專利名稱：一種微生物多輪次吞吐采油方法
技術領域：
本發(fā)明是關于石油開采技術，特別是關于稠油油井的蒸汽吞吐開采技術，具體的 將是關于一種微生物多輪次吞吐采油方法。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，稠油油井開采方法通常采用蒸汽吞吐方式，采用這種采油進行采油 初期，每個周期生產時間為3-6個月，噸油成本400元左右。然而，隨著注汽輪次的增加，油 井的注汽效果越來越差，并且每個周期的生產時間也越來越短，相應的周期產量降低，導致 采油成本大幅度提高，使得許多油井已接近蒸汽吞吐開采的極限。另外，長期蒸汽吞吐所帶 來的不良后果是地層受到嚴重破壞，井下管柱損傷嚴重甚至報廢。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種微生物多輪次吞吐采油方法，以利用分子生物學方法進行跟蹤監(jiān) 測，簡化施工工藝、降低成本、提高采油效率。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種微生物多輪次吞吐采油方法，該方法包括 菌種的篩選、馴化、培養(yǎng)及生產步驟，選擇包括蒼白桿菌(Ochrobactrumsp.)及赤紅球菌 (Rhodococcus ruber)的混合菌種LJ，對所述混合菌種LJ進行了分離，獲得所混合菌種中 蒼白桿菌及赤紅球菌的菌落形態(tài)和菌體形態(tài)，并且將每一菌種鑒定到屬，將所述菌種分別 在LB平板上稀釋涂布；注入?yún)?shù)的確定步驟，包含菌液注入量的確定、營養(yǎng)液注入量的確 定、最短關井時間t的確定及多輪次吞吐間隔參數(shù)的確定；油井微生物群落跟蹤監(jiān)測步驟， 包含步驟A及步驟B，其中，所述步驟A包括注入菌分純，性能評價，生理生化鑒定，提取 DNA, 16SV9PCR擴增，梯度凝膠變性電泳，設置濃度，建立標準曲線，分析水樣條帶，分析結 果，確定補注方案及結果驗證；所述步驟B包括水樣離心，取沉淀漩渦分散，抽提棄原油提 取DNA，16SV9PCR擴增，梯度凝膠變性電泳，回收條帶，連接轉化，酶切鑒定，序列測定，繪制 系統(tǒng)進化樹，結果分析，根據(jù)所述結果分析及產量曲線確定補注方案，結果驗證。進一步地，所述菌液注入量的公式為Q=兀 R2hSO/d其中，h為油層厚度、d為關井天數(shù)、S為含油飽和度，Φ為孔隙度，R為處理半徑。進一步地，營養(yǎng)液注入量為Q/菌種接種量濃度。進一步地，關井時間的確定步驟包括根據(jù)菌種的生長規(guī)律，獲得所述菌種生長達 到IO8以上所需的時間、，所述最短關井時間t = nt0 ；其中η為穩(wěn)定傳代的代數(shù)。進一步地，當菌濃降到IO4以下時，進行第二次補注，進行第二次補注與第一次補 注的時間間隔為所述多輪次吞吐間隔參數(shù)。進一步地，所述蒼白桿菌及赤紅球菌含量比為30 33。本發(fā)明實施例的有益效果在于本發(fā)明利用分子生物學方法進行跟蹤監(jiān)測，并結 合生產實際情況和監(jiān)測結果進行現(xiàn)場工藝的改進，施工工藝簡單、成本低、采油效率高。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中圖1為本發(fā)明實施例微生物多輪次吞吐采油方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例注入?yún)?shù)的確定步驟的方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例油井微生物群落跟蹤監(jiān)測步驟的現(xiàn)場工作流程圖。用于專利程序的微生物保存1、保藏日期2007年01月四日；保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)；保藏編號CGMCCNo. 1926 ；分類命名蒼白桿菌(Ochrobactrum sp.)。2、保藏日期2007年01月四日；保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)；保藏編號CGMCCNo. 1927 ；分類命名赤紅球菌(Rhodococcus ruber)。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合附圖對本發(fā) 明實施例做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并 不作為對本發(fā)明的限定。如圖1所示，本實施例的微生物多輪次吞吐采油方法包括菌種的篩選、馴化、培 養(yǎng)及生產步驟，選擇包括蒼白桿菌(Ochrobactrum sp.)及赤紅球菌(Rhodococcus ruber) 的混合菌種LJ，對所述混合菌種LJ進行了分離，獲得所混合菌種中蒼白桿菌及赤紅球菌 的菌落形態(tài)和菌體形態(tài)，并且將每一菌種鑒定到屬，將所述菌種分別在LB平板上稀釋涂 布SlOl ；注入?yún)?shù)的確定步驟，包含菌液注入量的確定、營養(yǎng)液注入量的確定、最短關井時 間t的確定及多輪次吞吐間隔參數(shù)的確定S102 ；油井微生物群落跟蹤監(jiān)測步驟，所述步驟 包含步驟A及步驟B，所述步驟A包括注入菌分純，性能評價，生理生化鑒定，提取DNA， 16SV9PCR擴增，梯度凝膠變性電泳，設置濃度，建立標準曲線，分析水樣條帶，分析結果，確 定補注方案及結果驗證；所述步驟B包括水樣離心，取沉淀漩渦分散，抽提棄原油提取 DNA, 16SV9PCR擴增，梯度凝膠變性電泳，回收條帶，連接轉化，酶切鑒定，序列測定，繪制系 統(tǒng)進化樹，結果分析，根據(jù)所述結果分析及產量曲線確定補注方案，結果驗證S103。下面結合圖2及圖3詳細說明本實施例的微生物多輪次吞吐采油方法的步驟 S101, S102 及 S103。在步驟SlOl中進行特定菌種的篩選、馴化、培養(yǎng)和生產。微生物采油技術實驗室 研究的關鍵是菌種，經過實驗室嚴格的篩選，選擇包括蒼白桿菌(LJ-幻及赤紅球菌(LJ-3) 的混合菌種LJ，對所述混合菌種LJ進行了分離，獲得所混合菌種LJ中蒼白桿菌及赤紅球菌的菌落形態(tài)和菌體形態(tài)，并且鑒定到了屬。將混合菌U分別在LB平板上稀釋涂布，本實施 例可以在37°C下培養(yǎng)36小時觀察菌落形態(tài)，本發(fā)明不以此為限。包括蒼白桿菌及赤紅球菌的混合菌種LJ可以是從稠油油藏里篩選，本發(fā)明不以 此為限?；旌暇NLJ中蒼白桿菌及赤紅球菌在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)4 后菌濃都可達到108 以上?；旌暇NLJ中蒼白桿菌與赤紅球菌含量比為30 33。如圖2所示，注入?yún)?shù)的確定步驟S102中包括菌液注入量的確定步驟S201，營 養(yǎng)液注入量的確定步驟S202，最短關井時間t的確定步驟S203及多輪次吞吐間隔參數(shù)的確 定步驟S204。1)菌液注入量的確定步驟S201根據(jù)微生物菌種的特性，得到其生長過程中菌濃C與時間d的關系方程式為C = 4. 42-eL37_d (1)隨著時間d的增加，菌濃C越來越大，并趨于一個常量，而其在多孔介質中的瞬時 量％與時間d及介質性質的經驗公式為
αQd= 1.52-e711-d-----(2)
0.28<DhSd2從公式中可以看出，當時間d ^ 7天時，Gld值趨于一個常量，因此，在現(xiàn)場試驗過程 中注入量Q為Q =兀 R2hSO/d = 1. 13h/d+Qd (3)其中，C為菌濃、h為油層厚度、d為關井天數(shù)、Q。為多孔介質中菌種運移的初始量、 A為瞬時量、S為含油飽和度，取25%、Φ為孔隙度，取20%。R為處理半徑，取3米。幻營養(yǎng)液注入量的確定步驟S202所述的營養(yǎng)液注入量為Q/菌種接種量濃度依據(jù)10%的菌種接種量，營養(yǎng)液的注 入量為10Q。3)最短關井時間t的確定步驟S203根據(jù)菌種的生長規(guī)律，獲得所述菌種生長達到IO8以上所需的時間、；最短關井時 間t = Iitci，其中η為穩(wěn)定傳代的代數(shù)。根據(jù)菌種的生長規(guī)律，我們所選取的菌種生長達到IO8以上所需的時間為48-72 小時，穩(wěn)定傳代為3代，因此，最短關井時間為6-9天。4)多輪次吞吐間隔參數(shù)確定步驟S204當菌濃降到IO4以下時，進行第二次補注，進行第二次補注與第一次補注的時間間 隔為所述多輪次吞吐間隔參數(shù)。在注入微生物制劑前，取樣檢測油藏中活菌的數(shù)量。同時在施工過程中檢測注入 的微生物制劑的菌濃。待油井正常生產后，定期取樣檢測油藏中活菌的數(shù)量。并與生產情 況相結合。當菌濃降到IO4以下時，就應該進行第二次補注。圖3為本發(fā)明實施例油井微生物群落跟蹤監(jiān)測步驟的現(xiàn)場工作流程圖。如圖3所 示，油井微生物群落跟蹤監(jiān)測步驟包含步驟A (圖3中的左支)及步驟B (圖3中的右支)，其中，步驟A包括注入菌分純，性能評價，生理生化鑒定，提取DNA，16SV9PCR擴增，梯度凝膠 變性電泳，設置濃度，建立標準曲線，分析水樣條帶，分析結果，確定補注方案及結果驗證； 步驟B包括水樣離心，取沉淀漩渦分散，抽提棄原油提取DNA，16SV9PCR擴增，梯度凝膠變 性電泳，回收條帶，連接轉化，酶切鑒定，序列測定，繪制系統(tǒng)進化樹，結果分析，根據(jù)所述結 果分析及產量曲線確定補注方案，結果驗證。微生物采油的機理主要是應用微生物活動及其代謝產物進行強化采油，主要包 括a.分解石油中的長鏈烴，能降解烴類的微生物可將高分子的石油烴類降解為低分 子的石油烴類，從而降低原油的粘度，增加其流動性。b.微生物代謝產物的綜合作用微生物的代謝產物主要包括有機酸、有機溶劑、酶表面活性劑以及氣體等，這些 物質在不同程度上改變地層的表面特性，如濕潤性，毛管張力、滲透性等，還可以改變原油 的物理性質，如產生的CO2氣體可溶于原油中，降低原油粘度，而產生的其它氣體，如N2、H2 可提高油層壓力，產生的有機溶劑可溶于原油中，降低原油粘度，提高原油的流動性，產生 的酸可溶蝕地層內的膠結物，提高地層滲透力，酶還能起到催化劑的作用，加速地下的生化 反應，促進原油降解。c.改變地層的滲流性能微生物本身或其代謝產物如黃原膠等可以有選擇性或非選擇性的堵塞大孔隙，改 變地層液流方向，擴大掃油面積，從而提高采收率。綜上所述，所謂微生物采油，就是利用自然界中存在的某一類微生物在一定的條 件下，通過新陳代謝而對原油進行作用，從而達到提高產量、提高采收率的目的的一種采油 方法。本發(fā)明主要是針對目前稠油高輪次吞吐后期、特別是不適宜蒸汽驅的區(qū)塊和油井 以及高輪次吞吐、注汽效果差、高含水、低產能的油井，研究利用微生物采油技術，為稠油開 采尋找一種降低開采成本、提高油井產量、提高生產率的采油工藝方法。本發(fā)明利用分子生 物學方法進行跟蹤監(jiān)測，并結合生產實際情況和監(jiān)測結果進行現(xiàn)場工藝的改進，施工工藝 簡單、成本低、采油效率高。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保 護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本 發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種微生物多輪次吞吐采油方法，其特征在于，所述的方法包括菌種的篩選、馴化、培養(yǎng)及生產步驟，選擇包括蒼白桿菌(Ochrobactrumsp.)及赤紅球 菌O^hodococcus ruber)的混合菌種LJ，對所述混合菌種LJ進行了分離，獲得所混合菌種 中蒼白桿菌及赤紅球菌的菌落形態(tài)和菌體形態(tài)，將所述菌種分別在LB平板上稀釋涂布；注入?yún)?shù)的確定步驟，包含菌液注入量的確定、營養(yǎng)液注入量的確定、最短關井時間t 的確定及多輪次吞吐間隔參數(shù)的確定；油井微生物群落跟蹤監(jiān)測步驟，包含步驟A及步驟B，其中，所述步驟A包括注入菌分純，性能評價，生理生化鑒定，提取DNA，16SV9PCR擴增，梯度 凝膠變性電泳，設置濃度，建立標準曲線，分析水樣條帶，分析結果，確定補注方案及結果驗 證；所述步驟B包括水樣離心，取沉淀漩渦分散，抽提棄原油提取DNA，16SV9PCR擴增，梯 度凝膠變性電泳，回收條帶，連接轉化，酶切鑒定，序列測定，繪制系統(tǒng)進化樹，結果分析，根 據(jù)所述結果分析及產量曲線確定補注方案，結果驗證。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述菌液注入量的公式為Q =兀 R2hSO/d其中，h為油層厚度、d為關井天數(shù)、S為含油飽和度，Φ為孔隙度，R為處理半徑。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的營養(yǎng)液注入量為Q/菌種接種量濃度。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，關井時間的確定步驟包括根據(jù)菌種的生長規(guī)律，獲得所述菌種生長達到IO8以上所需的時間、，所述最短關井時 間 t = nt0 ；其中η為穩(wěn)定傳代的代數(shù)。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當菌濃降到IO4以下時，進行第二次補注，進 行第二次補注與第一次補注的時間間隔為所述多輪次吞吐間隔參數(shù)。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒼白桿菌與赤紅球菌含量比為 30 33。
全文摘要
一種微生物多輪次吞吐采油方法，該方法包括菌種的篩選、馴化、培養(yǎng)及生產步驟；注入?yún)?shù)的確定步驟，包含菌液注入量的確定、營養(yǎng)液注入量的確定、最短關井時間t的確定及多輪次吞吐間隔參數(shù)的確定；油井微生物群落跟蹤監(jiān)測步驟。本發(fā)明利用分子生物學方法進行跟蹤監(jiān)測，并結合生產實際情況和監(jiān)測結果進行現(xiàn)場工藝的改進，施工工藝簡單、成本低、采油效率高。
文檔編號E21B43/22GK102071917SQ201010615039
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者劉利, 劉宏偉, 劉德鑄, 張 浩, 李牧, 楊紅, 蒲均, 趙賁, 齊獻寶 申請人:中國石油天然氣股份有限公司