技术领域
[0001] 本
发明涉及微生物采油领域，特别涉及一种采油用微生物长效激活剂的筛选方法。
背景技术
[0002] 微生物采油技术作为新兴的提高采收率技术，主要是通过向油藏注入激活剂，利用微生物的代谢产物或菌体本身起到提高驱油效率的作用。微生物的激活效果是油藏微生物提高采收率的关键指标，它与激活剂的组成和其在油藏中的分布规律密切相关。大量室内实验结果表明，微生物驱油是好
氧微生物与厌氧微生物共同激活后作用的结果，油藏受到长期激活剂注入的影响，近井地带已形成生物量较大的微
生物群落，而微生物驱现用激活剂体系以速效营养为主，可以迅速有效的激活油藏微生物群落的同时，现用激活剂所含的营养成分浓度会大幅度降低，到达油藏深部时激活剂有效营养含量较低，导致油藏深部的微生物群落无法得到充分的营养，无法满足其生长代谢，不能形成稳定的微生物群落，发挥其驱油的作用，从而降低了微生物驱油效率。而单纯以增大注入常规激活剂浓度的方式，势必会增加材料成本，减少经济效益，不利于微生物驱油技术的推广应用。因此，如何系统地、快速、有针对性的筛选一种长效激活剂体系，降低激活剂在油藏运移过程中的消耗速率，延长其作用时间，保证为油藏中深部微生物群落提供充足的营养含量，是一个亟待解决的问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的是针对
现有技术的不足而提供一种采油用微生物长效激活剂的筛选方法，本发明通过长效激活剂组分的筛选、长效激活剂的浓度优化和长效激活剂物模评价三个方面进行筛选、评价及构建，最终得到采油用油藏微生物长效激活剂体系。
[0004] 一种采油用微生物长效激活剂的筛选方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
[0005] 1、长效激活剂组分的筛选
[0006] 长效激活剂组分的筛选共分以下两个步骤：
[0007] (1)好氧条件下长效激活剂组分的筛选
[0008] 好氧条件下长效激活剂组分筛选的具体指标包括：激活后微生物数量与微生物生长周期和柴油乳化值，各具体指标的评价方法如下：
[0009] ①激活后微生物数量及生长周期评价
[0010] 在目标油藏条件下进行室内好氧培养，培养时间60～80d，每隔2d测试一次菌浓，8
根据测试结果优选出激活后菌浓超过1×10个/mL，且生长周期为15d以上的激活剂组分。
[0011] ②柴油乳化值评价
[0012] 在目标油藏条件下进行室内好氧培养，培养20～30d后取5mL培养液与5mL柴油混合，漩涡振荡2～5min，对不同组分的激活剂柴油乳化值进行评价，优选出柴油乳化值高于90％的激活剂组分。
[0013] (2)厌氧条件下长效激活剂组分的筛选
[0014] 根据步骤(1)中好氧条件下所筛选的长效激活剂组分，在厌氧条件下进行进一步评价，筛选的具体指标包括：氧气消耗速度、总有机
碳消耗量、产气量及气体组分和激活后产甲烷功能基因，各具体指标的评价方法如下：
[0015] ①氧气消耗速度的评价
[0016] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间10～20d，培养过程中添加氧气指示剂-刃天青，每100mL培养液中添加0.2mL刃天青，优选出刃天青变无色的时间大于5d的激活剂组分。
[0017] ②总有机碳消耗量的评价
[0018] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间为120～150d，每隔5d
采样3mL培养液，用孔径0.25μm的滤膜对培养液进行过滤，对滤出液中的有机碳进行测定，优选出总有机碳浓度大于300mg/L的激活剂组分。
[0019] ③产气量及气体组分的评价
[0020] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，每隔10d进行厌氧瓶气压测量以及气体组分中甲烷含量的测试，筛选出培养60d后厌氧瓶气压高于0.01MPa，且气体组分中甲烷气含量大于1％的激活剂组分。
[0021] ④激活后产甲烷功能基因的评价
[0022] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间120～150d，通过16s rDNA对培养液内的产甲烷功能基因进行检测，优选出激活后产甲烷功能基因含量增殖5％以上的激活剂组分。
[0023] 根据好氧和厌氧条件下两个步骤的筛选，最终筛选出长效激活剂的组分。
[0024] 2、长效激活剂浓度的优化
[0025] 采用
正交实验对激活剂的碳源、氮源和磷源的浓度进行优化，优选出长效激活剂的浓度。
[0026] 3、长效激活剂物模评价
[0027] 长效激活剂物模评价的内容包括激活剂的注入能
力和驱油效果两个方面，具体评价方法如下：
[0028] (1)注入能力评价
[0029] 利用填
砂模拟
岩心进行物理模拟实验，对筛选得到的长效激活剂进行注入能力评价，筛选出注入压力最高不超过5.0MPa的长效激活剂。
[0030] (2)驱油效果评价
[0031] 利用填砂模拟岩心进行物理模拟实验，对筛选得到的长效激活剂进行驱油效果评价实验，筛选出提高采收率幅度大于8％的长效激活剂。
[0032] 其中，所述长效激活剂由碳源、氮源和磷源组成，其中碳源为
淀粉、糖蜜、
植物油、糖粉、木薯粉、羧甲基
纤维素钠、麦芽糊精和豆粉中的一种；氮源为
有机肥粉末、玉米浆干粉、
硝酸钠、蛋白胨、
酵母粉、
氯化铵和尿素中的一种；磷源为
磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和磷酸氢二胺中的一种；所述的长效激活剂碳源、氮源和磷源的
质量浓度分别为：0.3～0.5％、0.1～0.3％、0.05～0.15％。
[0033] 所述的气体组分是利用气相色谱仪进行测定。
[0034] 所述的注入能力评价，其具体评价方法为：根据步骤2筛选得到的激活剂体系组分配比以及目标油藏的渗透率和孔隙度，制备模拟油藏条件的填
砂岩心，向岩心中注入激活剂体系2～5PV(孔隙体积)，注入速度为0.5～5.0mL/min，对填砂岩芯的注入端注入压力进行实时监测。
[0035] 所述的驱油效果评价，具体评价方法为：装填与目标油藏渗透率相似的填砂岩心；岩心抽
真空，饱和油藏
地层水，以重量差计算岩心孔隙体积；饱和目标油藏中脱水脱气
原油，饱和至岩心出口产出液中含油100％为止，计算岩心的原始含油；岩心在模拟油藏条件下，老化原油7d；一次水驱，共驱替3PV地层水为止，计量含水、产出液量、压力参数，计算一次水驱采收率；注入激活剂0.3PV；培养20～30d后进行二次水驱，二次水驱3PV为止，计算提高采收率的幅度。
[0036] 本发明与现有技术相比有益效果是：
[0037] (1)本发明方法简单、可操作性及针对性极强，能够快速有效的筛选出适宜油藏应用的长效激活剂体系；
[0038] (2)本发明筛选得到的长效激活剂体系不仅可以满足近井地带微生物的营养需求，而且在激活剂运移到油藏中深部后，激活剂的营养含量完全满足其微生物的生长代谢需求。
[0039] (3)本发明筛选得到的长效激活体系现场应用效果良好，能够改善微生物驱油效果。
具体实施方式
[0040] 下面结合具体
实施例对本发明的技术方案进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
[0041] 实施例1
[0042] 胜利油田A区
块的油藏
温度为69℃、油
层压力12MPa、原油
粘度980mPa.s、地层水3 3 -3 2
总矿化度5920mg/cm、原油
密度0.9419g/cm，渗透率1500×10 μm，孔隙体积33.7％、地
4
质储量1.65×10t。利用本发明的技术方案筛选出区块A的长效激活剂，具体步骤如下：
[0043] 1、长效激活剂组分的筛选
[0044] 长效激活剂组分的筛选共分以下两个步骤：
[0045] (1)好氧条件下长效激活剂组分的筛选
[0046] 好氧条件下长效激活剂组分筛选的具体指标包括：激活后微生物数量与微生物生长周期和柴油乳化值，各具体指标的评价方法如下：
[0047] ①激活后微生物数量及生长周期评价
[0048] 在目标油藏条件下进行室内好氧培养，培养时间60d，每隔2d测试一次菌浓，根据8
测试结果优选出激活后菌浓超过1×10个/mL，且生长周期为15d以上的激活剂组分。
[0049] ②柴油乳化值评价
[0050] 在目标油藏条件下进行室内好氧培养，培养20d后取5mL培养液与5mL柴油混合，漩涡振荡2min，对不同组分的激活剂柴油乳化值进行评价，优选出柴油乳化值高于90％的激活剂组分。表1为好氧条件下长效激活剂激活后微生物数量、生长周期和柴油乳化值测试结果。
[0051] 表1好氧条件下长效激活剂激活效果
[0052]
[0053] 根据好氧条件下的实验筛选出的长效激活剂分别为1号、3号、5号、6号、8号和13号。
[0054] (2)厌氧条件下长效激活剂组分的筛选
[0055] 根据好氧条件下所筛选的长效激活剂组分，在厌氧条件下进行进一步评价，筛选的具体指标包括：氧气消耗速度、总有机碳消耗量、产气量及气体组分和激活后产甲烷功能基因，各具体指标的评价方法如下：
[0056] ①氧气消耗速度的评价
[0057] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间10d，培养过程中添加氧气指示剂-刃天青，每100mL培养液中添加0.2mL刃天青，优选出刃天青变无色的时间大于5d的激活剂组分。
[0058] ②总有机碳消耗量的评价
[0059] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间为120d，每隔5d采样3mL培养液，用孔径0.25μm的滤膜对培养液进行过滤，对滤出液中的有机碳进行测定，优选出总有机碳浓度大于300mg/L的激活剂组分。
[0060] ③产气量及气体组分的评价
[0061] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，每隔10d进行厌氧瓶气压测量以及气体组分中甲烷含量的测试，筛选出培养60d后厌氧瓶气压高于0.01MPa，且气体组分中甲烷气含量大于1％的激活剂组分。
[0062] ④激活后产甲烷功能基因的评价
[0063] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间120d，通过16s rDNA对培养液内的产甲烷功能基因进行检测，优选出激活后产甲烷功能基因含量增殖5％以上的激活剂组分。
[0064] 表2为厌氧条件下长效激活剂氧气消耗速度、产气量及气体组分和激活后产甲烷功能基因测试结果。
[0065] 表2厌氧条件下长效激活剂激活效果
[0066]
[0067]
[0068] 综合好氧和厌氧条件下的微生物培养结果，适合胜利油田A区块的长效激活剂体系为3号配方，碳源：淀粉，氮源：有机肥粉末，磷源：磷酸氢二胺。
[0069] 2、长效激活剂体系浓度优化
[0070] 对激活剂的碳源、氮源和磷源的浓度进行优化，优选出长效激活剂的浓度。实验设计三因素3水平，见表3，正交实验结果见表4。
[0071] 表3优化实验设计表
[0072]
[0073] 表4三因素3水平实验结果
[0074]
[0075]
[0076] 长效激活剂浓度优化结果为淀粉0.50％、有机肥粉末0.20％、磷酸氢二胺0.05％。
[0077] 3、长效激活剂物模评价
[0078] 长效激活体系物模评价的内容包括激活剂体系的注入能力和驱油效果评价两个方面，具体评价方法如下：
[0079] (1)注入能力评价
[0080] 利用填砂岩心物理模拟实验对筛选得到的长效激活剂体系的注入能力进行评价。
[0081] 根据步骤2中所筛选得到的激活剂：淀粉0.50％，有机肥粉末0.20％，磷酸氢二胺-3 20.05％，对该激活剂进行注入能力评价，填砂岩心的渗透率为1500×10 μm，孔隙体积PV为237mL，激活剂体系共注入711mL，注入速度为1.0mL/min，注入过程中注入压力一直维持在4.5MPa以下，所以该体系注入能力良好。
[0082] (2)驱油效果评价
[0083] 驱油效果评价具体评价方法为：装填渗透率为1500×10-3μm2的填砂岩心；岩心抽真空，饱和油藏地层水，以重量差计算岩心孔隙体积225mL；饱和目标油藏中脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液中含油100％为止，计算岩心的原始含油214mL；岩心在模拟油藏条件下，老化原油7d；一次水驱，共驱替675mL地层水为止，计量含水、产出液量、压力参数，计算一次水驱采收率；注入激活剂67.5mL；培养20d后进行二次水驱，二次水驱675mL为止，计算提高采收率的幅度，提高采收率值为10.15％，提高采收率值大于8％，符合驱油效果的筛选标准。
[0084] 通过，长效激活剂组分的筛选、浓度的优化以及物模评价，最终优化出了长效激活剂组成及组份为，淀粉0.50％、有机肥粉末0.20％、磷酸氢二胺0.05％。
[0085] 区块A于2012年4月5日实施长效激活剂注入，截止到2015年6月31日，共注4 3 2
入筛选得到的激活剂溶液共计1.1×10m，累计增油8.56×10吨，阶段提高采收率5.2％，经济效益明显。
[0086] 实施例2
[0087] 针对胜利油田B区块，油藏温度78℃、油层压力14.15MPa、原油粘度2324mPa.s、地3 3 -3 2
层水总矿化度53265g/cm、原油密度0.9651g/cm，开采层位渗透率1200×10 μm，孔隙体
4
积33.7％，地质储量5.0×10吨。利用本发明的技术方案筛选出B区块的长效激活剂，具体步骤如下：
[0088] 1、长效激活剂组分的筛选
[0089] 长效激活剂组分的筛选共分以下两个步骤：
[0090] (1)好氧条件下长效激活剂组分的筛选
[0091] 好氧条件下长效激活剂组分筛选的具体指标包括：激活后微生物数量与微生物生长周期和柴油乳化值，各具体指标的评价方法如下：
[0092] ①激活后微生物数量及生长周期评价
[0093] 在目标油藏条件下进行室内好氧培养，培养时间70d，每隔2d测试一次菌浓，根据8
测试结果优选出激活后菌浓超过1×10个/mL，且生长周期为15d以上的激活剂组分。
[0094] ②柴油乳化值评价
[0095] 在目标油藏条件下进行室内好氧培养，培养25d后取5mL培养液与5mL柴油混合，漩涡振荡4min，对不同组分的激活剂柴油乳化值进行评价，优选出柴油乳化值高于90％的激活剂组分。表5为好氧条件下长效激活剂激活后微生物数量、生长周期和柴油乳化值测试结果。
[0096] 表5好氧条件下长效激活剂激活效果
[0097]
[0098] 根据好氧条件下的实验筛选出的长效激活剂分别为13号、16号和18号。
[0099] (2)厌氧条件下长效激活剂组分的筛选
[0100] 根据好氧条件下所筛选的长效激活剂组分，在厌氧条件下进行进一步评价，筛选的具体指标包括：氧气消耗速度、总有机碳消耗量、产气量及气体组分和激活后产甲烷功能基因，各具体指标的评价方法如下：
[0101] ①氧气消耗速度的评价
[0102] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间15d，培养过程中添加氧气指示剂-刃天青，每100mL培养液中添加0.2mL刃天青，优选出刃天青变无色的时间大于5d的激活剂组分。
[0103] ②总有机碳消耗量的评价
[0104] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间为130d，每隔5d采样3mL培养液，用孔径0.25μm的滤膜对培养液进行过滤，对滤出液中的有机碳进行测定，优选出总有机碳浓度大于300mg/L的激活剂组分。
[0105] ③产气量及气体组分的评价
[0106] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，每隔10d进行厌氧瓶气压测量以及气体组分中甲烷含量的测试，筛选出培养60d后厌氧瓶气压高于0.01MPa，且气体组分中甲烷气含量大于1％的激活剂组分。
[0107] ④激活后产甲烷功能基因的评价
[0108] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间140d，通过16s rDNA对培养液内的产甲烷功能基因进行检测，优选出激活后产甲烷功能基因含量增殖5％以上的激活剂组分。
[0109] 表6为厌氧条件下长效激活剂氧气消耗速度、产气量及气体组分和激活后产甲烷功能基因测试结果。
[0110] 表6厌氧条件下长效激活剂激活效果
[0111]
[0112] 综合好氧和厌氧条件下的微生物培养结果，适合胜利油田B区块的长效激活剂体系为13号配方，碳源：豆粉；氮源：有机肥粉末；磷源：磷酸氢二胺。
[0113] 2、长效激活剂体系浓度优化
[0114] 采用正交实验对激活剂的碳源、氮源和磷源的浓度进行优化，优选出长效激活剂的浓度。实验设计三因素3水平，见表7，正交实验结果见表8。
[0115] 表7优化实验设计表
[0116]
[0117] 表8三因素3水平实验结果
[0118]
[0119]
[0120] 长效激活剂浓度优化结果为碳源：豆粉0.50％，氮源：有机肥粉末0.10％，磷源：磷酸氢二胺0.15％。
[0121] 3、长效激活剂物模评价
[0122] 长效激活体系物模评价的内容包括激活剂体系的注入能力和驱油效果评价两个方面，具体评价方法如下：
[0123] (1)注入能力评价
[0124] 利用填砂岩心物理模拟实验对筛选得到的长效激活剂体系的注入能力进行评价。
[0125] 根据步骤2中所筛选得到的激活剂：豆粉0.50％、有机肥粉末0.10％、磷酸氢二胺-3 20.15％，对该激活剂进行注入能力评价，填砂岩心的渗透率为1200×10 μm，孔隙体积PV为215mL，激活剂体系共注430mL，注入速度为0.5mL/min，注入过程中注入压力一直维持在
3.0MPa以下，所以该体系注入能力良好。
[0126] (2)驱油效果评价
[0127] 驱油效果评价具体评价方法为：装填藏渗透率为1200×10-3μm2的填砂岩心；岩心抽真空，饱和油藏地层水，以重量差计算岩心孔隙体积245mL；饱和目标油藏中脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液中含油100％为止，计算岩心的原始含油234mL；岩心在模拟油藏条件下，老化原油7d；一次水驱，共驱替73520mL地层水为止，计量含水、产出液量、压力参数，计算一次水驱采收率；注入激活剂73.5mL；培养20d后进行二次水驱，二次水驱735mL为止，计算提高采收率的幅度，提高采收率值为9.72％，提高采收率值大于8％，符合驱油效果的筛选标准。
[0128] 通过长效激活剂组分的筛选、浓度的优化以及物模评价，最终优化出了激活剂组成及组份：豆粉0.50％、有机肥粉末0.10％、磷酸氢二胺0.15％。
[0129] 胜利油田B区块于2013年1月2日开始实施长效激活剂注入，截止到2015年6月4 3 3
31日，共注入长效激活剂溶液共计1.2×10m，累计增油6.0×10吨，提高采收率12.0％，经济效益明显。
[0130] 实施例3
[0131] 胜利油田C区块，该区块的油藏温度58℃、油层压力8.5MPa、原油粘度1020mPa.3 3 -3 2
s、地层水总矿化度6842g/cm、原油密度0.9660g/cm，开采层位渗透率1680×10 μm，孔
5
隙体积42.4％，地质储量为6.5×10吨。利用本发明的技术方案筛选出C区块的长效激活剂，具体步骤如下：
[0132] 1、长效激活剂组分的筛选
[0133] 长效激活剂组分的筛选共分以下两个步骤：
[0134] (1)好氧条件下长效激活剂组分的筛选
[0135] 好氧条件下长效激活剂组分筛选的具体指标包括：激活后微生物数量与微生物生长周期和柴油乳化值，各具体指标的评价方法如下：
[0136] ①激活后微生物数量及生产周期评价
[0137] 在目标油藏条件下进行室内好氧培养，培养时间80d，每隔2d测试一次菌浓，根据8
测试结果优选出激活后菌浓超过1×10个/mL，且生长周期为15d以上的激活剂组分。
[0138] ②柴油乳化值评价
[0139] 在目标油藏条件下进行室内好氧培养，培养30d后取5mL培养液与5mL柴油混合，漩涡振荡5min，对不同组分的激活剂柴油乳化值进行评价，优选出柴油乳化值高于90％的激活剂组分。表9为好氧条件下长效激活剂激活后微生物数量、生长周期和柴油乳化值测试结果。
[0140] 表9好氧条件下长效激活剂激活效果
[0141]
[0142]
[0143] 根据好氧条件下的实验筛选出的长效激活剂分别为6号、11号、16号和18号。
[0144] (2)厌氧条件下长效激活剂组分的筛选
[0145] 根据好氧条件下所筛选的长效激活剂组分，在厌氧条件下进行进一步评价，筛选的具体指标包括：氧气消耗速度、总有机碳消耗量、产气量及气体组分和激活后产甲烷功能基因，各具体指标的评价方法如下：
[0146] ①氧气消耗速度的评价
[0147] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间20d，培养过程中添加氧气指示剂-刃天青，每100mL培养液中添加0.2mL刃天青，优选出刃天青变无色的时间大于5d的激活剂组分。
[0148] ②总有机碳消耗量的评价
[0149] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间为150d，每隔5d采样3mL培养液，用孔径0.25μm的滤膜对培养液进行过滤，对滤出液中的有机碳进行测定，优选出总有机碳浓度大于300mg/L的激活剂组分。
[0150] ③产气量及气体组分的评价
[0151] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，每隔10d进行厌氧瓶气压测量以及气体组分中甲烷含量的测试，筛选出培养60d后厌氧瓶气压高于0.01MPa，且气体组分中甲烷气含量大于1％的激活剂组分。
[0152] ④激活后产甲烷功能基因的评价
[0153] 在目标油藏条件下进行室内厌氧培养，培养时间150d，通过16s rDNA对培养液内的产甲烷功能基因进行检测，优选出激活后产甲烷功能基因含量增殖5％以上的激活剂组分。
[0154] 表10为厌氧条件下长效激活剂氧气消耗速度、产气量及气体组分和激活后产甲烷功能基因测试结果。
[0155] 表10好氧条件下长效激活剂激活效果
[0156]
[0157] 综合好氧和厌氧条件下的微生物培养结果，适合胜利油田C区块GDN15N1井的长效激活剂体系为11号配方，碳源：木薯粉；氮源：玉米浆干粉；磷源：磷酸氢二胺。
[0158] 2、长效激活剂体系浓度优化
[0159] 采用正交实验对激活剂的碳源、氮源和磷源的浓度进行优化，优选出长效激活剂的浓度。
[0160] 实验设计三因素3水平，见表11，正交实验结果见表12。
[0161] 表11优化实验设计表
[0162]
[0163] 表12三因素3水平实验结果
[0164]
[0165] 长效激活剂浓度优化结果为碳源：木薯粉0.40％，氮源：玉米浆干粉0.30％，磷源：磷酸氢二胺0.05％。
[0166] 3、长效激活剂物模评价
[0167] 长效激活体系物模评价的内容包括激活剂体系的注入能力和驱油效果评价两个方面，具体评价方法如下：
[0168] (1)注入能力评价
[0169] 利用填砂岩心物理模拟实验对筛选得到的长效激活剂体系的注入能力进行评价。
