基于生物质的油田化学品的制作方法

基于生物质的油田化学品的制作方法
【专利摘要】本发明涉及得自产油微生物的微生物生物质，所述微生物生物质提供用于井相关流体的具有成本效益的生物降解性添加剂。所述生物质可用作降滤失剂、粘度调节剂、乳化剂、润滑剂或密度调节剂。
【专利说明】基于生物质的油田化学品
[0001]相关申请案
[0002]本申请要求2011年4月I日提交的美国临时申请号61 / 471，013和2012年3月9日提交的美国临时申请号61 / 609，214的权益，这些临时申请据此整体以引用方式并入本文。
【背景技术】【技术领域】
[0003]本发明为降滤失剂、桥堵材料、粘度调节剂提供基于微生物生物质的成分，以及可用于钻井液、维修流体、完井液、固井液、储层流体和其他用于钻井应用的流体的其他用途。可用作降滤失剂、桥堵材料、粘度调节剂的基于微生物质的材料涉及石油和天然气勘探、地热井、水井和向地下钻孔的其他应用领域。
[0004]发明背景
[0005]钻井液(有时在本领域称为“钻井泥浆”)是结合钻孔而使用的流体。虽然通常用于钻取石油和天然气井，但是钻井液也用于其他应用，包括钻水井和地热井。钻井液的三大类别是水基泥浆(其可以是分散的和非分散的)、非水性泥浆(有时称为“油基泥浆”)和气态钻井流体。在钻井时，几个问题需要应付，包括:保持钻头冷却和干净，地层流体(即，诸如存在于所钻地层中的油的流体)进入井筒，以及悬浮和除去钻屑。由于这些问题，钻井液需要具有正确的粘度和流动性的组合。钻井液需要足够粘稠，以防止地层流体进入井筒以及以悬浮钻屑。某些钻井液也带出或除去悬浮的钻屑。
[0006]当钻取油井时，可迫使来自钻井液的滤液进入邻近的地下地层(“侵入”)。这会损坏地层；例如，一些地带含有粘土，这些粘土被钻井液水化时往往会阻挡油和气进入钻孔。为防止或减少这种损坏，降滤失剂用来控制水性钻井液的渗滤速率并通形成滤饼起到密封地层中的孔的作用。用于密封滤饼(或“壁饼”)孔的材料包括了诸如淀粉、改性淀粉、纤维素、改性纤维素、合成聚合物(诸如聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺)和褐煤的材料(参见以引用方式并入本文的美国专利号5，789，349)。
[0007]侵入由通常比地层压力大的静液柱的压差引起，特别是在低压力或枯竭的地带。侵入也因岩石中的开口和流体穿过岩石的能力、地带的孔隙率和渗透性所致。更近的技术利用通过向水或盐水中加入专门的聚合物而产生的低剪切速率粘度(LSRV)流体，以形成钻井液。这些聚合物在非常低的剪切速率下产生极高的粘度。LSRV通过产生进入地层开口的高阻力而有助于控制钻井液的侵入和渗滤。由于流体以非常慢的速率运动，因此粘度变得很高，并且钻井液以 轻微的渗透包含在钻孔内。参见"Drill-1n Fluids Improve HighAngle Well Production" , Supplement to the Petroleum Engineer International,March,1995。
[0008]然而，循环液漏失仍然是一个问题。当静水柱的差压远大于地层压力时，就会发生循环液漏失。岩石的开口接纳并储存钻井液，使得较少回到表面发生再循环。流体在井下流失，并会导致孔洞不稳定、卡住钻杆和井控丧失。除了流体体积流失外，还需要昂贵的循环液漏失材料(LCM或“降滤失剂”)。这些材料通常为诸如甘蔗纤维、木纤维、棉籽壳、坚果壳、云母、玻璃纸和其他材料的纤维、颗粒状或薄片材料。将这些LCM材料加到流体体系中，使得它们可被带入漏失区并嵌入以形成架桥，其他材料则可以在架桥上开始聚集和密封(参见以引用方式并入本文的美国专利号6，770，601)。
[0009]除了用于钻井的流体外，各种流体也用于从井中采出诸如石油和天然气的自然资源。这些流体可起到抑制腐蚀、从水中分离烃、阻止形成抑制性固体(诸如石蜡、垢和金属氧化物)以及提高井产量的作用。流体还可以用于固井、水力压裂和酸化。
发明概要
[0010]本发明在某些实施方案中提供用于形成或维护钻孔或井或者从钻孔或井进行生产的流体，其中该流体包含来自产油微生物的生物质。在特定实施方案中，生物质起到桥堵齐?、降滤失剂、粘度调节剂、乳化剂、润滑剂和/或密度调节剂的作用。在一些实施方案中，流体包含水性或非水性溶剂并任选地包含一种或多种另外的组分，使得流体可作为钻井液、钻开液、修井液、解卡液(spotting fluid)、固井液、储层流体、采出液、水力压裂流体或完井液。流体中的生物质可以来自产油微生物，诸如微藻、酵母、真菌或细菌。微生物生物质可以包括例如完整细胞、裂解细胞、完整细胞与裂解细胞的组合、从中去除了油的细胞和/或来自产油微生物的多糖。在某些实施方案中，微生物生物质经化学修饰。示例性化学修饰包括疏水、亲水、阴离子和阳离子部分的共价连接。在特定实施方案中，微生物生物质通过选自以下的一种或多种化学反应而化学修饰:酯交换、皂化、交联、阴离子化(例如羧甲基化)、乙酰化和水解。微生物生物质在某些实施方案中可占流体的约0.1重量％至约20重量％。
[0011]在多个实施方案中，流体包含一种或多种选自以下的另外添加剂:膨润土、黄原胶、瓜尔胶、淀粉、羧甲基 纤维素、羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、杀生物剂、PH调节剂、除氧剂、起泡剂、破乳剂、腐蚀抑制剂、粘土控制剂、分散剂、絮凝剂、减摩剂、桥堵剂、润滑剂、增粘剂、盐、表面活性剂、酸、降滤失添加剂、气体、乳化剂、密度调节剂、柴油燃料和微泡沫(aphron)。例如，流体可包含浓度为流体约0.001质量％至5质量％的平均直径为5至50微米的微泡沫。
[0012]在特定实施方案中，生物质通过产油微生物的干燥、压榨和溶剂提取油的一者或多者而产生。生物质在某些实施方案中可由产油微生物的异养生长产生，包括例如专性异养生物诸如桑椹型无绿藻(Prototheca moriformis)的异养生长。
[0013]在某些实施方案中，与不含产油微生物生物质的流体相比，包含上述产油微生物生物质的流体具有降低的API滤失试验值。示例性的流体根据持续7.5或30分钟的API滤失试验相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言可具有大于2、5或10倍的流体滤失降低。在特定实施方案中，包含产油微生物生物质的流体如使用Couette型粘度计测量相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言可具有2倍、5倍、10倍或更大的屈服点增加。在一些实施方案中，包含产油微生物生物质的流体如根据通过陶瓷盘过滤器进行的静态滤失试验进行测量相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言可具有至少2倍的初滤失量(spurt loss volume)降低。在特定实施方案中,包含产油微生物生物质的流体如根据通过陶瓷盘进行的静态滤失试验进行测量相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言可具有至少2倍的总滤失量降低。在任一种情况下，示例性陶瓷盘可具有5微米、10微米或20微米的孔径。在某些实施方案中，在持续30分钟或60分钟后在静态滤失试验中测量到了初滤失量或总滤失量的降低。在某些实施方案中，包含产油微生物生物质的流体根据通过Couette型粘度计进行的凝胶强度试验相对于不含该生物质的对照流体而言可具有至少2倍的凝胶强度增加。在特定实施方案中，凝胶强度试验进行7.5分钟或30分钟的持续时间。在一些实施方案中，在0.01 /秒与1000 /秒之间的剪切速率下测量时，包含产油微生物生物质的流体在18°C与200°C之间的温度下老化至少16小时后可比老化前具有更高的粘度计算值。
[0014]本发明在某些实施方案中还提供形成井筒、或维护、或从井中产生采出液的方法，其中该方法需要引入任何上述流体。在特定实施方案中，该方法需要使用流体进行选自以下的井维修作业:完井作业、防砂作业、修井作业和水力压裂作业。有一些实施方案中，该方法需要通过操作钻具组合钻出井筒同时穿过井筒循环钻井液而穿过地层钻出井筒。在这些实施方案的变型形式中，生物质实现以下效果中的一种或多种:堵塞井筒或井中的孔、向钻具组合的钻头提供润滑和/或增加流体的粘度。
[0015]在某些实施方案中，本发明还提供促进井中的产甲烷微生物产生甲烷的方法。该方法需要向井中引入生物质，其中通过培养产油微生物而产生生物质。
[0016]在另外的方面，本发明提供基于微生物生物质的降滤失剂、桥堵材料和粘度调节剂。微生物生物质来自于已在导致高油含量的条件(诸如异养条件)下培养的产油微生物。在一些实施方案中，微生物生物质保持大量的油，或微生物生物质在除油之前使用(未提取的微生物生物质)。在一些实施方案中，微生物生物质是在除去一大部分油的加工后剩余的“废生物质”。在另外的实施方案中，微生物生物质是产油微生物产生的油或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，生物质是经过化学修饰的生物质，例如通过包括干燥、加热、制薄片、碾磨、乙酰化、阴离子化、交联或碳化的一种或多种工艺加工的生物质，以提供本发明的基于微生物生物质的降滤失剂。在多个实施方案中，产油微生物是产油细菌、微藻、酵母或者非酵母真菌。
[0017]在另外的方面，本发明提供包含本发明的降滤失剂的钻井液。在多个实施方案中，钻井液包含约0.1%至约20% (w / w或V / V)的所述降滤失剂。在一个实施方案中，钻井液是包含增粘剂的水性钻井液。在另一个实施方案中，钻井液是包含增粘剂的非水性钻井液。在多个实施方案中，增粘剂选自海藻酸盐聚合物、黄原胶、纤维素或纤维素衍生物、生物聚合物、膨润土。在一个实施方案中，钻井液是包含润滑剂的水性钻井液。在另一个实施方案中，钻井液是包含润滑剂的非水性钻井液。在多个实施方案中，在0.5rpm下通过布氏粘度计测量时，钻井液具有至少20，000厘泊的低剪切速率粘度。
[0018]在又一个方面，本发明提供制备本发明的降滤失剂和钻井液的方法，所述方法包括在导致蓄积至少10% (w / w)的油的条件下培养产油微生物。在一个实施方案中，通过向钻井液中加入基于微生物生物质的降滤失剂而制备本发明的钻井液。在多个实施方案中，钻井液是常规的钻井液，其中一种或多种降滤失剂部分地或全部地被本发明的基于微生物生物质的降滤失剂替代。
[0019]在再一方面，本发明提供钻井筒的方法，所述方法包括使用本发明的降滤失剂或钻井液的步骤。
【具体实施方式】
[0020]本发明提供降滤失剂和钻井液。为了帮助理解本发明以及本发明的制备和实践方式及其优点，将该“【具体实施方式】”分成多个章节。第I节提供有帮助的定义。第II节提供可用于本发明方法的产油微生物以及将它们在异养条件下培养的方法。第III节提供用作本发明的降滤失剂的废生物质的制备方法。第IV节提供本发明的钻井液以及在钻井中使用它们的方法的说明。在第IV节后，提供制备和使用本发明的多个方面和实施方案的示例性实施例。
[0021]1.定义
[0022]除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的技术人员通常所理解的含义。以下参考文献为技术人员提供本发明中所用的许多术语的一般定义:Singleton et al., Dictionary of Microbiology and Molecular Biology (2nded.1994) ；The Cambridge Dictionary of Science and Technology(Walker ed.,1988)；The Glossary of Genetics,5th Ed., R.Rieger etal.(eds.), Springer Verlag(1991)；和 Hale & Marham,The Harper Collins Dictionary ofBiology (1991) ? 如本文所用，以下术语具有归属于它们的含义，除非另外指明。
[0023]“微泡沫”是包含围绕气体或液体核心的一个或多个表面活性剂层的微泡。
[0024]“无异种生物混杂”是没有其他活生物体污染的生物体培养。
[0025]“生物柴油”是适于用作柴油机燃料的生物产生的脂肪酸烷基酯。
[0026]“生物质”是由细胞生长和/或繁殖产生的材料。生物质可以包含细胞和/或细胞内内容物及细胞外材料，包括但不限于细胞分泌的化合物。
[0027]“桥堵材料”是加到流体中防止或减少流体通过孔径大于I毫达西的地质地层漏失的材料。
[0028]“生物反应器”或“发酵罐”意指封装件或部分封装件，诸如发酵槽或容器，在其中通常悬浮培养细胞。
[0029]“纤维素材料”包括纤维素消化产物(包括葡萄糖和木糖)和任选另外的化合物，诸如二糖、寡糖、木质素、糠醛和其他化合物。纤维素材料来源的非限制性实例包括蔗渣、甜菜柏、玉米稻杆、木屑、锯末和柳枝稷。
[0030]“培养”及其变型(诸如“培育”和“发酵”)是指通过使用选定的和/或受控的条件对一种或多种细胞的生长(增加细胞大小、细胞内容物和/或细胞活性)和/或繁殖(通过有丝分裂增加细胞数量)的刻意培养。生长和繁殖两者的组合称为增殖。选定的和/或受控的条件的实例包括使用限定的培养基(具有已知的特性，诸如pH、离子强度和碳源)、规定的温度、氧分压(oxygen tension)、二氧化碳水平和生物反应器中的生长。培养不是指自然界中或无其他人工干预下的微生物的生长或繁殖；例如，最终石化产生地质原油的生物体自然生长并非培养。
[0031]“细胞裂解”是指细胞在低渗环境中的裂解。细胞裂解由过度渗透或水向细胞内运动(水化过多)引起。如果细胞无法承受内部水的渗透压，就会破裂。
[0032]“干重”和“细胞干重”意指在相对失水下测定的重量。例如，提及产油酵母生物质按干重计包含规定百分比的特定组分意指将基本上所有水分除去后基于生物质的重量计算百分比。
[0033]“外源基因”是指编码已引入(“转化进”)细胞的RNA和/或蛋白的表达的核酸。转化细胞可以称为重组细胞，另外的外源基因可以引入其中。相对于被转化的细胞，外源基因可来自不同的物种(并因此为异源的)，或来自于相同的物种(并因此为同源的)。因此，相对于基因的内源拷贝，外源基因可以包括在细胞基因组中占有不同位置或处于不同控制下的同源基因。外源基因可以在细胞中以不止一个拷贝存在。外源基因可以在细胞中作为基因组的插入或作为游离体分子而保留。
[0034]“外源提供的”是指提供给细胞培养的培养基的分子。
[0035]“榨油机压榨”是用于从诸如大豆和油菜籽的原料中提取油的机械方法。螺旋榨油机是一种螺旋式机械，其通过类似笼桶的腔室压榨材料。原料进入榨油机的一侧，而废饼从另一侧退出，同时油从笼中的榨条间渗出并加以收集。机器使用摩擦和来自螺杆传动的持续压力来移动和压榨原料。油从固体无法通过的小口中渗出。随着原料被压榨，摩擦力通常引起原料升温。
[0036]“固定碳源”是含碳的分子，通常为有机分子，它在能被所培养的微生物利用的培养基中在环境温度和压力下以固体和液体形式存在。
[0037]“降滤失剂”是加到流体中防止或减少流体的液体组分通过孔径不到I毫达西的地质地层漏失的材料。
[0038]“生长”意指细胞大小、总细胞内容物和/或各个细胞的细胞质量或重量的增加，包括由于将固定碳源转化成细胞内油而引起的细胞重量的增加。
[0039]“匀浆”指已被物理破坏的生物质。
[0040]“烃”是仅含氢原子 和碳原子的分子，其中碳原子共价连接形成直链、支链、环化或部分环化主链，而氢原子则连接到其上。烃化合物的分子结构从最简单的甲烷(CH4)(天然气的成分)形式到非常重和非常复杂(例如某些分子，诸如存在于原油、石油和浙青中的浙青质)而各异。烃可以为气体、液体、或固体的形式，或这些形式的任何组合，并在主链中的相邻碳原子之间可以具有一个或多个双键或三键。因此，该术语包括直链、支链、环化或部分环化的烷烃、烯烃、脂质和石蜡。实例包括丙烷、丁烷、戊烷、己烷、辛烷和角鲨烯。
[0041]“限制浓度的营养物”是培养物中限制所培养的生物体的繁殖的化合物浓度。“非限制性浓度的营养物”是在给定的培养期内支持最大繁殖的浓度。因此，在给定培养期内，在存在限制浓度的营养物的情况下产生的细胞数量较之营养物为非限制性的时要少。当营养物以高于支持最大繁殖时的浓度存在时，将营养物称为在培养物中“过量”。
[0042]“脂质”是一类可溶于非极性溶剂(诸如乙醚和氯仿)并相对或完全不溶于水的分子。脂质分子具有这些性质，因为它们主要由疏水性的长烃链构成。脂质的实例包括脂肪酸(饱和的和不饱和的)；甘油酯或甘油糖脂(诸如单甘油酯、双甘油酯、三甘油酯或中性脂肪，和磷酸甘油酯或甘油磷脂)；非甘油酯(鞘脂，包括胆固醇和类固醇激素的留醇脂质，包括萜的异戊烯醇脂质，脂肪醇，蜡，和聚酮化合物)；以及复杂的脂质衍生物(糖连接的脂质、或糖脂和蛋白连接的脂质)。“脂肪”是脂质中被称为“三酰甘油酯”的亚组。
[0043]“裂解物”是包含裂解细胞的内容物的溶液。
[0044]“裂解”是足以释放至少一些细胞内内容物的生物有机体的质膜和任选细胞壁的破裂，通常通过破坏其完整性的机械、病毒或渗透机制。
[0045]“细胞溶解”是足以释放至少一些细胞内内容物的破坏生物有机体的细胞膜和任
选细胞壁。
[0046]“微生物体”和“微生物”是微观的单细胞生物体。
[0047]“油”意指由包括产油酵母、植物和/或动物的生物体产生的任何三酰甘油酯(或三甘油酯油)。区别于“脂肪”的“油”除非另外指明否则是指在平常室温和压力下通常为液体的脂质。例如，“油”包括来源于植物的蔬菜或种子油，包括但不限于来源于大豆、油菜籽、低芥酸菜子、棕榈、棕榈仁、椰子、玉米、橄榄、向日葵、棉籽、萼距花属植物、花生、亚麻芥、芥菜籽、腰果、燕麦、羽扇豆、洋麻、金盏花、大麻、咖啡、亚麻籽、榛子、大戟属植物、南瓜籽、芫荽、山茶、芝麻、红花、稻、桐油树、可可豆、椰子核、罂粟、蓖麻籽、美洲山核桃、荷荷巴、麻疯树、夏威夷果、巴西坚果和鳄梨以及它们的组合。
[0048] 产油酵母”意指能够天然蓄积按其细胞干重计超过20%脂质的酵母，并属于真菌的双核(Dikarya)亚界。产油酵母包括诸如解脂耶氏酵母(Yarrowia Iipolytica)、粘红酵母(Rhodotorula glutinis)、弯曲隐球菌(Cryptococcus curvatus)和斯达氏油脂酵母(Lipomyces starkeyi)的生物体。
[0049]渗透休克”是渗透压急剧降低后溶液中的细胞破裂。有时引起渗透休克以将此类细胞的细胞组分释放进溶液。
[0050]“多糖”或“聚糖”是由通过糖苷键接合的单糖构成的碳水化合物。纤维素是构成某些植物细胞壁的多糖。纤维素可以通过酶解聚产生诸如木糖和葡萄糖的单糖以及较大的
二糖和寡糖。
[0051 ] “明显包封的”意指超过50 %并通常超过75 %到90 %的所提及组分(例如海藻油)滞留在一个或多个产油微生物细胞中。
[0052]“明显完整的细胞”和“明显完整的生物质”意指包含超过50%并通常超过75%、90%和98%的完整细胞的细胞群。在此背景下的“完整”意指封闭细胞的细胞内组分的细胞膜和/或细胞壁的物理连续性尚未通过以下方式破坏:将会释放出细胞的细胞内组分达到超过培养中的细胞膜渗透性的程度。
[0053]“明显裂解的”意指这样一种细胞群，其中超过50%并通常超过75%至90%的细胞已被破坏使得细胞的细胞内组分不再完全地封闭在细胞膜内。
[0054]“增殖”意指生长和繁殖两者的组合。
[0055]“繁殖”意指通过有丝分裂或其他细胞分裂引起细胞数量的增力。
[0056]“可再生柴油”是通过脂质的氢化和脱氧产生的烷烃(诸如CIO:0、C12:0、C14:0、C16:0和C18:0)的混合物。
[0057]“废生物质”及其变型(诸如“去脂膳食”和“脱脂生物质”)是将油(包括脂质)和/或其他组分通过使用机械(即，通过螺旋榨油机施加)或溶剂提取法或这两种方式从生物质中提取或分离后的微生物生物质。相较于从微生物生物质中提取或分离油/脂质前，此类脱脂膳食的油/脂质的量减少，但通常含有一些残余的油/脂质。
[0058]“声波处理”是通过使用声波能量破坏生物材料(诸如细胞)的过程。
[0059]“粘度调节剂”是改变流体的流变性质的试剂。流体的粘度是流体流动阻力的度量。粘度调节剂用于在油田化学应用中增加或降低流体的粘度。[0060]涉及体积比例的“V / V”或“V / V”意指组合物中一种物质的体积与组合物体积的比率。例如，提及包含5% V / V酵母油的组合物意指组合物体积的5%由油构成(例如，体积为IOOmm3的这样的组合物将包含5mm3的油)，而组合物的剩余体积(例如在本例中为95mm3)由其他成分构成。
[0061]涉及物质浓度的“W / V”或“w / V”意指每IOOmL流体中物质的克数。
[0062]涉及重量比例的“W / W”或“w / w”意指组合物中一种物质的重量与组合物重量的比率。例如,提及包含5% w / w产油酵母生物质的组合物意指组合物重量的5%由产油酵母生物质构成(例如，重量为IOOmg的这样的组合物将包含5mg产油酵母生物质)，而组合物的剩余重量(例如，在本例中为95mg)由其他成分构成。
[0063]I1.产油微生物和异养培养条件
[0064]由某些产生油的微生物(产油微生物)制备的生物质可用于本发明的实施方案，包括作为降滤失剂。合适的微生物包括微藻、产油细菌和产油酵母。可用于本发明的产油微生物产生适于生产燃料或作为其他工业应用的原料的油(脂质或烃)。适于生产燃料的脂质包括含有长链脂肪酸分子的三酰甘油酯(TAG)。适于工业应用(诸如制造)的脂质或烃包括脂肪酸、醛、醇和烷烃。
[0065]产生脂质或烃的任何生物体物种均可用于本发明的方法和钻井液，然而天然产生高水平的合适脂质或烃的微生物是优选的。通过微生物产生烃在以引用方式并入本文的Metzger et al.,Appl Microbiol Biotechnol(2005) 66:486_496and A Look Back at theU.S.Department of Energy’s Aquatic Species Program:Biodiesel from Algae,NREL /TP-580-24190, John Sheehan,Terri Dunahay, John Benemann and Paul Roessler (1998)中给出了综述。
[0066]出于本发明的目的，影响选择用于产生微生物生物质的微生物的注意事项包括:(I)按细胞重量百分比计的高脂质含量；(2)容易生长；和(3)易于加工。在特定实施方案中，当收获用于提取油时，微生物产生含有至少约40%至60%或更多(包括超过70% )脂质的细胞。对于许多应用，异养生长(在不存在光的情况下基于糖或非二氧化碳的碳源)或可经工程改造成此的微生物可用于本发明的方法和钻井液。参见PCT公布号2010 /063031,2010 / 063032,2008 / 151149，它们都整体以引用方式并入本文。
[0067]天然存在的和经基因工程改造的微藻是用于制备适用于本发明方法和结合到本发明钻井液中的微生物生物质的合适微生物。因此，在本发明的多个实施方案中，从中获取微生物生物质的微生物是微藻。可用于在本发明的方法中生成微生物生物质并结合到本发明的钻井液中的微藻属和种的实例包括但不限于以下属和种的微藻。
[0068]表1.微藻。
[0069]
【权利要求】
1.一种用于形成或维护钻孔或井或者从钻孔或井进行生产的流体，所述流体包含来自产油微生物的生物质。
2.根据权利要求1所述的流体，其中所述生物质起到桥堵剂、降滤失剂、粘度调节剂、乳化剂、润滑剂或密度调节剂的作用。
3.根据权利要求1所述的流体,其中所述流体包含水性或非水性溶剂并任选地包含一种或多种另外的组分，使得所述流体可作为钻井液、钻开液、修井液、解卡液、固井液、储层流体、采出液、水力压裂流体或完井液。
4.根据权利要求1至3任一项所述的流体，其中所述产油微生物选自微藻、酵母、真菌和细菌。
5.根据权利要求1至4任一项所述的流体，其中所述微生物生物质包括完整细胞、裂解细胞、完整细胞与裂解细胞的组合、从中去除了油的细胞或来自所述产油微生物的多糖。
6.根据权利要求1至5任一项所述的流体，其中对所述微生物生物质进行化学修饰。
7.根据权利要求6所述的流体，其中所述化学修饰包括疏水、亲水、阴离子和阳离子部分的共价连接。
8.根据权利要求7所述的流体，其中所述微生物生物质通过选自以下的一种或多种化学反应而化学修饰:酯交换、皂化、交联、阴离子化、乙酰化和水解。
9.根据权利要求8所述的流体，其中所述阴离子化为羧甲基化。
10.根据权利要求1至9任一项所述的流体，其中所述微生物生物质为所述流体的约0.1重量％至约20重量％。
11.根据权利要求1至10任一项所述的流体，所述流体还包含选自以下的一种或多种添加剂:膨润土、黄原胶、瓜尔胶、淀粉、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、杀生物剂、pH调节剂、除氧剂、起泡剂、破乳剂、腐蚀抑制剂、粘土控制剂、分散剂、絮凝剂、减摩剂、桥堵剂、润滑剂、增粘剂、盐、表面活性剂、酸、降滤失添加剂、气体、乳化剂、密度调节剂、柴油燃料和微泡沫。
12.根据权利要求11所述的流体，其中所述流体包含浓度为所述流体约0.001质量％至5质量％的平均直径为5至50微米的微泡沫。
13.根据权利要求1至12任一项所述的流体，其中所述生物质通过所述产油微生物的干燥、压榨和溶剂提取油的一者或多者而产生。
14.根据权利要求1至13任一项所述的流体，其中所述生物质通过所述产油微生物的异养生长产生。
15.根据权利要求14所述的流体，其中所述产油微生物为专性异养生物。
16.根据权利要求15所述的流体，其中所述产油微生物为桑椹型无绿藻(PiOtothecamoriformis)。
17.根据权利要求1至16任一项所述的流体，其中所述流体与不含所述生物质的流体相比具有API滤失试验降低。
18.根据以上权利要求任一项所述的流体，其中所述流体的特征在于根据持续7.5或30分钟的API滤失试验相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言大于2、5或10倍的流体滤失降低。
19.根据以上权利要求任一项所述的流体，其中所述流体的特征在于如使用Couette型粘度计测量相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言屈服点增加2倍、5倍、10倍或更大。
20.根据以上权利要求任一项所述的流体，其中所述流体的特征在于根据通过陶瓷盘式过滤机进行的静态滤失试验测量相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言初滤失量减少至少2倍。
21.根据以上权利要求任一项所述的流体，其中所述流体的特征在于根据通过陶瓷盘进行的静态滤失试验测量相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言总滤失量减少至少2倍。
22.根据权利要求20或21所述的流体，其中所述静态滤失试验通过具有选自5微米、10微米和20微米的孔径的陶瓷盘进行。
23.根据权利要求21或22所述的流体，其中所述总滤失在持续30分钟或60分钟后进行测量。
24.根据以上权利要求任一项所述的流体，其中所述流体的特征在于根据通过Couette型粘度计进行的凝胶强度试验相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言凝胶强度增加至少2倍。
25.根据权利要求24所述的流体，其中所述凝胶强度试验进行选自7.5分钟和30分钟的持续时间之一。
26.根据以上权利要求任一项所述的流体，其中所述流体的特征在于当在0.01 /秒与1000 /秒之间的剪切速率下测量时，在18°C与200°C之间的温度下老化至少16小时后比老化前的粘度计算值更高。
27.一种形成井筒或维护井或由井产生采出液的方法，所述方法包括引入根据以上权利要求任一项所述的流体。
28.根据权利要求27所述的方法，包括使用所述流体进行井维修作业，所述井维修作业选自:完井作业、防砂作业、修井作业和水力压裂作业。
29.根据权利要求27所述的方法，包括通过操作钻具组合钻出井筒同时穿过所述井筒循环钻井液而穿过地层钻出井筒。
30.根据权利要求27至29任一项所述的方法，其中所述生物质堵住井筒或井中的孔。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述生物质为钻具组合的钻头提供润滑。
32.根据权利要求28所述的方法，其中所述生物质增加所述流体的粘度。
33.一种刺激从井中的产甲烷微生物产生甲烷的方法，包括将通过培养产油微生物而产生的生物质引入所述井中。
【文档编号】E21B43/16GK103547653SQ201280021912
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2011年4月1日
【发明者】W·莱基特斯基, S·索萨, A·G·戴 申请人:索拉兹米公司