一种适用于生态调控思路控制聚合物粘度损失的生物抑制剂及其使用方法与流程

本发明涉及一种适用于生态调控思路控制聚合物粘度损失的生物抑制剂及其使用方法。

背景技术：

在三次采油中，聚合物驱是提高原油采收率的重要技术。聚合物驱油是将聚合物配制成水溶液，将其注入油层进行驱替。其中，聚合物的粘度是聚合物驱油的重要指标，是保证采油的关键。然而，在聚合物配制和注入的过程中，不可避免的会受到外界因素的影响，导致聚合物粘度的降低。

细菌广泛存在于聚合物配注系统中，其中对聚合物粘度影响最大的细菌为硫酸盐还原菌(srb)。目前油田中常用的杀菌方法有物理法和化学法。物理法的成本较高，运行耗能较大，这些问题限制了其在油田细菌控制方面的应用。化学法控制主要采用的是投加杀菌剂。该方法操作简单、效果明显。但是，长时间使用一种杀菌剂，会造成细菌产生耐药性，并且杀菌剂并非是专一性的杀死有害菌，对有益于油田开采的微生物也有毒害作用。

技术实现要素：

本发明的目的是解决油田配注系统中硫酸盐还原菌对聚合物粘度损失，而提供一种适用于生态调控思路控制聚合物粘度损失的生物抑制剂及其使用方法。

本发明一种适用于生态调控思路控制聚合物粘度损失的生物抑制剂按质量百分比由15％～25％的反硝化细菌发酵液、0.02％～0.05％的营养元素和余量的水组成。

一种适用于生态调控思路控制聚合物粘度损失的生物抑制剂的使用方法为：

一、按质量百分比为15％～25％的反硝化细菌发酵液、0.02％～0.05％的营养元素和余量水的比例配制控制聚合物粘度损失的生物抑制剂；

二、通过加药泵将生物抑制剂泵入配制聚合物的油田采出水中，使其中的控制聚合物粘度损失的生物抑制剂浓度达到20～70mg/l，得到含有生物抑制剂的油田采出水；

三、使用含有生物抑制剂的油田采出水配制聚合物母液及稀释聚合物，再用于油田开采。

反硝化细菌与硫酸盐还原菌的生存环境类似，可在同一环境中生存，当生存环境中营养物质有限时，反硝化细菌因基质亲和力、反应热力学及氧化还原电位较低等方面的优势，可以优先利用有限的营养物质，从而抑制硫酸盐还原菌的生长；反硝化中间产物no2^-、n2o、no能抑制srb。no2^-能抑制srb中硫酸盐还原酶的活性，n2o阻碍srb的代谢过程，no是高度活化状态，对许多细菌都有毒性，在反硝化过程中，这三种中间代谢产物共同作用于srb，抑制其生长繁殖。

本发明通过聚合物粘度损失生物抑制剂，来抑制油田配注系统中的硫酸盐还原菌，降低硫酸盐还原菌对聚合物粘度的损失，保证油田稳定运行和生产。本发明适用于硫酸盐还原菌大量滋生导致的聚合物粘度损失问题。

本发明带来的有益效果是：该生物抑制剂可以抑制油田配注系统中硫酸盐还原菌，控制硫酸盐还原菌的数量，减小硫酸盐还原菌对聚合物粘度的影响，控制聚合物的粘度损失，保证聚合物的驱油效果。

本发明的生态抑制剂立足于基质竞争性抑制作用和中间产物抑制理论，提出通过生态调控控制聚合物的粘度损失，改变了以往通过物理和化学方法进行杀菌的传统方式，转而以多种反硝化细菌抑制硫酸盐还原菌，是油田系统控制硫酸盐还原菌方法的创新。

本发明的生物抑制剂的特点在于安全环保、效果明显。本发明的生物抑制剂对于油田配注系统中抑制硫酸盐还原菌，减小硫酸盐还原菌对聚合物粘度的损失具有重要的意义。

本发明的生态抑制剂能够有效的抑制配注系统中的硫酸盐还原菌，而不会对油田系统中的有益菌造成危害。

附图说明

图1为实施例2加药前后微生物在种水平上的heatmap图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种适用于生态调控思路控制聚合物粘度损失的生物抑制剂按质量百分比由15％～25％的反硝化细菌发酵液、0.02％～0.05％的营养元素和余量的水组成。

反硝化细菌与硫酸盐还原菌的生存环境类似，可在同一环境中生存，当生存环境中营养物质有限时，反硝化细菌因基质亲和力、反应热力学及氧化还原电位较低等方面的优势，可以优先利用有限的营养物质，从而抑制硫酸盐还原菌的生长；反硝化中间产物no2^-、n2o、no能抑制srb。no2^-能抑制srb中硫酸盐还原酶的活性，n2o阻碍srb的代谢过程，no是高度活化状态，对许多细菌都有毒性，在反硝化过程中，这三种中间代谢产物共同作用于srb，抑制其生长繁殖。

本实施方式通过聚合物粘度损失生物抑制剂，来抑制油田配注系统中的硫酸盐还原菌，降低硫酸盐还原菌对聚合物粘度的损失，保证油田稳定运行和生产。本实施方式适用于硫酸盐还原菌大量滋生导致的聚合物粘度损失问题。

本实施方式带来的有益效果是：该生物抑制剂可以抑制油田配注系统中硫酸盐还原菌，控制硫酸盐还原菌的数量，减小硫酸盐还原菌对聚合物粘度的影响，控制聚合物的粘度损失，保证聚合物的驱油效果。

本实施方式的生态抑制剂立足于基质竞争性抑制作用和中间产物抑制理论，提出通过生态调控控制聚合物的粘度损失，改变了以往通过物理和化学方法进行杀菌的传统方式，转而以多种反硝化细菌抑制硫酸盐还原菌，是油田系统控制硫酸盐还原菌方法的创新。

本实施方式的生物抑制剂的特点在于安全环保、效果明显。本实施方式的生物抑制剂对于油田配注系统中抑制硫酸盐还原菌，减小硫酸盐还原菌对聚合物粘度的损失具有重要的意义。

本实施方式的生态抑制剂能够有效的抑制配注系统中的硫酸盐还原菌，而不会对油田系统中的有益菌造成危害。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述的反硝化细菌发酵液为反硝化细菌anoxynatronum、aminivibrio、comamonas、azoarcus、nitrospira、helicobacteraceae、comamonadaceae、achromobacter和thauera中的一种或多种按任意比混合后发酵得到的。其他与具体实施方式一相同。

aminivibrio(阿米尼弧菌)、comamonas(丛毛单胞菌属)、azoarcus(固氮弧菌属)、nitrospira(硝化螺菌属)、helicobacteraceae(螺杆菌科)、comamonadaceae(丛毛单胞菌科)、achromobacter(无色杆菌属)。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：反硝化细菌的发酵方法为：将活化后的反硝化细菌转入反硝化细菌罐中培养，在培养的过程中通入氮气控制保证缺氧环境，调节ph在7.5～8.0，培养温度28～32℃，发酵时间48h。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：反硝化细菌发酵液中反硝化细菌的浓度为10⁶～10⁹个/ml。其他与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：营养元素由硝酸钠、磷酸二氢钾和葡萄糖组成。其他与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：硝酸钠、磷酸二氢钾和葡萄糖的质量比为3：1：5。其他与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式一种适用于生态调控思路控制聚合物粘度损失的生物抑制剂的使用方法为：

一、按质量百分比为15％～25％的反硝化细菌发酵液、0.02％～0.05％的营养元素和余量水的比例配制控制聚合物粘度损失的生物抑制剂；

二、通过加药泵将生物抑制剂泵入配制聚合物的油田采出水中，使其中的控制聚合物粘度损失的生物抑制剂浓度达到20～70mg/l，得到含有生物抑制剂的油田采出水；

三、使用含有生物抑制剂的油田采出水配制聚合物母液及稀释聚合物，再用于油田开采。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三配制聚合物母液采用搅拌器搅拌至溶解完全，控制转速为400r/min。其他与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三中聚合物母液的浓度为5000mg/l。其他与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：骤三中将聚合物母液的浓度稀释至700～1000mg/l。其他与具体实施方式一至九之一相同。

为验证本发明的有益效果进行了以下实验：

实施例1

本实例中的生物抑制剂由20％的反硝化细菌发酵液、0.05％的营养元素和余量的水配制而成。取某油田配聚用油田采出水，量取1l，加入生物抑制剂，使生物抑制剂浓度为50mg/l，取其中200ml配制浓度5000mg/l的聚合物母液，用搅拌器搅拌4h至溶解完全，转速为400r/min。然后用含有生物抑制剂的油田采出水将聚合物母液稀释至700mg/l和1000mg/l的聚合物溶液各200ml。并用不含生物抑制剂的油田采出水重复以上步骤，配制不含生物抑制剂的聚合物溶液，分别记录0h、12h和24h的聚合物粘度，试验结果见表1。

表1生物抑制剂对聚合物粘度的影响

由表1可知，在不含生物抑制剂时，700mg/l的聚合物溶液24小时后粘度损失率为16.84％，在含有生物抑制剂时，700mg/l的聚合物溶液24小时后粘度损失率降到了9.02％；在不含生物抑制剂时，1000mg/l的聚合物溶液24小时后粘度损失率为9.75％，在含有生物抑制剂时，1000mg/l的聚合物溶液24小时后粘度损失率降到了4.28％；

实例2：本实例中的生物抑制剂按质量分数由25％的反硝化细菌发酵液、0.05％的营养元素和余量的水配制而成，生态抑制剂规格为每桶50kg。

2018年11月～2019年4月，在某油田聚合物配注站开展为期6个月的投加生物抑制剂加药试验，加药位置为配注污水曝氧点。效果如下：

表2加药对污水中细菌含量和硫化物含量变化

表3生物抑制剂加入前后聚合物粘度损失率统计

由表2可见，加入生物抑制剂后，硫酸盐还原菌的数量显著下降。由表3可见，加入生物抑制剂前，聚合物平均粘损率为21.25％，在加入生物抑制剂后，平均粘损率为19.33％，较加入生物抑制剂前降低了1.92％，证明了该生物抑制剂能够抑制硫酸盐还原菌，控制聚合物的粘度损失，保证聚合物的有效粘度。

如图1所示，为现场加药前后微生物在属水平上的变化，其中ls代表来水，wjy代表未加药剂，sty代表加入生物抑制剂，cjy代表加入厂家药剂。由图1可知，在加入生物抑制剂后，反硝化细菌(anoxynatronum、aminivibrio、comamonas、azoarcus、nitrospira、helicobacteraceae、comamonadaceae、achromobacter和thauera)含量增加，硫酸盐还原菌含量降低，而厂家药剂的加入并没有引起反硝化细菌的增多。从微生物的群落结构中可以看出，生物抑制剂的加入可促进反硝化细菌的生长，从而抑制硫酸盐还原菌的生长，控制了硫酸盐还原菌对聚合物粘度的影响。

实施例1-2的反硝化细菌发酵液均为反硝化细菌anoxynatronum、aminivibrio、comamonas、azoarcus、nitrospira、helicobacteraceae、comamonadaceae、achromobacter和thauera按任意比混合后发酵得到的。营养元素由硝酸钠、磷酸二氢钾和葡萄糖组成。硝酸钠、磷酸二氢钾和葡萄糖的质量比为3：1：5。