專利名稱：一種構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群落提高原油采收率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微生物采油技術(shù)，特別涉及一種適用于水驅(qū)油藏中后期的構(gòu)建油 藏驅(qū)油微生物群落提高原油采收率的方法。
背景技術(shù)：
微生物提高原油采收率(Microbial Enhanced Oil Recovery, MEOR)技術(shù)是指 利用微生物和/或其代謝產(chǎn)物提高原油產(chǎn)量和采收率的技術(shù)，與其它三次采油技術(shù)相比， MEOR技術(shù)具有適用油藏范圍廣、施工工藝簡單、經(jīng)濟(jì)效益良好、無二次污染等特點，越來越 受到人們的重視。目前已形成的微生物提高原油采收率工藝技術(shù)主要分為外源微生物驅(qū)油 技術(shù)和內(nèi)源微生物驅(qū)油技術(shù)。外源微生物驅(qū)油技術(shù)主要是向油藏中注入外源菌及其營養(yǎng)液，使外源微生物在油 藏中生長代謝，利用其細(xì)胞及代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸、生物表面活性劑、生物聚合物或生物氣等 與油藏巖石、流體相互作用，提高原油采收率。內(nèi)源微生物驅(qū)油技術(shù)則僅向油藏中注入營養(yǎng) 劑(激活劑)，不添加外源微生物，利用油藏中已存在的內(nèi)源微生物群落及代謝作用達(dá)到提 高原油采收率的目的。現(xiàn)有的微生物提高原油采收率技術(shù)在內(nèi)外源選擇上依據(jù)不充分，目前還沒有形成 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。絕大部分現(xiàn)場實施的微生物提高采收率工藝都是通過注水井注入經(jīng)篩選的激活 劑和/或功能微生物菌種，以期提高油藏的微生物數(shù)量和活性。由于對油藏微生物缺乏系 統(tǒng)充分的認(rèn)識，菌種篩選具有較大的盲目性，一般是在油藏的物化條件下，篩選具有某些代 謝功能(產(chǎn)有機(jī)酸、生物表活劑、生物聚合物或生物氣等)的菌種，經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后注入油藏， 外源菌與油藏內(nèi)源菌的兼容互補(bǔ)性考慮不足，致使油藏內(nèi)的微生物群落長時間處于不穩(wěn)定 狀態(tài)，不能充分發(fā)揮微生物驅(qū)油的優(yōu)勢，難以達(dá)到穩(wěn)定提高采收率的目的。根據(jù)文獻(xiàn)報道，油藏微生物群落中，最主要的生理類群為厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙 酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群等，它們構(gòu)成了油藏主要的厭氧微生物生態(tài)系統(tǒng)。對 于某一具體油藏，由于地層條件的差異導(dǎo)致上述微生物類群的一類或幾類菌群缺失或生長 受到抑制，造成油藏菌群失調(diào)，使其驅(qū)油功能的發(fā)揮受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群 落提高原油采收率的方法，根據(jù)油藏微生物生態(tài)系統(tǒng)要求，針對性的調(diào)整或構(gòu)建油藏微生 物生態(tài)，形成順暢穩(wěn)定的微生物代謝鏈，提高微生物提高采收率現(xiàn)場實施的效果。本發(fā)明提供的構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群落的方法包括以下 步驟，但不限于以下步 驟①對目標(biāo)油藏進(jìn)行現(xiàn)場取樣分析；②根據(jù)現(xiàn)場取樣測試結(jié)果確定構(gòu)建方案；③應(yīng)用混合培養(yǎng)實驗優(yōu)化構(gòu)建方案。
所述的對目標(biāo)油藏進(jìn)行現(xiàn)場取樣分析，包括對油藏樣品進(jìn)行內(nèi)源微生物群落分析 和地層水的理化性質(zhì)分析，確定厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群、產(chǎn)甲烷 菌群的數(shù)量，獲得地層水中氮元素和磷元素含量；所述的根據(jù)現(xiàn)場取樣測試結(jié)果確定構(gòu)建方案是根據(jù)上述四類菌群的數(shù)量與地層 水中氮元素和磷元素含量確定添加的微生物類群和/或營養(yǎng)物；之后以地層水、原油及其 內(nèi)源微生物為對象建立混合培養(yǎng)體系，添加上述菌群和/或營養(yǎng)物，在油藏溫度和壓力下 密閉培養(yǎng)，分別在第15天和第30天檢測培養(yǎng)體系中的各菌群的數(shù)量，乙酸、氫氣、二氧化碳 和甲烷的含量及產(chǎn)甲烷速率；根據(jù)兩個檢測點的測試結(jié)果，最終確定驅(qū)油微生物群落的構(gòu) 建方案。上述的對目標(biāo)油藏進(jìn)行現(xiàn)場取樣分析包括如下詳細(xì)步驟①選擇容量合適的帶密封膠塞和螺旋蓋的取樣器，用蒸餾水清洗干凈后控干水分，高壓蒸汽(121°C )滅菌20分鐘 30分鐘，備用；②油水井取樣范圍包括試驗區(qū)注水井注入水和油井采出水，注入水每次取樣量 IL 1. 5L，采出水每次取樣量1. 5L 3. OL ；③在采集樣品前先排放5L IOL注入水或產(chǎn)出液，用無菌氮氣充分置換出空取樣 器中的空氣后接取油水樣品，使樣品充滿取樣器；④取樣后4小時之內(nèi)啟動檢測，在12小時內(nèi)完成以下全部檢測內(nèi)容樣品中厭氧 發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群的數(shù)量，地層水中氮元素和磷元
素的含量。上述的根據(jù)現(xiàn)場取樣的測試結(jié)果確定的初步構(gòu)建方案包括如下詳細(xì)步驟①地層水中總氮濃度小于200mg/L時，添加NH4Cl至總氮濃度為200mg/L ；地層水 中總磷濃度小于25mg/L時，添加KH2PO4至總磷濃度為25mg/L ；②地層水中厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群均存 在時，添加0. lg/L 3g/L的糖類，包括但不限于葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖和甘露糖；③地層水中的厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群之 任一類群的數(shù)量小于1. OX IO2個/mL時，添加該類群至1. OX IO2個/mL，這四類菌群都是 根據(jù)具體油藏條件從菌種保藏機(jī)構(gòu)或從相關(guān)環(huán)境中篩選獲得的，能夠適應(yīng)地層溫度和地層 水礦化度等條件。其中，地層水、原油及其內(nèi)源微生物為對象建立混合培養(yǎng)體系，添加上述菌群或代 謝底物，在油藏溫度和壓力下密閉培養(yǎng)，確定的優(yōu)化構(gòu)建方案包括如下詳細(xì)步驟①根據(jù)培養(yǎng)15天的檢測結(jié)果，a.氫氣/ 二氧化碳體積比在3 5時，不添加菌群；氫氣/ 二氧化碳體積比> 5 時，添加產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，添加量為IO3-IO5個/mL;氫氣/ 二氧化碳體積比< 3時，添加厭氧 發(fā)酵菌，添加量為IO3-IO5個/mL;b.乙酸含量高于200mg/L時，不添加菌群；乙酸含量低于200mg/L時，添加同型產(chǎn) 乙酸菌，添加量為IO3-IO5個/mL ；②根據(jù)培養(yǎng)30天的檢測結(jié)果，a.乙酸含量低于200mg/L時，不添加菌群；乙酸含量高于200mg/L，添加產(chǎn)甲烷菌， 添加量為IO3-IO5個/mL ；
b.產(chǎn)甲烷速率高于5 μ M/g. d，不添加菌群和營養(yǎng)物；產(chǎn)甲烷速率低于5 μ M/g. d， 添加糖類，包括但不限于葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖和甘露糖，添加量為3g/L-5g/L。本發(fā)明的有益效果是(1)針對具體油藏，對油藏微生物生態(tài)進(jìn)行針對性評估，找 出代謝環(huán)節(jié)缺失部分，油藏適應(yīng)性好；(2)可操作性強(qiáng)。有針對性地調(diào)整微生物群落向著目 標(biāo)結(jié)構(gòu)演變，提高了微生物提高采收率現(xiàn)場實施的針對性和有效性。
具體實施例方式本發(fā)明的構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群落提高原油采收率的方法，包括如下內(nèi)容選擇一個目標(biāo)油藏，對該油藏構(gòu)建驅(qū)油微生物群落具體進(jìn)行以下步驟。(一 )現(xiàn)場取樣分析選擇容量合適的帶密封膠塞和螺旋蓋的取樣器，用蒸餾水清洗干凈，控干水分，高 壓蒸汽(121°C)滅菌后備用。油水井取樣范圍包括試驗區(qū)注水井注入水和油井采出水，注入水每次取樣量 IL 1. 5L，采出水每次取樣量1. 5L 3. OL ；在采集樣品前先排放5L IOL產(chǎn)出液，用無 菌氮氣充分置換空取樣器中的空氣后接取油水樣品，使油水樣充滿取樣器；取樣后4小時 之內(nèi)啟動檢測，在12小時內(nèi)完成以下全部檢測內(nèi)容樣品中厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群的數(shù)量以 及地層水中總氮和總磷含量。1、構(gòu)建驅(qū)油微生物群落(1)根據(jù)現(xiàn)場取樣測試結(jié)果，對照以下可能出現(xiàn)情況確定油藏微生物構(gòu)建初步方 案，具體如下①根據(jù)地層水中總氮和總磷濃度，若總氮濃度小于200mg/L，則添加NH4C1至總氮 濃度為200mg/L ；若總磷濃度小于25mg/L時，則添加KH2P04至總磷濃度為25mg/L ；②地層水中厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群均存 在時，向混合培養(yǎng)體系中添加0. lg/L 3g/L的糖類，包括但不限于葡萄糖、果糖、蔗糖、乳 糖和甘露糖；③地層水中的厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群之 任一類群的數(shù)量小于1. 0 X 102個/mL時，添加該類群至1. 0 X 102個/mL，這四類菌群都是 根據(jù)具體油藏條件從菌種保藏機(jī)構(gòu)或從相關(guān)環(huán)境中篩選獲得的，能夠適應(yīng)地層溫度和地層 水礦化度等條件。2、以地層水、原油及其內(nèi)源微生物為對象建立混合培養(yǎng)體系，添加上述菌群和/ 或營養(yǎng)物，在油藏溫度和壓力下密閉培養(yǎng)，確定優(yōu)化構(gòu)建方案①根據(jù)培養(yǎng)15天的檢測結(jié)果，a.氫氣/ 二氧化碳體積比在3 5時，不添加菌群；氫氣/ 二氧化碳體積比> 5 時，添加產(chǎn)氫產(chǎn) 乙酸菌，添加量為103-105個/mL ；氫氣/ 二氧化碳體積比< 3時，添加厭氧 發(fā)酵菌，添加量為103-105個/mL ；b.乙酸含量高于200mg/L時，不添加菌群；乙酸含量低于200mg/L時，添加同型產(chǎn) 乙酸菌，添加量為103-105個/mL ；②根據(jù)培養(yǎng)30天的檢測結(jié)果，
a.乙酸含量低于200mg/L時，不添加菌群；乙酸含量高于200mg/L，添加產(chǎn)甲烷菌， 添加量為103-105個/mL ；b.產(chǎn)甲烷速率高于5 μ M/g. d，不添加菌群和營養(yǎng)物；產(chǎn)甲烷速率低于5 μ M/g. d， 添加糖類，糖類包括但不限于葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖和甘露糖，添加量為3g/L-5g/L。利用上述方法和步驟，獲得針對某一具體油藏的驅(qū)油微生物群落構(gòu)建方案。具體 參考如下所述(一 )現(xiàn)場取樣及檢測油藏驅(qū)油微生物群落構(gòu)建的目標(biāo)油藏為勝利油田某采油廠某區(qū)塊，現(xiàn)場取樣測試 結(jié)果如下表1 :表1某區(qū)塊現(xiàn)場取樣測試結(jié)果(注入水和采出水平均值)
權(quán)利要求
一種構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群落提高原油采收率的方法，其特征是包括以下步驟①對目標(biāo)油藏進(jìn)行現(xiàn)場取樣分析；②根據(jù)現(xiàn)場取樣測試結(jié)果確定構(gòu)建方案；③應(yīng)用混合培養(yǎng)實驗優(yōu)化構(gòu)建方案。所述的對目標(biāo)油藏進(jìn)行現(xiàn)場取樣分析，包括對油藏樣品進(jìn)行內(nèi)源微生物群落分析和地層水的理化性質(zhì)分析，確定厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群、產(chǎn)甲烷菌群的數(shù)量，獲得地層水中氮元素和磷元素含量；所述的根據(jù)現(xiàn)場取樣測試結(jié)果確定構(gòu)建方案是根據(jù)上述四類菌群的數(shù)量與地層水中氮元素和磷元素含量確定添加的微生物類群和/或營養(yǎng)物；之后以地層水、原油及其內(nèi)源微生物為對象建立混合培養(yǎng)體系，添加上述菌群和/或營養(yǎng)物，在油藏溫度和壓力下密閉培養(yǎng)，分別在第15天和第30天檢測培養(yǎng)體系中的各菌群的數(shù)量，乙酸、氫氣、二氧化碳和甲烷的含量及產(chǎn)甲烷速率；根據(jù)兩個檢測點的測試結(jié)果，最終確定驅(qū)油微生物群落的構(gòu)建方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群落提高原油采收率的方法，其特征 是所述的步驟①中對目標(biāo)油藏進(jìn)行現(xiàn)場取樣分析包括如下詳細(xì)步驟①選擇容量合適的帶密封膠塞和螺旋蓋的取樣器，用蒸餾水清洗干凈后控干水分，高 壓蒸汽，溫度為121°C，滅菌20分鐘 30分鐘，備用；②油水井取樣范圍包括試驗區(qū)注水井注入水和油井采出水，注入水每次取樣量IL 1. 5L，采出水每次取樣量1. 5L 3. OL ；③在采集樣品前先排放5L IOL注入水或產(chǎn)出液，用無菌氮氣充分置換出空取樣器中 的空氣后接取油水樣品，使樣品充滿取樣器；④取樣后4小時之內(nèi)啟動檢測，在12小時內(nèi)完成以下全部檢測內(nèi)容樣品中厭氧發(fā)酵 菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群的數(shù)量，地層水中氮元素和磷元素的 含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群落提高原油采收率的方法，其特征 是所述的步驟②中根據(jù)現(xiàn)場取樣的測試結(jié)果確定的構(gòu)建方案包括如下詳細(xì)步驟①地層水中總氮濃度小于200mg/L時，添加NH4Cl至總氮濃度為200mg/L；地層水中總 磷濃度小于25mg/L時，添加KH2PO4至總磷濃度為25mg/L ；②地層水中厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群均存在時， 添加0. lg/L 3g/L的糖類，包括但不限于葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖和甘露糖；③地層水中的厭氧發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群、同型產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群之任一 類群的數(shù)量小于1. OX IO2個/mL時，添加該類群至1. OX IO2個/mL，這四類菌群都是根據(jù) 具體油藏條件從菌種保藏機(jī)構(gòu)或從相關(guān)環(huán)境中篩選獲得的，能夠適應(yīng)地層溫度和地層水礦 化度等條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群落提高原油采收率的方法，其特征 是地層水、原油及其內(nèi)源微生物為對象建立混合培養(yǎng)體系，添加上述菌群或代謝底物，在 油藏溫度和壓力下密閉培養(yǎng)，確定的優(yōu)化構(gòu)建方案包括如下詳細(xì)步驟①根據(jù)培養(yǎng)15天的檢測結(jié)果，a.氫氣/ 二氧化碳體積比在3 5時，不添加菌群；氫氣/ 二氧化碳體積比> 5時，添加產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，添加量為103-105個/mL ；氧氣/ 二氧化碳體積比< 3時，添加厭氧發(fā)酵菌， 添加量為103-105個/mL ；b.乙酸含量高于200mg/L時，不添加菌群；乙酸含量低于200mg/L時，添加同型產(chǎn)乙酸 菌，添加量為103-105個/mL;②根據(jù)培養(yǎng)30天的檢測結(jié)果，a.乙酸含量低于200mg/L時，不添加菌群；乙酸含量高于200mg/L，添加產(chǎn)甲烷菌，添加 量為 103-105 個 /mL ；b.產(chǎn)甲烷速率高于5μ M/g. d，不添加菌群和營養(yǎng)物；產(chǎn)甲烷速率低于5 μ M/g. d，添加 糖類，包括但不限于葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖和甘露糖，添加量為3g/L-5g/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微生物采油技術(shù)，特別涉及一種適用于水驅(qū)油藏中后期的構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群落提高原油采收率的方法，其技術(shù)方案是本發(fā)明提供的構(gòu)建油藏驅(qū)油微生物群落的方法包括以下步驟，但不限于以下步驟a.對目標(biāo)油藏進(jìn)行現(xiàn)場取樣分析；b.根據(jù)現(xiàn)場取樣測試結(jié)果確定初步構(gòu)建方案；c.應(yīng)用混合培養(yǎng)實驗優(yōu)化構(gòu)建方案；本發(fā)明的有益效果是(1)針對具體油藏，對油藏微生物生態(tài)進(jìn)行針對性評估，找出代謝環(huán)節(jié)缺失部分，油藏適應(yīng)性好；(2)可操作性強(qiáng)。有針對性地調(diào)整微生物群落向著目標(biāo)結(jié)構(gòu)演變，提高了微生物提高采收率現(xiàn)場實施的針對性和有效性。
文檔編號E21B49/08GK101988380SQ20101025330
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月7日
發(fā)明者宋欣, 宋永亭, 李希明, 李彩風(fēng), 汪衛(wèi)東, 王靜, 蔣焱, 郭省學(xué), 郭遼原, 高光軍 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石化股份勝利油田分公司采油工藝研究院