CN112522156A - 一种抑制油藏中硫化氢的新方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抑制油藏中硫化氢的新方法的方法，采集待检测油藏样品；检测待检测油藏样品的硫酸盐还原以及硝酸盐还原基因个数，通过待检测油藏样品的菌种数筛选后确定目标油藏，对目标油藏的样品进行SRB突变培养并记录数据；通过数据确定SRB突变拐点后检测SRB数量，SRB基因定量，硫单质及硫的聚合物质量即为目标油藏硫化氢生物抑制最佳硝酸盐浓度；将最佳硝酸盐浓度应用到所述目标油藏的注水量用以抑制油藏中硫化氢含量。本发明通过硫酸盐还原菌在高硝酸盐环境下的自身突变，确定目标油藏硫化氢生物抑制最佳硝酸盐浓度可以应用于抑制油藏中硫化氢含量。

Description

一种抑制油藏中硫化氢的新方法
技术领域
本发明属于油气处理技术领域，尤其涉及一种抑制油藏中硫化氢的新方法。
背景技术
油藏中的硫化氢有两种来源，非生物成因和生物成因。生物成因的硫化氢是硫酸盐还原菌(SRB)的代谢产物。硫化氢导致油藏发酸、降低油气品位、导致安全隐患。硫酸盐还原菌(SRB)是一种对石油工业有害的细菌，其代谢产物硫化氢会导致油藏发酸、油藏堵塞、设备腐蚀。SRB在厌氧环境下，能以硫酸盐作为最终电子受体。SRB是一类在多种厌氧环境中存在的种类多样的原核生物，根据16S rRNA基因序列，可以分为四类：革兰氏阴性嗜温菌、革兰氏阳性内生孢子菌、嗜热细菌和嗜热古菌。
硫酸盐还原细菌(SRB)进行异化硫酸盐还原，并在硫，碳，氮和金属的生物地球化学循环中发挥重要作用。它们普遍存在于厌氧环境中，如海洋和湖泊沉积物，其中硝酸盐和硫酸盐是常见的。由于SRB对有机电子供体的竞争，硝酸盐的升高可以抑制SRB进行的硫酸盐还原，这在污染或工程系统中具有特别重要的意义，因为它减少了环境中硫化物的产生。向油藏中注入硝酸盐可以通过刺激硝酸盐还原菌(NRB)的生长和活性来防止和解决酸化。已经提出了NRB控制酸化两种概念上不同的机制。硝酸盐-硫酸盐竞争:硝酸盐是比硫酸盐更好的(能量上更有利的)电子受体，因此NRB比SRB更具竞争力，因此硝酸盐注入抑制了硫酸盐还原。硝酸盐驱动的硫化物氧化:酸化过程中SRB产生的硫化物被硝酸盐作为电子受体再氧化。后一种机制可能导致一个隐蔽的硫循环。因此需要一种抑制油藏中硫化氢的新方法。
发明内容
本发明提供一种通过硫酸盐还原菌在高硝酸盐环境下的自身突变，获得一种针对硫酸盐还原菌(SRB)丰富，但缺乏硝酸盐还原菌(NRB)以及硫化物氧化硝酸盐还原菌(SO-NRB)的油藏中抑制油藏中硫化氢的新方法。
一种抑制油藏中硫化氢的新方法，包括以下步骤：
A采集待检测油藏样品；
B检测所述待检测油藏样品的硫酸盐还原以及硝酸盐还原基因个数，通过待检测油藏样品的菌种数筛选所述待检测油藏样品的硝酸盐还原菌(NRB)和硫化物氧化硝酸盐还原菌(SO-NRB)含量低于10个/ml的油藏后，确定目标油藏，；
C对所述目标油藏的样品进行SRB突变培养并记录数据；
D通过所述数据确定SRB突变拐点后检测SRB数量，SRB基因定量，硫单质及硫的聚合物质量即为目标油藏硫化氢生物抑制最佳硝酸盐浓度；
E将所述最佳硝酸盐浓度应用到所述目标油藏的注水量用以抑制油藏中硫化氢含量。
进一步地，所述目标油藏为水驱高H2S含量(>50ppm)，硫化氢含量随着水驱时间的增加而增加的油藏。
进一步地，所述SRB突变培养的方法包括在无菌条件下，温度为37℃条件下，在NRB培养基中加入油藏样品，富集培养100代，每72h将最终体积的1％转移到新的培养基中进行培养，并每72小时记录每一代的OD600值。
进一步地，所用NRB培养基为(/L)：NaCl，5g；MgCl2，1.8g；CaCl2，0.02g；NH4Cl，0.3g；K2HPO4，0.2g；KCl，0.5g；KNO3；乳酸钠，1g；酵母提取物，1g；微量元素，1ml；0.1％刃天青，1ml；复合维生素溶液，2ml；去离子水，1L。
进一步地，在步骤B中通过实时定量pcr测定该样品中的硫酸盐还原基因个数。
进一步地，在步骤C中分别在硝酸盐浓度为300ppm，500ppm，800ppm，1000ppm的所述目标油藏的样品中记录确定SRB突变拐点，
本发明的有益效果为：
本发明通过硫酸盐还原菌在高硝酸盐环境下的自身突变，获得一种针对硫酸盐还原菌丰富，但缺乏硝酸盐还原菌以及硫化物氧化硝酸盐还原菌的油藏中对目标油藏的样品进行SRB突变培养
附图说明
图1为一种抑制油藏中硫化氢的新方法的流程图；
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
研究表明，硝酸盐参与渗透、离子和亚硝酸盐应激反应的关键功能基因，而在较高的硝酸盐、亚硝酸盐或盐的反应中，几乎没有常见的基因表达模式。分析表明，硝酸盐簇与硫酸盐还原菌对硝酸盐的耐受性增强有关，而与亚硝酸盐的耐受性无关。
按照图1的方法流程根据不同的油藏性质，选取了3个不同性质的油藏。其三口井的油藏样品性质各不相同。在传统方法中处理过的样品，能检测到大量硫化氢。根据本发明方法对上述样品进行处理，通过多个实例来证明本发明中的方法的可行性。
实施例1江汉广华油田抑制硫化氢产生的方法
本实施例具体检测步骤为：
广华油藏为水驱油藏，从1971年开始水驱，高含硫油藏，其硫化氢含量高达50ppm。将采集的广华油藏样品装入已灭菌的样品瓶中，密封，并快速运回实验室低温冷藏保存。通过实时定量pcr测定该样品中的硫酸盐还原基因个数，以及硝酸盐还原菌个数，如下表所示。
表1广华油藏硫酸盐还原以及硝酸盐还原基因定量分析
Figure BDA0002847799940000041
Figure BDA0002847799940000051
对样品中的硫酸盐还原基因进行测序分析(森诺生物科技股份有限公司)，基因测序以及微生物系统发育分析来完成对油藏样和的检测分析。其检测结果如下：
表2广华油藏的16S rDNA数据
Figure BDA0002847799940000052
通过不同硝酸盐浓度下硫酸盐还原菌(SRB)的传代培养，确定SRB突变拐点，硝酸盐浓度为300ppm，500ppm，800ppm，1000ppm。在无菌条件下，温度为37℃条件下，在45mlNRB培养基中加入5ml油藏样品，富集培养100代，每72h将最终体积的1％(500ul)转移到新的培养基中进行培养，每72小时记录每一代的OD600值。所用NRB培养基为(/L)：NaCl，5g；MgCl2，1.8g；CaCl2，0.02g；NH4Cl，0.3g；K2HPO4，0.2g；KCl，0.5g；KNO3；乳酸钠，1g；酵母提取物，1g；Trace elements，1ml；0.1％刃天青，1ml；复合维生素溶液，2ml；去离子水，1L。
每隔五代测硫酸盐还原菌的数量，OD值，硫化氢的含量，单质硫及硫的聚合物的含量。
表3广华油藏第0代至100代的数据表
Figure BDA0002847799940000061
Figure BDA0002847799940000071
Figure BDA0002847799940000081
使用800ppm的硝酸盐效果最好，使硫化氢含量降为0，且检测到了一部分的硫酸盐还原菌，含量为104，硫单质及硫的聚合物含量15.2ppm。且在第15代发生基因突变的拐点和硫单质及硫的聚合物含量最高的点相同，说明硫酸盐还原菌发生了基因突变和硫酸盐的氧化。
实施例2江汉新沟嘴油藏超低渗油藏中抑制硫化氢产生的方法
新沟油藏为低渗透油藏，1995年开始采油，其渗透率为65mD，平均孔隙度为12％～21％，其硫化氢含量高达72ppm。将采集的广华油藏样品装入已灭菌的样品瓶中，密封，并快速运回实验室低温冷藏保存。通过实时定量pcr测定该样品中的硫酸盐还原基因个数，以及硝酸盐还原菌个数，如下表所示。
表4新沟嘴油藏硫酸盐还原以及硝酸盐还原基因定量分析
Figure BDA0002847799940000082
Figure BDA0002847799940000091
对样品中的硫酸盐还原基因进行测序分析(森诺生物科技股份有限公司)，基因测序以及微生物系统发育分析来完成对油藏样和的检测分析。其检测结果如下：
表5广华油藏的16S rDNA数据
Figure BDA0002847799940000092
通过不同硝酸盐浓度下硫酸盐还原菌(SRB)的传代培养，确定SRB突变拐点，硝酸盐浓度为300ppm，500ppm，800ppm，1000ppm。在无菌条件下，温度为37℃条件下，在45mlNRB培养基中加入5ml油藏样品，富集培养100代，每72h将最终体积的1％(500ul)转移到新的培养基中进行培养，每72小时记录每一代的OD600值。所用NRB培养基为(/L)：NaCl，5g；MgCl2，1.8g；CaCl2，0.02g；NH4Cl，0.3g；K2HPO4，0.2g；KCl，0.5g；KNO3；乳酸钠，1g；酵母提取物，1g；Trace elements，1ml；0.1％刃天青，1ml；复合维生素溶液，2ml；去离子水，1L。
每隔五代测硫酸盐还原菌的数量，OD值，硫化氢的含量，单质硫及硫的聚合物的含量。
表6新沟油藏第0代至100代的数据表
Figure BDA0002847799940000101
Figure BDA0002847799940000111
Figure BDA0002847799940000121
使用800ppm的硝酸盐效果最好，使硫化氢含量降为0，且检测到了一部分的硫酸盐还原菌，含量为104，硫单质及硫的聚合物含量18.5ppm。且在第15代发生基因突变的拐点和硫单质及硫的聚合物含量最高的点相同，说明硫酸盐还原菌发生了基因突变和硫酸盐的氧化。
实施例3吐哈油藏抑制硫化氢的方法
吐哈油藏为低渗透油藏，1991年开始采油，孔隙度为2.6％～7.8％,渗透率普遍<1.0m D，其硫化氢含量高达61ppm。将采集的广华油藏样品装入已灭菌的样品瓶中，密封，并快速运回实验室低温冷藏保存。通过实时定量pcr测定该样品中的硫酸盐还原基因个数，以及硝酸盐还原菌个数，如下表所示。
表7吐哈嘴油藏硫酸盐还原以及硝酸盐还原基因定量分析
Figure BDA0002847799940000122
Figure BDA0002847799940000131
对样品中的硫酸盐还原基因进行测序分析(森诺生物科技股份有限公司)，基因测序以及微生物系统发育分析来完成对油藏样和的检测分析。其检测结果如下：
表8吐哈油藏的16S rDNA数据
Figure BDA0002847799940000132
通过不同硝酸盐浓度下硫酸盐还原菌(SRB)的传代培养，确定SRB突变拐点，硝酸盐浓度为300ppm，500ppm，800ppm，1000ppm。在无菌条件下，温度为37℃条件下，在45mlNRB培养基中加入5ml油藏样品，富集培养100代，每72h将最终体积的1％(500ul)转移到新的培养基中进行培养，每72小时记录每一代的OD600值。所用NRB培养基为(/L)：NaCl，5g；MgCl2，1.8g；CaCl2，0.02g；NH4Cl，0.3g；K2HPO4，0.2g；KCl，0.5g；KNO3；乳酸钠，1g；酵母提取物，1g；Trace elements，1ml；0.1％刃天青，1ml；复合维生素溶液，2ml；去离子水，1L。
每隔五代测硫酸盐还原菌的数量，OD值，硫化氢的含量，单质硫及硫的聚合物的含量。
表9吐哈油藏第0代至100代的数据表
Figure BDA0002847799940000141
Figure BDA0002847799940000151
Figure BDA0002847799940000161
使用800ppm的硝酸盐效果最好，使硫化氢含量降为0，且检测到了一部分的硫酸盐还原菌，含量为104，硫单质及硫的聚合物含量16.1ppm。且在第15代发生基因突变的拐点和硫单质及硫的聚合物含量最高的点相同，说明硫酸盐还原菌发生了基因突变和硫酸盐的氧化。
以往的研究只是加入硝酸盐来测硫化氢的含量，而没有对硝酸盐如何抑制硫化氢进行深入研究，通过深入的研究传代至100代，然后通过机理分析得到最佳的硝酸盐浓度。
本发明没有涉及硝酸盐还原菌与硫酸盐还原菌的竞争抑制作用，通过硫酸盐还原菌在高硝酸盐环境下的自身突变，获得一种针对硫酸盐还原菌(SRB)丰富，但缺乏硝酸盐还原菌(NRB)以及硫化物氧化硝酸盐还原菌(SO-NRB)的油藏中硫化氢生物抑制新方法。在3个实例中都成功的抑制了硫化氢的产生，说明本专利中的方法能很好的用来抑制油藏中硫化氢的产生，可以很好的解决油藏酸化的问题。为油藏酸化提供了一种可行的新方法。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抑制油藏中硫化氢的新方法，其特征在于，包括以下步骤：
A采集待检测油藏样品；
B检测所述待检测油藏样品的硫酸盐还原以及硝酸盐还原基因个数，通过待检测油藏样品的菌种数筛选所述待检测油藏样品的硝酸盐还原菌(NRB)和硫化物氧化硝酸盐还原菌(SO-NRB)含量低于10个/ml的油藏后，确定目标油藏；
C对所述目标油藏的样品进行SRB突变培养并记录数据；
D通过所述数据确定SRB突变拐点后检测SRB数量，SRB基因定量，硫单质及硫的聚合物质量即为目标油藏硫化氢生物抑制最佳硝酸盐浓度；
E将所述最佳硝酸盐浓度应用到所述目标油藏的注水量用以抑制油藏中硫化氢含量。
2.根据权利要求1所述一种抑制油藏中硫化氢的新方法，其特征在于，所述目标油藏为水驱高H2S含量(>50ppm)，硫化氢含量随着水驱时间的增加而增加的油藏。
3.根据权利要求1所述一种抑制油藏中硫化氢的新方法，其特征在于，所述SRB突变培养的方法包括在无菌条件下，温度为37℃条件下，在NRB培养基中加入油藏样品，富集培养100代，每72h将最终体积的1％转移到新的培养基中进行培养，并每72小时记录每一代的OD600值。
4.根据权利要求3所述一种抑制油藏中硫化氢的新方法，其特征在于，所用NRB培养基为(/L)：NaCl，5g；MgCl2，1.8g；CaCl2，0.02g；NH4Cl，0.3g；K2HPO4，0.2g；KCl，0.5g；KNO3；乳酸钠，1g；酵母提取物，1g；微量元素，1ml；0.1％刃天青，1ml；复合维生素溶液，2ml；去离子水，1L。
5.根据权利要求1所述一种抑制油藏中硫化氢的新方法，其特征在于，在步骤B中通过实时定量pcr测定该样品中的硫酸盐还原基因个数。
6.根据权利要求1所述一种抑制油藏中硫化氢的新方法，其特征在于，在步骤C中分别在硝酸盐浓度为300ppm，500ppm，800ppm，1000ppm的所述目标油藏的样品中记录确定SRB突变拐点。
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