CN116240137A - 一种新鞘氨醇菌、耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种新鞘氨醇菌,同时,还公开了一种耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法,将所述新鞘氨醇菌在发酵培养基中振荡培养发酵,发酵条件如下:温度30‑60℃,pH值5‑10,矿化度100000 mg/L以下,培养3‑5d后,取发酵菌液在冷冻离心机中分离离心沉淀,然后再真空冷冻干燥,即可。还公开了微生物分散体封堵调驱剂在低渗透油藏中封堵调驱中的应用。本发明提供的微生物分散体封堵调驱剂具有低黏度性、粘性流变性、耐温耐盐性和自生长适应性,为低渗透油藏多孔渗型高渗带、微裂缝等进行有效封堵供了一种新的方法,具有较强的应用实际价值。

Description

一种新鞘氨醇菌、耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的 制备方法及其应用
技术领域
本发明属于微生物封堵调驱技术领域,具体涉及一种新鞘氨醇菌、耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法及其应用。
背景技术
鄂尔多斯盆地延长油田低渗透油藏普遍具有低渗、低孔、低压以及高毛管压力和高有效应力的“三低两高”特征。基于油藏自身基质孔隙的非均质性强,以及普遍存在发育性天然微尺度裂缝,导致在补充能量(如注水、注气和注CO2等)开发过程中,注入流体易沿储层裂缝通道和高渗孔隙介质通道窜流,使得含水上升快,流体波及体积有限,造成稳油控水难度大和原油采收率低等问题。传统调剖堵水技术在油田现场应用中调剖范围仅限于近井地带,虽然能改善注水井的吸水剖面,但是液流在地层深部的水窜现象并未从根本改善。
微生物采油技术是利用微生物自身的活动及其代谢产物(如生物表面活性物质、生物聚合物及生物气体等)来促使原油增产,具有适用范围广、施工工艺简便、无污染和投入产出比高等特点。但其缺点是缺乏对油藏中微生物多样性的全面了解,在激活有益菌群的同时可能也激活了有害菌群,因此具有一定的盲目性。微生物分散体是由一种微生物分散体功能菌在营养液中生长形成类似于微小球体的单个菌团个体(包含微生物菌体、代谢产物等),以单个个体的形式分散在水相中,其形态近似于微小的球体,因而被称为“微生物分散体”。在初始状态下,微生物分散体功能菌随注入流体可以顺利地进入裂缝窜流通道和高渗层窜流通道,随后在裂缝介质和高渗孔隙介质中生长繁殖,慢慢长成单个的微生物分散体。当微生物分散体的尺寸生长至与储层介质环境匹配时,即可实现对裂缝通道的物理堵塞。由于微生物分散体具有柔性,因此在调驱封堵过程中具有独特的优势,既能有效封堵窜流通道,又能不断地向裂缝深部和高渗多孔介质的深部运移,不断地改变注入流体的流向,实现全程调剖,进而最大化的提高流体在地层波及体积,实现提高采收率的目的。
目前已有的凝胶封堵调驱剂、生物多糖凝胶调生物多糖凝胶和复合微生物调剖菌剂尚存在以下缺陷。例如,CN104045765A公开了一株调驱用凝胶颗粒及其制备方法,该凝胶颗粒封堵调驱剂为有机材料丙烯酰胺制备存在对油藏裂缝与高渗孔隙介质所形成的多尺度窜流通道易出现“要么注不进、要么堵不住”的问,且无生长活性功能。例如,CN110699059A公开了一种驱油用生物多糖凝胶及其制备方法与应用,该生物多糖凝胶调驱剂主要利用无活性的生物多糖凝胶聚合物进行调驱,需要多种化学类药剂复配协同发挥调驱作用,并未实现真正意义上的绿色环保。例如,CN106047728A公开了一种复合微生物调剖菌剂及其制备方法与应用,该复合微生物调剖菌剂存在耐温耐盐性不足,且需要其他高分子聚合物协同调驱,无法单一性的生长自适应匹配封堵调驱。同时封堵调驱过程中还需要将玉米颗粒作为载体附着生长,才能对孔渗型高渗带、微裂缝等进行有效封堵。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明提供一种新鞘氨醇菌、耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法及其应用,所述新鞘氨醇菌,是一种兼性厌氧生长、耐盐耐高温且产多糖蛋白的微生物分散体功能菌种,制备的微生物分散体具有高效封堵调驱低渗透油藏多孔渗型高渗带、微裂缝等能力。
一种新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.),其为新鞘氨醇菌(Novosphingobiumsp.) YHZP-146,所述新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.) YHZP-146于2022年9月16日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC No. 25750。
一种耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法:将所述新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.)在发酵培养基中振荡培养发酵,发酵条件如下:温度30-60℃,pH值5-10,矿化度100000 mg/L以下,培养3-5d后,取发酵菌液在冷冻离心机中分离离心沉淀,然后再真空冷冻干燥,即可。矿化度是通过配置氯化钠溶液来控制。
优选地,所述发酵培养基包括以下成分:碳源 10-20 g/L,NaNO3 2-5 g/L,KH2PO43-6 g/L,Na2HPO4 2-6 g/L,MgSO4·7H2O 0.1-1.0 g/L,CaCl2 0.01-0.1 g/L,(NH4)2SO40.1-3.0 g/L,MnSO4 0.1-1.0 g/L,,酵母浸粉 0.1-1.0 g/L。
优选地,所述发酵条件如下:温度40-55℃,pH值6-8,矿化度10000-100000 mg/L,培养3-5d。
优选地,发酵条件如下:温度45℃,pH值7,矿化度60000mg/L,培养3-5d。
优选地,所述发酵培养基包括以下成分:碳源 15 g/L,NaNO3 5g/L,KH2PO4 4.8g/L,Na2HPO4 3.3g/L,MgSO4·7H2O 0.5g/L,CaCl2 0.02 g/L,(NH4)2SO4 3g/L,MnSO4 0.2g/L,FeSO4 0.2g/L,酵母浸粉 0.6g/L。
优选地,所述糖蜜为葡萄糖、蔗糖或者糖蜜。
耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂在低渗透油藏中封堵调驱中的应用,具体为:所述微生物分散体封堵调驱剂是通过上述制备方法制备得到的。
优选地,所述微生物分散体封堵调驱剂在低渗透油藏中封堵调驱中的应用,具体为:将所述微生物分散体封堵调驱剂以0.1-0.5wt%的浓度分散于矿化度为10000-150000mg/L的水中,得到微生物分散体封堵调驱剂分散液,将所述微生物分散体封堵调驱剂分散液注入岩心,关停一周,进行水驱或CO2驱。
本发明所述新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.)的保藏信息:
保藏日期:2022年9月16日
保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC);
保藏单位地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所
保藏编号:CGMCC No.25750;
分类命名:新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.)。
本发明的优点:
1. 本发明提供的微生物分散体封堵调驱剂具有低黏度性、粘性流变性、耐温耐盐性和自生长适应性;
2. 利用其单体分散体的自适应生长性与储层多孔介质环境匹配,既能有效封堵窜流通道,又能不断地向裂缝深部和高渗多孔介质的深部运移,不断地改变注入流体的流向,实现全程封堵调剖,进而最大化的提高流体在地层波及体积,实现提高采收率的目的;
3. 本发明提供的微生物分散体封堵调驱剂为低渗透油藏多孔渗型高渗带、微裂缝等进行有效封堵供了一种新的方法,具有较强的应用实际价值。
附图说明
图1为YHZP-146的平板菌落示意图。
图2为菌种YHZP-146的革兰氏染色图。
图3为YHZP-146的菌体SEM图。
图4为菌种YHZP-146在发酵培养基中生长的温度变化曲线图。
图5为菌种YHZP-146在发酵培养基中生长的矿化度变化曲线图。
图6为菌种YHZP-146在发酵培养基中生长的pH变化曲线图。
图7为菌种YHZP-146在不同碳源激活营养培养基中生长变化曲线图。
图8为菌种YHZP-146在不同氮源激活营养培养基中生长变化曲线图。
图9为菌种YHZP-146在不同微量元素激活营养培养基中生长变化曲线图。
图10为微生物分散体封堵调驱剂的外貌形态图。
图11为微生物分散体封堵调驱剂中多糖物质的表征图。
图12为微生物分散体封堵调驱剂中蛋白物质的表征图。
图13为微生物分散体封堵调驱剂在水溶液中粘度性测定曲线图。
图14为微生物分散体封堵调驱剂在水溶液中流变性测定曲线图。
图15为微生物分散体封堵调驱剂在水溶液中耐盐性测定曲线图。
图16为微生物分散体封堵调驱剂在水驱环境中微生物分散体颗粒生长粒径变化曲线图。
图17为微生物分散体封堵调驱剂在CO2驱环境中微生物分散体颗粒生长粒径变化曲线图。
图18为微生物分散体封堵调驱剂在水驱环境中对低渗透多孔介质岩心中的注入性与封堵适应性测定曲线图。
图19为微生物分散体封堵调驱剂在驱环境中对低渗透多孔介质岩心中的注入性与封堵适应性测定曲线图。
图20为微生物分散体封堵调驱剂在水驱环境中对低渗透非均质性岩心中的扩大波及体积效能测定曲线图。
图21为微生物分散体封堵调驱剂在CO2环境中对低渗透非均质性岩心中的扩大波及体积效能测定曲线图。
图22为微生物分散体封堵调驱剂在水驱环境中对低渗透岩心中的扩大波及体积效能测定曲线图。
图23为微生物分散体封堵调驱剂在CO2环境中对低渗透裂缝性岩心中的扩大波及体积效能测定曲线图。
实施方式
实施例1
本发明所述新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.)YHZP-146的筛选与驯化、分离和鉴定:
1.新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.)YHZP-146的分离筛选与驯化
按照改良的油藏采油功能微生物的富集培养基(蔗糖10 g,,K2HPO44.75 g,KH2PO43.3 g,MgSO4·7H2O 0.5g,(NH4)2SO43.0 g,CaCl2 0.02 g,MnSO4 0.2g,FeSO4 0.2g,酵母浸粉0.6 g,矿化度为的NaCl水溶液1000mL;用5M的NaOH溶液调节pH=7.0-7.2)的配方配制培养基;
实验步骤如下:
(1)取95mL灭菌新鲜的上述富集培养基置于250mL的厌氧中,加入5mL油藏采出液(陕西延安延长油田CO2驱油藏采出液),在、45℃的摇床中振荡培养,培养4d;
(2)选取微生物菌浓较高的锥形瓶样品,移取10mL菌液转接到90mL新鲜的上述富集培养基中继续在180r/min、45℃的摇床中振荡培养,培养4d;
(3)重复进行步骤b,直至菌体浓度>107个/mL。
2.新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.)YHZP-146的分离与纯化
经过上述多轮富集培养后取菌种YHZP-146生长菌浓较高的培养基采用稀释平板法分离单菌,实验步骤如下:
(1) 采用稀释平板涂布法和划线法对所富集的菌液进行分离纯化涂平板,将LB固体培养基(胰蛋白胨10g/L;酵母提取物5g/L;氯化钠;琼脂粉15 g/L)上长出圆形凸起的黄褐色菌落,挑取单个、面积大的单菌落接入新鲜得上述富集培养基中继续在180r/min、45℃的摇床中振荡培养,微生物生物量OD600值达到1.0以上后,4次;
(2) 选取LB固体培养基上长势最好的菌株,制得菌液,转入2.0mL 离心管中,4000 r/min 离心5min,弃上清液,分离得到的菌液于4 ℃保存备用。
3.新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.)YHZP-146的鉴定
(1) 通过划线法分离得到单菌落,本发明中命名为YHZP-146菌,将分离得到的YHZP-146菌株用LB培养基活化后送至上海美吉生工公司进行基因测序分析。然后将返回的16sRNA的基因序列与NCBI的数据库中进行同源性比对,结果如表1所示。初步鉴定该微生物分散体功能菌种YHZP-146为新鞘氨醇菌。
表1微生物分散体功能菌种YHZP-146菌株16sRNA基因鉴定结果
菌株代码 菌株种属 相似度
YHZP-146 新鞘氨醇菌 98~99%
(2) 菌落形态特征:该菌能在平板上形成菌落为黄褐色且凸起边缘光滑,在菌落的外围部分有较小颗粒状隆起,菌落部分比较光滑,呈现湿润性状,菌落总体上较粘稠、易于挑起(见图1)。革兰氏染色阴性(见图2)、无芽胞、无荚膜、两端钝圆的小杆菌。菌体大小约2-5um,且单个菌体具有运动性丝状鞭毛(见图3)。
实施例2
不同温度、矿化度和pH对YHZP-146的生长规律影响
基于实施例1所用的富集培养基,实验考察不同温度(30℃、45℃和60℃)、NaCl溶液的矿化度(10000mg/L、30000mg/L、60000mg/L和100000mg/L)和pH(5、6、7和8)条件下菌种YHZP-146的生物量活性OD600值。利用双紫外分光光度仪监测分散体功能菌YHZP-146在12h、24h、36h、48h和72h的生物量菌浓变化情况,绘制细菌生长规律曲线,获得菌种YHZP-146的最优生长培养条件;
微生物分散体功能菌种YHZP-146在不同温度、矿化度和pH值的生长影响如图4、图5和图6所示,随着温度的增加,的生物量值先增加后下降,经培养72h后,YHZP-146的生物量OD600值分别为0.85(30℃)、1.25(45℃)和0.59(60℃),说明实验筛选的微生物分散体功能菌的最适宜生长温度为45℃,且具有一定的耐高温生长繁殖能力。在45℃条件下,菌株YHZP-146在10000mg/L~100000 mg/L时,生物量最大值分别为1.08、1.25、1.32和0.91,说明YHZP-146可耐受高盐度油藏环境,其最优生长耐盐性为60000mg/L。在最优温度和盐度环境下,当pH=7时分散体功能菌的生物量值(1.35)最高。综上所述,微生物分散体功能菌YHZP-146的最优培养生长条件为:45℃,矿化度为60000mg/L,pH=7,其生物量菌浓OD600值达到1.3以上。
实施例3
培养基中不同碳源、氮源和微量元素对菌种YHZP-14生长规律的影响
实验考察不同碳源(葡萄糖、蔗糖和糖蜜)、氮源(硝酸钠、硫酸铵)和对的生长规律影响(见图7、图8和图9。实验设计各种碳源的0.5%、1.0%和1.5%;氮源的添加量梯度为0.1%、0.2%、0.3%和0.5%;微量元素以酵母粉(0.06%)、硫酸亚铁0.02%)和硫酸锰(0.02%)为生长因子设定3种组合(组合1,;组合2,酵母粉+硫酸亚铁;组合3,酵母粉+硫酸亚铁+ 硫酸亚锰)。培养条件为45℃,矿化度为60000mg/L,pH=7,180r/min的恒温摇床上培养,实验过程中监测菌种YHZP-146的生物量浓度OD600值变化情况,绘制细菌生长规律曲线;
(1)碳源的优化:在不同碳源及投加量条件下微生物分散体功能菌的生物量OD600值在0.8-1.3之间7),随着碳源投加量的增加菌种YHZP-146的生物量也逐渐升高,其中蔗糖和糖蜜在1.5%的投加量时,生物量可达到OD600值>1.1以上。结果表明,菌种YHZP-146在蔗糖和糖蜜中生长速率和生物量较好;
2)氮源的优化:实验设计氮源为混合氮源,分别为硝酸钠和硫酸铵,硝酸钠添加浓度分别为0.1%、0.3%和0.5%,硫酸铵添加浓度分别为0.1%、0.2%和0.3%。当硝酸钠和硫酸铵投加配比为5:3时,菌生长繁殖效果最佳,生物量菌浓OD600值达到1.1以上8)。实验优化确定最佳的氮源为硝酸钠和硫酸铵混合氮源,激活营养剂投加配比为5:3,投加量分别为0.5%和0.3%;
(3)微量元素的优化:当培养基中微量元素投加配比为组合3时,微生物分散体功能菌生长繁殖效果最佳,生物量菌浓OD600值达到1.2以上(见图9);
综上所述,通过单因素优化实验确定了菌种YHZP-146最适宜的富集培养基配方为:糖蜜或者蔗糖15 g/L,NaNO35g/L,KH2PO4 4.8g/L,Na2HPO4 3.3g/L,MgSO4·7H2O 0.5g/L,CaCl2 0.02g/L,(NH4)2SO4 3g/L,MnSO40.2g/L,FeSO4 0.2g/L,酵母浸粉0.6g/L;其中,KH2PO4 、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、CaCl2、FeSO4的浓度是基于原始富集培养基。
实施例4
耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法
实验通过在最佳培养基配方(糖蜜15 g/L,NaNO3 5g/L,KH2PO4 4.8g/L,Na2HPO43.3g/L,MgSO4·7H2O 0.5g/L,CaCl2 0.02g/L,(NH4)2SO4 3g/L,MnSO4 0.2g/L,FeSO4 0.2 g/L,酵母浸粉 0.6g/L),以及最佳发酵培养条件温度为45℃,矿化度为60000mg/L,pH=7的条件对菌种YHZP-146进行培养,在、45℃的摇床中振荡培养,培养5d后,取发酵菌液在10000r/min的冷冻离心机中分离离心沉淀20min,然后再真空冷冻干燥24h,获取了微生物分散体封堵调驱剂,其发酵菌液和所得微生物分散体封堵调驱剂分别见图10,可知,微生物分散体封堵调驱剂的外貌形态为松散的粉末状颗粒物;
-硫酸法测定了微生物分散体封堵调驱剂中的多糖物质,由图11可知,1.0g/L的葡萄糖溶液经过处理后呈现黑色,空白对照组经过处理后依旧透明无色,微生物分散体封堵调驱制剂产品组经过处理后呈现棕黄色。测试结果表明微生物分散体封堵调驱剂中含有生长代谢过程中产生的多糖类物质;
通过考马斯亮蓝法测定了微生物分散体封堵调驱剂中的蛋白物质,由图12可知,1mg/mL的牛血清蛋白溶液经过处理后呈现蓝色,空白对照组经过处理后为墨绿色,分散体产品组经过处理后呈现出不同于对照组的墨蓝色。该实验结果表明微生物分散体封堵调驱剂中含有生长代谢过程中产生的蛋白质物质。
实施例5
实施例4制备的微生物分散体封堵调驱剂在水溶液中粘度性和流变性测定
45℃条件下,配制NaCl浓度为60000mg/L的矿化水,用制备的微生物分散体封堵调驱剂和矿化水配制浓度为0.1%、0.2%、0.3%和0.5%的微生物分散体封堵调驱剂溶液。将0.1%、0.2%、0.3%和0.5%的微生物分散体封堵调驱剂溶液放置于45℃的恒温烘箱中,再用Brookfield DV2T粘度计在7.34s-1的剪切速率条件下测其粘度(见图13)。测试结果可以看出当微生物分散体封堵调驱剂添加浓度0.1%增加到0.5%时,在开始阶段不同浓度分散体水溶液随着剪切速率的增加,封堵调驱剂溶液的粘度有所降低,随后稳定在2mPa·s左右,与水保持一个数量级;
实验用MCR 302流变仪测定微生物分散体封堵调驱剂溶液的流变性(见图14)。测试结果表明,不同浓度微生物分散体封堵调驱剂溶液中的耗损模量均大于储能模量。其中,微生物分散体浓度为0.1%、0.3%和0.5%的储能模量均在2.5×10-6以上,耗损模量基本在0.04-0.05之间,耗损模量大于储能模量说明微生物分散体流体主要呈粘性性质。当分散体浓度为0.2%时,分散体在水溶液中的储能模量在2.0×10-6-2.5×10-6之间,且耗损模量下降幅度优于其他浓度,说明0.2%投加量的微生物分散体封堵调驱剂流体的弹性性质相对最优。
实施例6
实施例4制备的微生物分散体封堵调驱剂在水溶液中耐盐性测定
实验在45℃条件下,配制NaCl浓度为60000mg/L的矿化水,用制备的微生物分散体封堵调驱剂和矿化水配制浓度为0.1%、0.2%、0.3%和0.5%的微生物分散体水溶液。将0.1%、0.2%、0.3%和0.5%的微生物分散体水溶液放置于45℃的恒温烘箱中2h,Bettersizer2000激光粒度分布仪测定微生物分散体封堵调驱剂溶液在水溶液中的情况来评价其耐盐特征(见图15)。测试结果表明,随着矿化度从10000mg/L增加至150000mg/L,封堵调驱剂溶液的粒度有一定程度的降低,封堵调驱剂溶液的粒度中值(D50)随着溶液矿化度增加而减少,但是总体保持较好的稳定性,说明封堵调驱剂溶液具有良好的抗盐能力(150000mg/L)。多数颗粒的粒径集中在30-150μm之间,粒度中值(D50)集中在73-95μm,粒度分布均匀性较强。
实施例7
实施例4制备的微生物分散体封堵调驱剂在水溶液中耐温热稳定性测定
NaCl浓度为60000mg/L的矿化水,用该矿化度水配置2%的微生物分散体封堵调驱制剂水溶液,利用Bettersizer2000激光粒度分布仪测定了微生物分散体封堵调驱剂在不同温度(45 ℃、70 ℃和95 ℃)条件随时间尺度变化的颗粒粒径变化特征(表2)。在45℃条件下,微生物分散体封堵调驱剂颗粒溶解于水后具有良好的稳定性。粒径随时间的增加几乎不发生变化。微生物分散体颗粒的粒度成正态分布,多数颗粒的粒径集中在40-160μm之间,粒度中值(D50)集中在90-100μm,粒度分布均匀性较强。在70℃条件下,随着时间的增加,微生物分散体封堵调驱剂颗粒的粒径几乎不发生改变,多数颗粒的粒径集中在50-190μm之间,粒度中值(D50)集中在100-110μm,粒度分布均匀性较强。但是相对于45℃,发现粒径有所增加。说明随着温度的增加,颗粒粒径发生了膨胀。在95℃的条件下,随着时间的增加,粒度分布及粒度中值(D50)迅速增加。对比70℃条件下粒度有一个较大幅度的增加,说明微生物分散体封堵调驱剂在95℃发生了失稳现象。
表2 不同温度条件下微生物分散体封堵调驱剂的热稳定性变化特征
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实施例8
微生物分散体封堵调驱剂在水驱和CO2驱环境中封堵调驱剂颗粒生长粒径变化测试
实验配制NaCl浓度为60000mg/L的矿化水,用该矿化度水配置2%的微生物分散体封堵调驱制剂水溶液,利用Bettersizer2000激光粒度分布仪测定了微生物分散体封堵调驱制剂在水驱和CO2驱环境中第1、2和3天内微生物分散体封堵调驱剂颗粒生长粒径变化情况(见图16和图17);
在水驱环境中(见图16),随着生长时间的增加,逐渐增大,说明封堵调驱剂在不断的自适应生长,粒径大小在10-200 um之间。不同粒径大小的分散体个体将利于与油藏不同裂缝孔喉的智能化匹配;
在CO2驱环境中(见图17),随着生长时间的增加,微生物分散体颗粒粒径逐渐增大,说明微生物分散体封堵调驱剂颗粒粒径在CO2环境中不断的自适应生长,粒径大小在10-150 um之间,说明微生物分散体封堵调驱剂在CO2环境中也行自适应生长现场不同大小的分散体,有助于选择性的调驱封堵。
实施例9
微生物分散体封堵调驱剂在低渗透多孔介质岩心中的测定
模拟水驱/CO2驱油藏地层条件(45℃和压力10-15MPa),将渗透率为5mD岩心(长度10cm、直径2.5 cm)抽真空,饱和地层水并升温至45℃;模拟地层条件,地层水驱替,确保岩心被地层水饱和,并在地层温度下老化12h;随后开展水驱和超临界CO2气驱实验,将0.3PV、浓度为0.2%的微生物分散体封堵调驱剂溶液注入岩心中,关停一周(微生物分散体生长),随后再次开展水驱和超临界CO2驱,水驱注入速率为0.2mL/min,气驱恒压注入(压差1MPa)。评价微生物分散体调驱封堵能力。微生物分散体封堵调驱剂在水驱和CO2驱环境下对低渗透多孔介质岩心的注入性与封堵适应性(见图18和图19);
在水驱环境下(见图18),对于渗透率5mD的岩心,一次水驱注入压力为245kPa。随后注入微生物分散体封堵调驱剂溶液0.3PV,注入压力略微上升30kPa,接着关停一周,微生物分散体开始生长。再进行后续水驱,后续注入压力为1100kPa,最终注入压力上升约4.5倍,微生物分散体封堵调驱剂注入性与封堵适应性良好;
在驱环境下(见图19),一次气驱出口端气体流量约为270mL/min,随后注入微生物分散体封堵调驱剂溶液0.3PV,出口端气体流量下降到20mL/min。接着关停一周,微生物分散体封堵调驱剂开始生长繁殖,再进行后续气驱,后续出口端气体流量略微增加,最后稳定为50mL/min,最终气驱出口端气体流量降低了5.3倍,微生物分散体封堵调驱剂注入性与封堵适应性良好。
实施例10
微生物分散体封堵调驱剂在对低渗透非均质性岩心中的扩大波及体积效能测定
实验具体操作步骤如下:模拟水驱/CO2驱油藏地层条件(45℃和压力10-15MPa),将低渗透5mD和高渗透100mD岩心(长度10cm、直径2.5cm)抽真空,随后饱和地层水并升温至45;模拟地层条件,地层水驱替,确保岩心被地层水饱和,并在地层温度下老化12h;实验设计5mD)/高渗透岩心(100mD),对非均质并联岩心组合开展水驱和临界CO2气驱实验,将0.3PV、浓度为0.2%的微生物分散体封堵调驱剂水溶液注入至并联组合岩心,关停一周,随后再次开展水驱和超临界CO2驱,水驱注入速率为0.2mL/min,气驱恒压注入(压差1 MPa)。评价微生物分散体封堵调驱剂调驱封堵能力。微生物分散体封堵调驱剂在水驱和CO2驱环境下对低渗透非均质性岩心中的扩大波及体积效能(见图20和图21);
在水驱环境下20),对于5mD/100mD的非均质组合岩心,一次水驱注入压力为8kPa,高渗透出口端流量为0.19mL/min,低渗透岩心出口端流量为0.01mL/min。随后注入微生物分散体封堵调驱剂溶液0.3PV,接着关停一周,微生物分散体封堵调驱剂开始生长。再进行后续水驱,后续注入压力上升直至稳定为110kPa,最终注入压力上升了13.75倍,高渗透出口端流量为0.105mL/min,低渗透岩心出口端流量为0.095mL/min,渗透/低渗透岩心出口端流量比由19:1降低至10.5:9.5,封堵率92.7%;
在CO2驱环境下(见图21),一次气驱高渗透出口端流量为3000mL/min,低渗透岩心出口端流量为290mL/min,随后注入微生物分散体封堵调驱剂溶液0.3PV,高渗透出口端流量下降到50mL/min,低渗透岩心出口端流量下降到20mL/min。接着关停一周,微生物分散体封堵调驱剂开始生长,再进行后续气驱,后续出口端气体流量开始增加直至稳定,最后高渗透出口端流量为460mL/min,低渗透岩心出口端流量为290mL/min。高渗透/低渗透岩心出口端气体流速比由3000:290降低至460:290,封堵率92.1%。
实施例11
微生物分散体封堵调驱剂在对低渗透非均质性岩心中的扩大波及体积效能测定
实验具体操作步骤如下:模拟水驱/CO2驱油藏地层条件(45℃和压力10-15MPa),将渗透率为5mD岩心(长度10 cm、直径2.5cm)抽真空,随后饱和地层水并升温至45℃;模拟地层条件,地层水驱替,确保岩心被地层水饱和,并在地层温度下老化12h;随后对渗透率为5mD的岩心人工造缝,形成裂缝性岩心(基质渗透率为5mD,裂缝宽度为30μm),等效渗透率为10mD。对裂缝性岩心开展水驱和超临界CO2气驱实验,将1倍裂缝体积(1FPV),浓度为0.2%的微生物分散体封堵调驱剂水溶液注入裂缝性岩心中,关停一周,随后再次开展水驱和超临界CO2驱。监测驱替过程中出口端的液体和气体流速,评价微生物分散体的调驱封堵能力;微生物分散体封堵调驱制剂在水驱和CO2驱环境下对低渗透裂缝性岩心中的扩大波及体积效能(见图22和图23);
在水驱环境下22)对于裂缝30μm、基质渗透率5mD的组合岩心,一次水驱注入压力为46kPa,裂缝性岩心出口端流量为0.15mL/min,低渗透岩心出口端流量为0.05mL/min。随后注入浓度为0.2%的微生物分散体封堵调驱剂水溶液1FPV(FPV为1倍的裂缝体积),接着关停一周,微生物分散体开始生长。再进行后续水驱,后续注入压力上升直至稳定为280kPa,最终注入压力上升了约6倍,裂缝性岩心出口端流量为0.105mL/min,低渗透岩心出口端流量为0.095mL/min,裂缝性岩心/低渗透岩心出口端流量比由15:5降低至10.5:9.5,封堵率83.3%,有较好的封堵效果;
在CO2驱环境下(见图23),对于裂缝30μm、基质渗透率5mD的组合岩心,一次气驱裂缝性岩心出口端流量为1300mL/min,低渗透岩心出口端流量为290mL/min,随后注入浓度为0.2%的微生物分散体封堵调驱剂水溶液1FPV,裂缝性岩心出口端流量下降到25mL/min,低渗透岩心出口端流量下降到20mL/min。接着关停一周,微生物分散体开始生长,再进行后续气驱,后续出口端气体流量开始增加直至稳定,最后裂缝性岩心出口端流量为380mL/min,低渗透岩心出口端流量为290mL/min。裂缝性岩心/低渗透岩心出口端气体流速比由1300:290降低至380:290,封堵率82.5%,有较好的封堵效果。

Claims (9)

1.一种新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.),其特征在于:其为新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.) YHZP-146,所述新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.) YHZP-146于2022年9月16日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCCNo. 25750。
2.一种耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法,其特征在于:将权利要求1所述新鞘氨醇菌(Novosphingobium sp.)在发酵培养基中振荡培养发酵,发酵条件如下:温度30-60℃,pH值5-10,矿化度100000 mg/L以下,培养3-5d后,取发酵菌液在冷冻离心机中分离离心沉淀,然后再真空冷冻干燥,即可。
3.根据权利要求2所述耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法,其特征在于:所述发酵培养基包括以下成分:碳源 10-20 g/L,NaNO3 2-5 g/L,KH2PO4 3-6 g/L,Na2HPO4 2-6 g/L,CaCl2 0.01-0.1 g/L,(NH4)2SO4 0.1-3.0 g/L,MnSO4 0.1-1.0 g/L,,酵母浸粉 0.1-1.0 g/L。
4.根据权利要求3所述耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法,其特征在于:所述发酵条件如下:温度40-55℃,pH值6-8,矿化度10000-100000 mg/L,培养3-5d。
5.根据权利要求4所述耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法,其特征在于:发酵条件如下:温度45℃,pH值7,矿化度60000mg/L,培养3-5d。
6.根据权利要求5所述耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法,其特征在于:所述发酵培养基包括以下成分:碳源15 g/L,NaNO3 5g/L,KH2PO4 4.8g/L,Na2HPO4 3.3g/L,,CaCl2 0.02,(NH4)2SO4 3g/L,MnSO40.2g/L,FeSO4 0.2g/L,酵母浸粉0.6g/L。
7.根据权利要求3或6所述耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂的制备方法,其特征在于:所述糖蜜为葡萄糖、蔗糖或者糖蜜。
8.耐盐耐高温的微生物分散体封堵调驱剂在低渗透油藏中封堵调驱中的应用,其特征在于:所述微生物分散体封堵调驱剂是通过权利要求2-6任一项制备方法制备得到的。
9.根据权利要求8所述微生物分散体封堵调驱剂在低渗透油藏中封堵调驱中的应用,其特征在于:将所述微生物分散体封堵调驱剂以0.1-0.5wt%的浓度分散于矿化度为10000-150000mg/L的水中,得到微生物分散体封堵调驱剂分散液,将所述微生物分散体封堵调驱剂水溶液注入岩心,关停一周,进行水驱或CO2驱。
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