特重原油的生物采油方法 【技术领域】
本发明涉及一种微生物采油方法技术领域。
背景技术
微生物采油是利用微生物自身的有益活动如降解原油和/或代谢产物如生物表面活性剂、有机酸、醇等来提高原油采收率的采油技术。
根据微生物采油作用机理不同，可以对微生物采油的矿场应用类型分为：微生物强化水驱，周期注微生物采油，微生物选择性封堵地层，微生物清蜡和降低重油黏度等。从已知的采油机理可知微生物提高采油率是一种多用途的技术，应用该技术可以解决原油渗透率低、扫油效率低、流度比不利、气锥进、水锥进、圈闭渍及结蜡结垢等问题，具体到各种工艺，微生物采油的机理又有所不同，不同的工艺设计可以解决不同领域的问题，这给油田操作者提供了广泛而多样的选择。值得一提的是，不同菌种的代谢产物不尽相同，同一菌种代谢不同营养物的产物也不尽相同，故不同菌种的作用机理有所不同。同一菌种的作用机理往往不止一种。微生物提高原油采收率是多种因素协同作用的结果。
微生物采油技术的研究已有70多年的历史，世界上许多国家开展了微生物采油矿场试验，但应用范围仅限于稀油和普通稠油油藏，在原油粘度大于1.0×104mPa·s、密度大于0.96g/cm3的油藏尚未见有成功的试验报告。辽河油田冷43块为构造岩性油藏，原油粘度(50℃)大于1.0×104mPa·s，密度大于0.96g/cm3，属高胶特重原油。根据美国和罗马尼亚的微生物采油筛选标准，冷43块油藏不适宜采用微生物方法采油。例如，美国国家石油和能源研究所制订的油藏筛选标准中原油重度应大于15°API(相对密度小于0.9659)，USDO E数据库中原油重度应大于17°API(相对密度小于0.9529)；Clark原油相对密度标准应小于0.9465；罗马尼亚对采油微生物技术处理油藏的要求是原油密度0.83～0.95g/cm3，原油粘度500～5000mPa·s。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种特重原油的生物采油方法，改变了以往认为这种特重原油不适于用生物法采油的观念。
本发明人经过研究发现，应用产表面活性剂、产酸的兼性厌氧混合菌对特重原油油藏进行单井注入处理是可行的。该技术的关键是进行流体取样和井史检查，以确定流体样品与微生物的配伍性，并检测不利于微生物的地球物理化学和生物学参数的影响。
为优选适合开采特重原油油藏的微生物，首先以原油乳化分散的能力作为初筛选标准，然后按原油的降粘及代谢原油产酸和产生表面活性剂的能力进行复筛选。
为达上述目的，本发明所采取的具体技术方案如下：
一种特重原油的生物采油方法，该方法是：施工前将LH218菌液和LH221菌液混合，采用从套管挤入的方式，先注入营养液，再注入混合菌液和营养液，最后将剩余营养液顶替注入，关井4～7天让微生物在近井地带充分繁殖和代谢。
上述的LH218为假单胞菌(Pseudomonas sp.)，LH221为短杆菌(Brevibacterium sp.)，由南开大学石油微生物研究室保藏。
上述两种菌液的液体种子培养基与培养条件：
培养基：液蜡40g，脲2g，KH2PO45g，Na2HPO40.6g，酵母粉0.015g，油藏地层水1000mL，pH自然。
培养条件：250毫升锥形瓶装液量100mL，两层棉布扎口，灭菌。接种量5％，48℃，200r/min旋转摇床振动培养48h。温度适应范围均为40～60℃。
为保证两株菌在混合菌液中的相对比例，采用了分别逐级扩大培养的方法，均在48℃下培养48h。培养好的单菌分别进行平板菌落观察、活菌计数、镜检菌体形态、大小、运动性、鞭毛特征及革兰氏染色。
本发明的有益效果：注入微生物后，5口井均停止注蒸汽开采而改为机抽采油。其中692162，672164，832156等3口油井既增油又降水，含水率由注前的50％～67％下降到注后的33.3％～57.1％，产油量由注前的2～3t/d增加到注后的4.5～5t/d，在计产量期内共增产油491t。952156井处理前每月开井7天，月产液20.7t，月产油12t，处理后每天开井，产液量4.1t/d，产油量1.1t/d，除去间开生产量，55天累计增产原油38.5t。以上4口油井的微生物处理是成功的，成功率为80％。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明：
材料和方法
液体种子培养基与培养条件
培养基：液蜡40g，脲2g，KH2PO45g，Na2HPO40.6g，酵母粉0.015g，油藏地层水1000mL，pH自然。
培养条件：250毫升锥形瓶装液量100mL，两层棉布扎口，灭菌。接种量5％，48℃，200r/min旋转摇床振动培养48h。温度适应范围均为40～60℃。
对原油的乳化作用和代谢产物分析
接种量5％，密封，48℃摇床振荡培养48h，观察所选菌种对原油的乳化分散程度和状态，重复两次。取过滤液用酸度计测pH值表示菌株产酸能力；用Jzhyl2180型界面张力仪测表面张力，表示菌株产表面活性剂的能力。
矿场试验
材料和方法
混合菌液的生产与检测
生产培养基用自来水配制，其它成分同前。为保证两株菌在混合菌液中的相对比例，采用了分别逐级扩大培养的方法，均在48℃下培养48h。培养好的单菌分别进行平板菌落观察、活菌计数、镜检菌体形态、大小、运动性、鞭毛特征及革兰氏染色。施工前将两种菌液按1∶1混合。
营养液组成
用联合站污水配制。每立方米污水中加入脲0.2kg，KH2PO40.6kg，Na2HPO40.03kg。2.1.3试验区块和试验井的选择为尝试打破国外微生物采油技术对油藏条件的某些限制，选择了辽河油田冷43块进行试验。该块主要含油层为下第三系沙河街组的沙三段和沙一、二段油层。沙一、二段为扇三角洲沉积体系，其岩性主要是细砾岩、砾状砂岩和含砾砂岩，砂岩胶结类型是孔隙式泥质胶结，成岩性较差，平均孔隙度20.5％，平均渗透率725×10-3μm，油藏埋深1410～1650m，含油饱和度60％，油藏温度48℃，为构造岩性油藏。该试验区主要生产层沙一、二段采用注蒸汽开发，现在已进入高轮次蒸汽开采后期，迫切需要采用新的稳产接替技术。
选择冷43块汽采效果极差的5口井(692162，672164，832156，952156，812154)为试验井，进行微生物单井注入试验。
现场施工方式
施工前将LH218菌液和LH221菌液按1∶1混合。采用从套管挤入的方式施工，先注入营养液10m3，再注入混合菌液和营养液共10m3，最后将剩余营养液顶替注入。关井4～7天以保证微生物在近井地带充分繁殖和代谢。注入微生物后，5口井均停止注蒸汽开采而改为机抽采油。其中692162，672164，832156等3口油井既增油又降水，含水率由注前的50％～67％下降到注后的33.3％～57.1％，产油量由注前的2～3t/d增加到注后的4.5～5t/d，在计产量期内共增产油491t。952156井处理前每月开井7天，月产液20.7t，月产油12t，处理后每天开井，产液量4.1t/d，产油量1.1t/d，除去间开生产量，55天累计增产原油38.5t。以上4口油井的微生物处理是成功的，成功率为80％。图1所示为微生物处理后增产效果最好的692162井产量变化曲线。该井原油日产量最大增幅达150％。