一种激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法
【专利摘要】本发明属于微生物采油【技术领域】，特别涉及一种通过选择性激活水驱油藏内源微生物产生物表面活性剂来提高原油采收率的方法，其方法包括以下步骤：（1）现场取样，分析油藏样品中产生物表面活性剂的微生物和油水理化性质；（2）确定产生物表面活性剂的优势种群及其关键代谢底物，设计激活剂配方体系；（3）激活剂配方优化；（4）激活剂现场注入工艺优化；（5）现场试验。本发明具有针对性强、可靠性高、油藏适用范围广、方法简单、可操作性强和现场实施效果好等优点，因此可广泛应用于微生物驱油现场试验中。
【专利说明】一种激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微生物采油【技术领域】，特别涉及一种通过选择性激活水驱油藏内源微生物产生物表面活性剂来提高原油采收率的方法。
【背景技术】
[0002]生物表面活性剂的驱油作用是微生物采油的主要机理之一。目前生物表面活性剂在微生物采油技术中的应用主要采取向油藏注入地面发酵的产品(地面法)和外源菌种(夕卜源微生物驱油)的方式。地面法发酵成本较高，是制约其大规模应用的主要因素之一，而外源微生物驱油仍然存在菌种对油藏环境的适应性问题。相对而言，内源微生物驱油技术利用油藏中已存在的内源微生物的大量生长繁殖来发挥驱油效能，克服了上述劣势。目前已报道的文献大多以激活内源微生物的总菌数为主要指标之一，或定性定量描述激活内源微生物后的原油乳化分散等理化性质的变化，缺乏对内源微生物产生物表面活性剂直接和针对性的研究。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，通过对油藏内源微生物中的产生物表面活性剂种群的分析，针对该种群的主要代谢底物设计激活剂配方体系，选择性激活产生物表面活性剂的内源微生物，在油藏中产生生物表面活性剂，从而提高原油采收率。
[0004]本发明提供的一种激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法包括以下步骤，但不限于以下步骤:
[0005](I)现场取样，分析油藏样品的产生物表面活性剂微生物和油水理化性质；
[0006](2)确定产生物表面活性剂的优势种群及其关键代谢底物，设计激活剂配方体系;
[0007](3)激活剂配方优化；
[0008](4)激活剂现场注入工艺优化；
[0009](5)现场试验。
[0010]其中，所述的现场取样，取样对象为油藏I 口注水井注入水和2?3 口油井产出液；
[0011]所述的分析油藏样品的产生物表面活性剂微生物，分析方法采用选择性培养、功能基因定量和16S rDNA测序，所述的选择性培养分析方法，是指采用PCB培养基检测总菌数，采用E培养基检测芽胞杆菌数量，采用MOPS培养基检测假单胞菌数量，针对检测结果，若E培养基或MOPS培养基培养的菌数高于lOcells/mL，则该油藏具备激活内源微生物产生物表面活性剂进行驱油的潜力；若PCB培养的菌数低于50cfu/mL，或E培养基、MOPS培养基培养的菌数低于lOcells/mL，则该油藏不适宜进行激活内源微生物产生物表面活性剂的现场试验，所述的功能基因定量分析方法，是指采用与脂肽类生物表面活性剂代谢调节相关的合成基因的简并引物和与鼠李糖脂类生物表面活性剂代谢调节相关的基因的简并引物，对油藏样品的总DNA通过实时PCR仪定量分析这两类功能基因的数量，针对功能基因定量结果，若油藏样品中任一类功能基因达到lOOcopies/mL以上，则该油藏具备激活内源微生物产生物表面活性剂进行驱油的潜力，所述的16S rDNA测序分析是指对提取的油藏样品总DNA进行16S rDNA测序，分析内源微生物结构及产生物表面活性剂的优势种属；
[0012]所述的分析油藏样品的油水理化性质，是指对油藏油井产出液中原油的粘度，产出水中的碳、氮、磷元素含量及矿化度进行分析；
[0013]所述的确定产生物表面活性剂的优势种群，其方法如下:(I)取I?2L的油藏样品，通过高速离心分离或微孔滤膜过滤，收集样品中的微生物细胞，提取其总DNA，(2)应用功能基因定量方法，结合16S rDNA测序，分析产生物表面活性剂的优势种属，(3)与选择性培养分析结果对照，确定产生物表面活性剂的优势种群；
[0014]所述的确定关键代谢底物，是指通过检索和查阅相关文献，明确油藏中产生物表面活性剂的优势种群的生理生化特性，分析确定其关键代谢底物；
[0015]所述的设计激活剂配方，是指根据确定的关键代谢底物和油藏产出液中碳、氮、磷元素含量的测试结果，设计出满足优势种群生长代谢的主要碳源、氮源和磷源的组成；
[0016]所述的激活剂配方优化，其具体步骤为:(1)在一系列灭菌的摇瓶中分别加入适量的油藏地层水和一定比例的原油，(2)根据设计的正交实验表分别加入设计出的激活剂组分后，将摇瓶在油藏温度下振荡培养，每隔4h取一次培养液样品，检测样品的产生物表面活性剂功能基因的数量和表面张力或原油粘度，(3)综合考虑功能基因数量、表面张力或原油粘度、培养时间，确定最佳激活剂配方；
[0017]所述的激活剂现场注入工艺优化，其具体步骤为:(I)根据油藏孔隙度、渗透率和饱和度，装填管式填砂模型，(2)抽真空，饱和油藏地层水，(3)饱和油藏脱水脱气原油，(4)一次水驱3PV (孔隙体积)地层水，(5)注入不同PV的激活剂及不同气液比的空气，(6)培养7d?30d后，二次水驱，二次水驱至出口不含油为止，计算二次水驱采收率，(7)根据二次采收率值确定激活剂现场注入工艺；
[0018]所述的现场试验，是指按照优化的激活剂及其注入工艺进行矿场驱油试验，选择I?2 口油井，每隔I个月取一次产出液样品，应用功能基因定量方法和16S rDNA测序方法分析样品中的产生物表面活性剂种群的变化，结合油藏生产动态，分析现场试验效果。
[0019]本发明的有益效果是:
[0020](I)该发明针对性强和可靠性高，本发明针对具体油藏采用定量化分析方法分析油藏中内源产生物表面活性剂种群，提高测试结果的准确性，为实现选择性激活该种群提供了可靠的依据；
[0021](2)该发明油藏适用范围广，既适合中高温油藏，又适合低温油藏；
[0022](3)该发明的方法简单、可操作性强，现场实施效果好，现场试验提高原油采收率大于8%。
【具体实施方式】
[0023]图1是Zl块注入水测序结果图；
[0024]图2是Zl块生产井I产出液测序结果；
[0025]图3是Zl块生产井2产出液测序结果。[0026]实施例1:以胜利油田Zl区块为例
[0027]该油藏的埋藏深度1240m~1360m，地层温度60°C，平均孔隙度31.3%，平均渗透率989X 10-3 μ m2，原始含油饱和度62%。利用本发明激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法开展了微生物驱油先导试验，具体步骤如下:
[0028]1、现场取样，分析油藏样品产生物表面活性剂的微生物和油水理化性质
[0029]对该区块注采关系对应明确的I 口注水井和2 口生产井进行取样，对油藏样品进行微生物选择性培养和功能基因定量分析，结果见表1。
[0030]表1Zl块油藏样品的选择性培养和功能基因定量分析
[0031]
【权利要求】
1.一种激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，包括以下步骤: (1)现场取样，分析油藏样品的产生物表面活性剂微生物和油水理化性质； (2)确定产生物表面活性剂的优势种群及其关键代谢底物，设计激活剂配方体系； (3)激活剂配方优化； (4)激活剂现场注入工艺优化； (5)现场试验。
2.根据权利要求1所述的激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，其特征在所述的分析油藏样品的产生物表面活性剂微生物，是指采用选择性培养、功能基因定量和16SrDNA测序分析方法。
3.根据权利要求1所述的激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，其特征在所述的分析油藏样品的油水理化性质，是指对油藏产出液中原油的粘度，产出水中的碳、氮、磷元素含量及矿化度进行分析。
4.根据权利要求1所述的激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，其特征在所述的确定产生物表面活性剂的优势种群，其方法如下:(1)取1~2L的油藏样品，通过高速离心分离或微孔滤膜过滤，收集样品中的微生物细胞，提取其总DNA，(2)应用功能基因定量方法，结合16S rDNA测序，分析产生物表面活性剂的优势种属，(3)与选择性培养分析结果对照，确定产生物表面活性剂的优势种群。
5.根据权利要求1所述的激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，其特征在所述的确定关键代谢底物，是指通过检索和查阅相关文献，明确油藏中产生物表面活性剂的优势种群的生理生化特性，分析确定其关键代谢底物。
6.根据权利要求1所述的激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，其特征在所述的设计激活剂配方体系，是指根据确定的关键代谢底物和油藏产出液中碳、氮、磷元素含量的测试结果，设计出满足优势种群生长代谢的主要碳源、氮源和磷源的组成。
7.根据权利要求1所述的激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，其特征在所述的激活剂配方优化，其具体步骤为:(1)在一系列灭菌的摇瓶中分别加入适量的油藏地层水和一定比例的原油，(2)根据设计的正交实验表分别加入设计出的激活剂组分后，将摇瓶在油藏温度下振荡培养，每隔4h取一次培养液样品,检测样品的产生物表面活性剂功能基因的数量和表面张力或原油粘度，(3)综合考虑功能基因数量、表面张力或原油粘度、培养时间，确定最佳激活剂配方。
8.根据权利要求1所述的激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，其特征在所述的激活剂现场注入工艺优化，其具体步骤为:(1)根据油藏孔隙度、渗透率和饱和度，装填管式填砂模型，(2)抽真空，饱和油藏地层水，(3)饱和油藏脱水脱气原油，(4) 一次水驱3PV (孔隙体积)地层水，(5)注入不同PV的激活剂和不同气液比的空气，(6)培养7d~30d后，二次水驱，二次水驱至出口不含油为止，计算二次水驱采收率，(7)根据二次水驱采收率值确定激活剂现场注入工艺。
9.根据权利要求1所述的激活油藏内源微生物产生物表面活性剂的方法，其特征在所述的现场试验，是指按照优化的激活剂及其注入工艺进行矿场驱油试验，选择1~2 口油井，每隔I个月取一次产出液样品，应用功能基因定量方法和16S rDNA测序方法分析样品中的产生物表面活性剂种群的变化，结合油藏生产动态，分析现场试验效果。
10.根据权利要求2所述的选择性培养分析方法，其特征在于采用PCB培养基检测总菌数，采用E培养基检测芽胞杆菌数量，采用MOPS培养基检测假单胞菌数量。针对检测结果，若E培养基或MOPS培养基培养的菌数高于lOcells/mL，则该油藏具备激活内源微生物产生物表面活性剂进行驱油的潜力；若PCB培养的菌数低于50cfu/mL，或E培养基、MOPS培养基培养的菌数低于lOcells/mL，则该油藏不适宜进行激活内源微生物产生物表面活性剂的现场试验。
11.根据权利要求2所述的功能基因定量分析方法，其特征在于采用与脂肽类生物表面活性剂代谢调节相关的合成基因的简并引物和与鼠李糖脂类生物表面活性剂代谢调节相关的基因的简并引物，对油藏样品的总DNA通过实时PCR仪定量分析这两类功能基因的数量。针对功能基因定量结果，若油藏样品中任一类功能基因达到lOOcopies/mL以上，则该油藏具备激活内源微生物产生物表面活性剂进行驱油的潜力。
【文档编号】C12Q1/64GK103628851SQ201310237017
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】高光军, 宋永亭, 郭辽原, 宋欣, 王静, 谭晓明, 林军章, 李彩风, 曹嫣镔, 郭省学, 汪卫东 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