[发明专利]控制油田生物污染的方法

说明书

本发明涉及油田生物污染的控制，以提高注水操作中的回采油率。它包括在用注水法从含油地层回采油期间减少座生细菌，特别是硫酸盐还原细菌的含量及抑制其生长和活性。

在石油工业中广泛采用注水法，以实施采油。这种方法超过了通常的一次采油，增加了地层中油的总产量。在这个方法中，人们希望保持高注水率，同时能耗最低。任何阻碍水自由进入含油层都会严重地减小回采操作的效率。

注水系统为生物膜层生长和繁殖提供了理想的环境。大量的水经过这些系统输送和注入到含油岩层中以尽量保持储油层的压力或增加油穿过岩层到达生产井的流动性。水分配网络的巨大表面积促使生物污染，即细菌在井管壁上附着和生长。

由厌氧菌引起的生物污染是通过在注入之前从水中除去了氧气而形成的。除氧是为了尽量减少设备的腐蚀，但是，缺氧条件为硫酸盐还原菌(SRB)在生物膜中提供了理想的生长环境。这种现象在注水操作的进水面和产油面都观察到了。这些细菌的新陈代谢活动能导致腐蚀速度增加、过滤器阻塞，从硫化物产生损害健康的物质，和最终使岩层酸化(酸化井含有硫化氢)。

用来控制生物污染的常用方法是定期地施用生物杀伤剂。生物杀伤剂的选用是基于其在标准的实验室评价测试中的性能。直到最近，这种测试并不针对在生物膜中的细菌，而是集中在体相流体中的微生物(浮游生物)上。浮游微生物比其对应的座生微生物更容易被杀死，因为它们没有额外的蜂窝状聚合基质所提供的保护，而该基质是生物膜伴生菌的一个整体部分。不过，由于这种测试方法的方便性而仍然被普遍使用。

通常使用高效速杀型生物杀伤剂戊二醛(戊烷二醛)以抑制生物污染，不过要求用量大。若贮存不妥，在贮存期间它不稳定。提高其效力的方法包括与季铵卤化物或卤化化合物，例如苄基三甲基铵卤化物等等，混合使用。

虽然异噻唑酮类(下面式Ⅰ)可用作速杀型生物杀伤剂，但由于存在SRB产生的硫化氢降低了它们的效力。不过，异噻唑酮类通过保持SRB的低含量并抑制其新陈代谢的活性，对阻止形成硫化氢非常有效，换言之，它们是非常有效的控制型生物杀伤剂。在本文中，“控制型生物杀伤剂”是指在一段时间内，在某一场所能够维持微生物低活性或零活性的任何物质。应该理解大多数速杀型生物杀伤剂也具有控制型生物杀伤剂的功能，但并非所有控制型生物杀伤剂都是有效的速杀型生物杀伤剂，也就是说在即时快速杀灭微生物方面并非都是有效的。

欧洲专利EP337624A中公开了一种减少座生SRB的方法，该方法包括：周期性投放部分剂量(Slug doses)的一种烷二醛，例如戊二醛，作为速杀型生物杀伤剂，与一种连续剂量的异噻唑酮作为控制型生物杀伤剂共用。与其它施用这些化合物的方法相比，人们发现这种方法特别有效。如果控制型生物杀伤剂不是计量地供入该系统，据说可以小剂量注射形式加入。这是为了在计量给药做不到的场合能够提供高效连续地投药。规定“供药”期和“停药”期间歇地投放控制型生物杀伤剂，或以变化的浓度投药，尚没见过报导。

现在我们惊异地发现，以这种方法施用控制型生物杀伤剂的用量可以显著地减少，同时仍保持着有效的细菌控制，导致可能显著地节约费用。

因此，本发明提供一种方法，用于控制产油系统中的水被座生细菌污染，包括：a)投入部分剂量的具有生物有效量的一种速杀型生物杀伤剂，同时或随后b)间歇地投放一种具有生物有效量的控制型生物杀伤剂。

“间歇地投放”是指在某一期间(“供药”期)进行控制型生物杀伤剂投药，随后的一个时间极少投药或不投药(“停药”期)，在整个处理过程中重复这个循环。为方便操作，“停药”期一般采用不投药。特别令人惊奇的是这个方法能够具有与控制型生物杀伤剂连续不断地被投入同样的效力，因为控制型生物杀伤剂并不实际上杀灭细菌，因此，一旦停止处理，后者就可望再生。

本发明的另一方面包括使用上述方法，以减少用于控制由座生细菌污染产油系统水的控制型生物杀伤剂的投放用量。

“供药”和“停药”期的长度可以有很大变化。为了能够与通过部分剂量的速杀型生物杀伤剂/连续剂量的控制型生物杀伤剂获得的细菌控制效力相比较，优选使“停药”期持续不超过三小时，最好不超过2小时。由于在野外实际操作的原因，“供药”期的最小长度优选为至少20秒，更优选至少1分钟。当“供药”期为至少20分钟时，特别是如果为1小时或更长时，得到了最好的结果。