一种利用CO₂驱后油藏残余CO₂转化甲烷的方法

专利名称：一种利用CO₂驱后油藏残余CO₂转化甲烷的方法
技术领域：
本发明涉及一种油气开采中提高采收率的方法，特别涉及一种利用CO2驱后油藏残余CO2转化甲烷的方法。
背景技术：
二氧化碳驱油是一项成熟的采油技术。目前，二氧化碳驱后残余的二氧化碳通过油层产出后直接外排，造成大气污染。若将外排气体回注则需加以净化等措施，而净化处理存在设施复杂、耗能大、投资及运行成本高等缺点。现有技术中，期刊《地球科学进展》第26卷，第5期中的“油气藏埋存CO2生物转化甲烷的机理和应用研究进展”一文，介绍了将油藏中埋存的CO2生物转化甲烷的机理，其缺点在于仅仅介绍转化机理，并没有具体提及对菌种、营养体系筛选、注入方式、转化的油藏条件和转化速率等具体条件。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种具有针对性、适应性和具体的利用CO2驱油后残余CO2制取甲烷的方法。该方法既有效地克服上述CO2排放带来的环境危害及净化回收技术成本高的缺点，又可将其转化为甲烷，提供洁净能源天然气。本发明解决的技术问题是方案是提供一种利用CO2驱后油藏残余CO2转化甲烷的方法，包括以下步骤，但不限于以下步骤
(1)、筛选适合该方法的CO2驱油藏，筛选条件为，矿化度<15000mg/ L，温度<80°C，地层渗透率彡50 X 1(Γ3 μ m2，油藏压力彡10. OMPa ；
(2)、检测CO2驱油藏中内源的产氢菌和产甲烷菌，如果检测结果中产氢菌和产甲烷总菌数均大于I. O X IO5个/mL，进行下一步，否则，补充外源产氢菌和产甲烷菌至其总菌数均达到I. O X IO5个/mL以上后，再进行下一步；
(3)、针对内源和/或外源产氢菌与产甲烷菌进行营养体系的筛选；
(4)、将筛选的产氢菌和产甲烧菌营养体系注入CO2驱油藏中；
(5)、将CO2驱油藏关井6月 12月后，开井生产CH4。所述的检测CO2驱油藏中产氢菌和产甲烷菌方法为MPN (最大可能数)法，检测对象目标油藏中产出液，产出液现场取样采用密闭取样方法。所述筛选的营养体系氮源为酵母粉和蛋白胨，质量浓度分别为O. 3% O. 8%和
O.3% O. 5%,注入量分另Ij为O. 05PV (孔隙体积) O. 15PV和O. 05PV O. 10PV,磷源为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾，质量浓度分别为O. 1% O. 3%和O. 2% O. 5%，注入量分别为
O.OlPV O. IOPV和O. 02PV O. 05PV,营养体系注入总量为O. 15PV O. 25PV。所述营养体系注入方式为先注入营养体系，后注入地层水，营养体系注入速度为5. O m3/h 10. 0m3/h，地层水注入量 O. 05PV O. IOPV。所述产氢菌的碳源为CO2驱油藏中残余的原油，油藏残余油饱和度大于25. 0%，原油中饱和烃和芳香烃质量含量总和大于45. 0%。
本发明具有如下优点和有益效果
(1)将CO2驱油藏中残余CO2得到有效利用，即保护环境，又提供洁净能源甲烷气；
(2)处理工艺合理，设备和流程简单，操作方便；
(3)投入少、成本低，投入产出比高，大于I:3. O ;
(4)CO2转化率高，产出气中甲烷体积含量大于90%以上。


附图I是实施本发明方法的流程图。
具体实施方式
一种利用CO2驱后油藏残余CO2转化甲烷的方法，包括以下步骤，但不限于以下步骤
首先，筛选出适合该方法的CO2驱油藏；
其次，检测CO2驱油藏中内源的产氢菌和产甲烷菌，如果检测结果中产氢菌和产甲烷总菌数均大于I. O X IO5个/mL，进行下一步，否则，补充外源产氢菌和产甲烷菌至其总菌数均达到 I. OX IO5 个/mL;
再次，针对具体内源和/或外源产氢菌与产甲烷菌进行营养体系的筛选，主要筛选营养体系中的氮源和磷源；
接着，将筛选的产氢菌和产甲烷菌营养体系注入CO2驱油藏中；
最后，将CO2驱油减关井6月 12月后，开井生广CH4。所述的适合该方法CO2驱油藏条件为，矿化度< 150000mg/ L，温度彡80°C，地层渗透率彡50Χ1(Γ3μπι2，油藏压力彡10. OMPa ；
所述的检测CO2驱油藏中产氢菌和产甲烷菌方法为MPN法，检测对象目标油藏中产出液，产出液现场取样采用密闭取样方法。所述筛选的营养体系氮源为酵母粉和蛋白胨，质量浓度分别为O. 3% O. 8%和
O.3% O. 5%,注入量分别为O. 05PV O. 15PV和O. 05PV O. 10PV,磷源为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾，质量浓度分别为O. 1% O. 3%和O. 2% O. 5%，注入量分别为O. OlPV O. IOPV和O. 02PV O. 05PV,营养体系注入总量为O. 15PV O. 25PV。所述营养体系注入方式为先注入营养体系，后注入地层水，营养体系注入速度为5. O m3/h 10. 0m3/h，地层水注入量 O. 05PV O. IOPV。所述产氢菌的碳源为CO2驱油藏中残余的原油，油藏残余油饱和度大于25. 0%，原油中饱和烃和芳香烃质量含量总和大于45. 0%。实施例一
以胜利油田河口采油厂某CO2驱后油藏为例，实施本发明的步骤为
首先，筛选出适合该方法的CO2驱油藏。目标油藏矿化度为1800mg/ L、温度为80°C、地层渗透率为1500 X 10_3 μ m2，油藏残余油饱和度为25. 1%，油藏压力8. 9MPa，原油中饱和烃和芳香烃质量含量总和为52. 5%。其次，用密闭取样法进行现场取样，用MPN法检测目标CO2驱油藏中内源的产氢菌和产甲烷菌数量，检测结果为内源产氢菌总菌数为I. I X IO5个/mL，产甲烷菌总菌数为2.I X IO6 个/mL。再次，针对目标油藏中的内源产氢菌和产甲烷菌进行营养体系的筛选，所筛选出的营养体系氮源为酵母粉和蛋白胨，质量浓度分别为O. 3%和O. 5%，注入量分别为O. 05PV和O. 10PV，磷源为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾，质量浓度分别为O. 10%和O. 25%，注入量分别为O. 08PV和O. 02PV,氮源和磷源注入总量为O. 25PV。接着，将筛选的产氢菌和产甲烷菌的营养体系注入CO2驱油藏中，注入速度
10.0m3/h，后续注入地层水O. IPV0 最后，将CO2驱油减关井12月后，开井生广CH4气。产出气中，甲烷体积含量为97. 2%，连续开采了 3年，累计生产甲烷气4. 5X 108m3，投入产出比达到1:4. 5，并避免CO2外排造成的环境污染。实施例二
以胜利油田孤岛采油厂某CO2驱后油藏为例，实施本发明的步骤为
首先，筛选出适合该方法的CO2驱油藏。目标油藏矿化度为12500mg/ L、温度为75°C、地层渗透率为50 X 10_3 μ m2，油藏残余油饱和度为31. 0%，油藏压力9. 5MPa，原油中饱和烃和芳香烃质量含量总和为56. 3%。其次，用密闭取样法进行现场取样，用MPN法检测目标CO2驱油藏中内源的产氢菌和产甲烷菌数量，检测结果为内源产氢菌总菌数为I. OX IO4个/mL，产甲烷菌总菌数为
I.I X IO6个/mL，补充外源产氢菌至产氢菌总数达到I. O X IO5个/mL。再次，针对目标油藏中的内源产氢菌和产甲烷菌进行营养体系的筛选，所筛选出的营养体系氮源为酵母粉和蛋白胨，质量浓度分别为O. 8%和O. 4%，注入量分别为O. 08PV和O. 05PV,磷源为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾，质量浓度分别为O. 30%和O. 50%,注入量分别为O. 02PV和O. 05PV,营养体系注入总量为O. 20PV。接着，将筛选的产氢菌和产甲烷菌的营养体系注入CO2驱油藏中，注入速度8. Om3/h，后续注入地层水O. 70PV。最后，将CO2驱油减关井12月后，开井生广CH4气。产出气中，甲烷体积含量为95. 7%，连续开采了 4年，累计生产甲烷气4. 5X 108m3，投入产出比达到1:5. 2，并避免CO2外排造成的环境污染。实施例三
以胜利油田现河采油厂某CO2驱后油藏为例，实施本发明的步骤为
首先，筛选出适合该方法的CO2驱油藏。目标油藏矿化度为15000mg/ L、温度为40°C、地层渗透率为1200 X 1(Γ3 μ m2，油藏残余油饱和度为36. 0%，油藏压力8. 2MPa，原油中饱和烃和芳香烃质量含量总和为57. 2%。其次，用密闭取样法进行现场取样，用MPN法检测目标CO2驱油藏中内源的产氢菌和产甲烷菌数量，检测结果为内源产氢菌总菌数为2. I X IO6个/mL，产甲烷菌总菌数为
I.OX IO3个/mL，补充外源产甲烷菌至产甲烷菌总数达到I. OX IO5个/mL。再次，针对目标油藏中的内源产氢菌和产甲烷菌进行营养体系的筛选，所筛选出的营养体系氮源为酵母粉和蛋白胨，质量浓度分别为O. 3%和O. 5%，注入量分别为O. IOPV和O. 08PV，磷源为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾，质量浓度分别为O. 15%和O. 25%，注入量分别为O. 02PV和O. 03PV,营养体系注入总量为O. 23PV。
接着，将筛选的产氢菌和产甲烷菌的营养体系注入CO2驱油藏中，注入速度5. Om3/h，后续注入地层水O. 05PV。最后，将CO2驱油减关井9月后，开井生广CH4气。产出气 中，甲烷质量含量为98. 5%，连续开采了 3年半，累计生产甲烷气
8.4X107m3，投入产出比达到1:3. 2，并避免CO2外排造成的环境污。
权利要求
1.一种利用CO2驱后油藏残余CO2转化甲烷的方法，其特征包括以下步骤 (1)、筛选适合该方法的CO2驱油藏，筛选条件为，地层水矿化度<15000mg/ L，油藏温度≤80°C，地层渗透率≥50Χ1(Γ3μπι2，油藏压力≤10. OMPa ； (2)、检测CO2驱油藏中内源的产氢菌和产甲烷菌，如果检测结果中产氢菌和产甲烷总菌数均大于I. O X IO5个/mL，进行下一步，否则，补充外源产氢菌和产甲烷菌至其总菌数均达到I. O X IO5个/mL以上后，再进行下一步； (3)、针对内源和/或外源产氢菌与产甲烷菌进行营养体系的筛选； (4)、将筛选的产氢菌和产甲烧菌营养体系注入CO2驱油藏中； (5)、将CO2驱油藏关井6月 12月后，开井生产CH4。
2.根据权利要求I所述的一种利用CO2驱后油藏残余CO2转化甲烷的方法，其特征是所述步骤(I)筛选的CO2驱油藏残余油饱和度大于25. 0%，原油中饱和烃和芳香烃质量含量总和大于45. 0%。
3.根据权利要求I所述的一种利用CO2驱后油藏残余CO2转化甲烷的方法，其特征是所述步骤(2)中检测CO2驱油藏中产氢菌和产甲烷菌的方法采用最大可能数法，检测对象目标为油藏中产出液，产出液现场取样米用密闭取样方法。
4.根据权利要求I所述的一种利用CO2驱后油藏残余CO2转化甲烷的方法，其特征是所述步骤(3)筛选的营养体系为氮源和磷源，其中氮源为酵母粉和蛋白胨，质量浓度分别为O.3% O. 8%和O. 3% O. 5%,注入量分别为O. 05PV O. 15PV和O. 05PV O. 10PV,磷源为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾，质量浓度分别为O. 1% O. 3%和O. 2% O. 5%,注入量分别为O.OlPV O. IOPV和O. 02PV O. 05PV,营养体系注入总量为O. 15PV O. 25PV。
5.根据权利要求I所述的一种利用CO2驱后油藏残余CO2转化甲烷的方法，其特征是所述步骤(4)中营养体系注入方式为先注入营养体系，后注入地层水，营养体系注入速度为·5.O m3/h 10. 0m3/h，地层水注入量 O. 05PV O. IOPV。
全文摘要
本发明公开了一种利用CO2驱后油藏残余CO2转化甲烷的方法，该方法包括以下步骤首先，进行适合该方法CO2驱油藏的筛选；其次，检测CO2驱油藏中内源的产氢菌和产甲烷菌；再次，针对目标油藏进行内源和/或外源产氢菌与产甲烷菌营养体系的筛选，主要筛选营养体系中的氮源和磷源；接着，将筛选的产氢菌和产甲烷菌营养体系注入CO2驱油藏中；最后，将CO2驱油藏关井6月～12月后，开井生产CH4。本发明适用于CO2驱油藏中满足该方法适应油藏条件的油藏，本发明具有投入产出比大于1:3.0，产出气中甲烷体积含量大于90.0%，具有清洁和环保的优点，可广泛应用于三次采油领域。
文档编号E21B43/16GK102900407SQ201210381488
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者张绍东, 宋永亭, 李彩风, 郭辽原, 林军章, 谭晓明, 高光军, 郝斌, 王静, 刘涛 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胜利油田分公司采油工艺研究院