[发明专利]微生物产物及其用于提高石油采收率的用途

说明书

本发明涉及使用产生生化物的微生物的、微生物增强石油采收的组合物和方法。在具体的实施方式中，本发明的方法包括将产生生物表面活性剂的细菌和/或其生长副产物施用至石油生产地点。在优选的实施方式中，细菌是孢子形式的芽孢杆菌菌株。在一些实施方式中，该方法进一步包括将细菌与酵母发酵产物、碱性化合物、聚合物、非生物表面活性剂和/或一种或多种螯合剂一起施用。有利地，本发明可用于促进来自井的油的流动，以及使存在于含油地层中的积垢溶解。

技术领域

本申请要求获得2017年4月9日提交的美国临时申请序列号62/483,425的权益，该美国临时申请通过引用整体并入本文。

背景技术

对化石燃料的高需求需要高效的石油生产。随着油井的成熟，以经济上可行的速率继续泵送油变得更加困难和昂贵。因此，需要开发改善的石油采收方法。一种这样的机制利用微生物及其副产物。

油存在于地球表面下的储层岩体内的小孔隙和狭窄裂缝中。储层的自然压力使油流到地面，从而提供初级生产；然而，随着石油生产的进行，储层压力被耗尽到这样的地步：需要人工提升或泵送来维持经济的石油生产率。

当需要为储层提供外部能量以实现额外的石油采收(次级采收)时，可以通过注入气体(气体注入)和/或水(水驱(water flooding))来引入额外的能量。在油田操作几年后，注入的流体优先沿高渗透层流动，这导致这些流体绕过储层中的油饱和区域。因此，随着油的增加，水(或气体)的量增加，并且通过降低油对于水的比例，最终继续该过程变得不经济；那时必须放弃这个油田。

初级采收通常导致最初存在于含油地层中的仅一小部分原油的平均水平的采收。次级采收，例如水驱，在继续进行变得不经济时，通常再采收10％。即使在次级采收达到经济极限之后，原始地层中60％至70％的油存留并不罕见。在这种情况下，可以考虑第三阶段的石油采收，即所谓的三级生产。

在该第三阶段，采用技术先进的方法来修改储层流体的性质或储层岩石特性。一般来说，这些方法可分为四大类：热法、化学法、可混溶物或溶剂注入和微生物法。

微生物增强石油采收(MEOR)是合并多学科的领域，尤其包括地质学、化学、微生物学、流体力学、石油工程、环境工程和化学工程。MEOR使用微生物和/或其代谢物来增加石油的采收率。在MEOR中使用的微生物方法可以解决井身清理问题，以去除堵塞油流通道的泥浆和其他碎屑；油井增产(well stimulation)改善从排水区流入井身的油流；并且增加的水驱量通过注入选定的微生物(以及有时有营养物质)增强了微生物的活性。

在MEOR中，营养物和合适的微生物(其优选在厌氧储层条件下生长)被注入储层。微生物副产物可以包括例如生物表面活性剂、生物聚合物、酸、溶剂、气体和酶，微生物副产物可以修改油的性质以及油、水和多孔介质之间的相互作用，可以改变地下地层的渗透性，并最终增加石油的流动性和采收率。

由于微生物表面活性剂的多样性、环境友好性、大规模生产的可能性、选择性、极端条件下的性能以及在环境保护方面的潜在应用，近年来对微生物表面活性剂的兴趣不断增加。微生物产生的表面活性剂，即生物表面活性剂，降低了水和油之间的界面张力，并因此，需要较低的静水压力来移动夹带在孔隙中的液体以克服毛细管效应。其次，生物表面活性剂有助于胶束的形成，为在流动水相中调动(mobilize)油提供了物理机制。

一直需要改善的石油采收方法，尤其是可以长时间维持的方法。这包括对改善的石油采收方法的需求，诸如使用例如微生物和/或其生长副产物的方法。生物表面活性剂增强了碳氢化合物的乳化作用，有可能溶解碳氢化合物污染物并且增加其对微生物降解的可用性。这些化合物也可用于增加石油采收率。

发明内容

在某些实施方式中，本发明提供了微生物，以及衍生自这些微生物和产生它们的发酵培养液(fermentation broth)的物质，诸如生物表面活性剂、溶剂和/或酶。本发明还提供了使用这些微生物及其副产物提高油产量的方法。