專利名稱:組合式微生物驅(qū)油方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田開采方法，具體涉及油田開采方法中的微生物提高原油采收率技術(shù)方法。
背景技術(shù)：
由于我國陸相儲層地質(zhì)條件復(fù)雜，水驅(qū)以后仍有近三分之二的原油殘留在地下，油田原油采收率普遍較低，加之儲量接替困難等嚴(yán)峻形勢，迫切需要研究開發(fā)高效、適應(yīng)性強(qiáng)的提高原油采收率技術(shù)以滿足社會對能源的需求。
研究表明，微生物驅(qū)油是一項適應(yīng)范圍寬、具有提高原油采收率潛力的技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊。該技術(shù)通過微生物的有益活動(降解原油等)和代謝產(chǎn)物(生物表面活性劑等)來提高原油采收率。微生物驅(qū)油技術(shù)研究起始于20世紀(jì)20年代，70年代世界石油危機(jī)推動了該技術(shù)的進(jìn)展。近35年來，波蘭、美國、前蘇聯(lián)、羅馬尼亞等國家先后開展了30余個微生物驅(qū)油礦場試驗，收到較好的效果，但是由于沒有充分考慮油藏非均質(zhì)性對試驗效果的影響，在對油藏未進(jìn)行任何預(yù)處理的情況下直接將微生物和營養(yǎng)液注入油藏，這是導(dǎo)致試驗效果低的主要原因之一。
由于油藏的非均質(zhì)性，注入到油藏中的微生物和營養(yǎng)物優(yōu)先進(jìn)入到水洗程度高、剩余油少的高滲透區(qū)域，或吸附其中，或沿高滲透區(qū)域竄流到采油井而產(chǎn)出。由于注入微生物和營養(yǎng)液不能有效地到達(dá)水洗程度低、剩余油豐富的中低滲透層，無法和那里的原油接觸，因而不能發(fā)揮驅(qū)油作用，由此造成了注入微生物和營養(yǎng)物資源的浪費。此外，分布于中低滲透層的油藏本源微生物因得不到足夠的營養(yǎng)也無法大幅度提高其活性，油藏中有利于提高原油采收率的本源微生物的資源也得不到有效的利用；此外，研究表明，注入微生物和油藏本源微生物具有協(xié)同作用，能夠進(jìn)一步提高原油采收率，由于本源微生物不能大規(guī)模激活，協(xié)同提高采收率的作用也無法體現(xiàn)。這是現(xiàn)有礦場試驗技術(shù)的主要弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種組合式微生物驅(qū)油技術(shù)，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明的方法包括如下步驟(1)非均質(zhì)油藏預(yù)處理；將含有微生物的常規(guī)的營養(yǎng)液通過注水井注入非均質(zhì)油藏，關(guān)閉注水井，培養(yǎng)微生物、培養(yǎng)時間根據(jù)在油藏條件下微生物的生長特性確定，一般為5～15天。微生物的體積濃度為1～10％，微生物與營養(yǎng)液注入量為油藏孔隙體積的0.2～2.0％。
對非均質(zhì)油藏進(jìn)行預(yù)處理，目的是對油藏中的高滲透水流通道、次高滲透水流通道進(jìn)行逐次封堵，改善油藏非均質(zhì)性，促使驅(qū)油用的微生物和營養(yǎng)物進(jìn)入油藏中低滲透區(qū)。預(yù)處理采用的微生物為能代謝生物聚合物的菌種，或能以孢子方式注入油藏并在油藏中萌發(fā)的微生物。
注入到油藏中的預(yù)處理微生物和營養(yǎng)物優(yōu)先進(jìn)入高滲透區(qū)域，并在其中生長繁殖。這些微生物少量水中存在，絕大部分吸附在油藏巖石孔隙壁上。后者占據(jù)了孔隙空間，這減小了流體可及的孔隙體積，減少了油藏的有效滲透率和孔隙度。隨著這些微生物的繁殖，微生物代謝產(chǎn)生的胞外多聚糖和/或糖蛋白(為細(xì)胞粘膜成分)增加，這進(jìn)一步加強(qiáng)了微生物的聚集和絮結(jié)，引起微生物在孔隙中的大量滯留，最終導(dǎo)致孔隙堵塞，迫使后續(xù)注入的鹽水流向油藏次高滲透區(qū)域。如果設(shè)計合理，細(xì)菌在油藏中連續(xù)不斷地繁殖，細(xì)菌的堵塞作用將在高滲透層，次高滲透層順次發(fā)生，最終波及到整個油藏。經(jīng)過這樣的預(yù)處理，油藏非均質(zhì)性得到改善。
所說的微生物包括地衣芽孢桿菌(B.licheniformis，CGMCC1.521)、腸膜明串珠菌(L.mesenteroides，CGMCC1.20)、多粘類芽孢桿菌(P.polymyxa，CGMCC1.548)、粘質(zhì)沙雷氏菌(S.marcescens，CGMCC1.203)、野油菜黃單胞菌(Xanthomonas campestris，CGMCC1.781)等，但不局限于上述菌種。優(yōu)選地衣芽孢桿菌和多粘類芽孢桿菌；預(yù)處理還可以采用化學(xué)劑，如聚合物、膠聯(lián)聚合物等，還可以采用顆粒堵塞如預(yù)膨體等物理處理方式。預(yù)處理中使用的化學(xué)劑和微生物不應(yīng)該對驅(qū)油用的微生物的生長代謝產(chǎn)生負(fù)面影響。
(2)微生物驅(qū)將含有微生物發(fā)酵液的常規(guī)的營養(yǎng)液通過注入井注入預(yù)處理后的油藏。微生物發(fā)酵液的體積濃度為1～10％，微生物與營養(yǎng)液的注入量為油藏孔隙體積的0.5～5.0％；關(guān)閉注入井，培養(yǎng)微生物，培養(yǎng)時間根據(jù)微生物在油藏條件下的生長特性確定，一般10～30天；然后恢復(fù)正常生產(chǎn)。
驅(qū)油用的微生物包括枯草芽孢桿菌(B.subtilis，CGMCC1.400)、丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum，CGMCC1.244)、嗜熱脂肪芽孢桿菌(B.stearothermophilus，CGMCC1.923)、喜熱噬油芽孢桿菌(B.thermoleovorans，CGMCC1.521)、遲緩芽孢桿菌(B.lentus，CGMCC1.2013)、銅綠假單胞菌(P.aeruginosa，CGMCC1.1785)、陰溝腸桿菌(E.c1oacae，CGMCC1.2022)、鹽生鹽桿菌(H.halobium，CGMCC1.1959)、熒光假單胞菌(P.fluorescens，CGMCC1.1802)、惡臭單胞菌(P.putida，CGMCC1.1825)等，但不局限于上述菌種。優(yōu)選枯草芽孢桿菌、丙酮丁醇梭菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌。
由于采取了預(yù)處理，開展微生物驅(qū)時由注水井注入微生物和營養(yǎng)液，微生物和營養(yǎng)液便進(jìn)入原油比較豐富的油藏中低滲透區(qū)，與原油發(fā)生作用，發(fā)揮其提高驅(qū)油效率的作用。這樣，克服了現(xiàn)有技術(shù)中微生物和營養(yǎng)物在剩余油分布少的油藏高滲透區(qū)域中吸附及由高滲透區(qū)域很快竄流產(chǎn)出而造成微生物和營養(yǎng)物資源浪費的弊端。同時，由于營養(yǎng)液可以波及到油藏中低滲透區(qū)域，可以激活那里存在的本源微生物，發(fā)揮其驅(qū)油作用。此外，本源微生物可以和注入微生物組成共生互利的微生物驅(qū)油體系，發(fā)揮協(xié)同驅(qū)油作用，進(jìn)一步提高驅(qū)油性能。由此可見，本發(fā)明能夠最大限度地發(fā)揮了注入微生物和營養(yǎng)液的作用。
總之，本發(fā)明所述方法即先對油藏進(jìn)行預(yù)處理然后進(jìn)行微生物驅(qū)的組合式微生物驅(qū)油方法具有注入微生物和營養(yǎng)物利用率高、能充分發(fā)揮其性能的優(yōu)點，還有助于發(fā)揮油藏中本源微生物驅(qū)油的性能，同時又降低了注入微生物和營養(yǎng)液資源的由油藏高滲透區(qū)域產(chǎn)出而造成的損耗，因此是一種既科學(xué)又經(jīng)濟(jì)有效的微生物驅(qū)油方法。
具體實施方式
實施例1采用人造非均質(zhì)巖心進(jìn)行了實驗?zāi)M，巖心A采用現(xiàn)有技術(shù)直接進(jìn)行微生物驅(qū)，巖心B采用本發(fā)明技術(shù)先進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行微生物驅(qū)。對比了本發(fā)明的方法和現(xiàn)有技術(shù)方法的微生物驅(qū)油的效果。具體如下人造非均質(zhì)巖心A、B，水相滲透率均為0.8μm2，驅(qū)替水為經(jīng)滅菌處理的某油田注入水，驅(qū)替速度為4m/d。巖心飽和水，原油驅(qū)替至束縛水飽和度，注入水驅(qū)替至殘余油飽和度，然后分別進(jìn)行以下處理巖心A注入巖心孔隙體積4.0％的枯草芽孢桿菌(B.subtilis，CGMCC1.400)發(fā)酵液(用營養(yǎng)液稀釋至體積濃度5％，營養(yǎng)液成份NH4Cl0.3％，K2HPO40.1％，酵母膏0.05％，wt％)，密封巖心兩端，在37℃下培養(yǎng)10d。然后恢復(fù)水驅(qū)，至產(chǎn)出液含水98％以上結(jié)束實驗，微生物驅(qū)提高原油采收率6.8％。
巖心B注入巖心孔隙體積1.5％的多粘類芽孢桿菌(P.polymyxa，CGMCC1.548)(用營養(yǎng)液稀釋至體積濃度6％；營養(yǎng)液成份蔗糖4％，KH2PO40.03％，Na2HPO40.1％，wt％)，封閉巖心、在37℃下培養(yǎng)5d，恢復(fù)水驅(qū)，至產(chǎn)出液含水98％以上結(jié)束實驗，微生物驅(qū)提高原油采收率5.2％，完成預(yù)處理。
注入巖心孔隙體積4.0％的枯草芽孢桿菌(B.subtilis，CGMCC1.400)發(fā)酵液(用營養(yǎng)液稀釋至體積濃度5％，營養(yǎng)液成份NH4Cl0.3％，K2HPO40.1％，酵母膏0.05％，wt％)，密封巖心兩端，在37℃下培養(yǎng)10d。然后恢復(fù)水驅(qū)，至產(chǎn)出液含水98％以上結(jié)束實驗，微生物驅(qū)提高原油采收率12.4％。
實施例2采用人造非均質(zhì)巖心進(jìn)行了實驗?zāi)M，巖心C采用現(xiàn)有技術(shù)直接進(jìn)行微生物驅(qū)，巖心D采用本發(fā)明技術(shù)先進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行微生物驅(qū)。對比了本發(fā)明的方法和現(xiàn)有技術(shù)方法的微生物驅(qū)油的效果。具體如下人造非均質(zhì)巖心C、D，水相滲透率均為0.8μm2，驅(qū)替水為經(jīng)滅菌處理的某油田注入水，驅(qū)替速度為4m/d。巖心飽和水，原油驅(qū)替至束縛水飽和度，注入水驅(qū)替至殘余油飽和度，然后分別進(jìn)行以下處理巖心C注入巖心孔隙體積1.0％的銅綠假單胞菌(P.aeruginosa，CGMCC1.1785)發(fā)酵液(用營養(yǎng)液稀釋至體積濃度5％，營養(yǎng)液成份NH4Cl0.3％K2HPO40.1％，酵母膏0.05％，wt％)，密封巖心兩端，在37℃下培養(yǎng)30d。然后恢復(fù)水驅(qū)，至產(chǎn)出液含水98％以上結(jié)束實驗，微生物驅(qū)提高原油采收率7.2％。
巖心D
注入巖心孔隙體積0.8％的腸膜明串珠菌(L.mesenteroides，CGMCC1.20)(用營養(yǎng)液稀釋至體積濃度8％；營養(yǎng)液成份蔗糖4％，KH2PO40.03％，Na2HPO40.1％，wt％)，封閉巖心、在37℃下培養(yǎng)15d，恢復(fù)水驅(qū)，至產(chǎn)出液含水98％以上結(jié)束實驗，微生物驅(qū)提高原油采收率6.0％，完成預(yù)處理。
注入巖心孔隙體積1.0％的銅綠假單胞菌(P.aeruginosa，CGMCC1.1785)發(fā)酵液(用營養(yǎng)液稀釋至體積濃度5％，營養(yǎng)液成份NH4Cl0.3％，K2HPO40.1％，酵母膏0.05％，wt％)，密封巖心兩端，在37℃下培養(yǎng)30d。然后恢復(fù)水驅(qū)，至產(chǎn)出液含水98％以上結(jié)束實驗，微生物驅(qū)提高原油采收率14.8％。
可見采用本發(fā)明的方法，不但預(yù)處理提高了原油采收率，而且在預(yù)處理基礎(chǔ)上進(jìn)行微生物驅(qū)進(jìn)一步提高了微生物驅(qū)的效果。與現(xiàn)有技術(shù)直接進(jìn)行微生物驅(qū)相比，本發(fā)明技術(shù)采用預(yù)處理和微生物驅(qū)相結(jié)合技術(shù)大幅度地提高了原油采收率。
注原油采收率采出原油量與巖心中原始飽和原油量的百分比。
提高原油采收率值在相同評價條件下，微生物驅(qū)原油采收率值與完全水驅(qū)原油采收率值之差。
權(quán)利要求
1.一種組合式微生物驅(qū)油方法，其特征在于，包括如下步驟(1)先對非均質(zhì)油藏進(jìn)行預(yù)處理，(2)然后進(jìn)行微生物驅(qū)；對非均質(zhì)油藏進(jìn)行預(yù)處理包括如下步驟將能代謝生物聚合物或能以孢子方式注入油藏并在油藏中萌發(fā)的微生物和與之相配合的營養(yǎng)液通過注水井注入油藏，關(guān)閉注水井，培養(yǎng)微生物，培養(yǎng)時間為5～15天，微生物的體積濃度為1～10％，微生物與營養(yǎng)液注入量為油藏孔隙體積的0.2～2.0％，所說的微生物包括地衣芽孢桿菌(B.licheniformis，CGMCC1.521)、腸膜明串珠菌(L.mesenteroides，CGMCC1.20)、多粘類芽孢桿菌(P.polymyxa，CGMCC1.548)、粘質(zhì)沙雷氏菌(S.marcescens，CGMCC1.203)或野油菜黃單胞菌(Xanthomonascampestris，CGMCC1.781)中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，微生物驅(qū)包括如下步驟將含有微生物發(fā)酵液的營養(yǎng)液通過注入井注入預(yù)處理后的油藏，關(guān)閉注入井，培養(yǎng)微生物，微生物發(fā)酵液的體積濃度為1～10％，微生物發(fā)酵液的營養(yǎng)液注入量為油藏孔隙體積的0.5～5.0％；關(guān)閉注水井，培養(yǎng)時間10-30天，驅(qū)油用的微生物包括枯草芽孢桿菌(B.subtilis，CGMCC1.400)、丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum，CGMCC1.244)、嗜熱脂肪芽孢桿菌(B.stearothermophilus，CGMCC1.923)、喜熱噬油芽孢桿菌(B.thermoleovorans，CGMCC1.521)、遲緩芽孢桿菌(B.lentus，CGMCC1.2013)、銅綠假單胞菌(P.aeruginosa，CGMCC1.1785)、陰溝腸桿菌(E.cloacae，CGMCC1.2022)、鹽生鹽桿菌(H.halobium，CGMCC1.1959)、熒光假單胞菌(P.fluorescens，CGMCC1.1802)、惡臭單胞菌(P.putida，CGMCC1.1825)。
專利摘要
一種組合式微生物驅(qū)油方法。包括如下步驟首先采用微生物的或化學(xué)的或物理的方法對非均質(zhì)油藏進(jìn)行預(yù)處理，然后開展微生物驅(qū)油。該方法降低了微生物和營養(yǎng)液資源由于沿油藏高滲透區(qū)域竄流產(chǎn)出而造成的損耗，具有微生物和營養(yǎng)物利用率高、充分發(fā)揮其性能的優(yōu)點，還有助于發(fā)揮油藏中本源微生物驅(qū)油的性能，因此是一種既科學(xué)又經(jīng)濟(jì)有效的微生物驅(qū)油方法。
文檔編號E21B43/16GKCN1318729SQ200310108233
公開日2007年5月30日 申請日期2003年10月28日
發(fā)明者劉金峰, 牟伯中 申請人:華東理工大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (7), 非專利引用 (1),