CN111961454A - 一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂及其使用方法 - Google Patents

一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，包括配制营养液、培养复合微生物、微生物处理调剖堵水剂、改性调剖堵水剂，其中，微生物处理调剖堵水剂为将培养后的复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺按照质量比为3:4~1:2进行混合，然后搅拌1~2h，搅拌速度为50~60RPM，然后溶于去离子水中制得溶液。本发明的有益效果为：本发明的耐中高温的生物调剖堵水剂，比单独使用聚丙烯酰胺类调剖堵水剂时凝胶后的硬度至少提升20%以上；本发明的耐中高温的生物调剖堵水剂，凝胶后的硬度受外界环境影响小，在‑10℃的外界环境下，强度降低值不超过10%。

Description

一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及调剖堵水剂领域，尤其是涉及一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂。
背景技术
调剖堵水是指从注水井进行封堵高渗透层时，可调整注水层段的吸水剖面或从采油井进行封堵高渗透层时，可减少油井产水。现有的调剖堵水剂主要有凝胶类、颗粒类、沉淀类、树脂类、泡沫类和生物类。其中，凝胶类是现场应用最多的一类调堵剂；颗粒类主要包括水泥、土类、石粉、蚌壳粉、粉煤灰、石灰乳、体膨型凝胶颗粒、榆树皮粉等；沉淀类主要包括水玻璃-氯化钙、氟硅酸-水玻璃、水玻璃-硫酸铝等；树脂类主要包括酚醛树脂、脲醛树脂、松香皂；泡沫类主要包括两相泡沫、三相泡沫、泡沫凝胶等；生物类包括各类细菌。
随着调剖堵水技术的不断发展，调剖堵水技术正向着降低成本、合理组合、更好地把握注入时机和将调剖技术与驱油技术结合起来方向发展，但是现有的调剖堵水技术仍存在一些问题，例如封堵强度较低和凝胶后的硬度不可控，受外界环境影响较大。
中国专利CN104498008B公开了一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂，由微生物多糖基础调剖剂和延迟凝胶剂组成，其中，微生物多糖基础调剖堵水剂为微生物多糖可得然胶体复配氢键键合力促进剂或为微生物多糖可得然胶与助凝剂，延迟凝胶剂为多元醇、高分子聚合物水解聚丙烯酰胺、葡萄糖酸盐中的一种或任意几种。该专利的不足之处：该专利产品凝胶后的硬度不可控，受外界温度影响较大。
中国专利CN101131075公开了一种微生物采油方法，该方法是：在油层产出水中筛选一株具有调剖能力的代谢产出生物聚合物的菌种，然后采用此菌液与营养液糖蜜段塞式注入及混合式注入两种工艺进行，环套空间注入。该专利的不足之处：该方法的封堵强度较低。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，以实现以下发明目的：
（1）提供一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂，比单独使用聚丙烯酰胺类调剖堵水剂时凝胶后的硬度至少提升20%以上；
（2）提供一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂，凝胶后的硬度受外界环境影响小，在-10℃的外界环境下，强度降低值不超过10%。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，包括配制营养液、培养复合微生物、微生物处理调剖堵水剂、改性调剖堵水剂。
所述配制营养液，将大枣和枸杞粉碎（≤100目），然后加入去离子水，在100~110℃下搅拌1~2h后加入磷酸二氢钾和乳糖粉，在40~50℃下于蒸煮提取器中蒸煮提取2~3h，对提取液经进行除渣后制得营养液。
各物质施用量为大枣30~40份、枸杞20~25份、去离子水60~70份、磷酸二氢钾15~20份、乳糖粉15~20份。
所述乳糖粉，粒度为150目，含量≥98%，砷≤0.5mg/kg，铅≤0.5mg/kg，灼烧残渣≤0.3%。
所述培养复合微生物，将培养容器进行高温杀菌后，将营养液倒入培养容器内，然后将凝结芽孢杆菌、假单胞菌和固氮菌放入培养容器中，开启控温控湿程序后进行培养。开始培养的5~6小时，通过程序将温度调节为30~40度，然后调节温度至15~25度，继续培养6~7小时。
各微生物施用量为凝结芽孢杆菌5~7份、假单胞菌3~4份、固氮菌2~3份。
所述微生物处理调剖堵水剂，将培养后的复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺按照质量比为3:4~1:2进行混合，然后搅拌1~2h，搅拌速度为50~60RPM，然后溶于去离子水中制得溶液。溶液中，复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺占溶液的重量体积比为20~25％。
所述阴离子聚丙烯酰胺，外观：白色颗粒，分子量：1000~1200万，固含量≥90%，荷密度：10~40（Mole %）。
所述改性调剖堵水剂，将微生物处理后的调剖堵水剂置于震荡混合器中，然后加入碳酸氢钠进行震荡，震荡时间为30~40min，其中，所述碳酸氢钠与微生物处理后的调剖堵水剂的质量比为1:10~1:8，震荡结束即得到油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂。
一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的使用方法为：将生物调剖堵水剂输送到边水严重的水井的优势孔道中需要进行调整的部位，待生物调剖堵水剂由液体变成固体，即完成封堵过程。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的耐中高温的生物调剖堵水剂，比单独使用聚丙烯酰胺类调剖堵水剂时凝胶后的硬度至少提升20%以上；
（2）本发明的耐中高温的生物调剖堵水剂，凝胶后的硬度受外界环境影响小，在-10℃的外界环境下，强度降低值不超过10%；
（3）本发明的耐中高温的生物调剖堵水剂，凝胶后硬度的测定结果见下表：
Figure 470989DEST_PATH_IMAGE001
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，包括配制营养液、培养复合微生物、微生物处理调剖堵水剂、改性调剖堵水剂。
所述配制营养液，将大枣和枸杞粉碎（≤100目），然后加入去离子水，在100℃下搅拌1h后加入磷酸二氢钾和乳糖粉，在40℃下于蒸煮提取器中蒸煮提取2h，对提取液经进行除渣后制得营养液。
各物质施用量为大枣30份、枸杞20份、去离子水60份、磷酸二氢钾15份、乳糖粉15份。
所述乳糖粉，粒度为150目，含量≥98%，砷≤0.5mg/kg，铅≤0.5mg/kg，灼烧残渣≤0.3%。
所述培养复合微生物，将培养容器进行高温杀菌后，将营养液倒入培养容器内，然后将凝结芽孢杆菌、假单胞菌和固氮菌放入培养容器中，开启控温控湿程序后进行培养。开始培养的5小时，通过程序将温度调节为30度，然后调节温度至25度，继续培养6小时。
各微生物施用量为凝结芽孢杆菌5份、假单胞菌3份、固氮菌2份。
所述微生物处理调剖堵水剂，将培养后的复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺按照质量比为3:4进行混合，然后搅拌1h，搅拌速度为50RPM，然后溶于去离子水中制得溶液。溶液中，复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺占溶液的重量体积比为20％。
所述阴离子聚丙烯酰胺，外观：白色颗粒，分子量：1000~1200万，固含量≥90%，荷密度：10~40（Mole %）。
所述改性调剖堵水剂，将微生物处理后的调剖堵水剂置于震荡混合器中，然后加入碳酸氢钠进行震荡，震荡时间为30min，其中，所述碳酸氢钠与微生物处理后的调剖堵水剂的质量比为1:8，震荡结束即得到油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂。
一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的使用方法为：将生物调剖堵水剂输送到边水严重的水井的优势孔道中需要进行调整的部位，待生物调剖堵水剂由液体变成固体，即完成封堵过程。
实施例2
一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，包括配制营养液、培养复合微生物、微生物处理调剖堵水剂、改性调剖堵水剂。
所述配制营养液，将大枣和枸杞粉碎（≤100目），然后加入去离子水，在105℃下搅拌1.5h后加入磷酸二氢钾和乳糖粉，在45℃下于蒸煮提取器中蒸煮提取2.5h，对提取液经进行除渣后制得营养液。
各物质施用量为大枣35份、枸杞22份、去离子水65份、磷酸二氢钾17份、乳糖粉17份。
所述乳糖粉，粒度为150目，含量≥98%，砷≤0.5mg/kg，铅≤0.5mg/kg，灼烧残渣≤0.3%。
所述培养复合微生物，将培养容器进行高温杀菌后，将营养液倒入培养容器内，然后将凝结芽孢杆菌、假单胞菌和固氮菌放入培养容器中，开启控温控湿程序后进行培养。开始培养的5.5小时，通过程序将温度调节为35度，然后调节温度至20度，继续培养6.5小时。
各微生物施用量为凝结芽孢杆菌6份、假单胞菌3.5份、固氮菌2.5份。
所述微生物处理调剖堵水剂，将培养后的复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺按照质量比为3:5进行混合，然后搅拌1.5h，搅拌速度为55RPM，然后溶于去离子水中制得溶液。溶液中，复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺占溶液的重量体积比为22％。
所述阴离子聚丙烯酰胺，外观：白色颗粒，分子量：1000~1200万，固含量≥90%，荷密度：10~40（Mole %）。
所述改性调剖堵水剂，将微生物处理后的调剖堵水剂置于震荡混合器中，然后加入碳酸氢钠进行震荡，震荡时间为35min，其中，所述碳酸氢钠与微生物处理后的调剖堵水剂的质量比为1:9，震荡结束即得到油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂。
一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的使用方法为：将生物调剖堵水剂输送到边水严重的水井的优势孔道中需要进行调整的部位，待生物调剖堵水剂由液体变成固体，即完成封堵过程。
实施例3
一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，包括配制营养液、培养复合微生物、微生物处理调剖堵水剂、改性调剖堵水剂。
所述配制营养液，将大枣和枸杞粉碎（≤100目），然后加入去离子水，在110℃下搅拌2h后加入磷酸二氢钾和乳糖粉，在50℃下于蒸煮提取器中蒸煮提取3h，对提取液经进行除渣后制得营养液。
各物质施用量为大枣40份、枸杞25份、去离子水70份、磷酸二氢钾20份、乳糖粉20份。
所述乳糖粉，粒度为150目，含量≥98%，砷≤0.5mg/kg，铅≤0.5mg/kg，灼烧残渣≤0.3%。
所述培养复合微生物，将培养容器进行高温杀菌后，将营养液倒入培养容器内，然后将凝结芽孢杆菌、假单胞菌和固氮菌放入培养容器中，开启控温控湿程序后进行培养。开始培养的6小时，通过程序将温度调节为40度，然后调节温度至15度，继续培养7小时。
各微生物施用量为凝结芽孢杆菌7份、假单胞菌4份、固氮菌3份。
所述微生物处理调剖堵水剂，将培养后的复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺按照质量比为1:2进行混合，然后搅拌2h，搅拌速度为60RPM，然后溶于去离子水中制得溶液。溶液中，复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺占溶液的重量体积比为25％。
所述阴离子聚丙烯酰胺，外观：白色颗粒，分子量：1000~1200万，固含量≥90%，荷密度：10~40（Mole %）。
所述改性调剖堵水剂，将微生物处理后的调剖堵水剂置于震荡混合器中，然后加入碳酸氢钠进行震荡，震荡时间为40min，其中，所述碳酸氢钠与微生物处理后的调剖堵水剂的质量比为1:10，震荡结束即得到油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂。
一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的使用方法为：将生物调剖堵水剂输送到边水严重的水井的优势孔道中需要进行调整的部位，待生物调剖堵水剂由液体变成固体，即完成封堵过程。
对比例1
采用实施例1所述的耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，其不同之处在于：省略“改性调剖堵水剂”，制备方法包括“配制营养液、培养复合微生物和微生物处理调剖堵水剂”。
对比例2
采用实施例1所述的耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，其不同之处在于：省略“配制营养液、培养复合微生物和微生物处理调剖堵水剂”，直接将本发明使用的阴离子聚丙烯酰胺颗粒用于调剖堵水。
实施例4
实施例1-3及对比例1-2的调剖堵水剂在不同温度下凝胶后硬度的测定结果见下表：
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
硬度（g/cm2）（在-10℃下） 732.8 728.9 756.8 625.8 325.8
硬度（g/cm2）（在0℃下） 753.9 749.8 786.7 648.7 448.7
硬度（g/cm2）（在10℃下） 769.5 778.1 796.8 685.2 519.2
硬度（g/cm2）（在20℃下） 786.9 794.3 810.7 702.8 602.8
硬度（g/cm2）（在30℃下） 785.2 768.7 798.5 714.8.9 612.9
硬度（g/cm2）（在40℃下） 796.8 789.6 785.7 609.3 489.3
由上表数据可以看出，本发明制备的耐中高温的生物调剖堵水剂，比单独使用聚丙烯酰胺类调剖堵水剂时凝胶后的硬度至少提升20%以上。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (7)

1.一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，其特征在于，包括配制营养液和培养复合微生物；
所述配制营养液，将大枣和枸杞粉碎（≤100目），然后加入去离子水，在100~110℃下搅拌1~2h后加入磷酸二氢钾和乳糖粉，在40~50℃下于蒸煮提取器中蒸煮提取2~3h，对提取液经进行除渣后制得营养液；
所述培养复合微生物，将培养容器进行高温杀菌后，将所述营养液倒入培养容器内，然后将凝结芽孢杆菌、假单胞菌和固氮菌放入培养容器中，开启控温控湿程序后进行培养；开始培养的5~6小时，通过程序将温度调节为30~40度，然后调节温度至15~25度，继续培养6~7小时；
所述培养复合微生物中各微生物施用量为凝结芽孢杆菌5~7份、假单胞菌3~4份、固氮菌2~3份；
所述油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法还包括微生物处理调剖堵水剂和改性调剖堵水剂。
2.根据权利要求1所述的一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，其特征在于，所述配制营养液中各物质施用量为大枣30~40份、枸杞20~25份、去离子水60~70份、磷酸二氢钾15~20份、乳糖粉15~20份。
3.根据权利要求2所述的一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，其特征在于，所述乳糖粉，粒度为150目，含量≥98%，砷≤0.5mg/kg，铅≤0.5mg/kg，灼烧残渣≤0.3%。
4.根据权利要求1所述的一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，其特征在于，所述微生物处理调剖堵水剂，将培养后的复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺按照质量比为3:4~1:2进行混合，然后搅拌1~2h，搅拌速度为50~60RPM，然后溶于去离子水中制得溶液；
溶液中，复合微生物与阴离子聚丙烯酰胺占溶液的重量体积比为20~25％。
5.根据权利要求4所述的一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，其特征在于，所述阴离子聚丙烯酰胺，外观：白色颗粒，分子量：1000~1200万，固含量≥90%，荷密度：10~40（Mole %）。
6.根据权利要求1所述的一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的制备方法，其特征在于，所述改性调剖堵水剂，将微生物处理后的调剖堵水剂置于震荡混合器中，然后加入碳酸氢钠进行震荡，震荡时间为30~40min，其中，所述碳酸氢钠与微生物处理后的调剖堵水剂的质量比为1:10~1:8，震荡结束即得到油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂。
7.一种油田开采用耐中高温的生物调剖堵水剂的使用方法，其特征在于，将生物调剖堵水剂输送到边水严重的水井的优势孔道中需要进行调整的部位，待生物调剖堵水剂由液体变成固体，即完成封堵过程。
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