保持微生物活性的注入方法技术领域
本发明涉及微生物采油方法技术领域，是一种保持微生物活性的注入方法。
背景技术
微生物采油技术在室内研究取得很大的成功，各大油田也在开展先导性现场试
验，始终没有大范围推广使用，主要原因是难以保持菌种在地层中的存活及生长，微生物采
油技术使用的菌种一般在菌种生产厂培养完成，罐装至配液站或施工现场与微生物营养液
按一定的比例混合，使用泵车或撬装泵注入井筒。在配液和注入过程中，由于温差、压差、流
速、剪切等因素造成菌种大批死亡或受伤，使功能菌种的数量、质量大打折扣。所以，如何保
持采油微生物活性是现场注入工艺的关键。由于微生物菌剂具有生命，其能独立进行自身
新陈代谢、能量转化，进而完成增殖、发育、遗传和变异等一系列特异生命特征的活动。其生
命周期分为生长期和休眠期。在生长期里，微生物采油是通过利用菌种的成长、代谢、繁殖、
死亡过程产物直接、间接作用于油藏，起到改善原油流动性等的作用。微生物适应能力极
强，生命基础于新陈代谢，微生物细胞内各种代谢反应错综复杂，各反应程间相互制约彼此
协调。随环境条件变化迅速改变代谢反应速度，而低温休眠是其自我保护、发展繁衍的一种
有效手段。目前，常常通过控制外界条件来控制采油菌种的生长期和休眠期。菌剂厂通常采
用低温法休眠的方法使其在较低的能耗下保持较好的生命体征，大多数情况下，菌剂从出
厂到进入地层前都采取低温休眠的保存方式。通过现场注入监测发现，菌剂（休眠期菌剂）
进入地层后无法快速适应环境，不能快速起到改善原油流动性等的作用，从而降低采油率，
尤其是在菌剂温度和井底温度的温差较大（大于10℃）时，菌落浓度增长较慢。
另外，菌剂的注入采用的是泵车或撬装泵，启泵后，泵压瞬间达到压力规定值。众
所周知，生命体的承压是有一定范围的，而且生命体对压强是逐步适应的过程，很多生物都
无法承受大于3MPa的瞬间压强变化。同时，压强的变化也能造成液体中气体含量的变化，菌
剂从有氧环境瞬间到无氧环境，死亡率也大大提高。再者，压强的提高导致流速快，微生物
过泵时，需要承受的剪切力非常大，这是菌种伤亡的主要因素之一，菌种的伤亡会降低该菌
种的活性，从而降低了采油率。
发明内容
本发明提供了一种保持微生物活性的注入方法，克服了上述现有技术之不足，其
能有效解决现有微生物菌剂注入方法存在的注入井底的微生物菌剂的活性不高的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种保持微生物活性的注入方法，
按下述方法进行：第一步，将本源微生物菌剂与微生物营养液进行混合后得到菌剂混合液，
在菌剂混合液中，本源微生物菌剂的质量百分含量为1.5%至2%；第二步，将菌剂混合液进行
保温，使菌剂混合液中的本源微生物菌剂被激活，保温温度为低于井底温度3℃至井底温
度，保温时间为1天至3天；第三步，采用泵泵送水，当泵的压力升至井口压力时，将泵的进口
端从水中切换至菌剂混合液中，然后，泵将保温后的菌剂混合液注入井内，在泵开始将保温
后的菌剂混合液注入井内的过程中，控制泵压的升压速度，均匀升压，泵压的升压速度为
0.8MPa/5分钟至1MPa/5分钟，直至泵压升至大于井口压力0.1MPa至1MPa，菌剂混合液的注
入流量为0.1立方米/分钟至0.5立方米/分钟，当泵压为大于井口压力0.1MPa至1MPa以及注
入流量恒定后，继续向井内注入保温后的菌剂混合液直至保温后的菌剂混合液注入完毕。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述微生物营养液包括糖蜜、氯化铵、硝酸钠、三聚磷酸钠和水，在微生物营养液中，糖
蜜的质量百分含量为1.4%至1.8%，氯化铵的质量百分含量为0.3%至0.5%，硝酸钠的质量百
分含量为0.7%至0.8%，三聚磷酸钠的质量百分含量为0.12%至0.16%，余量为水。
上述向井内注入保温后的菌剂混合液之前，对注入管线进行试压，试压时间不少
于10分钟，压降为0MPa至0.7MPa。
上述配液站将本源微生物菌剂与微生物营养液进行混合后得到菌剂混合液，当配
液站与井场不在同一场地时，通过保温运输的方式将菌剂混合液拉运至井场。
上述当环境温度比井底温度低5℃以上时，在将菌剂混合液保温运输至井场的过
程中，采用车载锅炉对菌剂混合液进行保温运输。
本发明所述的保持微生物活性的注入方法在应用过程中，在本源微生物菌剂过泵
时，本源微生物菌剂受到的剪切力大大降低，并且其能够适应泵压的变化，从而降低了本源
微生物菌剂的伤亡率；同时，在菌剂混合液注入井内之前，由于本源微生物菌剂的保温温度
与井底温度相当，并且本源微生物菌剂已被激活，因此，根据本发明所述的保持微生物活性
的注入方法注入井内的本源微生物菌剂可以快速适应井底的环境，能够保持该本源微生物
菌剂的活性，起到快速改善原油流动性的作用，从而提高了原油的采油率。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体
的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：该保持微生物活性的注入方法，按下述方法进行：第一步，将本源微生物菌剂
与微生物营养液进行混合后得到菌剂混合液，在菌剂混合液中，本源微生物菌剂的质量百
分含量为1.5%至2%；第二步，将菌剂混合液进行保温，使菌剂混合液中的本源微生物菌剂被
激活，保温温度为低于井底温度3℃至井底温度，保温时间为1天至3天；第三步，采用泵泵送
水，当泵的压力升至井口压力时，将泵的进口端从水中切换至菌剂混合液中，然后，泵将保
温后的菌剂混合液注入井内，在泵开始将保温后的菌剂混合液注入井内的过程中，控制泵
压的升压速度，均匀升压，泵压的升压速度为0.8MPa/5分钟至1MPa/5分钟，直至泵压升至大
于井口压力0.1MPa至1MPa，菌剂混合液的注入流量为0.1立方米/分钟至0.5立方米/分钟，
当泵压为大于井口压力0.1MPa至1MPa以及注入流量恒定后，继续向井内注入保温后的菌剂
混合液直至保温后的菌剂混合液注入完毕。微生物营养液为普通市售的微生物营养液。在
本实施例所述的保持微生物活性的注入方法中，将保温后的菌剂混合液注入井内的过程
中，在启泵时，该泵先泵送水，使泵的压力升至井口压力，在泵的压力升至井口压力的过程
中，泵压瞬间增大，剪切作用也相应增大，由于在此阶段，泵泵送水而不是菌剂混合液，因
此，菌剂混合液中的本源微生物菌剂不受此阶段的剪切作用。当泵的压力升至井口压力后，
通过控制泵压的升压速度和注入流量，使本源微生物菌剂过泵时，本源微生物菌剂受到的
剪切力大大降低，并且其能够适应该泵压的变化，从而降低了本源微生物菌剂的伤亡率，同
时，在菌剂混合液注入井内之前，由于本源微生物菌剂的保温温度与井底温度相当，并且本
源微生物菌剂已被激活，因此，根据本实施例所述的保持微生物活性的注入方法注入井内
的本源微生物菌剂可以快速适应井底的环境，能够保持该本源微生物菌剂的活性，起到快
速改善原油流动性的作用，从而提高了原油的采油率。微生物营养液为现有公知技术。即微
生物营养液为本领域技术人员根据本源微生物菌剂的特点按照常规微生物营养液配制方
法配制的微生物营养液，或者，微生物营养液为本领域公用公知的微生物营养液。
实施例2：该保持微生物活性的注入方法，按下述方法进行：第一步，将本源微生物
菌剂与微生物营养液进行混合后得到菌剂混合液，在菌剂混合液中，本源微生物菌剂的质
量百分含量为1.5%或2%；第二步，将菌剂混合液进行保温，使菌剂混合液中的本源微生物菌
剂被激活，保温温度为低于井底温度3℃或井底温度，保温时间为1天或3天；第三步，采用泵
泵送水，当泵的压力升至井口压力时，将泵的进口端从水中切换至菌剂混合液中，然后，泵
将保温后的菌剂混合液注入井内，在泵开始将保温后的菌剂混合液注入井内的过程中，控
制泵压的升压速度，均匀升压，泵压的升压速度为0.8MPa/5分钟或1MPa/5分钟，直至泵压升
至大于井口压力0.1MPa或1MPa，菌剂混合液的注入流量为0.1立方米/分钟或0.5立方米/分
钟，当泵压为大于井口压力0.1MPa或1MPa以及注入流量恒定后，继续向井内注入保温后的
菌剂混合液直至保温后的菌剂混合液注入完毕。微生物营养液为现有公知技术。即微生物
营养液为本领域技术人员根据本源微生物菌剂的特点按照常规微生物营养液配制方法配
制的微生物营养液，或者，微生物营养液为本领域公用公知的微生物营养液。
实施例3：该保持微生物活性的注入方法，按下述方法进行：第一步，将本源微生物
菌剂与微生物营养液进行混合后得到菌剂混合液，在菌剂混合液中，本源微生物菌剂的质
量百分含量为1.5%；第二步，将菌剂混合液进行保温，使菌剂混合液中的本源微生物菌剂被
激活，保温温度为低于井底温度3℃，保温时间为1天；第三步，采用泵泵送水，当泵的压力升
至井口压力时，将泵的进口端从水中切换至菌剂混合液中，然后，泵将保温后的菌剂混合液
注入井内，在泵开始将保温后的菌剂混合液注入井内的过程中，控制泵压的升压速度，均匀
升压，泵压的升压速度为1MPa/5分钟，直至泵压升至大于井口压力1MPa，菌剂混合液的注入
流量为0.5立方米/分钟，当泵压为大于井口压力1MPa以及注入流量恒定后，继续向井内注
入保温后的菌剂混合液直至保温后的菌剂混合液注入完毕。微生物营养液为现有公知技
术。即微生物营养液为本领域技术人员根据本源微生物菌剂的特点按照常规微生物营养液
配制方法配制的微生物营养液，或者，微生物营养液为本领域公用公知的微生物营养液。
实施例4：该保持微生物活性的注入方法，按下述方法进行：第一步，将本源微生物
菌剂与微生物营养液进行混合后得到菌剂混合液，在菌剂混合液中，本源微生物菌剂的质
量百分含量为2%；第二步，将菌剂混合液进行保温，使菌剂混合液中的本源微生物菌剂被激
活，保温温度为井底温度，保温时间为3天；第三步，采用泵泵送水，当泵的压力升至井口压
力时，将泵的进口端从水中切换至菌剂混合液中，然后，泵将保温后的菌剂混合液注入井
内，在泵开始将保温后的菌剂混合液注入井内的过程中，控制泵压的升压速度，均匀升压，
泵压的升压速度为0.8MPa/5分钟，直至泵压升至大于井口压力0.1MPa，菌剂混合液的注入
流量为0.1立方米/分钟，当泵压为大于井口压力0.1MPa以及注入流量恒定后，继续向井内
注入保温后的菌剂混合液直至保温后的菌剂混合液注入完毕。微生物营养液为现有公知技
术。即微生物营养液为本领域技术人员根据本源微生物菌剂的特点按照常规微生物营养液
配制方法配制的微生物营养液，或者，微生物营养液为本领域公用公知的微生物营养液。
实施例5：作为上述实施例的优化，微生物营养液包括糖蜜、氯化铵、硝酸钠、三聚
磷酸钠和水，在微生物营养液中，糖蜜的质量百分含量为1.4%至1.8%，氯化铵的质量百分含
量为0.3%至0.5%，硝酸钠的质量百分含量为0.7%至0.8%，三聚磷酸钠的质量百分含量为
0.12%至0.16%，余量为水。
实施例6：作为上述实施例的优化，向井内注入保温后的菌剂混合液之前，对注入
管线进行试压，试压时间不少于10分钟，压降为0MPa至0.7MPa。试压作业能够确保注入作业
的安全顺利进行。
实施例7：作为上述实施例的优化，在配液站将本源微生物菌剂与微生物营养液进
行混合后得到菌剂混合液，当配液站与井场不在同一场地时，通过保温运输的方式将菌剂
混合液拉运至井场。由于本源微生物菌剂为采油地区本地菌种，因此距离很近，因此运输时
间在一天以内，保温运输的时间在上述实施例所述的保温时间内，使本源微生物菌剂在运
输过程中也可以被激活，便于菌剂混合液运输至井场后能够快速进行注入作业。
实施例8：作为上述实施例的优化，当环境温度比井底温度低5℃以上时，在将菌剂
混合液保温运输至井场的过程中，采用车载锅炉对菌剂混合液进行保温运输。在当环境温
度比井底温度低5℃以上时，采用车载锅炉对菌剂混合液进行保温运输时，能够使本源微生
物菌剂在运输过程中也可以被激活，便于菌剂混合液运输至井场后能够快速进行注入作
业。
将实施例1、实施例3、实施例4和实施例5所述的保持微生物活性的注入方法进行
应用，应用的油层条件：（1）温度：油层温度以30℃至50℃；（2）压力：10.5MPa至21.0MPa；（3）
矿化度：总矿化度低于10000 mg/L；（4）原油密度:原油的密度小于0.9659 g/cm3；（5）pH值:
中性；（6）渗透率及孔隙度:渗透率不低于0.05μm2，孔隙度大于15%；（7）饱和度:地层剩余油
饱和度大于25%；（8）重金属含量:地层水中的重金属元素含量低于10mg/L。测定应用在该油
层条件的本源微生物菌剂注入井底前和注入井底1天后的本源微生物菌剂的菌浓（质量百
分比），当注入井底1天后的本源微生物菌剂的菌浓不小于注入井底前的本源微生物菌剂的
菌浓的0.7（活性程度）时，即可说明井底的本源微生物菌剂的活性得到有效的保持。采用实
施例1、实施例3、实施例4和实施例5所述的保持微生物活性的注入方法的本源微生物菌剂
在注入井底前（注入前）和注入井底1天后（注入后）的菌浓（%）如表1所示。采用现有注入方
法在该油层应用时，采用现有注入方法（现有方法）的本源微生物菌剂在注入井底前（注入
前）和注入井底1天后（注入后）的菌浓（%）如表1所示。采用实施例1、实施例3、实施例4和实
施例5所述的保持微生物活性的注入方法以及现有注入方法的本源微生物菌剂的活性程度
如表1所示，活性程度=注入后的菌浓/注入前的菌浓。
通过表1可以看出，根据实施例1、实施例3、实施例4和实施例5所述的保持微生物
活性的注入方法注入的本源微生物菌剂的活性程度均显著高于采用现有注入方法注入的
本源微生物菌剂的活性程度，说明根据实施例1、实施例3、实施例4和实施例5所述的保持微
生物活性的注入方法能够提高本源微生物菌剂的存活率，从而能够保持本源微生物菌剂在
井底的活性。
另外，根据实施例1、实施例3、实施例4和实施例5所述的保持微生物活性的注入方
法注入本源微生物菌剂24天后，井底本源微生物菌剂中的烃氧化菌、发酵菌的数量级均提
高1至5个数量级，充分说明了根据实施例1、实施例3、实施例4和实施例5所述的保持微生物
活性的注入方法能够保持本源微生物菌剂在井底的活性，从而有利于采油率的提高。
综上所述，本发明所述的保持微生物活性的注入方法在应用过程中，在本源微生
物菌剂过泵时，本源微生物菌剂受到的剪切力大大降低，并且其能够适应泵压的变化，从而
降低了本源微生物菌剂的伤亡率；同时，在菌剂混合液注入井内之前，由于本源微生物菌剂
的保温温度与井底温度相当，并且本源微生物菌剂已被激活，因此，根据本发明所述的保持
微生物活性的注入方法注入井内的本源微生物菌剂可以快速适应井底的环境，能够保持该
本源微生物菌剂的活性，起到快速改善原油流动性的作用，从而提高了原油的采油率。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据
实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
表1
注入前（%）
注入后（%）
活性程度
|
实施例1
1.5至2
1.215至1.84
0.81至0.92
实施例3
1.5
1.215
0.81
实施例4
2
1.84
0.92
实施例5
1.7
1.428
0.84
现有方法
2
0.86
0.43