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1、(10)申请公布号 CN 102287167 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102287167 A *CN102287167A* (21)申请号 201110215056.5 (22)申请日 2011.07.29 E21B 37/06(2006.01) C09K 8/524(2006.01) (71)申请人 中国石油天然气股份有限公司 地址 100007 北京市东城区东直门北大街 9 号 申请人 大庆油田有限责任公司 (72)发明人 乐建君 李云祥 柏璐璐 王蕊 李蔚 陈星宏 王颖 (74)专利代理机构 北京尚诚知识产权代理有限 公司 11322 代理人 鲁兵 (54) 。
2、发明名称 一种机采井微生物清防蜡方法 (57) 摘要 本发明公开了一种用微生物清防蜡复合菌 剂对机采井进行清防蜡的方法， 是将微生物复合 菌剂注入井底， 井底液中复合菌剂浓度不低于 100mg/L， 最高可达 50000mg/L ； 加药周期为 10 28 天， 使原油含蜡量降低直至达到标准。本发明 通过现场 8 口易结蜡井的清防蜡试验， 微生物清 防蜡菌剂的用量比化学清防蜡剂用量减少 40 以上， 成本节约 20 -50， 加药周期延长 1 倍以 上， 经济效益显著 ； 此外， 试验期间机采井的电流 变化较小， 基本处于平稳状态， 效果上优于或等效 化学清防蜡药剂。 综上所述， 本发明具有对。
3、环境污 染低、 成本低、 作用期长、 经济效益高及适用范围 宽的优点， 将在石油开采领域的清防蜡中发挥重 要作用， 应用前景广阔。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 5 页 CN 102287179 A1/1 页 2 1. 一种对机采井进行微生物清防蜡的方法， 是将微生物复合菌剂注入井底， 井底液中 复合菌剂浓度不低于100mg/L， 最高可达50000mg/L ； 加药周期为1028天， 使原油含蜡量 降低直至达到标准。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述微生物复合菌剂在井底液。
4、中的浓度 优选为 100-300mg/L。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法， 其特征在于 ： 所述微生物复合菌剂， 由清蜡菌 菌剂和防蜡菌菌剂组成， 所述清蜡菌选自蜡状芽孢杆菌 (Bacillus cereus)HP CGMCC No.1141 和枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis)L-510 CGMCC No.1563 中的一株或两株， 所述防蜡菌选自地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis)UI-3 CGMCC No.2437、 短短芽 孢杆菌 (Brevibacillus brevis)HT CGMCC No.1142、 波茨坦短芽孢杆菌 。
5、(Brevibacillus borstelensis)Po CGMCC No.2441 和梭形芽孢杆菌 (Lysinnibacillus fusiformis)#6 CGMCC No.2439 中的一株或几株。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于 ： 所述清蜡菌菌剂和防蜡菌菌剂的比例可 根据实际需要进行调整， 针对结蜡严重的井， 以清蜡菌为主， 比例占 70 (wt) 以上 ； 针对结 蜡不严重的井， 以防蜡菌为主， 比例占 70 (wt) 以上。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法， 其特征在于 ： 现将各菌株分别接种于培养基中 得到各单菌菌剂， 然后将各单菌菌剂复配。
6、形成所述微生物复合菌剂 ； 所述培养基配方为 ： NaCl 5g， K2HPO43H2O 10g， KH2PO4 4g， MgSO47H2O 0.25g， (NH4)2SO4 1g， 蛋白胨 10g， 用水 定容至 1L， 调 pH 6.0 7.0， 121蒸汽灭菌 20min。 6. 根据权利要求 5 所述的方法， 其特征在于 ： 所述微生物复合菌剂中各菌的生长温度 范围为 20 90， 最适生长温度为 50 65， 生长酸碱度 pH 值范围为 5 9， 最适生长 pH 值为 6 8 ； 在将微生物复合菌剂注入井底时， 需把井底温度和 pH 值调整为所述各菌适 宜生长的温度和 pH 值。 7。
7、. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 在注入微生物菌剂前 1 3 天还要对油 井进行热洗。 8. 根据权利要求 1-7 任一项所述的方法， 其特征在于 ： 微生物复合菌剂是从管套注入 井底的， 套管压力较低时， 注入前先将套管气放空， 然后灌入 ； 无套管压力时， 直接注入。 9. 根据权利要求 8 所述的方法， 其特征在于 ： 初次复合菌剂加入量为 100kg， 以后每隔 11 28 天加菌剂一次， 菌液的每次添加量为 30-50Kg。 权 利 要 求 书 CN 102287167 A CN 102287179 A1/9 页 3 一种机采井微生物清防蜡方法 技术领域 0001 。
8、本发明属于石油开采领域中的清防蜡方法， 特别是涉及一种用微生物复合菌剂对 机采井进行清防蜡的方法。 背景技术 0002 清防蜡是油井生产管理中的一个重要课题 ( 李鸿英， 张劲军 . 蜡对原油流变性的 影响， 油气储运， 2002， 21(11) ： 6-12)。 由于原油物性及油井开采状况的差异， 油井的结蜡状 况各不相同， 清防蜡工艺也应随时调整。 目前， 采油现场主要采用加药(化学清防蜡剂)、 安 装井下固体缓释剂、 热洗清防蜡、 树脂涂层防蜡、 抗石蜡析出器等方法进行清防蜡， 其中化 学清防蜡存在用量大、 加药频率高、 作用时间短、 污染环境等问题， 随着投产新井的增加， 对 化学清防。
9、蜡剂的消耗量加大， 而常用热洗采取热水从高压套管环空进入， 通过抽油泵从油 管返出， 不但影响产量， 也对油层产生不同程度的污染。 0003 现有的微生物清防蜡技术在机采井中进行实验， 然而通常使用的为单一菌剂， 其 存在的问题是油藏中存活的各类杂菌多， 受油藏环境的影响， 特别是温度、 溶氧量、 氧化还 原电位及营养物的限制， 导致各类微生物的代谢活性和数量差异较大， 特别是单一菌剂在 不同油层的局部区域， 难以形成竞争优势， 其应用效果必然大打折扣。 0004 因而， 对于机采井的采油领域迫切需要一种对环境污染低、 成本低、 作用期长、 经 济效益高及适用范围宽的清防蜡方法。 发明内容 0。
10、005 本发明提供了一种对环境污染低、 成本低、 作用期长、 经济效益高及适用范围宽的 用微生物清防蜡复合菌剂对机采井进行清防蜡的方法。 0006 为解决上述技术问题， 本发明采取以下技术方案 ： 一种对机采井进行微生物清防 蜡的方法， 是将微生物清防蜡复合菌剂注入井底， 使井底液中菌剂浓度不低于 100mg/L， 最 高可达 50000mg/L， 优选 100 300mg/L， 加药周期为 10 28 天， 使原油含蜡量降低直至达 到标准。 0007 所述微生物复合菌剂在井底液中的浓度优选为 100-300mg/L。 0008 所述微生物复合菌剂， 由清蜡菌菌剂和防蜡菌菌剂组成， 所述清蜡菌。
11、选自蜡状 芽孢杆菌 (Bacillus cereus)HP CGMCC No.1141 和枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis) L-510 CGMCC No.1563 中的一株或两株， 所述防蜡菌选自地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis)UI-3 CGMCC No.2437、 短短芽孢杆菌 (Brevibacillus brevis)HT CGMCC No.1142、 波茨坦短芽孢杆菌 (Brevibacillus borstelensis)Po CGMCC No.2441 和梭形芽 孢杆菌 (Lysinnibacillus fusiformis)#6 。
12、CGMCC No.2439 中的一株或几株。 0009 所述清蜡菌菌剂和防蜡菌菌剂的比例可根据实际需要进行调整， 针对结蜡严重 的井， 以清蜡菌为主， 比例占 70 (wt) 以上 ； 针对结蜡不严重的井， 以防蜡菌为主， 比例占 70 (wt) 以上。 说 明 书 CN 102287167 A CN 102287179 A2/9 页 4 0010 先将各菌株分别接种于培养基中得到各单菌菌剂， 然后将各单菌菌剂复配形 成所述微生物复合菌剂 ； 所述培养基配方为 ： NaCl 5g， K2HPO43H2O 10g， KH2PO4 4g， MgSO47H2O0.25g， (NH4)2SO4 1g，。
13、 蛋白胨 10g， 用水定容至 1L， 调 pH 6.0 7.0， 121蒸汽 灭菌 20min。 0011 所述微生物复合菌剂中各菌的生长温度范围为 20 90， 最适生长温度为 50 65， 生长酸碱度 pH 值范围为 5 9， 最适生长 pH 值为 6 8 ； 在将微生物复合菌剂注入井 底时， 需把井底温度和 pH 值调整为所述各菌适宜生长的温度和 pH 值。 0012 为消除化学防蜡剂对微生物繁殖的抑制作用， 在注入微生物菌剂前 1 3 天还要 对油井进行热洗， 以除去化学防蜡剂。 0013 所述微生物复合菌剂是从管套注入井底的， 套管压力较低时， 注入前先将套管气 放空， 然后灌入 。
14、； 无套管压力时， 直接注入。 0014 本发明以上的微生物清防蜡方法采用能运移、 代谢和繁殖的活体微生物分解原 油中的石蜡组分， 并将其转化为生物表面活性剂等代谢产物， 从而降低原油黏度， 改善流 动性， 达到清防蜡的目的， 作用机理上有别于现有的化学清防蜡剂。通过现场 8 口易结蜡 井的清防蜡试验， 微生物清防蜡菌剂的用量比化学清防蜡剂用量减少 40以上， 成本节约 20 -50， 加药周期延长 1 倍以上， 经济效益显著 ； 此外， 试验期间机采井的电流变化较 小， 基本处于平稳状态， 效果上优于或等效化学清防蜡药剂。综上所述， 本发明具有对环境 污染低、 成本低、 作用期长、 经济效益。
15、高及适用范围宽的优点， 将在石油开采领域的清防蜡 中发挥重要作用， 应用前景广阔。 0015 下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。 附图说明 0016 图 1 为表 2 所列 8 口井加菌实验实测电流曲线， 图中 A-H 幅依次对应表 2 中 1-8 号井 ； 0017 图 2 为表 6 所列 5 口井加菌实验实测电流曲线， 图中 A-E 幅依次对应表 2 中 1-5 号井。 具体实施方式 0018 为克服现有化学清防蜡存在用量大、 加药频率高、 作用时间短、 污染环境的缺点， 本发明提供了一种在满足基本性能前提下对环境污染低、 成本低、 作用期长、 经济效益高及 适用范围宽的机采井清。
16、防蜡方法。 0019 本发明提供的清防蜡方法， 是将微生物清防蜡复合菌剂注入井底， 使菌剂在井底 液中浓度不低于 100mg/L， 最高可达 50000mg/L， 优选 100 300mg/L， 加药周期为 10 28 天， 使原油含蜡量降低直至达到标准。 0020 为提高微生物的繁殖速率， 所述各微生物菌种在使用前应分别接种于清防蜡菌培 养基中 (5wt的接种比例 )， 然后再按需要混合形成复合菌剂 ； 所述培养基配方为 ： NaCl 5g， K2HPO43H2O 10g， KH2PO4 4g， MgSO47H2O 0.25g， (NH4)2SO4 1g， 蛋白胨 10g， 用水定容至 1L。
17、， 调 pH 6.0 7.0， 121蒸汽灭菌 20min。 0021 各菌的生长温度范围为 20 90， 最适生长温度为 50 65， 生长酸碱度 pH 值 说 明 书 CN 102287167 A CN 102287179 A3/9 页 5 范围为 5 9， 最适生长 pH 值为 6 8， 因此， 在用微生物清防蜡复合菌剂进行清防蜡过程 中， 最好把油井温度和 pH 值调整为清防蜡复合菌适宜生长的温度和 pH 值。 0022 为消除化学防蜡剂对微生物繁殖的抑制作用， 在注入微生物菌剂前 1 3 天还要 对油井进行热洗， 以除去化学防蜡剂。 0023 此外， 微生物清防蜡复合菌剂是从管套注入。
18、井底的， 套管压力较低时， 注入前先将 套管气放空， 然后灌入 ； 无套管压力时， 直接注入即可。 0024 实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施， 给出了详细的实施方式和具体的 操作过程， 但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 0025 下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。 0026 实施例 1、 微生物清防蜡复合菌剂的制备 0027 微生物清防蜡菌剂的制备方法为 ： 将选自蜡状芽孢杆菌 (Bacillus cereus) CGMCC No.1141( 参见 CN1236054C， 编号 HP)、 枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis)CGMCC No.1563。
19、( 参见 CN100368532C， 编号 L-510) 中的一株或几株的清蜡菌菌剂和选自地衣芽孢 杆菌 (Bacillus licheniformis)CGMCC No.2437( 参见 CN101412979B， 编号 UI-3)、 短短芽 孢杆菌 (Brevibacillus brevis)CGMCC No.1142( 参见 CN1236053C， 编号 HT)、 波茨坦短芽 孢杆菌(Brevibacillus borstelensis)CGMCC No.2441(参见CN101407777A， 编号Po)和梭 形芽孢杆菌(Lysinnibacillus fusiformis)CGMCC。
20、 No.2439(参见CN101412980B， 编号#6) 中的一株或几株的防蜡菌菌剂按表 3 所示配方中的重量份数比混合， 得到微生物清防蜡复 合菌剂。清防蜡菌剂中的清蜡菌和防蜡菌的比例可根据实际需要进行调整， 针对结蜡严重 的井， 以清蜡菌为主， 比例占 70 (wt) 以上 ( 如配方 1、 2、 3 和 4) ； 针对结蜡不严重的井， 以 防蜡菌为主， 比例占 70 (wt) 以上 ( 如配方 5、 6 和 7)。 0028 表 1 清防蜡菌剂的配方 ( 单位 ： 重量 ) 0029 0030 实施例 2、 用微生物复合菌剂进行清防蜡的现场应用及效果评价 0031 以大庆外围卫星油田。
21、开采葡萄花油层为例检测本发明清防蜡方法的效果， 针对卫 星油田原油物性 ( 平均地面原油密度为 0.867g/cm3， 粘度为 38.5mPa s， 凝固点为 35.5， 含蜡量为 25.7， 含胶量为 16.2 ) 以及微生物清防蜡复合菌剂的性能特点， 结合采油作 业一区 加药洗井计划统计表 ， 选择统计表上加药周期相对较短、 加药量和洗井次数相对 多的井， 最终确定 8 口试验机采井， 同时上井核实电流载荷数据。所选试验井中包括低含水 的 4 口井 (w1-22-11、 w1-23-11、 w1-25-5、 w1-11-7)， 中含水井 (w1-21-9、 w1-37-13) 和高 含水井。
22、 (w1-36-4 和 w1-22-3) 各 2 口， 日产液量 3-9m3/d， 沉没度在 100-200m 之间， 冲次在 说 明 书 CN 102287167 A CN 102287179 A4/9 页 6 5 以上， 年洗井 3、 4 次， 加药量和周期相对较多和较短， 且易结蜡。 0032 为验证本发明微生物清防蜡方法的有效性， 本次试验中机采井的含水量集中在 580， 以参照大多数机采井含水量范围集中的区域为主， 对含水量小于5和大于90 的井不专做试验。加药前， 试验井先进行热洗。通常在热洗一天后 ( 或第二至三天 ) 加入 100kg菌液(含实施例1制备的微生物清防蜡复合菌剂，。
23、 使微生物清防蜡复合菌剂在井筒中 的有效浓度达到 100mg/L 以上 )。初定 10 天为一周期， 每次加入 50kg 菌液。在用微生物清 防蜡复合菌剂进行清防蜡过程中， 还需把油井温度和 pH 值调整为清防蜡复合菌适宜生长 的温度和 pH 值 ( 微生物清防蜡复合菌剂中复合菌的生长温度范围为 20 90， 最适生长 温度为 50 65， 生长酸碱度 pH 值范围为 5 9， 最适生长 pH 值为 6 8)， 套管压力较低 时， 注入前将套管气放空， 然后灌入 ； 无套管压力时， 直接灌入即可。为了不影响产量， 机采 井正常生产。 0033 一、 易结蜡井微生物清防蜡的有效性试验 0034 。
24、为了准确详实的反映微生物清防蜡方法的作用效果， 菌剂加入前用化学清防蜡剂 进行清防蜡， 用购自大庆常弘石油化工科技有限公司生产的油基 CHH0-3 和水基 CHH0-4 清 防蜡剂， 其中油基药剂 CHH0-3 的加入量为 30 100kg/5 天， 水基药剂 CHH0-4 的加入量为 30 40kg/5 天。通过对加药数据进行对比， 主要是电机电流、 载荷。目的是检验微生物复 合菌剂的有效性， 分析微生物复合菌剂与化学清防蜡剂之间应用效果的差距， 使试验效果 对比更加直观。8 口机采井从 5 月份开始监测数据， 6 月末洗井， 菌液初次加入量 100kg。 0035 7-9 月电机电流、 载。
25、荷的基本情况如表 2 所示 ( 表 2 中井号与复合菌剂配方的对 应关系为 ： w1-22-11 使用配方 1 的菌剂， w1-23-11 使用配方 3 的菌剂， w1-25-5 使用配方 2 的菌剂， w1-21-9 使用配方 4 的菌剂， w1-37-13 使用配方 5 的菌剂， w1-36-4 使用配方 6 的 菌剂， w1-22-3 使用配方 7 的菌剂， w1-11-7 使用配方 3 的菌剂 )， 从测量的电流曲线 ( 见图 1， 各幅图中上面一条为上电流， 下面一条为下电流)和表2数据可以看出， 微生物复合菌剂 加入期间比添加前上电流平均下降1.50个安培， 下电流平均下降1.25。
26、个安培， 最大载荷由 67.52kN 平均下降为 66.02kN， 降低了 1.50kN， 最小载荷由 24.45kN 平均增加到 26.62kN， 增 加了2.17KN， 载荷比由2.76平均降低到2.48， 降低了0.28， 说明结蜡情况有较大改善， 并且 电流变化较为平稳， 试验结果表明用本发明的方法获得了较好的清防蜡效果。 0036 表 2 机采井的电流值和载荷试验前、 后数据对比 0037 说 明 书 CN 102287167 A CN 102287179 A5/9 页 7 0038 根据现场录取数据， 按菌液加入量每 10 天 50kg、 菌剂单价 0.85 万元 /t 计算， 三。
27、 个月需消耗 4.0t， 共计 3.4 万元， 购入成本与同期化学清防蜡剂的 4.34 万元比减少了 0.94 万元， 节余成本 21.66 ( 见表 3， 表中数据为 7 种配方菌剂的平均值 )。 0039 表 3 机采井的化学药剂与微生物菌剂的成本和用量对比 0040 0041 二、 微生物复合菌剂的用量和加入周期的优化试验 0042 同样上述8口试验井在10-11月期间， 改变菌剂加入制度， 即减少每口试验井的菌 剂加入量 ( 由菌液的每次添加量为 50Kg， 减少到 30Kg)， 菌剂的加药周期 ( 由 10 天加 1 次， 延长到 11 28 天加菌一次 )。 0043 电机电流、 。
28、载荷的基本情况如表 4 所示。 0044 表 4 试验前后的典型电流值载荷对比 0045 说 明 书 CN 102287167 A CN 102287179 A6/9 页 8 0046 从现场实测电流曲线 ( 参见图 1) 和表 4 数据上看， 菌剂加入期间上电流比试验前 平均下降 1 个安培， 下电流平均下降 0.86 个安培， 最大载荷由 65.38 平均下降为 63.59kN， 降低了1.79kN， 最小载荷由24.64kN平均增加到26.86kN， 增加了2.21KN， 载荷比由2.72平 均降低到 2.42， 降低了 0.30， 并且电流变化较为平稳。经测算， 优化后的微生物复合菌剂。
29、用 量为0.81t， 与对比期化学清防蜡剂的用量3.96t相比， 减少了3.15t ； 购入成本比对比期化 学清防蜡剂的成本 2.90 万元减少了 2.0 万元， 节余成本 68.97 ( 见表 5， 表中数据为 7 种 配方菌剂的平均值)。 试验结果表明用本发明的方法不仅具有较好的清防蜡效果， 且具有对 环境污染低、 成本低、 作用期长、 经济效益高及适用范围宽的优点。 0047 表 5 机采井的化学药剂与微生物菌剂的成本和用量对比 0048 0049 三、 未洗井直接加菌剂试验 0050 直接加入菌剂试验， 即加化学药剂的机采井， 不经洗井而直接加实施例 1 制备的 微生物复合菌剂进行试验。
30、。加菌量 100kg。 0051 试验前后的典型电流值载荷对比如表 6 所示。 说 明 书 CN 102287167 A CN 102287179 A7/9 页 9 0052 表 6 试验前后的典型电流值载荷对比 0053 0054 从实测电流曲线 ( 参见图 2， A 幅图中上面一条为下电流， 下面一条为上电流 ； B-E 幅图中上面一条为上电流， 下面一条为下电流 ) 及表 6 数据上看， 5 口试验井中， 4 口井有 效， 平均上电流与菌剂加入前的加药情况对比没有变化， 下电流减少 0.75 安培， 平均最大 载荷增加 1.24kN， 最小载荷增大 1.93kN， 平均载荷比减小 0.1。
31、。经一个多月的测试， 总体效 果为有效， 但是不建议直接加菌， 因为井底液体内总是残存有少量有害化学药剂， 对使用的 菌剂来说毕竟有抑制作用 ； 另外直接加菌， 使细菌难于粘附于油管内壁和抽油杆上， 降低了 复合菌剂的作用效果。 0055 四、 机采井系统效率的对比试验 0056 在开展微生物清防蜡试验前后， 分别对 8 口机采井的系统效率进行了实测。6 月 份采用加药方式， 8 月份采用洗井后加菌剂方式， 10 月份为未洗井直接加菌剂的方式， 测试 数据的对比结果如表 7 所示， 机采井的平均系统效率由菌剂加入前的 9.44分别上升到菌 剂加入后的11.9和10.53， 效率分别提升了2.4。
32、6和1.09个百分点 ； 有功功率由菌剂加 入前的 9.87kW 分别下降到菌剂加入后的 7.86kW 和 9.03kW， 平均有功功率分别减少 2.01kW 和 0.84kW， 也可间接推得载荷和电流的降低 ( 日产液和动液面等相一致的情况下 )， 结果。 0057 试验结果表明用本发明的方法不仅具有较好的清防蜡效果， 而且可显著改善机采 井的系统效率。 0058 表 7 8 口井系统效率对比表 0059 说 明 书 CN 102287167 A CN 102287179 A8/9 页 10 0060 0061 说 明 书 CN 102287167 A CN 102287179 A9/9 页 11 说 明 书 CN 102287167 A CN 102287179 A1/5 页 12 说 明 书 附 图 CN 102287167 A CN 102287179 A2/5 页 13 说 明 书 附 图 CN 102287167 A CN 102287179 A3/5 页 14 图 1 说 明 书 附 图 CN 102287167 A CN 102287179 A4/5 页 15 说 明 书 附 图 CN 102287167 A CN 102287179 A5/5 页 16 图 2 说 明 书 附 图 CN 102287167 A 。