專利名稱:一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采油時注入水是原油井排出的污水，水中可帶入油藏并適應(yīng)了油藏環(huán)境的本源微生物以提高原油采收率的污水注入本源微生物的驅(qū)油方法。
技術(shù)背景油田經(jīng)過彈性的一次開采、注水開發(fā)的二次采油之后進入了應(yīng)用化學(xué)劑的三次采油階段，三次采油階段包括各種化學(xué)劑、化學(xué)助劑、熱力和生物技術(shù)采油。自從美國人左貝爾在1946年申請了第一個微生物采油技術(shù)專利后，微生物采油技術(shù)由于低廉的成本、操作簡便、效果明顯以及附和環(huán)保要求等受到石油行業(yè)的高度重視。由于大量注水開發(fā)，原油不斷被采出油藏，剩余的油量也越來越少，油井含水率不斷上升，環(huán)保方面要求排放的油藏產(chǎn)出水的含油量必須滿足一定的要求，這樣就限制了污水在地表的排放。另一方面，淡水資源的缺乏，也是影響油田注水開發(fā)的主要因素之一。為了解決注入水源的問題，部分油田利用產(chǎn)出的污水經(jīng)過處理后又回注油藏進行再次驅(qū)油，一方面解決了淡水資源的缺乏，也解決了污水超標排放污染環(huán)境的問題。一般的微生物采油技術(shù)多用于含有一定量的溶解氧的淡水驅(qū)油藏，也多用于針對具體油藏條件(已知油藏溫度、壓力、流體性質(zhì))開發(fā)菌種，經(jīng)過地面發(fā)酵后，在混合培養(yǎng)基以一定體積的段塞注入油藏，使微生物在油藏中發(fā)酵。該法方由于菌種來自于油藏以外，菌種適應(yīng)油藏條件、自然變異、菌種功能隨著時間的延長的問題，使達到的效果下降，既是世界性的難題，也一直沒有解決的問題。本源微生物采油技術(shù)雖然在俄羅斯等國開展較早，但是由于這些國家的淡水資源充裕，都集中在淡水注入油藏開展工作，在溶解氧含量幾乎為零的污水驅(qū)油油藏尚未開展。
部分國內(nèi)外油田采用激活本源菌技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用或申請了專利，但是所用的培養(yǎng)體系僅僅是無機鹽的氮源和磷源，或注入糖漿廢液等，沒有形成針對本源菌特點開發(fā)類型少，濃度低，效果好的激活本源菌營養(yǎng)體，沒有最大限度的發(fā)揮本源菌作用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一項利用污水驅(qū)油藏，成本低廉、經(jīng)濟有效和操作簡便的利用油藏本源微生物采油的方法，通過生化參數(shù)優(yōu)選的激活體系，補充溶解氧、碳源或發(fā)酵本源微生物，達到最大程度地激活油藏注水井近井地帶的好氧和厭氧微生物，以及激活油藏深部厭氧的厭氧微生物，發(fā)揮這兩類微生物的生物和生物化學(xué)作用，達到提高油藏壓力、剩余油流動性能和采收率的目的，省去了外源微生物采油中的菌種發(fā)酵和注入等過程，避免了因菌種變異和退化可能帶來的效果下降的問題。
本發(fā)明地目的是由如下方案實現(xiàn)的油藏本源微生物是指存在于油藏中較為穩(wěn)定的微生物群落，是在早期注水開發(fā)，尤其是注入淡水階段2年以上油藏逐步形成的，主要有四種有益微生物和一種有害的微生物，有益的微生物包括好氧的烴氧化菌、腐生菌和厭氧的發(fā)酵菌和產(chǎn)甲烷菌，這些菌類在注水井返排出來的污水中和采油井產(chǎn)出污水中的數(shù)量滿足一個最低的量值，微生物數(shù)量不低于10-103個/mL，產(chǎn)甲烷速率和硫酸鹽還原速率滿足最低0.2-3μgCH4/L·D和最高量值15-20μgCH4/L·D要求，有害的微生物包括硫酸鹽還原菌最高量值103個/mL。
油藏的選擇，油藏的地址參數(shù)應(yīng)滿足油藏溫度小于75℃，最佳溫度范圍為30-55℃，油藏水礦化度小于50000mg/L，油藏水中硫化氫含量小于50mg/L。
污水中的營養(yǎng)物匱乏，適應(yīng)油藏的微生物處于蟄伏狀態(tài)，代謝和生長都很緩慢，為提供其生長速度，除了為其補充基本的營養(yǎng)體系氮源、磷源和碳源外，還要在施工期間自始至終混合空氣，空氣的量依據(jù)微生物單位時間消耗空氣量的試驗確定，一般為每米油層10m3標準條件空氣量，注入通過污水瀑氧方式添加到注入污水中溶解氧的含量為2.5-3.5mg/L，以便滿足好氧菌發(fā)酵需氧量的要求。
碳源的提供視其所進行施工的油藏注水井附近1.5m的剩余油飽和度而定，剩余油飽和度低于30％時，補充產(chǎn)自本油田的原油或產(chǎn)自另外油田的輕質(zhì)原油，注入原油量單次為2噸，年注入次數(shù)為3次，周期為4個月。
注入營養(yǎng)體系的施工周期為30天，年施工次數(shù)為12次，營養(yǎng)基按日注水量體積百分比配制用量，氮源和磷源為0.45-1.40％、乙酸鹽為0.1％和有機生長素酵母粉0.01％。
污水中有益的微生物數(shù)量低于10-103個/mL，在注水井返排出8m3液體，然后取返排液5m3作為種子液在地面油藏溫度條件下發(fā)酵，發(fā)酵液總量為6m3，即5m3種子液和1m3發(fā)酵培養(yǎng)基；發(fā)酵培養(yǎng)基按體積百分比1m3中含有氮和磷的無機鹽為0.2％、乙酸鹽為0.3％、液體石蠟為1％和其余為水；首先將1m3配制的培養(yǎng)基和發(fā)酵罐在121℃，30min，0.1MPa整體滅菌，待溫度降至油藏溫度時，加入種子液，并在油藏溫度下發(fā)酵，同時給混合液以每分鐘0.5m3通氣量通氣，每隔12小時監(jiān)測一次菌數(shù)量，待菌數(shù)量達到3×108個/mL時，發(fā)酵結(jié)束。
視好氧菌的細胞數(shù)量，如果低于104個/mL，可以從注水井隨營養(yǎng)液一同注入，注入菌液濃度不低于10％，菌液用量為營養(yǎng)液的1％。
利用污水驅(qū)油藏，成本低廉、經(jīng)濟有效和操作簡便的利用油藏本源微生物采油，通過生化參數(shù)優(yōu)選的激活體系，補充溶解氧、碳源或發(fā)酵本源微生物，達到最大程度地激活油藏注水井近井地帶的好氧和厭氧微生物，以及激活油藏深部厭氧的厭氧微生物，發(fā)揮這兩類微生物的生物和生物化學(xué)作用，達到提高油藏壓力、剩余油流動性能和采收率的目的，省去了外源微生物采油中的菌種發(fā)酵和注入等過程，避免了因菌種變異和退化可能帶來的效果下降的問題。
具體實施方式實施例1首先，進行油藏微生物的調(diào)查，調(diào)查所用的微生物的數(shù)量和代謝性能，其數(shù)量和代謝速率應(yīng)滿足表1中所描述的；其次，在地質(zhì)參數(shù)范圍中，應(yīng)滿足油藏溫度小于75℃，最佳溫度范圍為30-55℃；油藏水礦化度小于50000mg/L，油藏水中硫化氫含量小于50mg/L；第三，根據(jù)油藏微生物的生化參數(shù)，確定營養(yǎng)物按注入污水量配比，氮源和磷源為0.45-1.40％、乙酸鹽為0.1％和有機生長素酵母粉0.01％。
空氣用量為每米油層10m3標準條件空氣量；第四，碳源的補充視其所進行施工的油藏注水井附近1.5m的剩余油飽和度而定，剩余油飽和度(C/O比測試)低于30％時，補充產(chǎn)自本油田的原油或產(chǎn)自另外油田的輕質(zhì)原油，單次每米油層注入原油量為0.15噸，周期為4個月。周期性注入混氣營養(yǎng)液，周期為30天，年施工12次。第五，每次施工完成后，需要關(guān)閉注水井24小時。
正常注入的污水補充氧氣方式采用瀑氧方法，即采用空壓機向注水罐中鼓空氣2小時，使水中的溶解氧含量達到2.5-3.5mg/L，再通過注水泵注入油藏?，F(xiàn)場施工一般在中心大站進行，營養(yǎng)體系在溶解罐中充分溶解成母液，通過注水干線中的注入水稀釋至目的液濃度，同時空壓機將空氣液注入到干線上，輸送到井口至油層。
表1污水油藏本源微生物數(shù)量和代謝速率應(yīng)滿足的量值
實施例2污水中有益的微生物數(shù)量低于10-103個/mL，在注水井返排出8m3液體，然后取返排液5m3作為種子液在地面油藏溫度條件下發(fā)酵，發(fā)酵液總量為6m3，即5m3種子液和1m3發(fā)酵培養(yǎng)基；發(fā)酵培養(yǎng)基按體積百分比1m3中含有氮和磷的無機鹽為0.2％、乙酸鹽為0.3％、液體石蠟為1％和其余為水；首先將1m3配制的培養(yǎng)基和發(fā)酵罐在121℃，30min，0.1MPa整體滅菌，待溫度降至油藏溫度時，加入種子液，并在油藏溫度下發(fā)酵，同時給混合液以每分鐘0.5m3通氣量通氣，每隔12小時監(jiān)測一次菌數(shù)量，待菌數(shù)量達到3×108個/mL時，發(fā)酵結(jié)束。
視好氧菌的細胞數(shù)量，如果低于104個/mL，可以從注水井隨營養(yǎng)液一同注入，注入菌液濃度不低于10％，菌液用量為營養(yǎng)液的1％。其余實施方式如實施例1。
實施例3大港孔店油田1979年2月投入注水開發(fā)，館陶組油藏為河流相沉積，儲層物性好(孔隙度33％，滲透率1.878μm2)。油田的邊底水發(fā)育，大約有40％的井具底水油層。底層原油粘度為73mPa.s，密度0.9535，平均含水94.4％，無產(chǎn)能接替。在分析油藏條件和生化參數(shù)(表2)基礎(chǔ)上，制定了周期性注入混氣營養(yǎng)液的方案，營養(yǎng)液配方比例同實施例1，并補充了碳源方法同實施例1，補充了發(fā)酵本源菌液，培養(yǎng)方法同實施例2。
試驗后監(jiān)測了微生物的數(shù)量(表3)較試驗前增加了2-3個數(shù)量級。4年間進行了20次施工，累計注入營養(yǎng)劑89.9t，空氣13.6萬噸，原油，40m3，發(fā)酵本源菌液55m3。試驗累計增產(chǎn)原油20898t(表4)。
表2試驗區(qū)試驗前微生物數(shù)量和代謝性能調(diào)查
表3試驗區(qū)部分油井試驗前后微生物數(shù)量監(jiān)測結(jié)果
表4試驗區(qū)油井增油量統(tǒng)計
權(quán)利要求
1.一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，其特征在于選擇注水開發(fā)2年以上油藏，利用產(chǎn)出的含有長期注水帶入并適應(yīng)油藏的有益微生物，包括好氧的烴氧化菌、腐生菌和厭氧的發(fā)酵菌和產(chǎn)甲烷菌的污水注入油井到油藏驅(qū)油，同時注入有利于微生物生長的氮源、磷源、碳源、乙酸鹽和有機生長素的營養(yǎng)基和空氣或發(fā)酵本源微生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，其特征在于污水中有益的微生物數(shù)量不低于10-103個/mL，產(chǎn)甲烷速率和硫酸鹽還原速率滿足最低0.2-3μgCH4/L·D和最高量值15-20μgCH4/L·D要求，有害的微生物硫酸鹽還原菌最高量值為103個/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，其特征在于污水中有益的微生物數(shù)量低于10-103個/mL，在注水井返排出8m3液體，然后取返排液5m3作為種子液在地面油藏溫度條件下發(fā)酵，發(fā)酵培養(yǎng)基為1m3；發(fā)酵培養(yǎng)基按體積百分比1m3中含有氮和磷的無機鹽0.2％、乙酸鹽0.3％、液體石蠟1％和其余為水；待菌數(shù)量達到3×108個/mL時，發(fā)酵結(jié)束，隨營養(yǎng)液一同注入，注入菌液濃度不低于10％，菌液用量為營養(yǎng)液的1％。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，其特征在于油藏的選擇應(yīng)滿足油藏溫度小于75℃，油藏水礦化度小于50000mg/L，油藏水中硫化氫含量小于50mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，其特征在于油藏溫度為30-75℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，其特征在于營養(yǎng)基按日注水量體積百分比配制用量，氮源和磷源為0.45-1.40％、乙酸鹽為0.1％和有機生長素酵母粉0.01％。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，其特征在于營養(yǎng)基碳源的提供量以油藏注水井附近1.5m的剩余油飽和度而定，剩余油飽和度低于30％時，補充產(chǎn)自本油田的原油或產(chǎn)自另外油田的輕質(zhì)原油，單井單次原油注入量為2噸，年注入次數(shù)為3次。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，其特征在于空氣的量依據(jù)微生物單位時間消耗空氣量的試驗確定為每米油層10m3標準條件空氣量，注入通過污水瀑氧方式添加到注入污水中溶解氧的含量為2.5-3.5mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，其特征在于注入營養(yǎng)體系周期為30天，年施工次數(shù)為12次。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種提高原油采收率的污水注入本源微生物的驅(qū)油方法，選用在注水井返排出來的水中和采油井產(chǎn)出液中微生物數(shù)量不低于10－10
文檔編號E21B43/22GK1995694SQ200610000167
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月6日
發(fā)明者馮慶賢, 倪方天, 張淑琴, 王建強 申請人:中國石油天然氣股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan