[发明专利]一种泡沫堵剂

说明书

技术领域

本发明属于油田化学领域，具体涉及一种泡沫堵剂及其应用。

背景技术

泡沫堵剂是将大量气体以气泡的形式均匀分散在体系中，分散相的气泡常常以多面体的形式存在，具有粘度高、滤失低、可有效增大储层流动阻力、可选择性封堵、选择性封堵调剖能力强和对地层伤害小等特点。泡沫堵剂的焦点问题在于其在特定环境下的“起泡性”和“稳泡性”。

泡沫堵水剂中常用的发泡剂为十二烷基磺酸钠（AS）和十二烷基苯磺酸钠（ABS）等化学表面活性剂。但化学表面活性剂作为发泡剂时，它常常受金属阳离子影响和矿化水影响，对发泡性和泡沫稳定性产生严重的影响。而以生物表面活性剂作为发泡剂时，它具有耐高温、耐矿化度和耐高价金属离子等特性。

生物表面活性剂是微生物或植物在一定条件下培养时，在其代谢过程中分泌出的具有一定表面活性的代谢产物，如糖脂、多糖脂、脂肽或中性类脂衍生物等。它们不仅具有化学表面活性剂具有的各种表面性能，而且还拥有下列优点：①选择性广，对环境友好；②庞大而复杂的化学结构使得表面活性和乳化能力更强；③分子结构类型多样，具有许多特殊的官能团，专一性强；④原料在自然界广泛存在且价廉；⑤发酵生产是典型的“绿色”工艺等；而更为突出的是其可以有很低的成束浓度、且其耐温和耐矿化度高。由于生物表面活性剂分子的空间结构比化学表面活性剂更加复杂，所占用表面空间更大，可以更高效的吸附于表/界面，改善表/界面性质，由此决定了生物表面活性剂能在很低的浓度下达到最低界面张力和成束。

CN101838621A提供一种枯草芽孢杆菌及脂肽类生物表面活性剂的制备方法，所用菌株为高效脂肽生产菌枯草芽孢杆菌BIT09S1、BIT09S2、BIT09A2，所用培养基以廉价的糖蜜、豆粉、魔芋胶精粉、瓜尔胶及改性瓜尔胶的破胶液为碳源，加以其它的氮源、磷源和无机盐成份及营养元素，发酵后，经分离纯化，制得脂肽生物表面活性剂。所得的脂肽类生物表面活性剂Surfactin的粗提物可以用于油气田压裂、酸化、解堵、调剖堵水、油污水处理及环境修复等诸多钻采工艺，是一前景广阔的生物表面活性剂。

但本领域还需要一种针对性更好、性能更优异的泡沫堵剂。

发明内容

因此，本发明提供一种泡沫堵剂，所述堵剂中包含生物发泡剂，所述生物发泡剂为菌种发酵后产生的发酵液和/或其浓缩液，且所述菌种为铜绿假单胞菌和/或灰暗诺卡氏菌。

容易理解的，本发明所述铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和/或灰暗诺卡氏菌（Nocardla erythropolis）均可通过商购获得。

在一种具体的实施方式中，所述菌种为铜绿假单胞菌和灰暗诺卡氏菌的混合菌种。在本发明中，使用铜绿假单胞菌和灰暗诺卡氏菌混合菌种制备生物发泡剂时，所得堵剂在应用过程中的封堵效果明显优于由单一菌种制备得到的堵剂。在一种具体的实施方式中，所述菌种中铜绿假单胞菌和灰暗诺卡氏菌发酵液体积比为1～5:1，优选1.5～3:1。

在另一种具体的实施方式中，所述生物发泡剂在所述堵剂中的质量含量为1～90%，优选4～80%。具体地，当本发明中直接使用菌种发酵后产生的发酵液为生物发泡剂时，所述生物发泡剂在所述堵剂中的质量含量例如为25～80%；而当本发明中使用发酵液的浓缩液为生物发泡剂时，例如将所述发酵液负压浓缩至原体积的10～15%，此时所述生物发泡剂在所述堵剂中的质量含量优选为4～8%。本发明中使用的生物发泡剂可以是未经菌体分离的发酵液，也可以是除去菌体后的发酵液，例如以经10000转高速离心所述发酵液后得到的上清液作为本发明中的生物发泡剂。

优选地，所述堵剂中还包含泡沫稳定剂、交联剂和交联延缓剂。在一种具体的实施方式中，所述泡沫稳定剂为聚丙烯酰胺类或纤维素类物质。所述聚丙烯酰胺类物质例如为分子量为600-1000万且水解度小于4%的聚丙烯酰胺，或者是分子量为600-1000万且水解度小于25%的部分水解聚丙烯酰胺；所述纤维素类物质例如为甲基纤维素。所述交联剂例如选自氧氯化锆、氯化铝和柠檬酸铝。所述交联延缓剂例如为NaOH溶液和CH₃COOCH₃的混合液。更加优选地，所述泡沫稳定剂、交联剂和交联延缓剂在堵剂中的重量百分含量分别为0.1-0.5%、0.05-0.8%和0.05-0.5%，且所述堵剂的pH值为8-10。

本发明还提供一种如上所述泡沫堵剂的使用方法，具体地，所述堵剂与氮气一起注入地层中作为堵水剂使用。