，具体步骤如下：
①紫外诱变
用目标油藏注入水配置上述筛选到的激活剂体系10份，并添加辅助诱变营养源，每份100mL，分别用15w和30w紫外灯进行30s、60s、90s、120s和150s的诱变，诱变过程中将紫外灯浸没在溶液中，加入搅拌器进行搅拌。
②诱变后乳化效果评价
诱变完成后，关闭紫外灯，将上述诱变后的溶液放置在目标油藏温度下静态培养24-36h，检测或测试不同诱变条件下激活的菌浓和乳化指数。
③诱变后物模驱油效果评价
装填与目标油藏渗透率相同的模拟岩心10组；岩心抽真空，饱和目标油藏地层水，计算岩心孔隙体积(PV)；饱和目标油藏中的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液中含油100％为止，计算岩心的原始含油饱和度；一次水驱，水驱至目标油藏目前的采出程度为止；岩心注入上述0.3PV诱变并激活后的溶液；进行二次水驱，二次水驱至采出液含水100％为止，计算岩心二次水驱提高采收率值。
④紫外诱变条件的确定
根据诱变后菌浓、乳化指数和二次水驱提高采收率值，筛选出菌浓大于5×108个/mL、乳化指数大于85％，且二次水驱提高采收率值大于15％的诱变条件为目标油藏紫外诱变的条件。
(3)现场试验及效果评价
首先利用目标油藏地层水配置激活剂溶液；然后按照上述筛选出的紫外诱变条件对配置后的激活剂溶液进行紫外诱变，诱变完成后关闭紫外灯静态培养24-36h；然后将上述静态培养后的激活剂溶液从注水井连续注入目标油藏；现场试验结束后进行现场试验效果的评价。
所述的激活剂由碳源、氮源和磷源组成，其中，碳源为糖蜜、可溶性淀粉类、果胶中的一种，氮源为玉米浆干粉、明胶和硝酸钠中的一种，磷源为磷酸氢二铵、磷酸氢二钾中的一种，辅助诱变营养源为亚硝酸钠、叠氮化钠。
所述的碳源的质量浓度为0.5-1％，氮源的质量浓度为0.3-0.5％，磷源的质量浓度为0.05-0.1％，辅助诱变营养源的质量浓度为0.01-0.02％。
所述的搅拌器的搅拌速度为200-300rpm。
本发明将油藏内源微生物的激活剂激活与紫外诱变相结合，高效激活油藏内源微生物菌群的同时有效提高油藏内源微生物驱油功能，从而提高油藏的原油采收率。研究结果表明：通过室内筛选到的目标油藏激活剂，不仅可以有效激活油藏的内源微生物，而且诱导原始菌群演变为具有一定乳化能力的菌群结构并提高菌群的浓度，其中辅助诱变营养源不仅可以作为营养元素被内源微生物代谢还可以提高后期内源菌群诱变的效率；再通过选择合适的紫外诱变条件对整个菌群进行诱变，进一步强化油藏内源菌群的乳化功能，经紫外诱变并经过激活剂定向激活的内源菌群注入地层后，不仅可以快速适应油藏环境，在地层中快速繁殖，而且能够实现对原油的高效乳化，进一步提高内源微生物驱油的现场实施效果。
本发明与现有技术相比具有如下优点及有益：
(1)本发明具有方法合理、工艺简单、操作简易、安全可靠，投入少、成本低和节能环保的优点；
(2)本发明将定向激活与紫外诱变相结合，能够有效提高内源微生物驱油现场实施效果，内源微生物驱油现场试验提高采收率大于20％，因此，有利于现场推广与应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
胜利油田某区块H，油藏温度75℃、渗透率800×10-3μm2、原油粘度2532mPa.s、地层水矿化度9856mg/L、含水率95.3％，地质储量7.2×105t。在该区块实施本发明的具体实施步骤为：
(1)激活剂的筛选
将不同组分的激活剂溶解在装有200mL目标油藏H地层水的培养瓶中，将培养瓶置于培养箱中，在75℃温度条件下进行震荡培养24h，选择其中菌浓达到1.0×109个/mL以上的激活剂配方，见表1，取出5mL培养液进行乳化指数检测，从其中选择乳化指数最高的一组激活剂配方作为该目标油藏H的内源乳化微生物激活的激活剂体系，见表1。
表1试验区块H的地层水激活后的检测结果
从表1可以看出，激活剂配方2、3、6的菌浓分别为5.0×109个/ml、2.0×109个/ml、2.0×109个/ml，均大于1.0×109个/ml，乳化指数分别为89％、82％和80％，其中配方2的乳化指数最高，因此选择激活剂配方2(糖蜜0.7％、明胶0.4％、磷酸氢二钾0.08％)作为目标油藏H的激活剂体系。
(2)紫外诱变条件的筛选与优化
紫外诱变条件的筛选与优化，具体步骤如下：
①紫外诱变
用目标油藏H注入水配置上述筛选到的激活剂体系10份，并添加辅助诱变营养源，每份100mL，分别用15w和30w紫外灯进行30s、60s、90s、120s和150s的诱变，诱变过程中将紫外灯浸没在溶液中，加入搅拌器进行搅拌，搅拌速度为200rpm。
②诱变后乳化效果评价
诱变完成后，关闭紫外灯，将上述诱变后的溶液放置在75℃条件下静态培养24h，检测或测试不同诱变条件下激活的菌浓和乳化指数，见表2。
③诱变后物模驱油效果评价
装填渗透率为800×10-3μm2的模拟岩心10组；岩心抽真空，饱和目标油藏H地层水，计算岩心孔隙体积(PV)；饱和目标油藏H中的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液中含油100％为止，计算岩心的原始含油饱和度；一次水驱，水驱至目标油藏H目前的采出程度为止；岩心注入上述0.3PV诱变并激活后的溶液；进行二次水驱，二次水驱至采出液含水100％为止，计算岩心二次水驱提高采收率值，见表2。
④紫外诱变条件的确定
根据诱变后菌浓、乳化指数和二次水驱提高采收率值，筛选出菌浓大于5×108个/mL、乳化指数大于85％，且二次水驱提高采收率值大于15％的诱变条件为目标油藏H紫外诱变的条件。
表2紫外诱变激活后菌浓、乳化指数和提高采收率值
从表2可以看出，目标油藏H的最佳紫外诱变条件为用30w紫外灯进行120s的诱变，辅助诱变营养源为亚硝酸钠，质量浓度为0.02％。
(3)现场试验及效果评价
首先利用目标油藏H地层水配置激活剂溶液；然后用30w紫外灯对配置后的激活剂溶液进行120s的诱变，辅助诱变营养源为亚硝酸钠，质量浓度为0.02％。诱变完成后关闭紫外灯静态培养24h；然后将上述静态培养后的激活剂溶液从注水井连续注入目标油藏H；现场试验结束后进行现场试验效果的评价。
现场试验效果评价结果：目标油藏H含水从试验前的95.3％下降到了81.2％，下降14.1个百分点；累计增油1.53×105t，提高采收率21.3％，投入产出比为1:10.2。现场试验效果良好。
实施例2
胜利油田某区块L，油藏温度72℃、渗透率1100×10-3μm2、原油粘度3250mPa.s、地层水矿化度15620mg/L、含水率97.2％，地质储量5.0×105t。在该区块实施本发明的具体实施步骤为：
(1)激活剂的筛选
将不同组分的激活剂溶解在装有200mL目标油藏L地层水的培养瓶中，将培养瓶置于培养箱中，在72℃温度条件下进行震荡培养30h，选择其中菌浓达到1.0×109个/mL以上的激活剂配方，见表3，取出5mL培养液进行乳化指数检测，从其中选择乳化指数最高的一组激活剂配方作为该目标油藏L的内源乳化微生物激活的激活剂体系，见表3。
表3试验区块L的地层水激活后的检测结果
从表3可以看出，激活剂配方2、6、8的菌浓分别为2.0×109个/ml、3.0×109个/ml、5.0×109个/ml，均大于1.0×109个/ml，乳化指数分别为82％、85％和87％，其中配方8的乳化指数最高，因此选择激活剂配方8(果胶0.7％、明胶0.4％、磷酸氢二铵0.08％)作为目标油藏L的激活剂体系。
(2)紫外诱变条件的筛选与优化
紫外诱变条件的筛选与优化，具体步骤如下：
①紫外诱变
用目标油藏L注入水配置上述筛选到的激活剂体系10份，并添加辅助诱变营养源，每份100mL，分别用15w和30w紫外灯进行30s、60s、90s、120s和150s的诱变，诱变过程中将紫外灯浸没在溶液中，加入搅拌器进行搅拌，搅拌速度为250rpm。
②诱变后乳化效果评价
诱变完成后，关闭紫外灯，将上述诱变后的溶液放置在72℃条件下静态培养30h，检测或测试不同诱变条件下激活的菌浓和乳化指数，见表4。
③诱变后物模驱油效果评价
装填渗透率为1100×10-3μm2的模拟岩心10组；岩心抽真空，饱和目标油藏L地层水，计算岩心孔隙体积(PV)；饱和目标油藏L中的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液中含油100％为止，计算岩心的原始含油饱和度；一次水驱，水驱至目标油藏L目前的采出程度为止；岩心注入上述0.3PV诱变并激活后的溶液；进行二次水驱，二次水驱至采出液含水100％为止，计算岩心二次水驱提高采收率值，见表4。
④紫外诱变条件的确定
根据诱变后菌浓、乳化指数和二次水驱提高采收率值，筛选出菌浓大于5×108个/mL、乳化指数大于85％，且二次水驱提高采收率值大于15％的诱变条件为目标油藏L紫外诱变的条件。
表4紫外诱变激活后菌浓、乳化指数和提高采收率值
从表4可以看出，目标油藏L的最佳紫外诱变条件为用15w紫外灯进行90s的诱变，辅助诱变营养源为亚硝酸钠，质量浓度为0.02％。
(3)现场试验及效果评价
首先利用目标油藏L地层水配置激活剂溶液；然后用15w紫外灯对配置后的激活剂溶液进行90s的诱变，辅助诱变营养源为亚硝酸钠，质量浓度为0.02％。诱变完成后关闭紫外灯静态培养30h；然后将上述静态培养后的激活剂溶液从注水井连续注入目标油藏L；现场试验结束后进行现场试验效果的评价。
现场试验效果评价结果：目标油藏L含水从试验前的97.2％下降到了81.5％，下降15.7个百分点；累计增油1.125×105t，提高采收率22.5％，投入产出比为1:12.3。现场试验效果良好。
实施例3
胜利油田某区块M，油藏温度80℃、渗透率500×10-3μm2、原油粘度4205mPa.s、地层水矿化度2367mg/L、含水率96.8％，地质储量8.0×105t。在该区块实施本发明的具体实施步骤为：
(1)激活剂的筛选
将不同组分的激活剂溶解在装有200mL目标油藏M地层水的培养瓶中，将培养瓶置于培养箱中，在80℃温度条件下进行震荡培养36h，选择其中菌浓达到1.0×109个/mL以上的激活剂配方，见表5，取出5mL培养液进行乳化指数检测，从其中选择乳化指数最高的一组激活剂配方作为该目标油藏M的内源乳化微生物激活的激活剂体系，见表5。
表5试验区块M的地层水激活后的检测结果
从表5可以看出，激活剂配方5、8、9的菌浓分别为3.0×109个/ml、2.0×109个/ml、3.0×109个/ml，均大于109个/ml，乳化指数分别为86％、92％和82％，其中配方8的乳化指数最高，因此选择激活剂配方8(果胶0.7％、明胶0.4％、磷酸氢二铵0.08％)作为目标油藏M的激活剂体系。
(2)紫外诱变条件的筛选与优化
紫外诱变条件的筛选与优化，具体步骤如下：
①紫外诱变
用目标油藏M注入水配置上述筛选到的激活剂体系10份，并添加辅助诱变营养源，每份100mL，分别用15w和30w紫外灯进行30s、60s、90s、120s和150s的诱变，诱变过程中将紫外灯浸没在溶液中，加入搅拌器进行搅拌，搅拌速度为300rpm。
②诱变后乳化效果评价
诱变完成后，关闭紫外灯，将上述诱变后的溶液放置在80℃条件下静态培养36h，检测或测试不同诱变条件下激活的菌浓和乳化指数，见表6。
③诱变后物模驱油效果评价
装填渗透率为500×10-3μm2的模拟岩心10组；岩心抽真空，饱和目标油藏M地层水，计算岩心孔隙体积(PV)；饱和目标油藏M中的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液中含油100％为止，计算岩心的原始含油饱和度；一次水驱，水驱至目标油藏M目前的采出程度为止；岩心注入上述0.3PV诱变并激活后的溶液；进行二次水驱，二次水驱至采出液含水100％为止，计算岩心二次水驱提高采收率值，见表6。
④紫外诱变条件的确定
根据诱变后菌浓、乳化指数和二次水驱提高采收率值，筛选出菌浓大于5×108个/mL、乳化指数大于85％，且二次水驱提高采收率值大于15％的诱变条件为目标油藏M紫外诱变的条件。
表6紫外诱变激活后菌浓、乳化指数和提高采收率值
从表6可以看出，目标油藏M的最佳紫外诱变条件为用30w紫外灯进行60s的诱变，辅助诱变营养源为叠氮化钠，质量浓度为0.02％。
(3)现场试验及效果评价
首先利用目标油藏M地层水配置激活剂溶液；然后用30w紫外灯对配置后的激活剂溶液进行60s的诱变，辅助诱变营养源为叠氮化钠，质量浓度为0.02％。诱变完成后关闭紫外灯静态培养36h；然后将上述静态培养后的激活剂溶液从注水井连续注入目标油藏M；现场试验结束后进行现场试验效果的评价。
现场试验效果评价结果：目标油藏M含水从试验前的96.8％下降到了80.5％，下降16.3个百分点；累计增油1.84×105t，提高采收率23.0％，投入产出比为1:13.5。现场试验效果良好。
Claims (7)
1.一种油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)激活剂的筛选
将不同组分的激活剂溶解在装有200mL目标油藏地层水的培养瓶中，将培养瓶置于培养箱中，在目标油藏温度下进行震荡培养24-36h，选择其中菌浓达到1.0×109个/mL以上的激活剂配方，取出5mL培养液进行乳化指数检测，从其中选择乳化指数最高的一组激活剂配方作为该目标油藏的内源乳化微生物激活的激活剂体系；
(2)紫外诱变条件的筛选与优化
紫外诱变条件的筛选与优化，具体步骤如下：
①紫外诱变
用目标油藏注入水配置上述筛选到的激活剂体系10份，并添加辅助诱变营养源，每份100mL，分别用15w和30w紫外灯进行30s、60s、90s、120s和150s的诱变，诱变过程中将紫外灯浸没在溶液中，加入搅拌器进行搅拌；
②诱变后乳化效果评价
诱变完成后，关闭紫外灯，将上述诱变后的溶液放置在目标油藏温度下静态培养24-36h，检测或测试不同诱变条件下激活的菌浓和乳化指数；
③诱变后物模驱油效果评价
装填与目标油藏渗透率相同的模拟岩心10组；岩心抽真空，饱和目标油藏地层水，计算岩心孔隙体积(PV)；饱和目标油藏中的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液中含油100％为止，计算岩心的原始含油饱和度；一次水驱，水驱至目标油藏目前的采出程度为止；岩心注入上述0.3PV诱变并激活后的溶液；进行二次水驱，二次水驱至采出液含水100％为止，计算岩心二次水驱提高采收率值；
④紫外诱变条件的确定
根据诱变后菌浓、乳化指数和二次水驱提高采收率值，筛选出菌浓大于5×108个/mL、乳化指数大于85％，且二次水驱提高采收率值大于15％的诱变条件为目标油藏紫外诱变的条件；
(3)现场试验及效果评价
首先利用目标油藏地层水配置激活剂溶液；然后按照上述筛选出的紫外诱变条件对配置后的激活剂溶液进行紫外诱变，诱变完成后关闭紫外灯静态培24-36h；然后将上述静态培养后的激活剂溶液从注水井连续注入目标油藏；现场试验结束后进行现场试验效果的评价。
2.根据权利要求1所述的油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法，其特征在于，所述的激活剂由碳源、氮源和磷源组成。
3.根据权利要求2所述的油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法，其特征在于，所述的碳源为糖蜜、可溶性淀粉类、果胶中的一种，氮源为玉米浆干粉、明胶和硝酸钠中的一种，磷源为磷酸氢二铵、磷酸氢二钾中的一种。
4.根据权利要求2或3所述的油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法，其特征在于，所述的碳源的质量浓度为0.5-1％，氮源的质量浓度为0.3-0.5％，磷源的质量浓度为0.05-0.1％。
5.根据权利要求1所述的油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法，其特征在于，辅助诱变营养源为亚硝酸钠或叠氮化钠。
6.根据权利要求5所述的油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法，其特征在于，所述的诱变辅助诱变营养源的质量浓度为0.01-0.02％。
7.根据权利要求1所述的油藏内源微生物高效诱变提高采收率方法，其特征在于，所述的搅拌器的搅拌速度为200-300rpm。
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