专利名称：组合式微生物驱油方法
技术领域：
本发明涉及一种油田开采方法，具体涉及油田开采方法中的微生物提高原油采收率技术方法。
背景技术：
由于我国陆相储层地质条件复杂，水驱以后仍有近三分之二的原油残留在地下，油田原油采收率普遍较低，加之储量接替困难等严峻形势，迫切需要研究开发高效、适应性强的提高原油采收率技术以满足社会对能源的需求。
研究表明，微生物驱油是一项适应范围宽、具有提高原油采收率潜力的技术，应用前景广阔。该技术通过微生物的有益活动(降解原油等)和代谢产物(生物表面活性剂等)来提高原油采收率。微生物驱油技术研究起始于20世纪20年代，70年代世界石油危机推动了该技术的进展。近35年来，波兰、美国、前苏联、罗马尼亚等国家先后开展了30余个微生物驱油矿场试验，收到较好的效果，但是由于没有充分考虑油藏非均质性对试验效果的影响，在对油藏未进行任何预处理的情况下直接将微生物和营养液注入油藏，这是导致试验效果低的主要原因之一。
由于油藏的非均质性，注入到油藏中的微生物和营养物优先进入到水洗程度高、剩余油少的高渗透区域，或吸附其中，或沿高渗透区域窜流到采油井而产出。由于注入微生物和营养液不能有效地到达水洗程度低、剩余油丰富的中低渗透层，无法和那里的原油接触，因而不能发挥驱油作用，由此造成了注入微生物和营养物资源的浪费。此外，分布于中低渗透层的油藏本源微生物因得不到足够的营养也无法大幅度提高其活性，油藏中有利于提高原油采收率的本源微生物的资源也得不到有效的利用；此外，研究表明，注入微生物和油藏本源微生物具有协同作用，能够进一步提高原油采收率，由于本源微生物不能大规模激活，协同提高采收率的作用也无法体现。这是现有矿场试验技术的主要弊端。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种组合式微生物驱油技术，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的方法包括如下步骤(1)非均质油藏预处理；将含有微生物的常规的营养液通过注水井注入非均质油藏，关闭注水井，培养微生物、培养时间根据在油藏条件下微生物的生长特性确定，一般为5～15天。微生物的体积浓度为1～10％，微生物与营养液注入量为油藏孔隙体积的0.2～2.0％。
对非均质油藏进行预处理，目的是对油藏中的高渗透水流通道、次高渗透水流通道进行逐次封堵，改善油藏非均质性，促使驱油用的微生物和营养物进入油藏中低渗透区。预处理采用的微生物为能代谢生物聚合物的菌种，或能以孢子方式注入油藏并在油藏中萌发的微生物。
注入到油藏中的预处理微生物和营养物优先进入高渗透区域，并在其中生长繁殖。这些微生物少量水中存在，绝大部分吸附在油藏岩石孔隙壁上。后者占据了孔隙空间，这减小了流体可及的孔隙体积，减少了油藏的有效渗透率和孔隙度。随着这些微生物的繁殖，微生物代谢产生的胞外多聚糖和/或糖蛋白(为细胞粘膜成分)增加，这进一步加强了微生物的聚集和絮结，引起微生物在孔隙中的大量滞留，最终导致孔隙堵塞，迫使后续注入的盐水流向油藏次高渗透区域。如果设计合理，细菌在油藏中连续不断地繁殖，细菌的堵塞作用将在高渗透层，次高渗透层顺次发生，最终波及到整个油藏。经过这样的预处理，油藏非均质性得到改善。
所说的微生物包括地衣芽孢杆菌(B.licheniformis，CGMCC1.521)、肠膜明串珠菌(L.mesenteroides，CGMCC1.20)、多粘类芽孢杆菌(P.polymyxa，CGMCC1.548)、粘质沙雷氏菌(S.marcescens，CGMCC1.203)、野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris，CGMCC1.781)等，但不局限于上述菌种。优选地衣芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌；预处理还可以采用化学剂，如聚合物、胶联聚合物等，还可以采用颗粒堵塞如预膨体等物理处理方式。预处理中使用的化学剂和微生物不应该对驱油用的微生物的生长代谢产生负面影响。
(2)微生物驱将含有微生物发酵液的常规的营养液通过注入井注入预处理后的油藏。微生物发酵液的体积浓度为1～10％，微生物与营养液的注入量为油藏孔隙体积的0.5～5.0％；关闭注入井，培养微生物，培养时间根据微生物在油藏条件下的生长特性确定，一般10～30天；然后恢复正常生产。
驱油用的微生物包括枯草芽孢杆菌(B.subtilis，CGMCC1.400)、丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum，CGMCC1.244)、嗜热脂肪芽孢杆菌(B.stearothermophilus，CGMCC1.923)、喜热噬油芽孢杆菌(B.thermoleovorans，CGMCC1.521)、迟缓芽孢杆菌(B.lentus，CGMCC1.2013)、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa，CGMCC1.1785)、阴沟肠杆菌(E.cloacae，CGMCC1.2022)、盐生盐杆菌(H.halobium，CGMCC1.1959)、荧光假单胞菌(P.fluorescens，CGMCC1.1802)、恶臭单胞菌(P.putida，CGMCC1.1825)等，但不局限于上述菌种。优选枯草芽孢杆菌、丙酮丁醇梭菌、嗜热脂肪芽孢杆菌。
由于采取了预处理，开展微生物驱时由注水井注入微生物和营养液，微生物和营养液便进入原油比较丰富的油藏中低渗透区，与原油发生作用，发挥其提高驱油效率的作用。这样，克服了现有技术中微生物和营养物在剩余油分布少的油藏高渗透区域中吸附及由高渗透区域很快窜流产出而造成微生物和营养物资源浪费的弊端。同时，由于营养液可以波及到油藏中低渗透区域，可以激活那里存在的本源微生物，发挥其驱油作用。此外，本源微生物可以和注入微生物组成共生互利的微生物驱油体系，发挥协同驱油作用，进一步提高驱油性能。由此可见，本发明能够最大限度地发挥了注入微生物和营养液的作用。
总之，本发明所述方法即先对油藏进行预处理然后进行微生物驱的组合式微生物驱油方法具有注入微生物和营养物利用率高、能充分发挥其性能的优点，还有助于发挥油藏中本源微生物驱油的性能，同时又降低了注入微生物和营养液资源的由油藏高渗透区域产出而造成的损耗，因此是一种既科学又经济有效的微生物驱油方法。
具体实施例方式
实施例1采用人造非均质岩心进行了实验模拟，岩心A采用现有技术直接进行微生物驱，岩心B采用本发明技术先进行预处理，再进行微生物驱。对比了本发明的方法和现有技术方法的微生物驱油的效果。具体如下人造非均质岩心A、B，水相渗透率均为0.8μm2，驱替水为经灭菌处理的某油田注入水，驱替速度为4m/d。岩心饱和水，原油驱替至束缚水饱和度，注入水驱替至残余油饱和度，然后分别进行以下处理岩心A注入岩心孔隙体积4.0％的枯草芽孢杆菌(B.subtilis，CGMCC1.400)发酵液(用营养液稀释至体积浓度5％，营养液成份NH4Cl0.3％，K2HPO40.1％，酵母膏0.05％，wt％)，密封岩心两端，在37℃下培养10d。然后恢复水驱，至产出液含水98％以上结束实验，微生物驱提高原油采收率6.8％。
岩心B注入岩心孔隙体积1.5％的多粘类芽孢杆菌(P.polymyxa，CGMCC1.548)(用营养液稀释至体积浓度6％；营养液成份蔗糖4％，KH2PO40.03％，Na2HPO40.1％，wt％)，封闭岩心、在37℃下培养5d，恢复水驱，至产出液含水98％以上结束实验，微生物驱提高原油采收率5.2％，完成预处理。
注入岩心孔隙体积4.0％的枯草芽孢杆菌(B.subtilis，CGMCC1.400)发酵液(用营养液稀释至体积浓度5％，营养液成份NH4Cl0.3％，K2HPO40.1％，酵母膏0.05％，wt％)，密封岩心两端，在37℃下培养10d。然后恢复水驱，至产出液含水98％以上结束实验，微生物驱提高原油采收率12.4％。
实施例2采用人造非均质岩心进行了实验模拟，岩心C采用现有技术直接进行微生物驱，岩心D采用本发明技术先进行预处理，再进行微生物驱。对比了本发明的方法和现有技术方法的微生物驱油的效果。具体如下人造非均质岩心C、D，水相渗透率均为0.8μm2，驱替水为经灭菌处理的某油田注入水，驱替速度为4m/d。岩心饱和水，原油驱替至束缚水饱和度，注入水驱替至残余油饱和度，然后分别进行以下处理岩心C注入岩心孔隙体积1.0％的铜绿假单胞菌(P.aeruginosa，CGMCC1.1785)发酵液(用营养液稀释至体积浓度5％，营养液成份NH4Cl0.3％，K2HPO40.1％，酵母膏0.05％，wt％)，密封岩心两端，在37℃下培养30d。然后恢复水驱，至产出液含水98％以上结束实验，微生物驱提高原油采收率7.2％。
岩心D
注入岩心孔隙体积0.8％的肠膜明串珠菌(L.mesenteroides，CGMCC1.20)(用营养液稀释至体积浓度8％；营养液成份蔗糖4％，KH2PO40.03％，Na2HPO40.1％，wt％)，封闭岩心、在37℃下培养15d，恢复水驱，至产出液含水98％以上结束实验，微生物驱提高原油采收率6.0％，完成预处理。
注入岩心孔隙体积1.0％的铜绿假单胞菌(P.aeruginosa，CGMCC1.1785)发酵液(用营养液稀释至体积浓度5％，营养液成份NH4Cl0.3％，K2HPO40.1％，酵母膏0.05％，wt％)，密封岩心两端，在37℃下培养30d。然后恢复水驱，至产出液含水98％以上结束实验，微生物驱提高原油采收率14.8％。
可见采用本发明的方法，不但预处理提高了原油采收率，而且在预处理基础上进行微生物驱进一步提高了微生物驱的效果。与现有技术直接进行微生物驱相比，本发明技术采用预处理和微生物驱相结合技术大幅度地提高了原油采收率。
注原油采收率采出原油量与岩心中原始饱和原油量的百分比。
提高原油采收率值在相同评价条件下，微生物驱原油采收率值与完全水驱原油采收率值之差。
权利要求
1.一种组合式微生物驱油方法，其特征在于，包括如下步骤(1)先对非均质油藏进行预处理，(2)然后进行微生物驱。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对非均质油藏进行预处理包括如下步骤将能代谢生物聚合物或能以孢子方式注入油藏并在油藏中萌发的微生物和与之相配合的营养液通过注水井注入油藏，关闭注水井，培养微生物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，培养时间为5～15天。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，微生物的体积浓度为1～10％，微生物与营养液注入量为油藏孔隙体积的0.2～2.0％。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所说的微生物包括地衣芽孢杆菌(B.licheniformis，CGMCC1.521)、肠膜明串珠菌(L.mesenteroides，CGMCC1.20)、多粘类芽孢杆菌(P.polymyxa，CGMCC 1.548)、粘质沙雷氏菌(S.marcescens，CGMCC1.203)或野油菜黄单胞菌(Xanthomonascampestris，CGMCC1.781)中的一种。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，微生物为地衣芽孢杆菌或多粘类芽孢杆菌。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预处理采用化学剂或采用颗粒堵塞方式。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微生物驱包括如下步骤将含有微生物发酵液的营养液通过注入井注入预处理后的油藏，关闭注入井，培养微生物。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微生物发酵液的体积浓度为1～10％，微生物发酵液的营养液注入量为油藏孔隙体积的0.5～5.0％；关闭注水井，培养时间根据微生物在油藏条件下的生长特性确定，一般10-30天。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，驱油用的微生物包括枯草芽孢杆菌(B.subtilis，CGMCC1.400)、丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum，CGMCC1.244)、嗜热脂肪芽孢杆菌(B.stearothermophilus，CGMCC1.923)、喜热噬油芽孢杆菌(B.thermoleovorans，CGMCC1.521)、迟缓芽孢杆菌(B.lentus，CGMCC1.2013)、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa，CGMCC1.1785)、阴沟肠杆菌(E.cloacae，CGMCC1.2022)、盐生盐杆菌(H.halobium，CGMCC1.1959)、荧光假单胞菌(P.fluorescens，CGMCC1.1802)、恶臭单胞菌(P.putida，CGMCC1.1825)等，但不局限于上述菌种。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，微生物包括枯草芽孢杆菌、丙酮丁醇梭菌或嗜热脂肪芽孢杆菌中的一种。
全文摘要
一种组合式微生物驱油方法。包括如下步骤首先采用微生物的或化学的或物理的方法对非均质油藏进行预处理，然后开展微生物驱油。该方法降低了微生物和营养液资源由于沿油藏高渗透区域窜流产出而造成的损耗，具有微生物和营养物利用率高、充分发挥其性能的优点，还有助于发挥油藏中本源微生物驱油的性能，因此是一种既科学又经济有效的微生物驱油方法。
文档编号E21B43/16GK1540137SQ20031010823
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月28日 优先权日2003年10月28日
发明者刘金峰, 牟伯中 申请人:华东理工大学