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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410697363.5 (22)申请日 2014.11.24 C09K 8/582(2006.01) C09K 8/514(2006.01) (71)申请人 南开大学 地址 300071 天津市南开区卫津路 94 号 (72)发明人 马挺 李国强 (54) 发明名称 一种含部分水解核的营养凝胶 (57) 摘要 本发明公开了一种部分水解核的营养凝胶， 由水、 部分水解聚丙烯酰胺、 柠檬酸铝溶液、 纤维 素、 玉米浆干粉、 硝酸钠和磷酸氢二铵组成。本发 明部分水解核的营养凝胶主要通过纤维素颗粒提 高凝胶强度和自身功能堵塞水流优势通道扩大。
2、注 入流体波及体积 ； 为微生物提供丰富营养， 通过 微生物的生物作用和生物化学作用改善原油物性 和油水界面性质， 提高采收率。 本发明部分水解核 的营养凝胶用于中高含水油藏改善开发效果。 (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5页 (10)申请公布号 CN 104449628 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104449628 A 1/1 页 2 1. 一种含部分水解核的营养凝胶， 其特征是它由下述重量配比的组分组成 ： 水 95.70 99.05 部分水解聚丙烯酰胺 0.1 0.3、 柠檬酸铝溶液 0.。
3、006 0.1、 纤维素 0.5 3、 玉米浆干粉 0.15 0.3、 硝酸钠 0.1 0.2、 磷酸氢二铵 0.1 0.4。 2. 根据权利要求 1 所述的部分水解核的营养凝胶， 其特征是 ： 所述水为油田现场水。 3. 根据权利要求 1 所述的部分水解核的营养凝胶， 其特征是 ： 所述部分水解聚丙烯酰 胺的分子量为 1800 万 2800 万。 4. 根据权利要求 1 所述的部分水解核的营养凝胶， 其特征是 ： 所述柠檬酸铝有效含量 3.5 0.1。 5. 根据权利要求 1 所述的部分水解核的营养凝胶， 其特征是 ： 所述纤维素为麦麸。 6. 根据权利要求 5 所述的部分水解核的营养凝胶，。
4、 其特征是 ： 所述麦麸粒径为 30 微 米 300 微米。 7. 根据权利要求 1 所述的部分水解核的营养凝胶， 其特征是 ： 所述玉米浆干粉蛋白质 含量为 42 44。 8. 根据权利要求 1 所述的部分水解核的营养凝胶， 其特征是 ： 所述硝酸钠含量大于 98。 9. 根据权利要求 1 所述的部分水解核的营养凝胶， 其特征是 ： 所述磷酸氢二铵含量大 于 98。 权 利 要 求 书 CN 104449628 A 2 1/5 页 3 一种含部分水解核的营养凝胶 技术领域 0001 本发明涉及一种油田开发过程中提高采收率复合微生物固体营养剂， 适用于中高 含水阶段油藏开展微生物采油技术的应用。
5、。 背景技术 0002 微生物驱油技术 ( 包括内源和外源微生物驱油 ) 所用营养液、 菌液和含菌营养液 的粘度与注入水相近， 一般小于0.8mPa.s， 易于沿着油藏中渗透率高的油层流动。 在多年注 水开发的老油田中， 随着注入水对油层的不断冲刷， 加之油层本身的非均质性， 在油水井间 形成了渗透性不等的高渗透条带， 导致部分注入水无效循环。 在开展微生物驱油的区块， 粘 度与注入水相近的微生物菌液和营养液被注入油层时也会沿着这个高渗透条带窜流， 部分 微生物的营养物无效流失， 营养物被微生物利用程度低， 发酵程度差， 微生物及其产物与油 层岩石和流体作用的时间短， 造成微生物采油的效果较其。
6、他三次采油的效果差距较大。 0003 凝胶是一种由聚合物溶液和交联剂混合后形成的失去流动性的体系， 液态的溶液 被注入到油层中经过化学反应生成凝胶后为固态， 能够使注入流体转向， 并扩大其波及体 积。单纯的化学剂形成的凝胶受药剂和油藏条件限制， 有效期一般小于 6 个月， 且凝胶破损 后随注入水产出， 不能继续阻止注入流体沿高渗透条带窜流， 失去了扩大波及体积的作用。 0004 现有的颗粒型微生物营养剂依靠颗粒中营养成分的释放提供营养， 依靠颗粒的桥 塞作用调堵高渗透层。这种营养剂并不能大量减小油层孔隙中的体积， 微生物在孔隙中的 活动空间变化不大， 微生物代谢产物也是随代谢随产出， 难以形成。
7、较高浓度的代谢产物以 达到大幅度改善油水界面性质的目的。 0005 专利申请号为 201210449326.3 中所述的乙酸铬体系适用温度 50-80， 在 20-50条件下难以成胶， 且并非完全环保型交联体系。 0006 发明目的 0007 本发明提供一种含部分水解核的营养凝胶， 在中低温油藏应用的复合体系。既可 以为微生物提供固体营养、 使微生物快速生长代谢， 又可以提高凝胶强度， 延长对高渗透层 的封堵时间， 发挥微生物 “驱” 与营养剂 “调” 双重作用， 提高采收率。 发明内容 0008 本发明的目的是提供一种部分水解核的营养凝胶， 既可以为微生物提供固体营养 又可以提高凝胶强度， 。
8、且破胶后其中的纤维素颗粒可以继续堵塞注入流体通道， 扩大波及 体积， 提高采收率。 0009 为解决上述技术问题， 本发明部分水解核的营养凝胶， 由下述重量配比的组分组 成 ： 水 95.70 99.05 部分水解聚丙烯酰胺 0.1 0.3、 柠檬酸铝溶液 0.006 0.1、 纤维素 0.5 3、 玉米浆干粉 0.15 0.3、 硝酸钠 0.1 0.2、 磷酸氢二铵 0.1 0.4。 0010 上述水为油田现场水。 0011 上述部分水解聚丙烯酰胺的分子量为 1800 万 2800 万。 说 明 书 CN 104449628 A 3 2/5 页 4 0012 上述柠檬酸铝溶液有效含量 3.5。
9、 0.1。 0013 上述纤维素为麦麸， 经过加工粒径为 30 微米 300 微米。 0014 上述玉米浆干粉蛋白质含量为 42 44。 0015 其生产方法包括如下步骤 ： 0016 A、 向烧杯中加水， 置于搅拌器上搅拌并使其产生漩涡， 将部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM) 干粉撒在水的斜面上， 溶解 2 小时， 配制成部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM) 溶液。 0017 B、 向螺口蓝盖瓶中加入纤维素和部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM) 溶液、 柠檬酸铝溶 液、 玉米浆干粉、 磷酸氢二铵、 硝酸钠和水， 在磁力搅拌器上通过 磁力棒旋转将其充分混 合， 然后盖上瓶盖， 置于恒温箱里， 12 小时。
10、至 5 天即可得到部分水解核的营养凝胶。 0018 主要生产设备 ： 恒温箱， 搅拌器， 磁力搅拌器。 0019 本发明的优点和有益效果 0020 本发明部分水解核的营养凝胶的优点 ： 0021 较常用的乙酸铬体系50-80相比， 使用温度扩大30， 可用于温度20-80的 中低温油藏。 0022 利用凝胶溶液将微生物营养剂和纤维素携带到油层孔隙中成胶并被微生物利用， 促进微生物发酵和代谢， 提高微生物驱油效率 ； 随着凝胶中的营养被微生物利用和自身化 学降解， 凝胶的胶体逐渐破胶， 胶体部分失去堵塞作用 ； 胶体中的纤维素经过水解后仍保留 下来的部分纤维是高强度的颗粒状态， 通过桥塞作用堵塞。
11、大孔隙， 扩大注入流体的波及体 积， 具有油水井间全程调剖作用 ； 因此本发明将聚合物调剖和微生物驱油方法结合起来， 增 加了凝胶的抗冲击强度和功能， 同时具有调和驱的作用， 并能延长有效期 ； 该部分水解核的 营养凝胶简单易用， 在油田注水井或注水站将成胶前的混合溶液注入油层即可， 无需候凝 可直接正常注水 ； 室内岩心物理模拟试验结果表明， 部分水解核的营养凝胶驱的驱油效率 较同等条件下的水驱提高 19.7。 具体实施方式 0023 本发明部分水解核的营养凝胶所需组分及生产设备均为工业用品， 可自市场购 置。 0024 本发明部分水解核的营养凝胶中所指的 “核” 是凝胶中的纤维素， 纤维素。
12、即为小麦 加工副产品麦麸， 经过粉碎加工为颗粒状。将颗粒状的纤维素加入到含有微生物营养 剂的凝胶溶液中， 通过搅拌器与凝胶溶液中的其他成分混合均匀后， 置于瓶中密封， 放置于 恒温箱中 12 小时至 5 天可以形成部分水解核的营养凝胶。 0025 适用温度为 20-80、 水总矿化度小于 30g/L、 含水率 40 95、 地层原油粘度低 于 300mPas、 渗透率大于 0.1m2的油藏， 要求油井产出液中微生物活菌数量为大于或等 于 102个 /mL。注入水不含杀菌剂。 0026 下面结合生产实验实例及具体应用过程对本发明做进一步的详细说明， 实验温度 为 50， 常压条件下 ： 0027。
13、 实施例 1 ： 该部分水解核的营养凝胶组分重量份数为 ： 水 95.70 份， 部分水解聚丙 烯酰胺 (HPAM)0.1 份， 柠檬酸铝溶液 0.006 份， 纤维素 0.5 份， 玉米浆干粉 0.15 份， 磷酸氢 二铵 0.1 份， 硝酸钠 0.1 份。 说 明 书 CN 104449628 A 4 3/5 页 5 0028 上述用水为油田现场水。 0029 其生产过程如下 ： 0030 A、 向烧杯中加水95.70份， 置于搅拌器上搅拌并使旋转液面产生漩涡， 称取0.4份 部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉， 将其撒在水的斜面上， 溶解2小时， 形成部分水解聚丙烯 酰胺 (HPAM) 。
14、溶液。 0031 B、 将螺口蓝盖瓶置于电子天平上， 加入 0.5 份纤维素， 加入部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM) 溶液 25.1 份， 柠檬酸铝溶液 0.16 份、 玉米浆干粉 0.15 份、 磷酸氢二铵 0.1 份、 硝酸 钠0.1份， 向螺口蓝盖瓶中加水至100份， 将螺口蓝盖瓶置于磁力搅拌器上， 放入磁棒， 启动 搅拌器， 通过磁力棒旋转充分混合 10 分钟， 然后盖上瓶盖并拧紧， 置于恒温箱中， 12 小时至 5 天即可得到部分水解核的营养凝胶。 0032 在 50条件下， 用油井产出液 ( 含有微生物 ) 和部分水解核的营养凝胶液体培 养微生物， 每天检测微生物的数量变化， 检查。
15、其生长情况。在第 3 天微生物数量达到峰值 1.05 3.9108个 /mL， 浓度较培养前空白样品增加了 1.5 个数量级左右 ( 表 1)， 说明部 分水解核的营养凝胶中成分对微生物生长有明显的刺激作用， 提高微生物数量和代谢量， 有利于发挥其降解原油和改善油水界面性质作用， 改善开发效果。 0033 表 1 微生物在部分水解核营养凝胶溶液中的生长与产气量 0034 时间， d1234567 菌浓度， cfu mL110671073.91084.71087.11085.61086.5108 产气量， mL36124161113241513 0035 实施例 2 ： 该部分水解核的营养凝胶组。
16、分重量份数为 ： 水 99.05 份， 部分水解聚丙 烯酰胺 (HPAM)0.3 份， 柠檬酸铝溶液 0.1 份， 纤维素 3 份， 玉米浆干粉 0.3 份， 磷酸氢二铵 0.4 份， 硝酸钠 0.2 份。 0036 上述用水为油田现场水。 0037 其生产过程如下 0038 A、 向烧杯中加水 99.6 份， 置于搅拌器上搅拌并使旋转液面产生漩涡， 称取 0.4 份 部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉， 将其撒在水的斜面上， 溶解2小时， 形成部分水解聚丙烯 酰胺 (HPAM) 溶液。 0039 B、 将螺口蓝盖瓶置于电子天平上， 加入 3 份纤维素， 加入部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM)溶。
17、液75.3份， 柠檬酸铝溶液1份、 玉米浆干粉0.3份、 磷酸氢二铵0.4份、 硝酸钠0.2 份， 向螺口蓝盖瓶中加水至 100 份， 将螺口蓝盖瓶置于磁力搅拌器上， 放入磁棒， 启动搅拌 器， 通过磁力棒旋转充分混合 10 分钟， 然后盖上瓶盖并拧紧， 置于恒温箱中， 12 小时至 5 天 即可得到部分水解核的营养凝胶。 0040 用 2L 高压中间容器装入石英砂， 称重、 抽空饱和含菌油井产出液， 利用饱和水前 后的重量差， 得出高压中间容器的孔隙体积， 注入 0.5PV( 孔隙体积 ) 部分水解核的营养凝 胶溶液， 50条件下成胶、 厌氧生气 7 天的试验结果表明， 常压高温下累计生成气。
18、量为凝胶 体积(456mL)的1.07倍(表1)为485.8mL， 可提高压力1.35MPa， 色谱分析气体成分结果为 主要成分是二氧化碳， 含量为 51， 其次是氮气， 含量为 47， 还有少量其他气体， 占 2。 这些气体在右侧中既可补充地层能量不足， 溶解于油中的气体也可以提高原 油的流动性 说 明 书 CN 104449628 A 5 4/5 页 6 能， 易于采出油藏。 0041 实施例3 ： 该部分水解核的营养凝胶组分重量份数为 ： 水96.5份， 部分水解聚丙烯 酰胺 (HPAM)0.25 份， 柠檬酸铝溶液 0.05 份， 纤维素 2 份， 玉米浆干粉 0.3 份， 磷酸氢二铵。
19、 0.5 份， 硝酸钠 0.3 份。 0042 上述用水为油田现场水。 0043 其生产过程如下 0044 A、 向烧杯中加水 99.6 份， 置于搅拌器上搅拌并使旋转液面产生漩涡， 称取 0.4 份 部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉， 将其撒在水的斜面上， 溶解2小时， 形成部分水解聚丙烯 酰胺 (HPAM) 溶液。 0045 B、 将螺口蓝盖瓶置于电子天平上， 加入 2 份改性纤维素， 加入部分水解聚丙烯酰 胺 (HPAM) 溶液 50.2 份， 柠檬酸铝溶液 0.66 份、 玉米浆干粉 0.2 份、 磷酸氢二铵 0.2 份、 硝 酸钠 0.15 份， 向螺口蓝盖瓶中加水至 100 份，。
20、 将螺口蓝盖瓶置于磁力搅拌器上， 放入磁棒， 启动搅拌器， 通过磁力棒旋转充分混合 10 分钟， 然后盖上瓶盖并拧紧， 置于恒温箱中， 12 小 时至 5 天即可得到部分水解核的营养凝胶。 0046 部分水解核的营养凝胶对于在多年开采过程中油藏油层形成的高渗透条带， 具有 一定的调堵性能。选择渗透率为 5 8m2长度为 500mm 填砂管岩心， 将该岩心抽空饱和 模拟水， 测量水性渗透率。 将配制好的部分水解核营养凝胶溶液装入耐压中间容器， 将中间 容器与压力表座和填砂管岩心串联， 通过高压注入泵以每分钟 0.5mL 注入速度将部分水解 核营养凝胶溶液驱到填砂管岩心中 0.5PV， 50条件下。
21、放置成胶后以同样的速度恢复水驱， 测量成胶后的突破压力为 1.9MPa( 表 2)， 部分水解营养凝胶可以有效地堵塞高渗透条带， 阻止注入流体进一步窜流， 扩大波体积， 提高驱油效率。 0047 表 2 部分水解营养凝胶的突破压力 0048 0049 实施例 4 ： 该部分水解核的营养凝胶组分重量份数为 ： 水 95.58 份， 部分水解聚丙 烯酰胺 (HPAM)0.25 份， 柠檬酸铝溶液 0.1 份， 纤维素 3 份， 玉米浆干粉 0.25 份， 磷酸氢二铵 0.35 份， 硝酸钠 0.2 份。 0050 上述用水为油田现场水。 0051 其生产过程如下 0052 A、 向烧杯中加水 99。
22、.6 份， 置于搅拌器上搅拌并使旋转液面产生漩涡， 称取 0.4 份 部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉， 将其撒在水的斜面上， 溶解2小时， 形成部分水解聚丙烯 酰胺 (HPAM) 溶液。 0053 C、 将螺口蓝盖瓶置于电子天平上， 加入 3 份改性纤维素， 加入部分水解聚丙烯酰 胺 (HPAM) 溶液 62.5 份， 柠檬酸铝溶液 0.1 份、 玉米浆干粉 0.25 份、 磷酸氢二铵 0.35 份、 硝 酸钠0.2份， 向螺口蓝盖瓶中加水至100份， 将螺口蓝盖瓶置于磁力搅拌器上， 放入磁棒， 启 说 明 书 CN 104449628 A 6 5/5 页 7 动搅拌器， 通过磁力棒旋转充。
23、分混合 10 分钟， 然后盖上瓶盖并拧紧， 置于恒温箱中， 12 小时 至 5 天即可得到部分水解核的营养凝胶。 0054 用部分水解核的营养凝胶进行岩心驱油实验。以油井产出液中的微生物为菌种 液， 菌液浓度为 10， 本源菌数量为 107个 /mL 填砂管岩心直径为 25mm， 长度为 300mm， 空气 渗透率 1.69-1.81m2。经过饱和水、 饱和油和岩心老化 7 天后， 首先进行岩心水驱， 至岩 心出口端含水率 98时， 注入部分水解核的营养凝胶 0.5PV， 5 天后恢复水驱油。结果表明 ( 表 3)， 部分水解核的营养凝胶的驱油效率比同等条件下水驱平均提高 19.7。检测产出 。
24、液中微生物代谢产物类型为糖脂类， 浓度为 0.215。 0055 表 3 部分水解核营养凝胶驱提高采收率数据表 0056 0057 现场应用中的设备包括 ： 容积为 5 10 方带有搅拌装置的圆形或方形金属容器， 排量为每小时 0.5 10 方、 额定压力 25MPa 柱塞泵和耐 20MPa 高压管线。 0058 配制方法 ： 油田现场水经过来水管线进入金属罐， 启动搅拌器， 使搅拌器搅水产生 的漩涡斜面， 将部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM) 干粉均匀地撒在水面上， 溶解部分水解聚丙烯 酰胺 (HPAM)100 分钟， 然后加入交联剂 ( 柠檬酸铝溶液 )、 微生物营养剂和纤维素， 再搅拌 20 分钟。 0059 注入方法 ： 按照注水配注量注入油层。年施工 1 2 次。 说 明 书 CN 104449628 A 7 。