含核營(yíng)養(yǎng)凍膠的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，由水、部分水解聚丙烯酰胺、乙酸鉻溶液、硫脲、改性纖維素、玉米漿干粉、硝酸鈉和磷酸氫二銨組成。本發(fā)明含核營(yíng)養(yǎng)凍膠主要通過改性纖維素顆粒提高凍膠強(qiáng)度和自身功能堵塞水流優(yōu)勢(shì)通道擴(kuò)大注入流體波及體積，通過微生物的生物作用和生物化學(xué)作用改善原油物性和油水界面性質(zhì)，提高采收率。本發(fā)明含核營(yíng)養(yǎng)凍膠用于中高含水油藏改善開發(fā)效果。
【專利說明】含核營(yíng)養(yǎng)凍膠
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油田開發(fā)過程中提高采收率復(fù)合微生物固體營(yíng)養(yǎng)劑，適用于中高含水階段油藏開發(fā)。
【背景技術(shù)】
[0002]微生物驅(qū)油技術(shù)(包括內(nèi)源和外源微生物驅(qū)油)所用營(yíng)養(yǎng)液、菌液和含菌營(yíng)養(yǎng)液的粘度與注入水相近，一般小于0.8mPa.S，易于沿著油藏中滲透率高的油層流動(dòng)。在多年注水開發(fā)的老油田中，隨著注入水對(duì)油層的不斷沖刷，加之油層本身的非均質(zhì)性，在油水井間形成了滲透性不等的高滲透條帶，導(dǎo)致部分注入水無效循環(huán)。在開展微生物驅(qū)油的區(qū)塊，粘度與注入水相近的微生物菌液和營(yíng)養(yǎng)液被注入油層時(shí)也會(huì)沿著這個(gè)高滲透條帶竄流，部分微生物的營(yíng)養(yǎng)物無效流失，營(yíng)養(yǎng)物被微生物利用程度低，發(fā)酵程度差，微生物及其產(chǎn)物與油層巖石和流體作用的時(shí)間短，造成微生物采油的效果較其他三次采油的效果差距較大。
[0003]凍膠是一種由聚合物溶液和交聯(lián)劑混合后形成的失去流動(dòng)性的體系，液態(tài)的溶液被注入到油層中經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)生成凍膠后為固態(tài)，能夠使注入流體轉(zhuǎn)向，并擴(kuò)大其波及體積。單純的化學(xué)劑形成的凍膠受藥劑和油藏條件限制，有效期一般小于6個(gè)月，且凍膠破損后隨注入水產(chǎn)出，不能繼續(xù)阻止注入流體沿高滲透條帶竄流，失去了擴(kuò)大波及體積的作用。
[0004]現(xiàn)有的顆粒型微生物營(yíng)養(yǎng)劑依靠顆粒中營(yíng)養(yǎng)成分的釋放提供營(yíng)養(yǎng)，依靠顆粒的橋塞作用調(diào)堵高滲透層。這種營(yíng)養(yǎng)劑并不能大量減小油層孔隙中的體積，微生物在孔隙中的活動(dòng)空間變化不大，微生物代謝產(chǎn)物也是隨代謝隨產(chǎn)出，難以形成較高濃度的代謝產(chǎn)物以達(dá)到大幅度改善油水界面性質(zhì)的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，既可以為微生物提供固體營(yíng)養(yǎng)又可以提高凍膠強(qiáng)度，且破膠后其中的纖維素顆粒可以繼續(xù)堵塞注入流體通道，擴(kuò)大波及體積，提高米收率。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，由下述重量配比的組分組成:水95.58~98.56、部分水解聚丙烯酰胺0.2~0.3、乙酸鉻溶液0.03~0.1、硫脲0.1~0.15、改性纖維素0.5~3、玉米漿干粉0.2~0.4、硝酸鈉0.1~0.3、磷酸氫二銨0.2~0.5。
[0007]上述水為油田現(xiàn)場(chǎng)水。
[0008]上述部分水解聚丙烯酰胺的分子量為1800萬~2800萬。
[0009]上述乙酸鉻溶液有效含量50% ±0.5%。
[0010]上述改性纖維素為浸泡于濃度5%~8%弱酸溶液中10~15分鐘后濾至無溶液流出的竹粉。
[0011] 上述竹粉粒徑為30微米~300微米。
[0012]上述弱酸是草酸或乙酸。
[0013]上述玉米漿干粉蛋白質(zhì)含量為42 %~44 %。[0014]其生產(chǎn)方法包括如下步驟:
[0015]A、將纖維素浸泡于濃度為5%~8%弱酸(草酸或乙酸，均為工業(yè)品)溶液中10~15分鐘后取出，經(jīng)小于粒徑的篩網(wǎng)過濾至5分鐘內(nèi)無溶液濾出，完成對(duì)纖維素的改性，即改性纖維素。
[0016]B、向燒杯中加水，置于攪拌器上攪拌并使其產(chǎn)生漩渦，將部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉撒在水的斜面上，溶解2小時(shí)，配制成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0017]C、向磨口瓶中加入改性纖維素和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液、乙酸鉻溶液、硫脲、玉米漿干粉、磷酸氫二銨、硝酸鈉和水，在磁力攪拌器上通過磁力棒旋轉(zhuǎn)將其充分混合，然后蓋上涂有高溫油脂的磨口瓶蓋，置于恒溫箱里，8小時(shí)至5天即可得到含核營(yíng)養(yǎng)凍膠。
[0018]主要生產(chǎn)設(shè)備:恒溫箱，攪拌器，磁力攪拌器。
[0019]本發(fā)明含核營(yíng)養(yǎng)凍膠的優(yōu)點(diǎn):利用凍膠溶液將微生物營(yíng)養(yǎng)劑和改性纖維素?cái)y帶到油層孔隙中成膠并被微生物利用，促進(jìn)微生物發(fā)酵和代謝，提高微生物驅(qū)油效率；隨著凍膠中的營(yíng)養(yǎng)被微生物利用和自身化學(xué)降解，凍膠的膠體逐漸破膠，膠體部分失去堵塞作用；膠體中的改性纖維素仍是高強(qiáng)度的顆粒狀態(tài)，通過橋塞作用堵塞大孔隙，擴(kuò)大注入流體的波及體積，具有油水井間全程調(diào)剖作用；因此本發(fā)明將聚合物調(diào)剖和微生物驅(qū)油方法結(jié)合起來，增加了凍膠的抗沖擊強(qiáng)度和功能，同時(shí)具有調(diào)和驅(qū)的作用，并能延長(zhǎng)有效期；該含核營(yíng)養(yǎng)凍膠簡(jiǎn)單易用，在油田注水井或注水站將成膠前的混合溶液注入油層即可，無需候凝可直接正常注水；室內(nèi)巖心物理模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，含核營(yíng)養(yǎng)凍膠驅(qū)的驅(qū)油效率較同等條件下的水驅(qū)提聞20.4%。
【具體實(shí)施方式】
`[0020]本發(fā)明含核營(yíng)養(yǎng)凍膠所需組分及生產(chǎn)設(shè)備均為工業(yè)用品，可自市場(chǎng)購置。
[0021]本發(fā)明含核營(yíng)養(yǎng)凍膠中所指的“核”是凍膠中的改性纖維素，為顆粒狀。將顆粒狀的改性纖維素加入到含有微生物營(yíng)養(yǎng)劑的凍膠溶液中，通過攪拌器與凍膠溶液中的其他成分混合均勻后，置于瓶中密封，放置于恒溫箱中8小時(shí)至5天可以形成含核營(yíng)養(yǎng)凍膠。
[0022]適用于溫度低于90°C、水總礦化度小于60g/L、含水率40~95%、地層原油粘度低于500mPa.S、滲透率大于50mD的油藏，要求油井產(chǎn)出液中微生物活菌數(shù)量為大于或等于IO2個(gè)/mL。注入水不含殺菌劑。
[0023]下面結(jié)合生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)實(shí)例及具體應(yīng)用過程對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，實(shí)驗(yàn)溫度為60°C，常壓條件下:
[0024]實(shí)例一:該含核營(yíng)養(yǎng)凍膠組分重量份數(shù)為:水98.56份，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM) 0.2份，乙酸鉻溶液0.04份，硫脲0.15份，纖維素0.5份，玉米漿干粉0.2份，磷酸氫二銨0.2份，硝酸鈉0.1份。
[0025]上述用水為油田現(xiàn)場(chǎng)水。
[0026]其生產(chǎn)過程如下:
[0027]A、將纖維素(粒徑為30~53微米的竹粉)浸泡于濃度為5%~8%草酸溶液中10~15分鐘后取出，經(jīng)小于粒徑的篩網(wǎng)過濾至5分鐘內(nèi)無溶液濾出，完成對(duì)纖維素的改性，即改性纖維素。[0028]B、向燒杯中加水99.6份，置于攪拌器上攪拌并使旋轉(zhuǎn)液面產(chǎn)生漩渦，稱取0.4份部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉，將其撒在水的斜面上，溶解2小時(shí)，形成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0029]C、將磨口瓶置于電子天平上，加入0.5份改性纖維素，加入部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液50份，乙酸鉻溶液0.04份、硫脲0.15份、玉米漿干粉0.2份、磷酸氫二銨0.25份、硝酸鈉0.1份，向磨口瓶中加水至100份，將磨口瓶置于磁力攪拌器上，放入磁棒，啟動(dòng)攪拌器，通過磁力棒旋轉(zhuǎn)充分混合10分鐘，然后蓋上涂有高溫油脂的磨口瓶蓋，置于恒溫箱中，8小時(shí)至5天即可得到含核營(yíng)養(yǎng)凍膠。
[0030]在60°C條件下,用油井產(chǎn)出液(含有微生物)和含核營(yíng)養(yǎng)凍膠液體培養(yǎng)微生物，每天檢測(cè)微生物的數(shù)量變化，檢查其生長(zhǎng)情況。在第4天微生物數(shù)量達(dá)到峰值1.1~1.9 X IO8個(gè)/mL，濃度較培養(yǎng)前空白樣品增加了 I個(gè)數(shù)量級(jí)左右，說明含核營(yíng)養(yǎng)凍膠中成分對(duì)微生物生長(zhǎng)有明顯的刺激作用，提高微生物數(shù)量和代謝量，有利于發(fā)揮其降解原油和改善油水界面性質(zhì)作用，改善開發(fā)效果。
[0031]實(shí)例二:該含核營(yíng)養(yǎng)凍膠組分重量份數(shù)為:水97.85份，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)0.3份，乙酸鉻溶液0.03份，硫脲0.12份，纖維素1份，玉米漿干粉0.25份，磷酸氫二銨0.3份，硝酸鈉0.15份。
[0032]上述用水為油田現(xiàn)場(chǎng)水。
[0033]其生產(chǎn)過程如下
[0034]A、將纖維素(粒徑為125~150微米的竹粉)浸泡于濃度為5%~8%乙酸溶液中10~15分鐘后取出，經(jīng)小于粒徑的篩網(wǎng)過濾至5分鐘內(nèi)無溶液濾出，完成對(duì)纖維素的改性，即改性纖維素。
[0035]B、向燒杯中加水99.6份，置于攪拌器上攪拌并使旋轉(zhuǎn)液面產(chǎn)生漩渦，稱取0.4份部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉，將其撒在水的斜面上，溶解2小時(shí)，形成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0036]C、將磨口瓶置于電子天平上，加入1份改性纖維素，加入部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液75份，乙酸鉻溶液0.03份、硫脲0.12份、玉米漿干粉0.25份、磷酸氫二銨0.3份、硝酸鈉0.15份，向磨口瓶中加水至100份，將磨口瓶置于磁力攪拌器上，放入磁棒，啟動(dòng)攪拌器，通過磁力棒旋轉(zhuǎn)充分混合10分鐘，然后蓋上涂有高溫油脂的磨口瓶蓋，置于恒溫箱中，8小時(shí)至5天即可得到含核營(yíng)養(yǎng)凍膠。
[0037]用2L高壓中間容器裝入石英砂，稱重、抽空飽和含菌油井產(chǎn)出液，利用飽和水前后的重量差，得出高壓中間容器的孔隙體積，注入0.5PV (孔隙體積)含核營(yíng)養(yǎng)凍膠溶液，60°C條件下成膠、厭氧生氣5天的試驗(yàn)結(jié)果表明，常壓高溫下生成氣量為凍膠體積的0.6倍，可提高壓力1.2MPa，色譜分析氣體成分結(jié)果為主要成分是二氧化碳，其次是氮?dú)狻＜瓤裳a(bǔ)充地層能量不足，溶解于油中的氣體也可以提高原油的流動(dòng)性能，易于采出油藏。
[0038]實(shí)例三:該含核營(yíng)養(yǎng)凍膠組分重量份數(shù)為:水96.5份，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM) 0.25份，乙酸鉻溶液0.05份，硫脲0.1份，纖維素2份，玉米漿干粉0.3份，磷酸氫二銨0.5份，硝酸鈉0.3份。
[0039]上述用水為油田現(xiàn)場(chǎng)水。
[0040]其生產(chǎn)過程如下[0041]A、將纖維素(粒徑為220~250微米的竹粉)浸泡于濃度為5%~8%乙酸溶液中10~15分鐘后取出，經(jīng)小于粒徑的篩網(wǎng)過濾至5分鐘內(nèi)無溶液濾出，完成對(duì)纖維素的改性，即改性纖維素。
[0042]B、向燒杯中加水99.6份，置于攪拌器上攪拌并使旋轉(zhuǎn)液面產(chǎn)生漩渦，稱取0.4份部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉，將其撒在水的斜面上，溶解2小時(shí)，形成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0043]C、將磨口瓶置于電子天平上，加入2份改性纖維素，加入部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液62.5份，乙酸鉻溶液0.05份、硫脲0.1份、玉米漿干粉0.3份、磷酸氫二銨0.5份、硝酸鈉0.3份，向磨口瓶中加水至100份，將磨口瓶置于磁力攪拌器上，放入磁棒，啟動(dòng)攪拌器，通過磁力棒旋轉(zhuǎn)充分混合10分鐘，然后蓋上涂有高溫油脂的磨口瓶蓋，置于恒溫箱中，8小時(shí)至5天即可得到含核營(yíng)養(yǎng)凍膠。
[0044]含核營(yíng)養(yǎng)凍膠對(duì)于在多年開采過程中油藏油層形成的高滲透條帶，具有一定的調(diào)堵性能。選擇滲透率為5~8 μ m2長(zhǎng)度為1100_串聯(lián)填砂管巖心，60°C條件下注入含核營(yíng)養(yǎng)凍膠溶液至成膠后，以每分鐘ImL注入速度注水，測(cè)量成膠后的突破壓力為3.2MPa，可以有效地堵塞高滲透條帶，阻止注入流體進(jìn)一步竄流，擴(kuò)大波體積，提高驅(qū)油效率。
[0045]實(shí)例四:該含核營(yíng)養(yǎng)凍膠組分重量份數(shù)為:水95.58份，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM) 0.25份，乙酸鉻溶液0.1份，硫脲0.12份，纖維素3份，玉米漿干粉0.4份，磷酸氫二銨0.35份，硝酸鈉0.2份。
[0046]上述用水為油田現(xiàn)場(chǎng)水。
[0047]其生產(chǎn)過程如下
[0048]A、將纖維素(粒徑為270~300微米的竹粉)浸泡于濃度為5%~8%乙酸溶液中10~15分鐘后取出，經(jīng)小于粒徑的篩網(wǎng)過濾至5分鐘內(nèi)無溶液濾出，完成對(duì)纖維素的改性，即改性纖維素。
[0049]B、向燒杯中加水99.6份，置于攪拌器上攪拌并使旋轉(zhuǎn)液面產(chǎn)生漩渦，稱取0.4份部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉，將其撒在水的斜面上，溶解2小時(shí)，形成部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。
[0050]C、將磨口瓶置于電子天平上，加入3份改性纖維素，加入部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液62.5份，乙酸鉻溶液0.1份、硫脲0.12份、玉米漿干粉0.4份、磷酸氫二銨
0.35份、硝酸鈉0.2份，向磨口瓶中加水至100份，將磨口瓶置于磁力攪拌器上，放入磁棒，啟動(dòng)攪拌器，通過磁力棒旋轉(zhuǎn)充分混合10分鐘，然后蓋上涂有高溫油脂的磨口瓶蓋，置于恒溫箱中，8小時(shí)至5天即可得到含核營(yíng)養(yǎng)凍膠。
[0051]用含核營(yíng)養(yǎng)凍膠進(jìn)行巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。以油井產(chǎn)出液中的微生物為菌種液，菌液濃度為10%，本源菌數(shù)量為IO7個(gè)/mL，非均質(zhì)巖心體積45 X 45 X 300mm，空氣滲透率1506mD。經(jīng)過飽和水、飽和油和巖心老化后，首先進(jìn)行巖心水驅(qū)，至巖心出口端含水率90%時(shí)，注入含核營(yíng)養(yǎng)凍膠0.5PV，5天后恢復(fù)水驅(qū)油。結(jié)果表明，含核營(yíng)養(yǎng)凍膠的驅(qū)油效率比同等條件下水驅(qū)提高20.4%。檢測(cè)產(chǎn)出液中微生物代謝產(chǎn)物類型為糖脂類，濃度為0.149%。 [0052]現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中的設(shè)備包括:容積為5~10方帶有攪拌裝置的圓形或方形金屬容器，排量為每小時(shí)0.5~10方、額定壓力25MPa柱塞泵和耐20MPa高壓管線。
[0053]配制方法:油田現(xiàn)場(chǎng)水經(jīng)過來水管線進(jìn)入金屬罐，啟動(dòng)攪拌器，邊攪拌邊加入改性纖維素，然后沿著攪拌器攪水產(chǎn)生的漩渦斜面，將部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉均勻地撒在水面上，溶解部分水解聚丙烯酰胺(HPAM) 100分鐘，然后加入交聯(lián)劑(乙酸鉻溶液和硫脲)和微生物營(yíng)養(yǎng)劑,再攪拌20分鐘。
[0054]注入方法: 按照注水配注量注入油層。年施工I~2次。
【權(quán)利要求】
1.一種含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，其特征是它由下述重量配比的組分組成:水95.58~98.56、部分水解聚丙烯酰胺0.2~0.3、乙酸鉻溶液0.03~0.1、硫脲0.1~0.15、改性纖維素0.5~3、玉米漿干粉0.2~0.4、硝酸鈉0.1~0.3、磷酸氫二銨0.2~0.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，其特征是:所述水為油田現(xiàn)場(chǎng)水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，其特征是:所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量為1800萬~2800萬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，其特征是:所述乙酸鉻溶液有效含量50%+ 0.5 % ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，其特征是:所述改性纖維素為浸泡于濃度5%~8%弱酸溶液中10~15分鐘后濾至無溶液流出的竹粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，其特征是:所述竹粉粒徑為30微米~300微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，其特征是:所述弱酸是草酸或乙酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含核營(yíng)養(yǎng)凍膠，其特征是:所述玉米漿干粉蛋白質(zhì)含量為42%~44%。
【文檔編號(hào)】C09K8/582GK103805153SQ201210449326
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】馮慶賢, 梁建春, 滕克孟, 馬先平, 徐國(guó)安 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司