一种定量评价细菌对原油趋化性的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气田开发领域所用细菌对原油的趋化能力测试装置，具体是一种定 量评价细菌对原油趋化性的装置和方法。
【背景技术】
[0002] 微生物驱油是具有前景的提高采收率技术之一。微生物驱油的主要机理是将优 选出的菌液体系和营养体系注入地层，并与地层原油发生生物化学作用，使原油的流动能 力改善达到提高采收率的目的。由于地层中岩石孔隙和流体分布的非均质性，菌液体系注 入到地层中不一定能够与赋存于孔隙中的原油接触，尤其对于水驱或化学驱后的高含水油 藏，地层原油是以膜状或孤岛状等形态的残余油形式存在，菌液体系注入地层后往往不能 直接与原油接触。因此评价细菌对原油的趋化能力，尤其评价高含水条件下细菌对原油的 趋化能力，对于筛选和优化菌液体系、评价驱油效果具有重要意义。
[0003] 多孔隙介质中细菌对碳源引物的趋化性受到细菌本身特性、碳源引物性质、多孔 隙介质性质及多孔隙介质中流体性质等多因素的综合影响。现有的研究微生物对原油的趋 化性方法及装置只是为检测细胞趋化性、趋化细胞分离，或研究细菌对原油趋向条件的控 制方法，而没有考虑实际油藏的条件，也不能定量给出细菌对原油等碳源引物趋化作用的 有效作用距离和作用时间的结论，导致矿场实施微生物驱油时无法准确判断细菌注入的位 置和反映所需要的时间，从而影响微生物驱的效果。
[0004] 在现有技术中，细菌趋化性研究实验均没有定量的给出细菌对原油产生趋化作用 的具体距离范围和作用时间，导致矿产实施微生物采油时无法准确判断细菌注入的位置和 反应所需要的时间，影响采收率。
【发明内容】
[0005] 为克服现有技术的不足，本发明提供一种可在模拟高含水多孔隙介质油藏条件下 测量细菌对原油发生趋化作用的距离范围和反应所需时间的装置和方法：
[0006] 本发明首先提供了一种评价细菌对原油趋化性的装置，包括：
[0007] a.趋化反应池；
[0008] b.隔离片，用于在反应池中隔离成菌液腔、一个或多个反应腔和原油腔，以测量细 菌对原油的趋化作用距离和对反应时间进行评估。
[0009] 所述趋化反应池进一步包括卡槽，所述卡槽用于固定所述隔离片。
[0010] 所述隔离片的材料选自岩心，即真实油藏条件下的多孔介质。
[0011] 所述趋化反应池的材料选自金属或无机玻璃。
[0012] 所述金属选自合金钢、钛合金或镍合金；无机玻璃选自钛化玻璃、石英玻璃或钢化 玻璃。合金钢、钛合金、镍合金、钛化玻璃、石英玻璃和钢化玻璃由于具有机械强度大、适应 温度变化强、可耐数个大气压等特点，因此可以根据需要进行高温高压下的趋化性测定。
[0013] 所述趋化反应池顶设置了端盖和用于固定端盖的固定装置，以根据取样和防尘需 要进行开合。
[0014] 本发明还提供一种评价细菌对原油趋化性的方法，包括：
[0015] i)在趋化反应池中设置一个或多个隔离片以形成菌液腔、一个或多个反应腔和原 油腔，然后在菌液腔中注入目标菌液，在原油腔中注入原油；
[0016] ii)定时在仪器下检测反应腔中菌液细菌的浓度；
[0017] iii)结合细菌浓度、隔离片厚度及隔离片之间的距离得出细菌对原油产生趋化作 用的距离和反应所需要的时间。
[0018] 所述检测细菌数量的仪器为分光光度仪或显微镜。
[0019] 在实际操作中，利用上述步骤测量细菌趋化性时，可能会出现细菌逐渐向原油端 富集的现象，这说明设置的隔离片不够多。这时，可以逐渐增加隔离片数量使得加入菌液的 菌液腔离原油腔更远，从而使得细菌无法达到原油腔，使在靠近原油腔的反应腔中的细菌 浓度为零，这样即可达到测定上述细菌对原油趋化距离的目的。
[0020] 本发明的有益效果：
[0021] 本发明提供的趋化反应装置能够完成细菌对原油的趋化性实验，与现有技术相 t匕，本发明提供的趋化反应装置能够精确测量不同微生物对原油产生趋化作用的距离和反 应所需要的时间，且此方法可以通过对多孔介质片进行选材来模拟真实的油藏条件，因此 具有很强的实用性。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的细菌趋化性实验反应装置结构图。
[0023] 附图标记：1_趋化反应池、2_隔尚片、3_反应池盖、4_推拉式反应池盖卡槽、5_菌 液腔、6-反应腔、7-原油腔。
[0024] 图2为本发明的隔离片。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但本发明的范围不限于以下实施 例。
[0026] 如图1所示，本发明的装置包括：
[0027] 1)趋化反应池1，该部件为本装置的主体部分；
[0028] 2)隔离片2,用于在趋化反应池中形成菌液腔、反应腔和原油腔，以测量细菌对原 油的趋化作用距离和对反应时间进行评估；
[0029] 3)反应池盖3,用于取样和防尘所需的开合；
[0030] 4)推拉式反应池盖卡槽4,用于固定端盖并使端盖能够进行推拉式开合；
[0031] 5)菌液腔5,用于承载菌液；
[0032] 6)反应腔6,用于提供细菌趋化反应所需场所；
[0033] 7)原油腔7,用于承载原油。
[0034] 实施例中的分光光度仪采用岛津UV-3600型近红外、紫外可光分光光度计。
[0035] 实施例1
[0036] 在本实施例中，所述隔离片采用的是岩心薄片，用于模拟岩石结构。
[0037]首先在趋化反应池1的卡槽中插入五个厚度为1. 5mm的饱和了地层水的岩心薄 片以形成一个菌液腔5、四个反应腔6 (反应腔a、b、c和d)和一个原油腔7,将反应腔a、b 和c的长度（即形成反应腔的隔离片之间的距离）均设为2cm，反应腔d的长度设为3cm，使 得菌液腔5与原油腔7之间的距离为9. 75cm。其中反应腔a为最靠近菌液腔的反应腔，且 反应腔随字母顺序增加距离菌液腔越远。在菌液腔5中注入浓度为5%，含Geobacillus属 菌株DM-2的菌液，在原油腔7中注入原油。与此同时进行另一组实验，实验的其它条件和 上述实验条件一样，只是在菌液腔和原油腔之间增加了一个岩心薄片，形成了一个菌液腔， 五个反应腔(反应腔a'、b'、c'、d'和e'）和一个原油腔，将反应腔a'、b'和c'的长度均设 为2cm，反应腔d'的长度设为3cm，反应腔e'的长度设为lcm，使得菌液腔和原油腔之间的 距离变为10.9cm。两组实验都是从菌液源开始，每2小时从每个反应腔中取一次样，利用 分光光度仪测定每一个反应腔中细菌的数量。实验测得的反应腔中的细菌0D值分别见表 1和表2。根据反应腔中的细菌数量可以确定细菌穿过的反应腔数，然后再根据反应腔长度 及岩心片厚度计算出细菌的趋化作用距离，根据定时取样的时间记录得出作用时间。由表 1可见，第一组实验中离原油腔最近的反应腔d中仍能检测到细菌，因此无法检测到细菌的 趋化作用距离。由表2可见，第二组实验中离原油腔最近的反应腔e'中随着时间的增加已 无法检测到细菌，这说明细菌无法再穿透到反应腔e'中，所以可以推算出细菌的趋化作用 距离为9. 75cm。
[0038]表1第一组实验反应腔中的细菌浓度及作用时间
[0039]
【主权项】
1. 一种评价细菌对原油趋化性的装置，包括： a. 趋化反应池； b. 隔离片，其设置于趋化反应池中，用于将所述反应池隔离成菌液腔、一个或多个反应 腔和原油腔，以测量细菌对原油的趋化作用距离和对反应时间进行评估。
2. 根据权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述趋化反应池进一步包括卡槽，所述 卡槽用于固定所述隔离片。
3. 根据权利要求1或2中所述的装置，其特征在于，所述隔离片的材料选自岩心。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述趋化反应池的材料选 自金属或无机玻璃。
5. 根据权利要求1-4中任意一项所述的装置，其特征在于，所述金属选自合金钢、钛合 金或镍合金；无机玻璃选自钛化玻璃、石英玻璃或钢化玻璃。
6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于，所述趋化反应池顶设置了 端盖和用于固定端盖的固定装置，以根据取样和防尘需要进行开合。
7. -种评价细菌对原油趋化性的方法，包括： i) 在趋化反应池中设置一个或多个隔离片以形成菌液腔、一个或多个反应腔和原油 腔，然后在菌液腔中注入目标菌液，在原油腔中注入原油； ii) 定时在仪器下检测反应腔中菌液细菌的浓度； iii) 结合细菌浓度、隔离片厚度及隔离片之间的距离得出细菌对原油产生趋化作用的 距离和反应所需要的时间。
8. 根据权利要求7中所述的方法，其特征在于，所述检测细菌数量的仪器为分光光度 仪或显微镜。
【专利摘要】本发明涉及一种定量评价细菌对原油趋化性的装置和方法，包括趋化反应池、反应池盖、推拉式反应池盖卡槽、多孔介质片和卡槽。本趋化检测装置采用独特的卡槽设计，可精确测量细菌在模拟高含水多孔隙介质油藏条件下对原油产生趋化作用的距离，利用分光光度仪能实时精确检测出原油中的细菌。趋化装置的材料具有机械强度大，适应温度变化强，耐压可耐数个大气压等特点，因此可根据需要进行高温高压下的趋化性实验测定。
【IPC分类】C12Q1-06, C12Q1-64, C12M1-00
【公开号】CN104830662
【申请号】CN201410046623
【发明人】周霞, 伦增珉, 潘伟义, 刘建平, 吕成远, 王海涛, 王锐, 张栋
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2014年2月10日