一种评价微生物驱油能力的方法 【技术领域】
本发明涉及一种评价方法，具体涉及油田开采过程中微生物驱油能力的评价方法。
背景技术
微生物驱是一种经济、有效的提高原油采收率技术，该技术研究起始于上世纪二十年代。1926年，别克曼首先提出了“在储油层利用微生物提高原油采收率”的设想；1940年佐贝尔发现微生物可以从岩芯中释放油，并于1946年与美国石油协会一起获得了把厌气细菌注入到油藏的专利；1954年开始，在东欧一些国家如：前苏联、波兰、匈牙利、捷克斯洛伐克相继开展了矿场试验。进入80年代以来，世界各国对微生物采油技术越来越重视，室内研究逐渐深入，矿场试验规模逐年增加，并见到可喜的试验效果，显示了微生物驱油具有工业应用推广价值。
微生物驱油的主要机理是：①微生物能裂解原油中的重质组份产生轻质组份，从而降低原油粘度；②微生物代谢二氧化碳、甲烷等气体可增大地层压力，在地层条件下，该气体溶于原油后可降低原油粘度，增加原油流动性；③微生物代谢酸性物质可溶解碳酸盐岩，增大油水流动孔道；④微生物代谢生物表面活性剂可降低油水界面张力，乳化原油，提高洗油效率；⑤微生物代谢生物聚合物可调整吸水剖面扩大注入水波及体积；⑥微生物代谢有机酸、醇等有机溶剂提高驱油效率等等。经过大量的研究和矿场试验，上述微生物驱油机理得到了较为普遍的认可，并随室内研究的开展，认识不断深入。
微生物驱油的研究一般包括采油微生物菌种开发、微生物生长及代谢性能研究、微生物降解原油性能研究、微生物改变岩石润湿性能研究等，微生物驱油能力是微生物生长代谢、降解原油、改变岩石润湿性能的综合反应。
微生物驱油能力的评价是微生物菌种开发及矿场应用(为矿场应用提供关键性参数如接种浓度、微生物用量等)的核心环节。目前，微生物驱油能力地评价一般是参考化学剂驱油评价方法通过岩心模拟进行的，其主要步骤为：①岩芯饱和油后水驱至残余油；②将微生物溶液注入岩芯；③岩芯密封、培养(一般7天左右)；④恢复水驱，计量原油采收率提高值，以原油采收率的提高幅度作为微生物驱油能力的评价参数。
发明人经过大量试验研究发现，由于接种到岩心中的微生物浓度比较低(一般106～107cells/ml)，生长环境发生变化，微生物进入岩心后活性也较弱。微生物要渡过一定的适应期后才能逐渐繁殖、恢复活性。当微生物增殖达到一定的浓度后，微生物驱油的作用才会显著地增强，这时，提高原油采收率效果才逐渐表现出来。由于微生物繁殖到足够的浓度需要一定的时间，微生物驱启动原油的过程是缓慢的，是逐步积累的过程，因此在利用岩心模拟实验评价微生物驱油能力时，在显示微生物驱油能力(采出原油、提高原油采收率幅度)上存在一个时间延迟。
由此可见，目前采用的微生物驱油能力的评价方法，在岩心密封、短时间培养后进行水驱就结束实验，这种评价方法存在着很多弊端：如培养时间短、没有营养液补充、没有考虑微生物驱油时间延迟的效应、微生物浓度低不能反映微生物繁殖发酵后的驱油效果等，因而没有完全反映微生物驱油的能力。这不但影响了对微生物接种的浓度、营养液的选配、微生物驱油能力的准确评价，甚至在判断微生物性能优劣及菌种筛选上引起很大误差；在矿场应用方面，影响了矿场试验关键参数如微生物注入浓度等的确定和优化以及试验效果的预测及前期评价。
【发明内容】
本发明需要解决的技术问题是公开一种评价微生物驱油能力的方法，以克服现有技术存在的上述一系列缺陷，满足微生物菌种筛选、提供矿场应用参数的需要，最终为矿场应用筛选出优质的菌种和准确的参数，满足油田开采的需要。
本发明的方法包括如下步骤：
(1)岩心采用常规方法饱和水、原油驱替建立束缚水饱和度；水驱岩心，建立残余油饱和度；然后向岩心中注入含有微生物和与所说的微生物相配合的含有营养物的盐水，微生物浓度为106～107cells/ml。
所说的微生物为具有下述一种或多种性能的微生物①降解原油；②代谢表面活性剂；③代谢气体；④代谢聚合物；⑤代谢脂肪酸或醇等有机溶剂；⑥代谢其他有利于提高原油采收率的物质。微生物可以是一种微生物也可以是两种以上微生物的组合。所说的微生物包括好氧菌、厌氧菌或兼性厌氧菌。
所说的微生物包括以下微生物，但不局限于这些微生物：
文献：Makkar R S，Cameotra S S.Production of biosurfactant at mesophilicand thermophilic conditions by a strain of Bacillus subtilis.J.Ind.Microbiol.Biotechnol.，20(1)，48-52，1998公开的枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、文献：YakimovM M，Amro M M，Bock M，et al.The potential of Bacillus licheniformis strains forin situ enhanced oil recovery.J.Pet.Sci.Eng.，18(1/2)，147-160，1997公开的地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、文献：Nazina T N，Ivanova A E，Mityushina L L，et al.Thermophilic hydrocarbon-oxidizing bacteria from oil fields.Mikrobiologiya，62(3)，583～592，1993公开的喜热噬油芽孢杆菌(B.thermoleovorans)、文献：和致中，彭谦，马俊，陈俊英.云南温泉高温菌的研究：VII.腾冲酸性高温温泉中的极端嗜热性芽抱杆菌.微生物学报29(3)，161-165，1989公开的嗜热脂肪芽孢杆菌(B.stearothermophilus)、文献：Gurerra-Santos L，Kappeli O，Fiechter A.Pseudomonasaeruginosa biosurfactant production in continuous culture with glucose as carbonsource.Appl.Environ.Microbiol.48，301-305，1984公开的铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、文献：Behlulgil K，Mehmetoglu M T.Bacteria for improvement of oilrecovery：a laboratory study.Energy Sources，24(5)，413-421，2002公开的丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum)、文献：Lappan R E，Fogler H S.Leuconostocmesenteroides，growth kinetics with application to bacterial profile modification.Biotechnol.Bioeng.，43(9)，865-73，1994公开的肠膜明串珠菌(L.mesenteroides)、文献：Post F J，Al-Harjan F A.Surface activity of halobacteria andpotential use in microbially enhanced oil recovery.Syst.Appl.Microbiological，11(1)，97-101，1988公开的盐杆菌(H.distribution)、文献：Milekhina E I，Borzenkov I A，Zvyagintseva I S，et al.Characterization of a hydrocarbon-oxidizing Rhodococcus erythropolis strain isolated from an oil field.Microbiology，67(3)，271-274，1998公开的红串红球菌(R.erythropolis)等菌中的一种，优选枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、喜热噬油芽孢杆菌和嗜热脂肪芽孢杆菌。
(2)岩心两端密封，进行微生物培养。培养温度为所测试的微生物的生长温度或用于矿场试验的油藏温度，一般为30～90℃，微生物的培养时间根据微生物的生长特性确定，一般为1～10天。
(3)岩心培养后，打开岩心端口泄压，采用注入水驱替然后用富含营养物的盐水驱替，也可以直接采用富含营养物的盐水驱替。驱替速度可根据试验油藏流体渗流速度确定，一般为1～10m/d。
(4)重复(2)～(3)步骤，直到没有原油采出为止，一般重复10～30次；
(5)用操作完全相同但不接种微生物的岩心实验做为对照，计算微生物驱提高原油采收率幅度，用微生物驱提高原油采收率的幅度做为评价微生物驱油能力的参数指标。
本实验步骤(4)，反复进行“岩心两端封闭、培养微生物、水驱及含有营养物的盐水驱”过程，是关键性环节。该环节利用了以下原理：微生物在岩心中大量吸附，只有少量微生物缓慢产出；不断注入营养液，满足微生物对营养液的要求，刺激微生物生长繁殖；利用微生物在岩心中的吸附，反复培养促使微生物在岩心中达到足够高的浓度，发挥驱油作用；延长了微生物与原油、岩石作用时间，减小了微生物驱油时间延迟的影响等；反复驱替，不断采出微生物启动的原油。通过这一反复进行的过程，充分反应出微生物驱油的能力。
本发明提出微生物驱油能力的评价方法通过反复注入营养物、封闭培养、驱替等过程，克服了现有技术中的一系列弊端，使岩心中注入的微生物最大限度地繁殖，驱油效果得到充分体现，从而真实地反映出微生物驱油的能力，因此是一种准确、可靠地评价微生物驱油能力的方法。
【具体实施方式】
实施例1
采用人造非均质岩心，水相渗透率为0.6μm2，驱替水为经灭菌处理的某油田注入水，营养液由驱替水配置(成份：NH4Cl：0.3％，K2HPO4：0.1％，酵母膏0.05％，wt％)，驱替速度为5m/d。
岩心饱和水，原油驱替至束缚水饱和度，注入水驱替至残余油饱和度，然后转注枯草芽孢杆菌(Makkar R S，Cameotra S S.Production of biosurfactant atmesophilic and thermophilic conditions by a strain of Bacillus subtilis.J.Ind.Microbiol.Biotechnol.，20(1)，48-52，1998，枯草芽孢杆菌B.subtilis)发酵液(用营养液稀释至浓度5％)1PV(PV，试验岩心的孔隙体积)，密封岩心两端，在实验温度37℃下静置5d。
按现有技术方法用注入水驱替至产出液含水98％以上(驱替2PV)结束实验，微生物驱提高原油采收率6.4％(原油采收率指采出原油量与岩心中原始饱和原油量的百分比，提高原油采收率值为在相同评价条件下，微生物驱原油采收率值与完全水驱原油采收率值之差)。
采用本发明方法，反复进行“岩心两端封闭、培养微生物、水驱及含有营养物的盐水驱”，至没有原油采出时，共进行了21次处理，微生物驱提高原油采收率32.8％。
由此可见，现有技术没有完全反映出所测试的微生物驱油的能力。采用本发明的评价方法，表明测试的枯草芽孢杆菌驱油能力是很高的，提高原油采收率幅度达到32.8％。