《一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法》是中國石油化工股份有限公司、中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司採油工藝研究院於2014年9月9日申請的專利，該專利的公布號為CN104329066A，授權公布日為2015年2月4日，發明人是宋永亭、李彩風、王剛、徐鵬、潘永強等。
《一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法》屬於三次採油技術領域，具體涉及一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法，該方法包括以下步驟：（1）試驗油井的篩選；（2）篩選微生物及其營養物；（3）將微生物及其營養物注入試驗井地層；（4）注入液態CO2；（5）試驗油井關井；（6）試驗油井開井生產。
2017年12月11日，《一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法
- 申請人：中國石油化工股份有限公司、中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司採油工藝研究院
- 申請日：2014年9月9日
- 申請號：2014104553367
- 公布號：CN104329066A
- 公布日：2015年2月4日
- 發明人：宋永亭、李彩風、王剛、徐鵬、潘永強、徐登霆、劉濤、巴燕、段傳慧、吳曉玲、張守獻
- 地址：北京市朝陽區朝陽門北大街22號
- Int.Cl.：E21B43/22(2006.01)I
- 代理機構：北京世譽鑫誠專利代理事務所
- 代理人：郭官厚
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
中國陸上稠油資源占石油總資源量的20％以上，全國稠油資源量約為198.7億噸，探明的稠油地質儲量約為20.6億噸。稠油油藏的原油產量達到了總原油產量的7％，稠油開發已經成為中國原油開採生產重要的組成部分。而且隨著輕質油開採儲量的減少，稠油開採所占的比重將會不斷增大。
稠油由於瀝青膠質含量高，蠟質含量少，因而粘度高，流動困難，開採難度很大，2014年前，蒸汽吞吐技術是中國稠油開採的主要方法，全國約有80％的稠油產量是靠蒸汽吞吐獲得的。但是，蒸汽吞吐技術存在以下幾個方面的問題：（1）生成蒸汽成本高，尤其在水資源短缺和水價昂貴的地區，水處理費用高；（2）由於注蒸汽，油井熱損失、出砂、套管損壞等情況較嚴重，影響到油井利用率和工藝措施的實施；（3）隨著蒸汽吞吐輪次的增加，近井地帶含水上升，消耗掉大部分蒸汽熱量，熱能有效利用程度變差，導致蒸汽吞吐效果變差；（4）部分非熱采完井的稠油井，無法進行注蒸汽。
發明內容
專利目的
《一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法》的目的在於為了克服上述2014年9月之前技術存在的缺陷而提供一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法。
技術方案
《一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法》其特徵在於，該方法包括以下步驟：
（1）試驗油井的篩選
油井篩選標準為油井溫度＜100℃，原油粘度＜5000毫帕·秒，地層水礦化度＜50000毫克/升，滲透率＞50×10微米。
（2）微生物和營養物的篩選
微生物為地芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、不動桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、假單胞菌中的一種，營養物包括碳源、氮源和磷源，碳源為蔗糖或葡萄糖，氮源為玉米漿乾粉、蛋白腖、酵母粉、氯化銨和尿素中的一種，磷源為磷酸氫二鉀和磷酸氫二鈉中的一種，碳源、氮源和磷源質量比為1:0.2～0.5:0.1～0.3。
（3）將微生物和營養物溶液注入試驗井地層
微生物和營養物溶液注入採用段塞注入的方式，首先注入第一部分段塞的微生物及營養物溶液，其注入量體積為總注入量體積的30％～40％，其次注入50立方米～80立方米地層水，然後注入第二部分段塞微生物及其營養物，其注入量體積為總注入量體積的60％～70％。
（4）微生物和營養物溶液注入完畢後，注入液態CO2
液態CO2的注入量為零下20℃時與微生物和營養物溶液注入量的體積比為1:1～2。
（5）試驗油井關井
試驗油井關井時間為10天～15天。
（6）試驗油井開井生產
試驗油井關井時間到期後，油井開井生產，第1個月內的產液量30立方米/天～50立方米/天，第1個月後每天的產液量50立方米/天～100立方米/天。其中，所述微生物和營養物，其溶液的注入體積總量V為：V＝3.14RHфβ，式中：V—微生物和營養物溶液注入體積總量，立方米；R—處理半徑，m，取值範圍為8～10；H—稠油井油層有效厚度，m；Ф—稠油井油層孔隙度，無量綱；Β—用量係數，無量綱，取值範圍為0.8～1.0。
所述微生物和營養物，其質量濃度分別為2.0％～3.0％和5％～8％。所述微生物和營養物溶液注入地層的方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為8立方米/小時～10立方米/小時。所述地層水注入地層的方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為10立方米/小時～15立方米/小時。所述液態CO2注入地層方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為5立方米/小時～8立方米/小時。
有益效果
與2014年9月之前的技術相比，《一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法》具有如下優點和有益效果：
（1）該發明適用範圍廣，油井溫度＜100℃，原油粘度＜5000毫帕·秒，地層水礦化度＜50000毫克/升，滲透率＞50×10微米。
（2）該發明既能大幅度降低稠油粘度、降低油水界面張力，又能有效補充地層能量，作用周期長，超過6個月，增油效果好，單井日增油超過3噸；
（3）該發明方法的工藝實施簡單，無油井出砂、套管損壞情況，油井利用率高。
技術領域
《一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法》涉及一種三次採油的方法，特別涉及一種用於稠油井的微生物和CO2複合吞吐方法。
權利要求
1.《一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法》其特徵在於，該方法具體包括以下步驟：
（1）試驗油井的篩選
油井篩選標準為油井溫度＜100℃，原油粘度＜5000毫帕·秒，地層水礦化度＜50000毫克/升，滲透率＞50×10微米；
（2）微生物和營養物的篩選
微生物為地芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、不動桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、假單胞菌中的一種，營養物包括碳源、氮源和磷源，碳源為蔗糖或葡萄糖，氮源為玉米漿乾粉、蛋白腖、酵母粉、氯化銨和尿素中的一種，磷源為磷酸氫二鉀和磷酸氫二鈉中的一種，碳源、氮源和磷源質量比為1:0.2～0.5:0.1～0.3；
（3）將微生物和營養物溶液注入試驗井地層
微生物和營養物溶液注入採用段塞注入的方式，首先注入第一部分段塞的微生物及營養物溶液，其注入量體積為總注入量體積的30％～40％，其次注入50立方米～80立方米地層水，然後注入第二部分段塞微生物及其營養物，其注入量體積為總注入量體積的60％～70％；
（4）微生物和營養物溶液注入完畢後，注入液態CO2
液態CO2的注入量為零下20℃時與微生物和營養物溶液注入量的體積比為1:1～2；
（5）試驗油井關井
試驗油井關井時間為10天～15天；
（6）試驗油井開井生產
試驗油井關井時間到期後，油井開井生產，第1個月內的產液量30立方米/天～50立方米/天，第1個月後每天的產液量50立方米/天～100立方米/天。
2.根據權利要求1所述的一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法，其特徵在於所述的微生物和營養物，其溶液的注入體積總量V為：V＝3.14RHфβ，式中：V—微生物和營養物溶液注入體積總量，立方米；R—處理半徑，m，取值範圍為8～10；H—稠油井油層有效厚度，m；Ф—稠油井油層孔隙度，無量綱；Β—用量係數，無量綱，取值範圍為0.8～1.0。
3.根據權利要求1或2所述的一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法，其特徵在於所述微生物和營養物，其質量濃度分別為2.0％～3.0％和5％～8％。
4.根據權利要求1或2所述的一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法，其特徵在於所述微生物和營養物，其注入地層的方式均採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為8立方米/小時～10立方米/小時。
5.根據權利要求3所述的一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法，其特徵在於所述微生物和營養物，其注入地層的方式均採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為8立方米/小時～10立方米/小時。
6.根據權利要求1或2所述的一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法，其特徵在於所述的地層水，其注入地層的方式採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為10立方米/小時～15立方米/小時。
7.根據權利要求1或2所述的一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法，其特徵在於所述液態CO2，其注入地層方式採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為5立方米/小時～8立方米/小時。
8.根據權利要求3所述的一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐采 油方法，其特徵在於所述液態CO2，其注入地層方式採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為5立方米/小時～8立方米/小時。
9.根據權利要求4所述的一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法，其特徵在於所述液態CO2，其注入地層方式採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為5立方米/小時～8立方米/小時。
實施方式
實施例1：以某油田稠油井G1為例
某油田G1稠油井，原油粘度1663毫帕·秒，油層溫度66℃，油層壓力12.07兆帕，油層有效厚度6.9米，孔隙度0.28，滲透率735×10微米，地層水礦化度14327毫克/升，該井於2013年6年由於不產油而停產。實施該發明的步驟如下：
（1）試驗油井的篩選
試驗油井G1的溫度＜100℃、原油粘度＜5000毫帕·秒、礦化度＜50000毫克/升和滲透率＞50×10微米，符合油井篩選標準，因此，該井適合進行微生物和CO2複合單井吞吐試驗。
（2）微生物和營養物的篩選
經過室內實驗，篩選出的微生物為地芽孢桿菌屬，營養物組成為蔗糖、玉米漿乾粉和K2HPO4，蔗糖、玉米漿乾粉和K2HPO4質量比為1:0.2:0.2。
（3）將微生物和營養物溶液注入試驗井地層
微生物和營養物溶液的注入總量V為：V＝3.14RHфβ＝3.14×8×6.9×0.28×0.8＝310.6立方米。其中：R取值8，β取值0.8。微生物和營養物質量濃度分別為2％和5％，第一部分段塞的微生物和營養物溶液注入量體積為310.6×30％立方米＝93.2立方米，其中，微生物注入質量為1864千克，營養物注入質量為4660千克，注入地層水量為50立方米，第二部分段塞微生物和營養物溶液注入量體積為310.6×70％立方米＝217.4立方米，其中，微生物注入質量為4348千克，營養物注入質量為10870千克。
微生物和營養物溶液注入地層的方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為8立方米/小時，地層水注入地層的方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為10立方米/小時。
（4）微生物和營養物注入完畢後，注入液態CO2
液態CO2的注入量為零下20℃時與微生物和營養物注入量的體積比為1:1，為310.6立方米。
液態CO2注入地層方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為5立方米/小時。
（5）試驗油井關井
試驗油井關井10天。
（6）試驗油井開井生產
試驗油井關井時間到期後，油井開井生產，第1個月內的產液量30立方米/天，第1個月後每天的產液量50立方米/天。
試驗油井開井生產後產液量和產油量明顯上升，有效期達到7個月，單井平均日增油5.3噸。
實施例2：以某油田稠油井F2為例
某油田F2稠油井，原油粘度1819毫帕·秒，油層溫度56℃，油層壓力12.93兆帕，油層有效厚度2.6m，孔隙度0.3，滲透率1130×10微米，地層水礦化度12378毫克/升。實施該發明的步驟如下：
（1）試驗油井的篩選
試驗油井F2的溫度＜100℃、原油粘度＜5000毫帕·秒、礦化度＜50000毫克/升和滲透率＞50×10微米，符合油井篩選標準，因此，該井適合進行微生物和CO2複合單井吞吐試驗。
（2）微生物和營養物的篩選
經過室內實驗，篩選出的微生物為假單胞菌，其營養物組成為葡萄糖、蛋白腖和Na2HPO4，葡萄糖、蛋白腖和Na2HPO4質量比為1:0.3:0.3。
（3）將微生物和營養物溶液注入試驗井地層
微生物和激活劑溶液注入體積總量V為：
V＝3.14RHфβ＝3.14×10×2.6×0.3×1.0＝245立方米
其中：R取值10，β取值1.0
微生物和營養物質量濃度分別為2.5％和8％。
第一部分段塞的微生物和營養物溶液注入量體積為245×35％立方米＝85.75立方米，其中，微生物注入質量為2143.75千克，營養物注入質量為6860千克，注入地層水量為80立方米，第二部分段塞的微生物和營養物溶液注入量體積為159.25立方米，其中，微生物注入質量為3981.25千克，營養物注入質量為12740千克。
微生物和營養物溶液注入地層的方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為9立方米/小時，地層水注入地層的方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為12立方米/小時。
（4）微生物及其營養物注入完畢後，注入液態CO2
液態CO2的注入量為零下20℃時與微生物和營養物溶液注入量的體積比為1:2，為122.5立方米。
液態CO2注入地層方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度6立方米/小時。
（5）試驗油井關井
試驗油井關井12天。
（6）試驗油井開井生產
試驗油井關井時間到期後，油井開井生產，第1個月內的產液量40立方米/天，第1個月後每天的產液量80立方米/天。
試驗油井開井生產後產液量和產油量明顯上升，有效期達到8個月，單井平均日增油8.5噸。
實施例3：以某油田稠油井K3為例
某油田K3稠油井，原油粘度2312毫帕·秒，油層溫度72℃，油層壓力10.1兆帕，油層有效厚度8.2m，孔隙度0.35，滲透率1860×10微米，地層水礦化度9876毫克/升。實施該發明的步驟如下：
（1）試驗油井的篩選
試驗油井K3的溫度＜100℃、原油粘度＜5000毫帕·秒、礦化度＜50000毫克/升和滲透率＞50×10微米，符合油井篩選標準，因此，該井適合進行微生物和CO2複合單井吞吐試驗。
（2）微生物和營養物的篩選
經過室內實驗，篩選出的微生物為枯草芽孢桿菌，其營養物組成為葡萄糖、氯化銨和K2HPO4，葡萄糖、氯化銨和K2HPO4質量比為1:0.5:0.1。
（3）將微生物和營養物溶液注入試驗井地層
微生物和營養物溶液注入體積總量V為：
V＝3.14RHфβ＝3.14×9×8.2×0.35×0.9＝657立方米
其中：R取值9，β取值0.9。
微生物和營養物質量濃度分別為3.0％和6.0％。
第一部分段塞的微生物和營養物溶液注入量體積為657×40％立方米＝262.8立方米，其中，微生物注入質量為7884千克，營養物注入質量為15768千克，注入地層水量為65立方米，第二部分段塞的微生物和營養物溶液注入量體積為394.2立方米，其中，微生物注入質量為11826千克，營養物注入質量為23652千克。
微生物和營養物溶液注入地層的方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為10立方米/小時，地層水注入地層的方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度為15立方米/小時。
（4）微生物及其營養物注入完畢後，注入液態CO2
液態CO2的注入量為零下20℃時與微生物及其營養物注入量的體積比為1:1.5，為438立方米。
液態CO2注入地層方式為採用泵車經稠油井油套環空注入，注入速度8立方米/小時。
（5）試驗油井關井
試驗油井關井15天。
（6）試驗油井開井生產
試驗油井關井時間到期後，油井開井生產，第1個月內的產液量50立方米/天，第1個月後每天的產液量60立方米/天。
試驗油井開井生產後產液量和產油量明顯上升，有效期達到15個月，單井平均日增油9.2噸。
榮譽表彰
2017年12月11日，《一種用於稠油井的微生物和CO2複合單井吞吐採油方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
