本發(fā)明屬于三次采油
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說(shuō)，涉及一種微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：石油被形象地稱為黑色的金子、工業(yè)的血液，關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的命脈，是世界上最主要、最寶貴的非可再生資源。石油作為最主要的動(dòng)力燃料和化工原料，廣泛應(yīng)用于交通、軍事、化工等各個(gè)行業(yè)，具有重要的戰(zhàn)略意義。據(jù)專業(yè)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)陸上稠油的儲(chǔ)量大約占石油總儲(chǔ)量的70％，如此龐大的數(shù)量決定了我們必須給予其足夠的重視，因此不斷開(kāi)發(fā)新的稠油開(kāi)采技術(shù)，提高稠油的開(kāi)采效率勢(shì)在必行。目前被廣泛應(yīng)用的化學(xué)采油技術(shù)，其原理是利用化學(xué)助采劑如表面活性劑、聚合物等降低稠油粘度，提高采收率。此方法效果顯著，應(yīng)用范圍廣泛，是當(dāng)今世界上最主要的三次采油技術(shù)，同時(shí)存在破壞地層、污染環(huán)境等缺陷。微生物采油技術(shù)主要是利用微生物自身移動(dòng)及其代謝產(chǎn)物發(fā)揮作用，這些物質(zhì)都能夠被生物降解，效果持久，清潔環(huán)保，但目前依靠單一的微生物技術(shù)采油效果不盡理想。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑及其制備方法和應(yīng)用，綜合了化學(xué)助采劑和微生物采油技術(shù)二者效果顯著、清潔環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，微生物發(fā)酵液的加入降低了化學(xué)試劑的比例，從而降低了對(duì)環(huán)境的傷害及生產(chǎn)成本；而少量的化學(xué)試劑大幅提高了微生物的采油效果，二者相輔相成，協(xié)同增效，采用本發(fā)明的復(fù)合驅(qū)油劑進(jìn)行稠油驅(qū)替，大大提高了稠油的采收率，具有廣闊的應(yīng)用前景。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑，所述復(fù)合驅(qū)油劑由銅綠假單胞菌ATCC9027的發(fā)酵液與二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨表面活性劑復(fù)配而成。進(jìn)一步地，所述發(fā)酵液與二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨表面活性劑以質(zhì)量比為1:0.002～0.005復(fù)配成復(fù)合驅(qū)油劑。進(jìn)一步地，所述銅綠假單胞菌ATCC9027的發(fā)酵液的發(fā)酵培養(yǎng)基配方為：甘油25～35g、NaNO33～5g、K2HPO40.8～1.5g、KH2PO42～5g、NaCl2～4g、MgSO40.3～0.5g、K2SO40.01～0.05g、純化水800～1100mL。進(jìn)一步地，所述銅綠假單胞菌ATCC9027的發(fā)酵液中鼠李糖脂表面活性劑的含量為2.316～3.108g·L-1。進(jìn)一步地，所述微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑中的二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨表面活性劑的合成通式為：式中：R為椰酸基、棕櫚酸基、油酸基、亞油酸基、硬脂酸基、芥酸基中的一種或幾種的混合。進(jìn)一步地，所述微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑的制備方法，采用以下步驟：(1)將菌種進(jìn)行搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)，制備銅綠假單胞菌ATCC9027的發(fā)酵液；(2)化學(xué)法合成二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨表面活性劑；(3)將銅綠假單胞菌ATCC9027的發(fā)酵液與二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨表面活性劑復(fù)配得微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑。進(jìn)一步地，制備方法具體步驟如下：(1)發(fā)酵液的制備：a.配制發(fā)酵培養(yǎng)基依次稱取甘油25～35g、NaNO33～5g、K2HPO40.8～1.5g、KH2PO42～5g、NaCl2～4g、MgSO40.3～0.5g、K2SO40.01～0.05g、純化水800～1100mL于燒杯中，加熱并不斷攪動(dòng)，用質(zhì)量百分比為5％～10％的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH在7.0～7.2之間，待培養(yǎng)液沸騰后停止加熱，冷卻至50～60℃，均分成5～6份倒入三角瓶中，然后將三角瓶轉(zhuǎn)移至高壓滅菌鍋中，于121～123℃、0.105～0.108MPa下滅菌25～30min；b.接種滅菌結(jié)束后，將三角瓶轉(zhuǎn)移至超凈工作臺(tái)中，將滅菌后的接種環(huán)伸入菌種管中冷卻至28～37℃后，挑取一環(huán)立刻伸入至三角瓶中，來(lái)回?fù)u動(dòng)5～7次后用封口膜封口，置于35～37℃的恒溫水浴振蕩器中培養(yǎng)6～7天；c.鼠李糖脂含量的測(cè)定準(zhǔn)確吸取稀釋10～20倍的發(fā)酵液1mL，在冰水浴條件下，加入質(zhì)量百分比為0.2％～0.3％的蒽酮—硫酸指示劑4mL，搖動(dòng)使其混合均勻，沸水浴中煮沸13～17min，冷卻至室溫，以未接種的培養(yǎng)基為參比溶液，測(cè)其吸光度，代入回歸方程為y＝0.0095x+0.3126，測(cè)出對(duì)應(yīng)的糖脂的含量為2.316～3.108g·L-1；(2)二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨表面活性劑的制備二甲基脂肪酰胺丙基中間體的合成a.反應(yīng)原理：式中：R為椰油酸基、棕櫚酸基、油酸基、亞油酸基、硬脂酸基、芥酸基中的一種或幾種的混合；b.反應(yīng)步驟：將脂肪酸與N,N-二甲基-1,3-丙二胺按照物質(zhì)的量比1:1.2～1.5加入三口燒瓶中，加入50～60mL甲苯，在溫度為160～180℃條件下回流分水6～8h，減壓蒸出甲苯及過(guò)量的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，得黃色油狀液體；二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨表面活性劑的合成a.反應(yīng)原理：式中：R為椰油酸基、棕櫚酸基、油酸基、亞油酸基、硬脂酸基、芥酸基中的一種或幾種的混合；b.反應(yīng)步驟：將合成的中間體與對(duì)甲苯磺酸按照物質(zhì)的量比1:1.1～1.3加入250mL燒杯中，攪拌使其混合均勻，室溫下反應(yīng)3～5h，得棕黃色粘稠狀產(chǎn)物；(3)微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑的復(fù)配移取130g培養(yǎng)6～7天的菌液于燒杯中，加入0.26～0.45g二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨，適度攪拌使其混合均勻，配成微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑。上述微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑在稠油開(kāi)采方面的應(yīng)用。將微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑注入填砂管中進(jìn)行稠油驅(qū)替，測(cè)定稠油采收率。本發(fā)明的微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑對(duì)不同粘度稠油的采收率為66.8％～93.5％。本發(fā)明公開(kāi)的一種微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑，綜合了微生物和化學(xué)二者效果顯著、清潔環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，微生物發(fā)酵液的加入降低了化學(xué)試劑的比例，從而降低了對(duì)環(huán)境的傷害及生產(chǎn)成本；而少量的化學(xué)試劑大幅提高了微生物的采油效果，二者相輔相成，協(xié)同增效。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：(1)清潔環(huán)保。體系中的物質(zhì)毒性小甚至無(wú)毒性且能被生物降解，最大限度的降低了對(duì)地層的傷害，清潔無(wú)污染。(2)效果顯著。實(shí)驗(yàn)證明，微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑對(duì)粘度>10000mPa·s的稠油的采收率為66.8％～93.5％，與市售驅(qū)油劑相比具有投加量少，采收率高的優(yōu)點(diǎn)。(3)穩(wěn)定性好。復(fù)合驅(qū)油劑能夠在高鹽、高溫、高礦化度的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定。(4)原料易得，施工簡(jiǎn)單，成本低。在
發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本
發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征。附圖說(shuō)明下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：圖1是二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨的紅外譜圖；圖2是二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨的1HNMR譜圖；圖3是填砂管驅(qū)油裝置圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做詳細(xì)描述。實(shí)施例1：一、銅綠假單胞菌ATCC9027發(fā)酵液的制備及鼠李糖脂的含量測(cè)定，步驟如下：(1)發(fā)酵液的制備。a.配制發(fā)酵培養(yǎng)基。依次稱取甘油30g，NaNO34g，K2HPO41g，KH2PO44g，NaCl3g，MgSO40.4g；K2SO40.02g，純化水1000mL于燒杯中，加熱并不斷攪動(dòng)，用8％的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH為7.2。待培養(yǎng)液沸騰后停止加熱，冷卻至60℃，均分成5份倒入三角瓶中。然后將三角瓶轉(zhuǎn)移至高壓滅菌鍋中，于121℃、0.105MPa下滅菌28min。b.接種。滅菌結(jié)束后，將三角瓶轉(zhuǎn)移至超凈工作臺(tái)中，將滅菌后的接種環(huán)伸入菌種管中冷卻至30℃后，挑取一環(huán)立刻伸入至三角瓶中，來(lái)回?fù)u動(dòng)6次后用封口膜封口，置于36℃的恒溫水浴振蕩器中培養(yǎng)6天。(2)鼠李糖脂含量的測(cè)定。準(zhǔn)確吸取稀釋15倍的發(fā)酵液1mL，在冰水浴條件下，加入0.2％的蒽酮-硫酸指示劑4mL，搖動(dòng)使其混合均勻，沸水浴中煮沸15min，冷卻至室溫，以未接種的培養(yǎng)基為參比溶液，測(cè)其吸光度，代入回歸方程為y＝0.0095x+0.3126，測(cè)出對(duì)應(yīng)的糖脂的含量為2.326g·L-1。其中，ATCC意思是AmericaTypeCultureCollection“美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生物品收藏中心”，9027是菌種編號(hào)，此為國(guó)際通用編號(hào)。二、二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨表面活性劑的制備。(1)二甲基脂肪酰胺丙基中間體的合成a.反應(yīng)原理：式中：R為油酸基。b.反應(yīng)步驟：將油酸1mol與N,N-二甲基-1,3-丙二胺1.3mol加入三口燒瓶中，加入55mL甲苯，在溫度為170℃條件下回流分水7h，減壓蒸出甲苯及過(guò)量的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，得黃色油狀液體；(2)二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨表面活性劑的合成。a.反應(yīng)原理：式中：R為油酸基。b.反應(yīng)步驟：將(1)中合成的中間體1mol與對(duì)甲苯磺酸1.2mol加入250mL燒杯中，攪拌使其混合均勻，室溫下反應(yīng)4h，得棕黃色粘稠狀產(chǎn)物。產(chǎn)物紅外、核磁氫譜分別見(jiàn)附圖1和附圖2。三、微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑的制備。移取130g培養(yǎng)6天的菌液于燒杯中，加入0.3g二甲基脂肪酰胺丙基對(duì)甲苯磺酸銨，適度攪拌使其混合均勻，配成微生物-化學(xué)復(fù)合驅(qū)油劑。以下四個(gè)實(shí)驗(yàn)為復(fù)合驅(qū)油劑進(jìn)行填砂管稠油驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，測(cè)定采收效果，填砂管驅(qū)油裝置如圖3所示。實(shí)驗(yàn)1：不同驅(qū)油劑對(duì)勝利油田41-4×19稠油(μ0＝48870mPa·s)采收率的測(cè)定。配制濃度為300ppm的不同驅(qū)油劑2L，注入裝置的中間容器組中封好(參見(jiàn)圖3)。稱取200目的石英砂490g于1000mL的燒杯中，加入80g待測(cè)稠油，攪拌使油砂混合均勻，然后依次向填砂管中加入100g純石英砂、備好的油砂、100g純石英砂，壓實(shí)后將填砂管安裝在裝置中。開(kāi)啟裝置，設(shè)定流速、溫度、壓力等參數(shù)，用100mL試管接流出液。根據(jù)公式1計(jì)算采收率E。其中m為采出油的質(zhì)量。本發(fā)明的復(fù)合驅(qū)油劑與市售驅(qū)油劑對(duì)勝利油田41-4×19稠油的采收率對(duì)比如表1所示。表1.不同驅(qū)油劑對(duì)勝利油田41-4×19稠油采收率對(duì)比驅(qū)油劑采收率/％辛基酚聚氧乙烯醚(市售)53.3吐溫-60(市售)52.7op10(市售)56.1實(shí)施例1合成的復(fù)合驅(qū)油劑66.8實(shí)驗(yàn)2：不同驅(qū)油劑對(duì)勝利油田7×351稠油(μ0＝26580mPa·s)采收率的測(cè)定。配制濃度為300ppm的不同驅(qū)油劑2L，注入裝置的中間容器組中封好。稱取200目的石英砂490g于1000mL的燒杯中，加入80g待測(cè)稠油，攪拌使油砂混合均勻，然后依次向填砂管中加入100g純石英砂、備好的油砂、100g純石英砂，壓實(shí)后將填砂管安裝在裝置中。開(kāi)啟裝置，設(shè)定流速、溫度、壓力等參數(shù)，用100mL試管接流出液。根據(jù)公式1計(jì)算采收率。本發(fā)明的復(fù)合驅(qū)油劑與市售驅(qū)油劑對(duì)勝利油田7×351稠油的采收率對(duì)比如表2所示。表2.不同驅(qū)油劑對(duì)勝利油田7×351稠油采收率對(duì)比驅(qū)油劑采收率/％辛基酚聚氧乙烯醚(市售)61.4吐溫-60(市售)66.7op10(市售)65.9實(shí)施例1合成的復(fù)合驅(qū)油劑76.0實(shí)驗(yàn)3：不同驅(qū)油劑對(duì)勝利油田7-55稠油(μ0＝14830mPa·s)采收率的測(cè)定。配制濃度為300ppm的不同驅(qū)油劑2L，注入裝置的中間容器組中封好。稱取200目的石英砂490g于1000mL的燒杯中，加入80g待測(cè)稠油，攪拌使油砂混合均勻，然后依次向填砂管中加入100g純石英砂、備好的油砂、100g純石英砂，壓實(shí)后將填砂管安裝在裝置中。開(kāi)啟裝置，設(shè)定流速、溫度、壓力等參數(shù)，用100mL試管接流出液。根據(jù)公式1計(jì)算采收率。本發(fā)明的復(fù)合驅(qū)油劑與市售驅(qū)油劑對(duì)勝利油田7-55稠油的采收率對(duì)比如表3所示。表3.不同驅(qū)油劑對(duì)勝利油田7-55稠油采收率對(duì)比驅(qū)油劑采收率/％辛基酚聚氧乙烯醚(市售)70.2吐溫-60(市售)72.7op10(市售)74.8實(shí)施例1合成的復(fù)合驅(qū)油劑83.6實(shí)驗(yàn)4：不同驅(qū)油劑對(duì)勝利油田7×353稠油(μ0＝10410mPa·s)采收率的測(cè)定。配制濃度為300ppm的不同驅(qū)油劑2L，注入裝置的中間容器組中封好。稱取200目的石英砂490g于1000mL的燒杯中，加入80g待測(cè)稠油，攪拌使油砂混合均勻，然后依次向填砂管中加入100g純石英砂、備好的油砂、100g純石英砂，壓實(shí)后將填砂管安裝在裝置中。開(kāi)啟裝置，設(shè)定流速、溫度、壓力等參數(shù)，用100mL試管接流出液。根據(jù)公式1計(jì)算采收率。本發(fā)明的復(fù)合驅(qū)油劑與市售驅(qū)油劑對(duì)勝利油田7×353稠油的采收率對(duì)比如表4所示。表4.不同驅(qū)油劑對(duì)勝利油田7×353稠油采收率對(duì)比驅(qū)油劑采收率/％辛基酚聚氧乙烯醚(市售)83.0吐溫-60(市售)83.4Op-10(市售)82.6實(shí)施例3合成的復(fù)合驅(qū)油劑93.5由表1～4可知，本發(fā)明制備的復(fù)合驅(qū)油劑對(duì)勝利油田四種稠油的采收率遠(yuǎn)高于以上三種市售驅(qū)油劑，充分說(shuō)明本發(fā)明制備的復(fù)合驅(qū)油劑具有廣闊的應(yīng)用前景。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3