含核营养冻胶的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含核营养冻胶，由水、部分水解聚丙烯酰胺、乙酸铬溶液、硫脲、改性纤维素、玉米浆干粉、硝酸钠和磷酸氢二铵组成。本发明含核营养冻胶主要通过改性纤维素颗粒提高冻胶强度和自身功能堵塞水流优势通道扩大注入流体波及体积，通过微生物的生物作用和生物化学作用改善原油物性和油水界面性质，提高采收率。本发明含核营养冻胶用于中高含水油藏改善开发效果。
【专利说明】含核营养冻胶
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油田开发过程中提高采收率复合微生物固体营养剂，适用于中高含水阶段油藏开发。
【背景技术】
[0002]微生物驱油技术(包括内源和外源微生物驱油)所用营养液、菌液和含菌营养液的粘度与注入水相近，一般小于0.8mPa.S，易于沿着油藏中渗透率高的油层流动。在多年注水开发的老油田中，随着注入水对油层的不断冲刷，加之油层本身的非均质性，在油水井间形成了渗透性不等的高渗透条带，导致部分注入水无效循环。在开展微生物驱油的区块，粘度与注入水相近的微生物菌液和营养液被注入油层时也会沿着这个高渗透条带窜流，部分微生物的营养物无效流失，营养物被微生物利用程度低，发酵程度差，微生物及其产物与油层岩石和流体作用的时间短，造成微生物采油的效果较其他三次采油的效果差距较大。
[0003]冻胶是一种由聚合物溶液和交联剂混合后形成的失去流动性的体系，液态的溶液被注入到油层中经过化学反应生成冻胶后为固态，能够使注入流体转向，并扩大其波及体积。单纯的化学剂形成的冻胶受药剂和油藏条件限制，有效期一般小于6个月，且冻胶破损后随注入水产出，不能继续阻止注入流体沿高渗透条带窜流，失去了扩大波及体积的作用。
[0004]现有的颗粒型微生物营养剂依靠颗粒中营养成分的释放提供营养，依靠颗粒的桥塞作用调堵高渗透层。这种营养剂并不能大量减小油层孔隙中的体积，微生物在孔隙中的活动空间变化不大，微生物代谢产物也是随代谢随产出，难以形成较高浓度的代谢产物以达到大幅度改善油水界面性质的目的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种含核营养冻胶，既可以为微生物提供固体营养又可以提高冻胶强度，且破胶后其中的纤维素颗粒可以继续堵塞注入流体通道，扩大波及体积，提高米收率。
[0006]为解决上述技术问题，本发明含核营养冻胶，由下述重量配比的组分组成:水95.58~98.56、部分水解聚丙烯酰胺0.2~0.3、乙酸铬溶液0.03~0.1、硫脲0.1~0.15、改性纤维素0.5~3、玉米浆干粉0.2~0.4、硝酸钠0.1~0.3、磷酸氢二铵0.2~0.5。
[0007]上述水为油田现场水。
[0008]上述部分水解聚丙烯酰胺的分子量为1800万~2800万。
[0009]上述乙酸铬溶液有效含量50% ±0.5%。
[0010]上述改性纤维素为浸泡于浓度5%~8%弱酸溶液中10~15分钟后滤至无溶液流出的竹粉。
[0011] 上述竹粉粒径为30微米~300微米。
[0012]上述弱酸是草酸或乙酸。
[0013]上述玉米浆干粉蛋白质含量为42 %~44 %。[0014]其生产方法包括如下步骤:
[0015]A、将纤维素浸泡于浓度为5%~8%弱酸(草酸或乙酸，均为工业品)溶液中10~15分钟后取出，经小于粒径的筛网过滤至5分钟内无溶液滤出，完成对纤维素的改性，即改性纤维素。
[0016]B、向烧杯中加水，置于搅拌器上搅拌并使其产生漩涡，将部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉撒在水的斜面上，溶解2小时，配制成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0017]C、向磨口瓶中加入改性纤维素和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液、乙酸铬溶液、硫脲、玉米浆干粉、磷酸氢二铵、硝酸钠和水，在磁力搅拌器上通过磁力棒旋转将其充分混合，然后盖上涂有高温油脂的磨口瓶盖，置于恒温箱里，8小时至5天即可得到含核营养冻胶。
[0018]主要生产设备:恒温箱，搅拌器，磁力搅拌器。
[0019]本发明含核营养冻胶的优点:利用冻胶溶液将微生物营养剂和改性纤维素携带到油层孔隙中成胶并被微生物利用，促进微生物发酵和代谢，提高微生物驱油效率；随着冻胶中的营养被微生物利用和自身化学降解，冻胶的胶体逐渐破胶，胶体部分失去堵塞作用；胶体中的改性纤维素仍是高强度的颗粒状态，通过桥塞作用堵塞大孔隙，扩大注入流体的波及体积，具有油水井间全程调剖作用；因此本发明将聚合物调剖和微生物驱油方法结合起来，增加了冻胶的抗冲击强度和功能，同时具有调和驱的作用，并能延长有效期；该含核营养冻胶简单易用，在油田注水井或注水站将成胶前的混合溶液注入油层即可，无需候凝可直接正常注水；室内岩心物理模拟试验结果表明，含核营养冻胶驱的驱油效率较同等条件下的水驱提闻20.4%。
【具体实施方式】
`[0020]本发明含核营养冻胶所需组分及生产设备均为工业用品，可自市场购置。
[0021]本发明含核营养冻胶中所指的“核”是冻胶中的改性纤维素，为颗粒状。将颗粒状的改性纤维素加入到含有微生物营养剂的冻胶溶液中，通过搅拌器与冻胶溶液中的其他成分混合均匀后，置于瓶中密封，放置于恒温箱中8小时至5天可以形成含核营养冻胶。
[0022]适用于温度低于90°C、水总矿化度小于60g/L、含水率40~95%、地层原油粘度低于500mPa.S、渗透率大于50mD的油藏，要求油井产出液中微生物活菌数量为大于或等于IO2个/mL。注入水不含杀菌剂。
[0023]下面结合生产实验实例及具体应用过程对本发明做进一步的详细说明，实验温度为60°C，常压条件下:
[0024]实例一:该含核营养冻胶组分重量份数为:水98.56份，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM) 0.2份，乙酸铬溶液0.04份，硫脲0.15份，纤维素0.5份，玉米浆干粉0.2份，磷酸氢二铵0.2份，硝酸钠0.1份。
[0025]上述用水为油田现场水。
[0026]其生产过程如下:
[0027]A、将纤维素(粒径为30~53微米的竹粉)浸泡于浓度为5%~8%草酸溶液中10~15分钟后取出，经小于粒径的筛网过滤至5分钟内无溶液滤出，完成对纤维素的改性，即改性纤维素。[0028]B、向烧杯中加水99.6份，置于搅拌器上搅拌并使旋转液面产生漩涡，称取0.4份部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉，将其撒在水的斜面上，溶解2小时，形成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0029]C、将磨口瓶置于电子天平上，加入0.5份改性纤维素，加入部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液50份，乙酸铬溶液0.04份、硫脲0.15份、玉米浆干粉0.2份、磷酸氢二铵0.25份、硝酸钠0.1份，向磨口瓶中加水至100份，将磨口瓶置于磁力搅拌器上，放入磁棒，启动搅拌器，通过磁力棒旋转充分混合10分钟，然后盖上涂有高温油脂的磨口瓶盖，置于恒温箱中，8小时至5天即可得到含核营养冻胶。
[0030]在60°C条件下,用油井产出液(含有微生物)和含核营养冻胶液体培养微生物，每天检测微生物的数量变化，检查其生长情况。在第4天微生物数量达到峰值1.1~1.9 X IO8个/mL，浓度较培养前空白样品增加了 I个数量级左右，说明含核营养冻胶中成分对微生物生长有明显的刺激作用，提高微生物数量和代谢量，有利于发挥其降解原油和改善油水界面性质作用，改善开发效果。
[0031]实例二:该含核营养冻胶组分重量份数为:水97.85份，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)0.3份，乙酸铬溶液0.03份，硫脲0.12份，纤维素1份，玉米浆干粉0.25份，磷酸氢二铵0.3份，硝酸钠0.15份。
[0032]上述用水为油田现场水。
[0033]其生产过程如下
[0034]A、将纤维素(粒径为125~150微米的竹粉)浸泡于浓度为5%~8%乙酸溶液中10~15分钟后取出，经小于粒径的筛网过滤至5分钟内无溶液滤出，完成对纤维素的改性，即改性纤维素。
[0035]B、向烧杯中加水99.6份，置于搅拌器上搅拌并使旋转液面产生漩涡，称取0.4份部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉，将其撒在水的斜面上，溶解2小时，形成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0036]C、将磨口瓶置于电子天平上，加入1份改性纤维素，加入部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液75份，乙酸铬溶液0.03份、硫脲0.12份、玉米浆干粉0.25份、磷酸氢二铵0.3份、硝酸钠0.15份，向磨口瓶中加水至100份，将磨口瓶置于磁力搅拌器上，放入磁棒，启动搅拌器，通过磁力棒旋转充分混合10分钟，然后盖上涂有高温油脂的磨口瓶盖，置于恒温箱中，8小时至5天即可得到含核营养冻胶。
[0037]用2L高压中间容器装入石英砂，称重、抽空饱和含菌油井产出液，利用饱和水前后的重量差，得出高压中间容器的孔隙体积，注入0.5PV (孔隙体积)含核营养冻胶溶液，60°C条件下成胶、厌氧生气5天的试验结果表明，常压高温下生成气量为冻胶体积的0.6倍，可提高压力1.2MPa，色谱分析气体成分结果为主要成分是二氧化碳，其次是氮气。既可补充地层能量不足，溶解于油中的气体也可以提高原油的流动性能，易于采出油藏。
[0038]实例三:该含核营养冻胶组分重量份数为:水96.5份，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM) 0.25份，乙酸铬溶液0.05份，硫脲0.1份，纤维素2份，玉米浆干粉0.3份，磷酸氢二铵0.5份，硝酸钠0.3份。
[0039]上述用水为油田现场水。
[0040]其生产过程如下[0041]A、将纤维素(粒径为220~250微米的竹粉)浸泡于浓度为5%~8%乙酸溶液中10~15分钟后取出，经小于粒径的筛网过滤至5分钟内无溶液滤出，完成对纤维素的改性，即改性纤维素。
[0042]B、向烧杯中加水99.6份，置于搅拌器上搅拌并使旋转液面产生漩涡，称取0.4份部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉，将其撒在水的斜面上，溶解2小时，形成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0043]C、将磨口瓶置于电子天平上，加入2份改性纤维素，加入部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液62.5份，乙酸铬溶液0.05份、硫脲0.1份、玉米浆干粉0.3份、磷酸氢二铵0.5份、硝酸钠0.3份，向磨口瓶中加水至100份，将磨口瓶置于磁力搅拌器上，放入磁棒，启动搅拌器，通过磁力棒旋转充分混合10分钟，然后盖上涂有高温油脂的磨口瓶盖，置于恒温箱中，8小时至5天即可得到含核营养冻胶。
[0044]含核营养冻胶对于在多年开采过程中油藏油层形成的高渗透条带，具有一定的调堵性能。选择渗透率为5~8 μ m2长度为1100_串联填砂管岩心，60°C条件下注入含核营养冻胶溶液至成胶后，以每分钟ImL注入速度注水，测量成胶后的突破压力为3.2MPa，可以有效地堵塞高渗透条带，阻止注入流体进一步窜流，扩大波体积，提高驱油效率。
[0045]实例四:该含核营养冻胶组分重量份数为:水95.58份，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM) 0.25份，乙酸铬溶液0.1份，硫脲0.12份，纤维素3份，玉米浆干粉0.4份，磷酸氢二铵0.35份，硝酸钠0.2份。
[0046]上述用水为油田现场水。
[0047]其生产过程如下
[0048]A、将纤维素(粒径为270~300微米的竹粉)浸泡于浓度为5%~8%乙酸溶液中10~15分钟后取出，经小于粒径的筛网过滤至5分钟内无溶液滤出，完成对纤维素的改性，即改性纤维素。
[0049]B、向烧杯中加水99.6份，置于搅拌器上搅拌并使旋转液面产生漩涡，称取0.4份部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉，将其撒在水的斜面上，溶解2小时，形成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0050]C、将磨口瓶置于电子天平上，加入3份改性纤维素，加入部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液62.5份，乙酸铬溶液0.1份、硫脲0.12份、玉米浆干粉0.4份、磷酸氢二铵
0.35份、硝酸钠0.2份，向磨口瓶中加水至100份，将磨口瓶置于磁力搅拌器上，放入磁棒，启动搅拌器，通过磁力棒旋转充分混合10分钟，然后盖上涂有高温油脂的磨口瓶盖，置于恒温箱中，8小时至5天即可得到含核营养冻胶。
[0051]用含核营养冻胶进行岩心驱油实验。以油井产出液中的微生物为菌种液，菌液浓度为10%，本源菌数量为IO7个/mL，非均质岩心体积45 X 45 X 300mm，空气渗透率1506mD。经过饱和水、饱和油和岩心老化后，首先进行岩心水驱，至岩心出口端含水率90%时，注入含核营养冻胶0.5PV，5天后恢复水驱油。结果表明，含核营养冻胶的驱油效率比同等条件下水驱提高20.4%。检测产出液中微生物代谢产物类型为糖脂类，浓度为0.149%。 [0052]现场应用中的设备包括:容积为5~10方带有搅拌装置的圆形或方形金属容器，排量为每小时0.5~10方、额定压力25MPa柱塞泵和耐20MPa高压管线。
[0053]配制方法:油田现场水经过来水管线进入金属罐，启动搅拌器，边搅拌边加入改性纤维素，然后沿着搅拌器搅水产生的漩涡斜面，将部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉均匀地撒在水面上，溶解部分水解聚丙烯酰胺(HPAM) 100分钟，然后加入交联剂(乙酸铬溶液和硫脲)和微生物营养剂,再搅拌20分钟。
[0054]注入方法: 按照注水配注量注入油层。年施工I~2次。
【权利要求】
1.一种含核营养冻胶，其特征是它由下述重量配比的组分组成:水95.58~98.56、部分水解聚丙烯酰胺0.2~0.3、乙酸铬溶液0.03~0.1、硫脲0.1~0.15、改性纤维素0.5~3、玉米浆干粉0.2~0.4、硝酸钠0.1~0.3、磷酸氢二铵0.2~0.5。
2.根据权利要求1所述的含核营养冻胶，其特征是:所述水为油田现场水。
3.根据权利要求1所述的含核营养冻胶，其特征是:所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量为1800万~2800万。
4.根据权利要求1所述的含核营养冻胶，其特征是:所述乙酸铬溶液有效含量50%+ 0.5 % ο
5.根据权利要求1所述的含核营养冻胶，其特征是:所述改性纤维素为浸泡于浓度5%~8%弱酸溶液中10~15分钟后滤至无溶液流出的竹粉。
6.根据权利要求5所述的含核营养冻胶，其特征是:所述竹粉粒径为30微米~300微米。
7.根据权利要求5所述的含核营养冻胶，其特征是:所述弱酸是草酸或乙酸。
8.根据权利要求1所述的含核营养冻胶，其特征是:所述玉米浆干粉蛋白质含量为42%~44%。
【文档编号】C09K8/582GK103805153SQ201210449326
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月12日 优先权日:2012年11月12日
【发明者】冯庆贤, 梁建春, 滕克孟, 马先平, 徐国安 申请人:中国石油天然气股份有限公司