RU2089725C1 - Method for determining pollution degree of oil bed with microflora - Google Patents
Method for determining pollution degree of oil bed with microflora Download PDFInfo
- Publication number
- RU2089725C1 RU2089725C1 RU95108070/03A RU95108070A RU2089725C1 RU 2089725 C1 RU2089725 C1 RU 2089725C1 RU 95108070/03 A RU95108070/03 A RU 95108070/03A RU 95108070 A RU95108070 A RU 95108070A RU 2089725 C1 RU2089725 C1 RU 2089725C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- porous medium
- filtration
- characteristic
- microflora
- variable
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способам контроля состояния нефтяного пласта, в частности, степени загрязнения микрофлорой. The invention relates to the oil industry, and in particular to methods for monitoring the state of the oil reservoir, in particular, the degree of contamination with microflora.
Известен способ контроля степени загрязнения нефтяного пласта микрофлорой по оценке содержания микроорганизмов в пробе изливаемой жидкости[1] Недостатком способа является отсутствие непосредственного влияния пористой среды на развитие микроорганизмов на момент эксперимента. A known method of controlling the degree of contamination of the oil reservoir by microflora by assessing the content of microorganisms in the sample of the poured liquid [1] The disadvantage of this method is the lack of direct influence of the porous medium on the development of microorganisms at the time of the experiment.
Известен также способ определения степени загрязнения пористой среды микроорганизмами методом предельных разведений [2] заключающийся в дезинтеграции пористой среды и последовательном разведении суспензии пористой среды, высеваемой в колбы с соответствующей питательной средой. There is also a method for determining the degree of contamination of a porous medium by microorganisms by the method of limiting dilutions [2] consisting in the disintegration of a porous medium and the serial dilution of a suspension of a porous medium seeded in flasks with an appropriate nutrient medium.
Недостатками способа являются исследование процесса размножения микроорганизмов в идельной среде, а также грубая статистическая оценка численности микроорганизмов. Кроме того, метод не предусматривает прогнозирования динамики роста микроорганизмов. The disadvantages of the method are the study of the process of reproduction of microorganisms in an ideal environment, as well as a rough statistical estimate of the number of microorganisms. In addition, the method does not provide for predicting the dynamics of the growth of microorganisms.
Наиболее близок к предлагаемому способ оценки степени загрязнения нефтяного пласта микрофлорой [3] лабораторного исследования образца пористой среды, включающий фильтрацию через него определенного объема культуральной жидкости, фиксирование соответствующего перепада давления и определение степени загрязнения образца по изменению перепада давления. Closest to the proposed method is the assessment of the degree of contamination of the oil reservoir by microflora [3] of a laboratory study of a sample of a porous medium, including filtering through it a certain volume of culture fluid, fixing the corresponding pressure drop and determining the degree of contamination of the sample by changing the pressure drop.
Недостатки известного способа: отсутствие количественных параметров, характеризующих процесс размножения микроорганизмов в пористой среде во времени, и соответственно сложность переноса результатов опытов на месторождения и невозможность прогнозирования степени загрязнения. The disadvantages of this method: the lack of quantitative parameters characterizing the process of reproduction of microorganisms in a porous medium in time, and accordingly, the difficulty of transferring the results of experiments to deposits and the impossibility of predicting the degree of contamination.
Задача изобретения создание работоспособного способа оценки загрязнения нефтяного пласта микрофлорой и обеспечение возможности прогнозирования степени загрязнения месторождения микрофлорой. Техническим результатом явится получение количественных кинетических параметров развития микрофлоры в пористой среде, постоянных для каждого пласта месторождения, аналогичных другим характеристикам коллектора, таким как проницаемость, пористость и т.д. которые, будучи заложены в базы данных географических параметров месторождения, могут быть в любой момент времени привлечены для быстрого определения степени загрязнения нефтяного пласта микрофлорой и решения проектно-технических задач. The objective of the invention is the creation of a workable method for assessing the pollution of an oil reservoir by microflora and the ability to predict the degree of contamination of the field by microflora. The technical result is to obtain quantitative kinetic parameters of microflora development in a porous medium, constant for each layer of the field, similar to other reservoir characteristics, such as permeability, porosity, etc. which, being included in the database of geographic parameters of the field, can be used at any time to quickly determine the degree of contamination of the oil reservoir by microflora and to solve design and technical problems.
Задача достигается тем, что предварительно фильтруют через пористую среду жидкость, свободную от микроорганизмов, и фиксируют переменную характеристику фильтрации, а фильтрацию через пористую среду культуральной жидкости осуществляют в укороченном интервале времени, достаточном для определения кинетических констант процесса развития микрофлоры в пористой среде, из зависимости:
где
Z фиксируемая переменная характеристика процесса фильтрации культуральной жидкости;
Z0 зафиксированная переменная характеристика фильтрации жидкости, свободной от микроорганизмов, постоянная для исследуемой пористой среды;
K, n кинетические константы процесса развития микрофлоры в пористой среде, K мин-n;
τ время фильтрации культуральной жидкости;
после чего рассчитывают переменную характеристику фильтрации культуральной жидкости на любой момент времени по приведенной зависимости и определяют степень загрязнения нефтяного пласта микрофлорой по отношению:
где
γ степень загрязнения нефтяного пласта микрофлорой;
Zзагрязн. рассчитанная переменная характеристика фильтрации.The objective is achieved by preliminarily filtering a fluid free of microorganisms through a porous medium and recording a variable filtration characteristic, and filtering through a porous medium of the culture liquid in a shortened time interval sufficient to determine the kinetic constants of the microflora development process in a porous medium, depending on:
Where
Z fixed variable characteristic of the process of filtering the culture fluid;
Z 0 fixed variable characteristic of the filtration of a liquid free of microorganisms, constant for the studied porous medium;
K, n kinetic constants of the microflora development process in a porous medium, K min -n ;
τ filtration time of the culture fluid;
then calculate the variable characteristic of the filtration of the culture fluid at any time according to the above dependence and determine the degree of contamination of the oil reservoir microflora in relation to:
Where
γ degree of oil pollution by microflora;
Z pollution. calculated variable filtering characteristic.
В качестве фиксируемой переменной характеристики процесса фильтрации культуральной жидкости в пористой среде используют перепад давления при постоянном расходе фильтруемой культуральной жидкости; или расход фильтруемой культуральной жидкости при постоянном перепаде давления. As a fixed variable characteristic of the process of filtering the culture fluid in a porous medium, a pressure differential is used at a constant flow rate of the filtered culture fluid; or the flow rate of the filtered culture fluid at a constant pressure drop.
Константа K, мин-n, характеризует скорость фильтрации в пористой среде пласта; константа n характеризует анизотропию пласта относительно процесса фильтрации (неоднородность пласта).The constant K, min -n , characterizes the filtration rate in the porous formation environment; the constant n characterizes the anisotropy of the reservoir relative to the filtration process (reservoir heterogeneity).
Знак при экспоненте в зависимости (1) определяется типом фиксируемой переменной. При загрязнении образца пористой среды микрофлорой объем фильтруемой жидкости снижается (знак "-" при фиксировании расхода), а давление возрастает (знак "+" при фиксировании перепада давления). The sign at the exponent in dependence (1) is determined by the type of fixed variable. When a porous medium is contaminated with microflora, the volume of the filtered liquid decreases (the “-” sign when fixing the flow rate), and the pressure increases (the “+” sign when fixing the pressure drop).
Зависимость (1) имеет четкий физико-химический смысл, если процесс образования популяций микрофлоры в пористой среде рассматривать как топохимический процесс. В этом случае образование микрофлоры тождественно образованию новой фазы биофазы за счет химических реакций окисления углеводородов и восстановления сульфатов до сероводорода, а также сапрофитного процесса анаболизма гетеротрофной микрофлоры. В процессе метаболизма в пористой среде зарождается качественно новая фаза как гомогенная часть гетерогенной системы. Химические процессы такого рода известны как топохимические и описываются уравнениями типа Аврами-Ерофеева. Dependence (1) has a clear physical and chemical meaning if the formation of microflora populations in a porous medium is considered as a topochemical process. In this case, the formation of microflora is identical to the formation of a new biophase phase due to chemical reactions of hydrocarbon oxidation and reduction of sulfates to hydrogen sulfide, as well as the saprophytic process of anabolism of heterotrophic microflora. In the process of metabolism in a porous medium, a qualitatively new phase arises as a homogeneous part of a heterogeneous system. Chemical processes of this kind are known as topochemical and are described by equations of the Avrami-Erofeev type.
Интересно, что зависимость (1) получена авторами независимо и другим путем, связанным с описанием кинетики выноса микроорганизмов из пористой среды фильтрационным потоком. Исследования последних лет показывают, что пористая среда состоит из поровых каналов различного радиуса, распределение которых подчиняется фрактальным законам [4] Предположим, что кинетическое уравнение, описывающее изменение концентрации Sx бактерий в поровых каналах радиуса x имеет вид:
где:
αx коэффициент выноса бактерий из каналов масштаба x;
qx интенсивность роста числа бактерий за счет закачки свежих порций культуральной жидкости.It is interesting that dependence (1) was obtained by the authors independently and in another way related to the description of the kinetics of the removal of microorganisms from a porous medium by a filtration stream. Recent studies show that a porous medium consists of pore channels of different radius, the distribution of which obeys fractal laws [4] Assume that the kinetic equation describing the change in the concentration S x of bacteria in pore channels of radius x has the form:
Where:
α x coefficient of bacteria removal from channels of scale x;
q x the intensity of the growth in the number of bacteria due to the injection of fresh portions of the culture fluid.
Переписав это уравнение в другом виде, получим:
где характерное время установления стационарной концентрации бактерий в порах размеров x.Rewriting this equation in another form, we get:
where is the characteristic time for establishing a stationary concentration of bacteria in pores of size x.
Вследствие фрактальности пористой среды функция распределения поровых каналов по размерам подчиняется скейлинговому закону [5]
ρ(x) = ρoexp(-λx)
Фрактально также распределение характерных времен:
τ = τoxγ
Интегрируя концентрацию бактерий по порам всех размеров и используя при интегрировании метод перевала [5] получим функцию релаксации средней концентрации бактерий в пористой среде S в виде
где
что совпадает по форме с зависимостью (1).Due to the fractality of the porous medium, the size distribution function of the pore channels obeys the scaling law [5]
ρ (x) = ρ o exp (-λx)
The distribution of characteristic times is also fractal:
τ = τ o x γ
Integrating the concentration of bacteria over pores of all sizes and using the saddle method [5] when integrating, we obtain the relaxation function of the average concentration of bacteria in the porous medium S in the form
Where
which coincides in form with dependence (1).
Способ осуществляется следующей последовательностью операций:
1. Отбор и подготовка керна исследуемого нефтяного пласта. Подготовка образца пористой среды к фильтрационным исследованиям.The method is carried out by the following sequence of operations:
1. The selection and core preparation of the studied oil reservoir. Preparation of a porous medium sample for filtration studies.
2. Подбор и приготовление культуральной жидкости. 2. Selection and preparation of culture fluid.
3. Фильтрация чистой жидкости, свободной от микроорганизмов, и фиксирование переменной характеристики ее фильтрации постоянной для исследуемой пористой среды. 3. Filtration of a pure liquid free of microorganisms, and fixing the variable characteristics of its filtration constant for the studied porous medium.
4. Фильтрация культуральной жидкости через образец пористой среды в определенном режиме (при постоянном расходе жидкости или при постоянном перепаде давления) на лабораторной установке и фиксирование текущего значения переменной характеристики фильтрации (соответственно перепада давления или расходе жидкости). 4. Filtration of the culture fluid through a sample of a porous medium in a certain mode (at a constant flow rate or at a constant pressure drop) in a laboratory setup and recording the current value of the variable filtration characteristics (respectively, pressure drop or fluid flow rate).
5. Определение кинетических констант процесса развития микрофлоры в пористой среде К и П из зависимости
Z фиксируемая переменная характеристика процесса фильтрации культуральной жидкости; Z0 зафиксированная переменная характеристика фильтрации жидкости, свободной от микроорганизмов, постоянная для исследуемой пористой среды; К и П кинетические константы процесса развития микрофлоры в пористой среде; τ время фильтрации.5. Determination of kinetic constants of the microflora development process in the porous medium K and P from the dependence
Z fixed variable characteristic of the process of filtering the culture fluid; Z 0 fixed variable characteristic of the filtration of a liquid free of microorganisms, constant for the studied porous medium; K and P are the kinetic constants of the microflora development process in a porous medium; τ filtration time.
6. Расчет Zзагрязн. на любой момент времени.6. Calculation of Z contamination. at any point in time.
7. Определение степени загрязнения исследуемого керна по отношению
Пример 1. В качестве пористой среды используют дезинтетрированный образец керна пласта БС10 Южно-Сургутского месторождения. Закачивают активный ил Благовещенского биохимического комбината.7. Determination of the degree of contamination of the test core in relation
Example 1. As a porous medium, a disintegrated core sample of formation BS 10 of the South Surgut field is used. Pumped activated sludge of the Annunciation Biochemical Plant.
В качестве фиксируемой переменной фильтрации используют давление при постоянном расходе жидкости (табл.1). As a fixed variable of filtration, pressure is used at a constant flow rate of liquid (Table 1).
Давление, соответствующее стационарному процессу фильтрации чистой жидкости, ΔPo 128 мм рт.ст.The pressure corresponding to the stationary process of filtering pure liquid, ΔP o 128 mm RT.article
Результаты определения констант методом наименьших квадратов апроксимацией в логарифмической системе координат y=f(x)
ylnK + nX
где 
показывают, что средняя относительная ошибка по всем опытам ε 5,76%
Коэффициент корреляции R 0,97
K 3,98•10-29 мин-n
n 12,000
Пример 2. В качестве образца пористой среды используют смесь кварцевого песка и дезинтегрированный керн пласта ВС-10, Усть-Балыкского месторождения.The results of determining the constants by the least squares approximation method in the logarithmic coordinate system y = f (x)
ylnK + nX
Where
show that the average relative error for all experiments ε 5.76%
Correlation coefficient R 0.97
K 3.98 • 10 -29 min -n
n 12,000
Example 2. As a sample of a porous medium, a mixture of quartz sand and a disintegrated core of the BC-10 layer, Ust-Balykskoye field are used.
Культуральная жидкость содержит в равных объемах образцы сульфатвосстанавливающих, гетеротрофных и углеводородокисляющих бактерий. The culture fluid contains equal volumes of sulfate-reducing, heterotrophic and hydrocarbon-oxidizing bacteria.
В качестве фиксируемой переменной фильтрации используют относительный объем жидкости, продавливаемый при постоянном давлении P 7 атм. Результаты фильтрации приведены в табл.2. As a fixed variable filtration using a relative volume of fluid, squeezed at a constant pressure of P 7 ATM. The filtering results are shown in table.2.
Кинетические параметры вычисляли аналогично примеру 1. Kinetic parameters were calculated analogously to example 1.
K 5,125•10-4 мин-n
n 1,392
Таким образом, предлагаемый способ обладает достоверностью, позволяет прогнозировать степень загрязнения нефтяного пласта коллектора. Способ промышленно применим, так как используется доступное лабораторное оборудование. Расчеты могут быть выполнены без применения ЭВМ.K 5.125 • 10 -4 min -n
n 1,392
Thus, the proposed method has reliability, allows you to predict the degree of contamination of the oil reservoir. The method is industrially applicable, since available laboratory equipment is used. Calculations can be performed without the use of computers.
Источники информации
1. РД 39-3-973-83 Методика контроля микробиологической зараженности нефтепромысловых вод и оценка защитного и бактерицидного действия реагентов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1984.Sources of information
1. RD 39-3-973-83 Methods of monitoring the microbiological contamination of oilfield waters and evaluating the protective and bactericidal action of reagents. Ufa: VNIISPTneft, 1984.
2. В. В. Аникеев, К.А.Лукомская. Руководство и практическим занятием по микробиологии. М: Просвещение, 1983, с.69. 2. V.V. Anikeev, K.A. Lukomskaya. Guide and practical lesson in microbiology. M: Education, 1983, p. 69.
3. К. Б. Аширов, И.В.Сазонова, В.М.Сурудин. О возможности выравнивания проницаемости коллекторов с помощью бактерий. Геология и разработка нефтяных месторождений. Труды "Гипровостокнефть", в. XXIX, Куйбышев, 1977, с.43. 3. K. B. Ashirov, I. V. Sazonova, V. M. Surudin. On the possibility of leveling the permeability of reservoirs with bacteria. Geology and development of oil fields. Proceedings of Giprovostokneft, c. XXIX, Kuibyshev, 1977, p. 43.
4. Федер Е. Фракталы. М: Мир, 1991, 254 с. 4. Feder E. Fractals. M: Mir, 1991, 254 p.
5. Фракталы в физике (под ред. Пьетронеро Л. Тозатти Э.). М: Мир, 1988, 672 с. 5. Fractals in physics (under the editorship of Pietronero L. Tozatti E.). M: Mir, 1988, 672 p.
Claims (2)
где Z фиксируемая переменная характеристика процесса фильтрации культуральной жидкости;
Z0 зафиксированная переменная характеристика фильтрации жидкости, свободной от микроорганизмов, постоянная для исследуемой пористой среды;
k и n кинетические константы процесса развития микрофлоры в пористой среде;
τ - время фильтрации культуральной жидкости, мин,
после чего рассчитывают переменную характеристику фильтрации культуральной жидкости на любой момент времени по приведенной зависимости и определяют степень загрязнения нефтяного пласта микрофлорой по отношению
где Zзагрязн рассчитанная переменная характеристика фильтрации.1. A method for determining the degree of contamination of an oil reservoir by microflora by laboratory analysis of a sample of a porous medium, including filtering through it a culture fluid in a certain mode and recording a variable filtration characteristic with subsequent determination of the degree of contamination by changing this characteristic, characterized in that the liquid is pre-filtered through a porous medium free from microorganisms, and record a variable filtration characteristic, and filtration through a porous medium turalnoy liquid is performed in a shortened time interval sufficient to determine the kinetic constants in the development process of the microflora of the porous medium depending
where Z is a fixed variable characteristic of the process of filtering the culture fluid;
Z 0 fixed variable characteristic of the filtration of a liquid free of microorganisms, constant for the studied porous medium;
k and n are kinetic constants of the microflora development process in a porous medium;
τ is the filtration time of the culture fluid, min,
then calculate the variable characteristic of the filtration of the culture fluid at any time according to the given dependence and determine the degree of contamination of the oil reservoir microflora
where Z is the contamination calculated variable filtration characteristic.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95108070/03A RU2089725C1 (en) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Method for determining pollution degree of oil bed with microflora |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95108070/03A RU2089725C1 (en) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Method for determining pollution degree of oil bed with microflora |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95108070A RU95108070A (en) | 1997-04-20 |
| RU2089725C1 true RU2089725C1 (en) | 1997-09-10 |
Family
ID=20167888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95108070/03A RU2089725C1 (en) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Method for determining pollution degree of oil bed with microflora |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2089725C1 (en) |
-
1995
- 1995-05-23 RU RU95108070/03A patent/RU2089725C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Аширов К.Б. и др. О возможности выравнивания проницаемости коллекторов с помощью бактерий. Геология и разработка нефтяных месторождений. Труды "Гипровостокнефть", в. XXIX. - Куйбышев: 1977, с.43. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95108070A (en) | 1997-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hesslein | An in situ sampler for close interval pore water studies 1 | |
| Garabedian | Large-scale dispersive transport in aquifers: Field experiments and reactive transport theory | |
| O'Melia et al. | Some chemical aspects of rapid sand filtration | |
| Hsu et al. | Influence of ionic strength and pH on hydrophobicity and zeta potential of Giardia and Cryptosporidium | |
| Bishop et al. | A new large volume filtration system for the sampling of oceanic particulate matter | |
| Brush et al. | Transport of Cryptosporidium parvum oocysts through saturated columns | |
| Schultz et al. | Reflection coefficients of homopore membranes: effect of molecular size and configuration. | |
| McCool et al. | Permeability reduction mechanisms involved in in-situ gelation of a polyacrylamide/chromium (VI)/thiourea system | |
| Fox et al. | Experimental evaluation of sand filtration theory | |
| Ives | A new concept of filterability | |
| RU2089725C1 (en) | Method for determining pollution degree of oil bed with microflora | |
| Scardina et al. | Prediction and measurement of bubble formation in water treatment | |
| Tamamushi et al. | Removal of refractory organics by aeration. VI. Solvent sublation of alkyl phthalates | |
| Yates et al. | Modeling microbial transport in soil and groundwater. | |
| Astruc et al. | Evaluation of methods for speciation of heavy metals in water | |
| Porcella et al. | Using three-phase aquatic microcosms to assess fates and impacts of chemicals in microbial communities | |
| Badenhop | The determination of the pore distribution and the consideration of methods leading to the prediction of retention characteristics of membrane filters | |
| Sofinskaya et al. | Heterogeneity of Wetting Contact Angle in Hydrophobized Soils and Parent Rocks | |
| Albuquerque et al. | Hydrodynamic behaviour of a biological packed bed under different hydraulic and organic loading | |
| Montgomery et al. | A close-interval sampler for collection of sediment pore waters for nutrient analyses | |
| Claghorn et al. | THE EFFICACY OF EMPLOYING BACILLUS GLOBIGII AS A PARTICULATE TRACER IN AQUATIC SYSTEMS. | |
| Mohlman | Sewage analysis and its interpretations | |
| Cooke | The use of activated charcoal for the removal of oxygen from gas systems | |
| Cook | Characterization of comb polymer Kypam for enhanced oil recovery | |
| Harms et al. | Determining the Tendency of Microorganisms to Interact with Hydrocarbon Phases |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20051004 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060524 |