一种生化复合单井吞吐采油方法及其应用与流程

本发明属于石油开采
技术领域：
，具体涉及一种生化复合单井吞吐采油的方法及其应用。
背景技术：
：微生物采油是将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层，或单纯的注入营养液激活层内的微生物，使其在油层内生长繁殖，产生有利于提高采收率的代谢产物，或直接注入微生物代谢产物，以提高油田采收率的方法。微生物采油作为一种有效改善油藏性质的储层改造手段，能有效地提高稠油井的产量，且具有施工简便、作用时间长、成本低廉、环境友好等优势。我国陆上稠油资源占石油总资源量的20％以上，全国稠油资源量约为198.7亿吨，探明的稠油地质储量约为20.6亿吨。稠油油藏的原油敞亮达到了总原油产量的7％，稠油开发已经成为我国原油开采生产重要的组成部分。随着油田开发的不断深入，轻质油开采储量的减少，稠油开采所占的比重将会不断增大。微生物采油技术利用微生物自身在石油储层中的繁殖和代谢等活动及其与油藏固、液相间进行的复杂理化作用，改善原油在多孔介质中的流动性，增加低渗带的渗透率，以提高原油的采收率。稠油油井结蜡是影响井生产的一个重要原因，蜡卡事故会造成油井减产、采收率降低。油井清防蜡工艺技术已得到石油生产者的重视，并已经发展应用了机械、热力、化学等多种清防蜡技术。机械清防蜡无需停产，不伤害地层，但稳定性不强，费时费力；热洗清蜡效果好，但防蜡效果不好，伤害地层，设备投入多，影响生产时间；化学清防蜡价格便宜，投入设备少，但影响油品质量，劳动强度大、不安全，易造成油井积累结蜡，不改善表皮系数。而微生物清防蜡技术具有许多突出优点：施工方法简单，操作费用低，且不影响油品的性质，不会对地层造成任何污染。但微生物清防蜡技术工业化应用的很少，制约该技术大范围应用的主要原因是有效期短，且各油田含蜡量不等。本发明的目的是研究出一种能降低稠油粘度、清防蜡效果好、价格低，能够保证油井正常生产，又不影响原油的品质，适应石油技术发展，满足人们对安全、环境、效益等要求的微生物采油技术具有深远意义。技术实现要素：本发明的目的是提供一种生化复合单井吞吐采油方法，该方法设置多个段塞进行分段式注入，并在各段塞采用不同的注入液来实现增强稠油降粘和清防蜡效果，达到提高油井采收率的目的。本发明的技术方案如下：本发明的一方面提供一种生化复合单井吞吐采油的方法，包括以下步骤：(1)措施油井的筛选措施油井的筛选标准为油藏温度＜90℃、油藏压力＜15mpa、地层水矿化度＜50000mg/l、地层渗透率＞5×10-3μm2、原油粘度＜50000mpa·s；(2)工作外源菌的筛选将所述措施油井的脱水原油、微生物激活剂、外源菌的发酵培养液的混合物，在上述措施油井的油藏温度下振荡培养7-15d后，取样，分析样品中的菌浓度和原油降粘率筛选出工作外源菌；所述外源菌为枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、贝莱斯芽孢杆菌中的一种或多种；(3)工作生物表面活性剂的筛选将所述工作外源菌的发酵培养液接种于含有所述措施油井中采出的水样品、微生物激活剂、生物表面活性剂的培养基中，在所述措施油井的油藏温度下振荡培养7-15d后，取样，分析样品中的菌浓度和原油乳化指数筛选出工作生物表面活性剂；(4)措施油井的单井吞吐处理按照前后顺序向措施油井依次注入下述第一段塞～第五段塞注入液：第一段塞注入液：其由工作生物表面活性剂和水组成，其中，所述工作生物表面活性剂在第一段塞注入液中的质量百分含量为0.1-0.5％；所述第一段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；第二段塞注入液：其由第一注入液和水组成，其中，所述第一注入液的体积为总注入液体积的7-13％，所述第一注入液为工作外源菌发酵液和微生物激活剂的混合液，其中所述工作外源菌发酵液和所述微生物激活剂的加入量分别为所述第二段塞注入液质量的5-10％和2-3％；所述第二段塞注入液体积为总注入液体积的1/5～1/4；第三段塞注入液：其为清水，所述第三段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；第四段塞注入液：其由第二注入液和水组成，其中，所述第二注入液的体积为总注入液体积的7-13％，所述第二注入液为工作外源菌发酵液和微生物激活剂的混合液，其中所述工作外源菌发酵液和所述微生物激活剂的加入量分别为所述第四段塞注入液质量的5-10％和2-3％；所述第四段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；第五段塞注入液：其由第三注入液和水组成，其中，所述第三注入液的体积为总注入液体积的0.3-0.6％，所述第三注入液为工作外源菌发酵液，所述工作外源菌发酵液在所述第五段塞注入液中的质量百分含量为0-2％；第五段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；其中，所述总注入液体积为第一段塞、第二段塞、第三段塞、第四段塞、第五段塞注入液体积之和；所述总注入液体积v由式(ⅰ)表示：式(ⅰ)中：v为总注入液体积总量，m3；r为处理半径，m，取值范围油水井井距的1/15-1/10；h为油井油层有效厚度，m；φ为油井油层孔隙度；(5)结束步骤(4)的单井吞吐处理后，关井7-15d，之后开井生产，措施有效期90-210d，措施有效期内含水率下降，平均日产油增加。进一步地，在上述技术方案中，在步骤(2)中，所述混合物中外源菌的有效活菌浓度为≥1×1010个/ml。进一步地，在上述技术方案中，在步骤(2)中，所述分析样品中的菌浓度和原油降粘比例筛选出外源菌的筛选方法为：分析样品中的有效活菌浓度以及原油降粘率，选择有效活菌浓度高且原油降粘率高的菌作为工作外源菌。进一步地，在上述技术方案中，在步骤(3)中，所述工作外源菌的发酵培养液中工作外源菌的有效活菌浓度为≥1×109个/ml。进一步地，在上述技术方案中，在步骤(3)中，所述生物表面活性剂为鼠李糖脂、脂肽中的一种或多种，在所述培养基中所述生物表面活性剂的质量百分含量为1～3％。进一步地，在上述技术方案中，在步骤(3)中，所述工作外源菌的发酵培养液的接种量为所述培养基质量的5％。进一步地，在上述技术方案中，在步骤(3)中，所述微生物激活剂的组成为：糖蜜2-5g/l、na2hpo43～4g/l、kh2po41.5～2g/l.进一步地，在上述技术方案中，在步骤(3)中，所述分析样品中的菌浓度和原油乳化指数筛选出工作生物表面活性剂的筛选方法为：分析样品中的有效活菌浓度高且原油乳化指数高的生物表面活性剂作为工作生物表面活性剂。进一步地，在上述技术方案中，在步骤(4)中，按照前后顺序向措施油井依次注入第一段塞～第五段塞注入液时，各段塞之间的间歇时间为0～1h。进一步地，在上述技术方案中，对于在步骤(2)筛选得到的工作外源菌进行扩大培养，以用于措施油井的单井吞吐处理中。工作外源菌可采用如下方法进行扩大培养：①工作外源菌的种子液的准备：取选取的工作外源菌移入种子培养液中，在试验井油层温度、搅拌速度150-200rpm、通气量5-10m3/min下，恒温培养至对数期；所述种子液培养基的组成为：葡萄糖10～12g/l，酵母粉0.5～1g/l，k2hpo43～4g/l，kh2po41.5～2g/l，feso40.005～0.01g/l，mnso40.005～0.01g/l，mgso40.01～0.02g/l，cacl20.01～0.02g/l，补水至1l，ph7.0～8.0。②工作外源菌扩大培养：将准备好的工作外源菌种子液按接种量10-15％接种于发酵培养基中，在发酵温度为试验井油层温度、搅拌速度150-200rpm、通气量5-10m3/min下进行培养；发酵培养基的组成为：糖蜜5～10g/l，酵母粉0.5～1g/l，k2hpo43～4g/l，kh2po41.5～2g/l。本发明的另一方面，提供本发明上述生化复合单井吞吐采油方法的应用，本发明方法可应用于在普通稠油油井、高含蜡油井、超稠油油井的采油中，可实现增强稠油降粘和清防蜡效果，达到提高油井采收率。本发明的有益效果：(1)使用范围广，适合各种类型的稠油油藏，在普通稠油油井、高含蜡油井、超稠油油井的采油中均可得到高井采收率；(2)工艺简单，无油井出砂、套管损坏情况，油井利用率高；(3)注入的外源菌、生物表面活性剂、微生物激活剂为无毒无害的物质，因此不会对地层产生伤害也不会对环境造成污染。附图说明图1表示实施例1中筛选得到的枯草芽孢杆菌菌种形态的显微镜照片。图2表示实施例1中v井措施有效期内生产情况的图。图3表示实施例2中筛选得到的贝莱斯芽孢杆菌菌种形态的显微镜照片。图4表示实施例2中r井措施有效期内生产情况的图。具体实施方式下属非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。另外，下述实施例中，如无特殊说明，所使用的试验方法均为常规方法，所用材料、试剂等均可从生物或化学试剂公司购买。下述实施例使用的材料如下：鼠李糖脂：chivy-sf-031，购自大连知微生物科技有限公司脂肽：chivy-sf-037，购自大连知微生物科技有限公司本发明中，枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis)、铜绿假单胞菌(p.aeruginosa)、贝莱斯芽孢杆菌(bacillusvelezensis)可采用常规菌种保藏中心购入的菌种，并按照常规方法进行培养。下述实施例采用枯草芽孢杆菌(cgmccno.11950)、贝莱斯芽孢杆菌(cgmccno.16591)，铜绿假单胞菌(atccno.9027)。下述实施例中，在工作外源菌的筛选步骤中，外源菌的活化，以及获得外源菌培养液的方法如下：取斜面培养的外源菌移入种子培养液中，在搅拌速度150rpm，通气量10m3/min，试验井油层温度下恒温培养至对数期；种子液培养基的组成为：葡萄糖10g/l，酵母粉1g/l，k2hpo44g/l，kh2po41.5g/l，feso40.005g/l，mnso40.01g/l，mgso40.02g/l，cacl20.02g/l，补水至1l，ph7.0～8.0；将得到的外源菌种子液接种于发酵培养基中，在发酵温度为试验井油层温度，搅拌速度为150rpm，通气量为10m3/min的条件下进行发酵培养；发酵培养基的组成为：：糖蜜10g/l，酵母粉1g/l，k2hpo44g/l，kh2po41.5g/l，补水至1l，ph7.0～8.0。实施例1试验油井概况：辽河油田某区块v油井v21油层厚度3.2m，油井温度60℃，油藏压力13mpa，矿化度3240mg/l，渗透率300×10-3μm2，孔隙度5.6％，原油粘度1500mpa·s，油井日产液量为4m3/d，含水率为81.5％。对于该试验油井，利用本发明的方法单井吞吐采油，具体步骤如下：(1)措施油井的筛选上述试验油井符合本发明方法的油井筛选条件，即油井的筛选标准：油藏温度＜90℃、油藏压力＜15mpa、地层水矿化度＜50000mg/l、地层渗透率＞5×10-3μm2、原油粘度＜50000mpa·s；(2)工作外源菌的筛选工作外源菌的菌体筛选方法如下：①将备用的外源菌进行活化，然后进行发酵培养获得外源菌培养液；②将试验油井的脱水原油、微生物激活剂、发酵培养液按质量比7:2.5:0.5的比例搅拌均匀得到混合物；③将上述混合物装入容积为250ml的三角烧瓶中，每个三角瓶的装入量约为90-110ml，至于试验井油藏温度条件下振荡培养；④培养15d后取样分析菌浓度和原油粘度，根据菌浓度和原油降粘比率筛选出工作外源菌。菌浓度和粘度测试结果见表1。表1菌浓度、粘度以及降粘率测试结果外源菌菌浓度，个/ml粘度，mpa·s降粘率，％枯草芽孢杆菌2.5×10965056.67铜绿假单胞菌5.6×107110026.67贝莱斯芽孢杆菌1.7×108130013.33从表1可以看出，枯草芽孢杆菌比铜绿假单胞菌和贝莱斯芽孢杆菌菌浓度和降粘率均要高，因此选择的工作外源菌为枯草芽孢杆菌。枯草芽孢杆菌菌种形态如图1所示。(3)工作生物表面活性剂的筛选工作生物表面活性剂的筛选方法如下：①取100ml实试验油井采出水样品，加入微生物激活剂和质量浓度1％的生物表面活性剂，然后接种5％上述筛选出的枯草芽孢杆菌培养液；②将混合后的样品装入250ml三角烧瓶中，加入10g试验油井脱水原油，于试验井油藏温度条件下振荡培养；③培养7-15d后取样分析菌浓度和原油乳化指数，根据菌浓度和原油乳化指数筛选出生物表面活性剂。菌浓度和原油乳化指数测试结果见表2。表2菌浓度和乳化指数测试结果生物表面活性剂菌浓度，个/ml乳化指数，％鼠李糖脂5×10775脂肽1.1×10896从表2可以看出，脂肽类生物表面活性剂菌浓度和乳化指数均大于鼠李糖脂类生物表面活性剂，因此，选择脂肽类作为工作生物表面活性剂。(4)工作外源菌的发酵生产枯草芽孢杆菌的发酵生产方法如下：①枯草芽孢杆菌种子液准备：取斜面培养的枯草芽孢杆菌移入种子培养液中，在搅拌速度150rpm，通气量10m3/min，试验井油层温度下恒温培养至对数期；种子液培养基的组成为：葡萄糖10g/l，酵母粉1g/l，k2hpo44g/l，kh2po41.5g/l，feso40.005g/l，mnso40.01g/l，mgso40.02g/l，cacl20.02g/l，补水至1l，ph7.0～8.0；②扩大发酵生产：将上述准备好的种子液按接种量10-15％接种于发酵培养基中，在发酵温度为试验井油层温度，搅拌速度为150rpm，通气量为10m3/min的条件下进行发酵培养；发酵培养基的组成为：糖蜜10g/l，酵母粉1g/l，k2hpo44g/l，kh2po41.5g/l。(5)现场试验经措施前采样分析，本油井油藏属于含蜡稠油油井，按照前后顺序向措施油井依次从油井的油套环空注入下述第一段塞～第五段塞注入液：第一段塞注入液：其由工作生物表面活性剂和水组成，其中，所述工作生物表面活性剂在第一段塞注入液中的质量百分含量为0.5％；所述第一段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；第二段塞注入液：由第一注入液和水组成，其中，所述第一注入液的体积为总注入液体积的13％，所述第一注入液为工作外源菌发酵液和微生物激活剂的混合液，其中所述工作外源菌发酵液和所述微生物激活剂的加入量分别为所述第二段塞注入液质量的10％和3％，所述第二段塞注入液体积为：24m3；第三段塞注入液：为清水，所述第三段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；第四段塞注入液：由第二注入液和水组成，其中，所述第二注入液的体积为总注入液体积的8％，所述第二注入液为工作外源菌发酵液和微生物激活剂的混合液，其中所述工作外源菌发酵液和所述微生物激活剂的加入量分别为所述第四段塞注入液质量的5％和3％；所述第四段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；第五段塞注入液：由工作外源菌发酵液和水组成，其中，该工作外源菌发酵液的体积为总注入液体积的0.4％，该工作外源菌发酵液在所述第五段塞注入液中的质量百分含量为2％；第五段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；所述总注入液体积为：120m3。按照第一段塞注入液～第五段塞注入液的顺序依次向油井注入，各段塞之间无间歇，前一个段塞注入液注入完成后，紧接着注入下一个段塞的注入液。注入结束后，关井10d后开井生产，措施有效期210d，措施有效期内含水率由注入前的81.5％降至70％，平均日增油0.9t，累积增油189t，增产比例为180％。其中措施有效期是指生产时间中有效增产的时间。v井措施有效期内生产情况见图2。图2中，曲线a，b，c分别表示日产油量(t/d)，含水率(％)，日产液量(t/d)。上述方法中，所述的微生物激活剂的组成为糖蜜5g/l、na2hpo43g/l、kh2po41.5g/l。实施例2试验油井概况：辽河油田某区块r油井r21油层厚度3.5m，油井温度64℃，油藏压力12mpa，矿化度1540mg/l，渗透率1184×10-3μm2，孔隙度16.1％，原油粘度32500mpa·s，油井日产液量为15m3/d，含水率为90.7％。对于该试验油井，利用本发明的方法单井吞吐采油，具体步骤如下：(1)措施油井的筛选上述试验油井符合本发明方法的油井筛选条件，即试验油井的筛选标准：油藏温度＜90℃、油藏压力＜15mpa、地层水矿化度＜50000mg/l、地层渗透率＞5×10-3μm2、原油粘度＜50000mpa·s；(2)工作外源菌的筛选工作外源菌的菌体筛选方法如下：①将备用的外源菌进行活化，然后进行发酵培养获得外源菌培养液；②将试验油井的脱水原油、微生物激活剂、发酵培养液按质量比7:2.5:0.5的比例搅拌均匀得到混合物；③将上述混合物装入容积为250ml的三角烧瓶中，每个三角瓶的装入量约为90-110ml，至于试验井油藏温度条件下振荡培养；④培养15d后取样分析菌浓度和原油粘度，根据菌浓度和原油降粘比率筛选出工作外源菌。菌浓度和粘度测试结果见表1.表3菌浓度、粘度以及降粘率测试结果外源菌菌浓度，个/ml粘度，mpa·s降粘率，％枯草芽孢杆菌2.5×1092450024.62铜绿假单胞菌5.6×1072150033.84贝莱斯芽孢杆菌1.7×1081750046.15从表1可以看出，贝莱斯芽孢杆菌比铜绿假单胞菌和贝莱斯芽孢杆菌菌浓度和降粘率均要高，因此选择的工作外源菌为贝莱斯芽孢杆菌。贝莱斯芽孢杆菌菌种形态如图3所示。(3)工作生物表面活性剂的筛选工作生物表面活性剂的筛选方法如下：①取100ml实试验油井采出水样品，加入微生物激活剂和质量浓度1％的生物表面活性剂，然后接种5％上述筛选出的贝莱斯芽孢杆菌培养液；②将混合后的样品装入250ml三角烧瓶中，加入10g试验油井脱水原油，于试验井油藏温度条件下振荡培养；③培养7-15d后取样分析菌浓度和原油乳化指数，根据菌浓度和原油乳化指数筛选出生物表面活性剂。菌浓度和原油乳化指数测试结果见表2。表4菌浓度和乳化指数测试结果生物表面活性剂菌浓度，个/ml乳化指数，％鼠李糖脂1.5×10763脂肽2.4×10885从表2可以看出，脂肽类生物表面活性剂菌浓度和乳化指数均大于鼠李糖脂类生物表面活性剂，因此，选择脂肽类生物表面活性剂。(4)工作外源菌的发酵生产贝莱斯芽孢杆菌的发酵生产方法如下：①贝莱斯芽孢杆菌种子液准备：取斜面培养的贝莱斯芽孢杆菌移入种子培养液中，在搅拌速度150rpm，通气量10m3/min，试验井油层温度下恒温培养至对数期；种子液培养基的组成为：葡萄糖10g/l，酵母粉1g/l，k2hpo44g/l，kh2po41.5g/l，feso40.005g/l，mnso40.01g/l，mgso40.02g/l，cacl20.02g/l，补水至1l，ph7.0～8.0；②扩大发酵生产：将上述准备好的种子液按接种量10％接种于发酵培养基中，在发酵温度为试验井油层温度，搅拌速度为150rpm，通气量为10m3/min的条件下进行发酵培养；发酵培养基的组成为：糖蜜12g/l，酵母粉1g/l，k2hpo44g/l，kh2po41.5g/l。(5)现场试验经措施前采样分析，本油井油藏属于稠油油井，按照前后顺序向措施油井依次从油井的油套环空注入下述第一段塞～第五段塞注入液：第一段塞注入液：其由工作生物表面活性剂和水组成，其中，所述工作生物表面活性剂在第一段塞注入液中的质量百分含量为0.5％；所述第一段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；第二段塞注入液：由第一注入液和水组成，其中，所述第一注入液的体积为总注入液体积的7％，所述第一注入液为工作外源菌发酵液和微生物激活剂的混合液，其中所述工作外源菌发酵液和所述微生物激活剂的加入量分别为所述第二段塞注入液质量的5％和2％，所述第二段塞注入液体积为：24m3；第三段塞注入液：为清水，所述第三段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；第四段塞注入液：由第二注入液和水组成，其中，所述第二注入液的体积为总注入液体积的13％，所述第二注入液为工作外源菌发酵液和微生物激活剂的混合液，其中所述工作外源菌发酵液和所述微生物激活剂的加入量分别为所述第四段塞注入液质量的10％和3％；所述第四段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；第五段塞注入液：为清水，第五段塞注入液体积与第二段塞注入液体积相同；所述总注入液体积为：120m3按照第一段塞注入液～第五段塞注入液的顺序依次向油井注入，各段塞之间无间歇，前一个段塞注入液注入完成后，紧接着注入下一个段塞的注入液。注入结束后，关井10d后开井生产，措施有效期90d，措施有效期内含水率由注入前的90.7％降至78％，平均日增油1.34t，累积增油120.90t，增产比例为95.71％。r井措施有效期内生产情况见图4。图4中，曲线a，b，c分别表示日产油量(t/d)，含水率(％)，日产液量(t/d)。上述方法中，所述的微生物激活剂的组成为糖蜜5g/l、na2hpo43g/l、kh2po42g/l。当前第1页12