[发明专利]预防和降低含水体系中的硫化氢和提高石油采收率的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种降低含水体系特别是油田含水体系中的硫化氢含量 的方法，以及一种在含水体系中预防硫化氢产生的有效方法。本发明涉及采 用无硫化氢或可能受硫化氢污染较小的含水体系来提高石油采收率的方法。 本发明还涉及利用这些方法实现微生物采油的方法。

背景技术

石油是通过一个或多个穿透地下含油岩层的钻井输送到地面后进行收 集的。如果地下含油岩层有足够大的压力存在，石油将不需要泵而自发地从 地表溢出。通常情况下，随着油田的开采，地层压力会逐步下降，而后将需 要采用泵来开采。

目前，原油的采收率在10％至50％不等，平均约为33％。按照中国已发 现的石油储量计算，原油采收率提高1％，就可增加2亿多吨的可采储量。 这将带来重大的经济利益，并会减少对外国石油的依赖。因此，一种经济有 效的提高原油采收率的方法对中国解决能源短缺，保障能源供给具有十分重 要的意义。

众所周知，许多油藏的酸化是由于微生物产生的硫化氢(H₂S)所造成 的。硫化氢的产生是硫酸盐还原菌将体系中的硫酸盐转化为硫化物的结果。 这些细菌既有在油藏中原生的，也有在石油钻探过程中引入的。J.R.Postgate 所著的“硫酸盐还原菌”，第二版，剑桥大学出版社1984年，介绍了这些 微生物及其对油田的影响。

硫化氢能造成采油设备的严重腐蚀，极大地破坏油田的生产能力，并且 降低原油的商业价值。因此，针对硫化氢的预防和清除，前人作了大量深入 的研究。在一些情况下，工业界普遍采用各种不同的杀菌剂来解决由硫酸盐 还原菌所造成的硫化氢问题。虽然采用杀菌剂治理硫化氢效果不一，但如果 和本发明所提到的硝酸盐和/或亚硝酸盐的处理体系相结合，杀菌剂治理硫化 氢效果将会显著提高。

众所周知，钼酸盐能抑制或杀灭在湖泊沉积等自然环境中产生硫化氢的 硫酸盐还原菌(SRB)。但是，这种方法需要大量钼酸盐，例如水中的钼酸 盐浓度需要超过3000ppm才能有效地控制了硫化氢的产生。这种方法使用大 量钼酸盐不仅费用高而且效率低下。

因此，一种经济有效地消除含水体系中已存在的硫化氢的方法是非常必 要的。同时，这种方法也必须能预防硫酸盐还原菌进一步产生硫化氢。

本发明正是提供了这样一种方法，它不仅能消除含水体系中现有的硫化 氢，抑制硫酸盐还原菌进一步产生硫化氢，而且能够通过采用无硫化氢或受 硫化氢污染较小的含水体系来提高石油的采收率。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种实用的方法将石油从地层内的各个含油 圈闭中开采出来。

本发明的目的之二是提供一种方法能增加地下油气藏的压力，以便于石 油开采。

本发明的目的之三是提供一种更加有效的在地下厌氧环境下提高石油 采收率的方法。

更具体地，本发明提供了一种降低含水体系特别是油田含水体系中的硫 化氢的方法。本发明还提供了一种在含水体系中抑制硫酸盐还原菌从而预防 硫化氢产生的有效方法。本发明还提供了采用无硫化氢或可能受硫化氢污染 较小的含水体系来提高石油采收率的方法。本发明还提供了上述方法中的有 用成分以及一种微生物采油的方法，其中包括在处于厌氧环境下的地层中， 注入反硝化微生物、水、以及硝酸根和/或亚硝酸根离子，从而促进了微生物 代谢产物如生物聚合物、生物表面活性剂，酸、溶剂、氮气和二氧化碳气体 的形成，这些代谢产物有助于提高原油采收率。

本发明提供了一种微生物采油的方法，包括在地层中引入以下因素以确 定厌氧环境：(a)反硝化微生物，(b)水溶液载体，(c)非氧电子受体。 在这样的环境和体系中，微生物能在元素硫和/或含硫化合物(尤其是还原态 的含硫物质)存在的情况下，消耗这种非氧电子受体。本发明确定了优选的 微生物为反硝化微生物包括硫杆菌如T脱氮菌等反硝化细菌，优选的非氧电 子受体为一种硝酸根和/或亚硝酸根离子源。

硝酸根和/或亚硝酸根离子源被还原后会产生氮气，增加含油岩层空隙内 的压力，从而有助于驱动石油从岩层中释放出来。