[发明专利]一种确定油藏微生物耗氧量和耗氧速率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用高温高压培养和气相色谱分析确定微生物在油藏环 境中耗氧量和耗氧速率的方法。

背景技术

微生物驱油就是一种具有低成本、环境友好、施工方便等特点的提高采 收率技术。本源微生物驱油技术就是通过向油藏注入营养物，以刺激油藏内 本身存在的微生物的生长与代谢，它们的代谢产物和菌体就与地层岩石、油 和水发生复杂的物理、化学和生物反应，从而改变岩石、油和水的某些物理 化学性质，最终改善原油流动性能以提高原油采收率。油藏环境中，根据微 生物对氧气的需求不同，可以分为好氧微生物和厌氧微生物，它们共同组成 油藏环境中的微生物生态系统。研究表明，好氧微生物在繁殖与代谢速度上 比厌氧微生物有明显的优势，而且许多生物表面活性剂和生物多糖都是由好 氧微生物产生的，因此对于微生物驱油技术的发展，油藏环境中的好氧微生 物要比厌氧微生物有更大的驱油潜力。

正是由于油藏好氧微生物具有更大的驱油潜力，近年来在传统的本源微 生物驱油基础上发展了好氧微生物驱油技术，也称为空气辅助微生物驱油。 空气辅助微生物驱油技术不仅要向油藏注入营养激活剂，同时也要补充氧气 (向油藏注入空气)，这样就可以大大提高油藏好氧微生物活性，另外注入空 气中的氧气消耗后，剩余的氮气的存在可以强化好氧微生物代谢产物与原油 的作用。这种利用好氧微生物作用、厌氧微生物作用以及气体这三类作用(或 协同作用)的驱油技术要比传统的本源微生物驱油(主要是厌氧微生物作用) 能更大程度的发挥油藏微生物驱油潜力。

由于对于营养剂量与氧气消耗量之间关系没有准确的方法去确定，现场 的注入方案设计中氧气(空气)注入量的设计一直缺乏理论依据。目前的现 场施工中，单井每年施工约6次，每次注入空气约3000～6000m³(标准条件)， 这些工艺参数主要根据经验来确定，并没有理论依据。目前并没有可靠的实 验方法确定空气注入参数是影响现场本源微生物驱油效果的一个重要要因 素。

发明内容

本发明的目的就是提出一种使用高温、高压培养和气相色谱对氧气的消 耗进行定量的方法，为油藏微生物在不同条件下对氧气的消耗需求量及消耗 速率确定、代谢过程中生物气组成的变化、现场注气量的确定及营养体系优 化等方面的研究提供方法基础的确定油藏微生物耗氧量和耗氧速率的方法。

本发明的方法是通过一个实验装置实现的，实验装置由培养容器、恒温箱、 压力表、气体流量控制仪、高压气瓶、培养液容器、驱替泵、取样器和气相 色谱分析仪组成；密闭的不锈钢材质的培养容器置于恒温箱中，高压气瓶通 过气体流量控制仪与培养容器连通，培养液容器下部与驱替泵连接，上部与 培养容器连通，气体取样器一端与培养容器连通，另一端连接气相色谱分析 仪，液体取样器与培养容器的液体取样口连通，压力表位于培养容器上。

本发明的方法包括如下步骤：

(1)按重量比将含有营养组分为0.5～5％的油井采出水或注入水通过驱替 泵注入不锈钢材质、容积为100～500ml的培养容器；(2)通过气体流量控制 仪将气瓶中的氧气或空气注入培养容器，气量为水样体积1～5倍；(3)将培 养容器置于模拟油藏温度45～80℃和压力10～20MPa的恒温箱中进行5-30 天培养；(4)培养结束后，取水样进行菌群密度计数分析和群落结构分析；(5) 取气样进行气相色谱分析，结合菌群计数分析结果，推算氧气的消耗量。

步骤(4)中培养液理化性质分析项目包括：表面张力、挥发性脂肪酸含 量；

步骤(5)中气样中各种气体组分分析通过气相色谱确定，结果用每种组 分所占体积百分比表示，所分析的气体种类包括：氧气、氮气、甲烷、乙烷、 丙烷、二氧化碳；

步骤(5)中菌群计数采用细菌瓶稀释法，分析的菌群包括：烃类氧化菌、 腐生菌、发酵菌、硫酸盐还原菌、硝酸盐还原菌、铁细菌及产甲烷菌，细菌 培养是在所模拟油藏环境的温度下进行；

最终微生物耗氧量与耗氧速率的确定是通过气相色谱分析的氧气含量的 变化速率来确定；

在培养期间的任何时间均可取气样进行气体组分的色谱定量分析，确定 不同时间的微生物代谢特征。

步骤(2)中的气体流量控制仪由一台Brooks气体流量计和一台控制仪 组成。