СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке составов для обработки нефтяных месторождений.

Известен состав для добычи нефти, включающий закачку в пласт культуры микроорганизмов (см. патент США N 4300632, кл. E 21 B 43/22, 1984 г.).

Недостатком известного состава является его невысокая эффективность при вытекании нефти.

Известно получение поверхностно-активного вещества (ПАВ) в пласте закачкой клеток UF 2 рода Bacillus licheniformis и питательной среды, содержащей источник углевода (меласса, солод) и источник азота (нитраты щелочных металлов, аммоний, аммониевые соли и т.д.) с последующей выдержкой (см. патент США N 4522261, кл.E 21B 43/22, 1985 г.).

Недостатком известного изобретения является невысокая эффективность нефтевытеснения и, кроме того, использование в качестве углеводной добавки дефицитной и дорогой мелассы и солода экономически нецелесообразно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является состав для обработки нефтяного пласта, состоящий из ассоциации углеводородокисляющих бактерий, мелассы, суперфосфата и воды (см. Розанова Е.П. Беляев С.С. Иванов М.В. Моц А.А. Кулик Е.С. Мамедов Ю.Г. "Микробиологические методы повышение нефтеотдачи пластов. Серия "Нефтепромысловое дело", вып. 15 (144), Москва, 1987 г. с. 9).

Известный состав обладает низкой эффективностью нефтевытеснения, обедненностью микроэлементами, необходимыми для эффективного роста бактерий, экономически невыгоден в связи с использованием дефицитной и дорогостоящей мелассы.

В основу изобретения положена задача создать состав для обработки нефтяного месторождения, обеспечивающий повышение охвата пласта воздействием за счет роста микробных клеток, а также увеличение степени вытеснения остаточной нефти за счет создания непосредственно в пласте нефтевытесняющих агентов газов, ПАВ, спиртов и альдегидов.

Предлагаемый состав содержит углеводородокисляющие бактерии, питательную среду, минеральную добавку и воду, причем в качестве питательной среды используют органическое удобрение, а в качестве минеральной добавки - диаммоний фосфат при следующем соотношении компонентов мас.

Углеводородокисляющие бактерии 0,02-0,6
Органическое удобрение 1,0 2,0
Диаммоний фосфат 0,5 0,15
Вода Остальное
В качестве углеводородокисляющих бактерий используют бактериальный препарат "Путидойл", представляющий собой мелкодисперсный порошок светло-коричневого цвета, получаемый путем высушивания культуральной жидкости Pseudomonas pufida-36", ТУ 64.14.110-86;
биопрепарат "Деворойл", представляющий собой ассоциацию бактериальных микроорганизмов Pseudomonas stutzeri, 367-1; Rnodococcus eritropolis, 367-2, Rnodococcus maris, 367-5; Rnodococcus eruthropolis, 367-6; Rhodococcus maris, 367-4 и дрожжевых микроорганизмов Candida sp. 367-3. Все указанные клетки выделены из пластовых вод Бондюжского нефтяного месторождения и описаны в авт. св. N 2023686, опубл. в 1994 г.

углеводородокисляющие микроорганизмы рода Rnodococcus, выделенные из пластовых вод нефтяных месторождений Пермского Прикамья (Бердичевская М.В. Экология УОБ нефтяных пластов Пермского Прикамья М, 1983, с.2.4).

В качестве органического удобрения используют комплексное гранулированное удобрение по ТУ-8619-001-13002093-94, состоящее из разнообразных низкомолекулярных веществ и структур полимерного характера, таких как полисахариды, белки, лигнин, а также из минеральных компонентов, отличающихся большим разнообразием.

Использование в качестве минеральной добавки диаммоний фосфата способствует интенсификации роста и жизнедеятельности микроорганизмов.

УОБ, органическое удобрение и диаммоний фосфат выпускаются промышленностью в порошкообразном состоянии, легко перемешиваются, поэтому смесь данных компонентов можно приготовить в условиях промышленного производства и затем транспортировать к месту назначения.

УОБ после закачки состава в пласт начинают усиленно расти с выделением газов, используя в качестве питания органического удобрения. Рост микробных клеток сопровождается образованием и других нефтевытесняющих агентов: спиртов, альдегидов, поверхностно-активных веществ.

Образующиеся в процессе жизнедеятельности УОБ газы, растворяясь в нефти, способствуют снижению межфазного натяжения между водой и нефтью и тем самым увеличению проницаемости, а спирты, альдегиды и поверхностно-активные вещества снижают межфазное натяжение между нефтью и породой, что приводит к интенсивному отмыву нефти с парового пространства.

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить новый технический результат, а именно создать экологически чистый состав для эффективной обработки нефтяного месторождения за счет микробиологического воздействия на пласт.

Анализ известных решений, отобранных в процессе поиска, показал, что в науке и технике нет объекта, обладающего заявленной совокупностью признаков и наличием вышеуказанных свойств и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного объекта критерием "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию "промышленная применяемость" приводим конкретные примеры приготовления состава и определения эффективности обработки с использованием предлагаемого состава и состава по прототипу.

Технология проведения опытно-промышленных работ заключается в следующем. В непосредственной вблизи от скважины устанавливают автоцистерну типа АЦ с 8-10 м³ воды, соответствующую объему затрубного пространства и объему скважины. В воду добавляют 10-40 кг сухой биомассы клеток из расчета 10⁴ кг/мл среды, 100,0-200,0 кг органического удобрения и 5-15 кг диаммоний фосфата.

Затем состав перемешивают и с помощью насосного агрегата типа ЦА-320 закачивают в скважину. Для пластов, имеющих свою микрофлору, подбирают УОБ, совместимые с пластовой микрофлорой и, исходя из этого, определяют количество УОБ в составе, что общее количество УОБ было в пределах заявляемого.

Эффективность предлагаемого и известного составов определяют по росту микробных клеток, количеству образовавшегося газа, выделившегося спирта, ПАВа и альдегидов и по дополнительной добыче нефти.

Пример 1. (Исследования роста микробных клеток). В колбы емкостью 1 л, в которые предварительно вводят по 1000 мл пресной или минерализованной (до 60 г/л) воды, добавляют культуру клеток УОБ, органического удобрения и диаммоний фосфата. Компоненты состава берут различной концентрации. Все колбы закрывают пробками и ставят в термостат при 30^oC. Из колб периодически отбирают пробы жидкости и производят их микробиологический анализ. Количественный анализ микробных клеток, оборудовавшихся в колбе, определяют путем посева проб на соответствующие питательные среды, которые инкубируют при 30^oC методом предельных разведений. Обработку проб проводят с помощью таблицы Мак-Креди, составленной на основании вариационной статистики. (Руководство к практическим занятиям по микробиологии. В.В.Аникеев, К.А.Лукомская, М; "Просвещение", 1977 г.). Результаты исследований по определению роста микробных клеток приведены в таблице, графа 6.

Пример 2. (Исследования по определению количества газов). Опыт проводят как в примере 1, только часть колб снабжена обводной трубкой. Обводную трубку опускают в колбу, заполненную концентрированным раствором NaCl, который под давлением газов вытесняется в градуированный цилиндр. Объем раствора в цилиндре соответствует объему образовавшегося газа. Результаты исследований по выделению газов приведены в таблице, графа 7.

Одновременно с количеством газов в воде газохроматографическим методом анализируют наличие спиртов и альдегидов, а также поверхностно-активного вещества. Определение оптической плотности окрашенных комплексов с ПАВ проводят на спектрофотометре типа "Spekol", при длине 500-540 нм. Ганеева, Басов В.Н. "Заводская лаборатория" 1983 г. 49, N 2, с.21-22 (см. таблицу, графы 8, 9,10).

Пример 3 (состав по прототипу). Исследование по росту микробных клеток и газообразованию проводят аналогично примерам 1 и 2, только в колбы с водой добавляют 0,5% культуры клеток Pseudomonas, 3,5% мелассы, 0,15% суперфосфата. Результаты приведены в таблице (см. опыт 29).

Для определения эффективности составов при вытеснении нефти проводят следующие исследования.

Модель пласта, представляющую собой систему элементов, в качестве которых служат металлические трубки диаметром 2 см, длиной 170 см, заполняют кварцевым песком. Пористую среду каждого элемента насыщают нефтью, затем элементы соединяют в модель так, чтобы она имела один общий вход, развивающийся к каждому элементу и отдельные выходы из каждого элемента (ОСТ-3-9-195-86). Затем нефть вытесняют водой до полной обводненности продукции на выходе и стабилизации скорости фильтрации. После закачки состава проводят выдержку модели в течение 6 ч при 30^oC. Далее модель подключают к закачке воды в течение 20-24 ч. Определяют прирост коэффициента нефтеотдачи.

Пример 4 (состав по прототипу). В модель пласта закачивают водный раствор культуры клеток Pseudomonas 0,5% концентрации, 3,5% мелассы и 0,15% суперфосфата. Прирост коэффициента нефтеотдачи составляет 5,0% (см. табл. опыт 29).

Пример 5 (предлагаемый состав). В модель пласта закачивают водный раствор, содержащий 0,4 культуры клеток р. Rhodocossus, 2,0% органического удобрения и 0,15% диаммоний фосфата. Прирост коэффициента нефтеотдачи составляет 6,7% (см. табл. опыт 23).

В таблице приведены результаты исследований составов с содержанием компонентов различной концентрации в пресной или минерализованной воде при различной температуре. В качестве УОБ использовались также бак. препарата "Путидойл" и "Деваройл".

Как видно из данных, приведенных в таблице, увеличение коэффициента нефтеотдачи определяется не только количеством (биомассой) клеток, от которого зависит увеличение охвата пласта заводнением, но и влияние факторов, прямо зависящих от биохимической активности микроорганизмов выработка газов, ПАВов, альдегидов и спиртов, приводящих к увеличению степени вытеснения остаточной нефти.

Предлагаемый состав обладает следующими преимуществами:
прирост коэффициента нефтеотдачи возрастает с 4,9% до 5,1-7,6%
используется на сильнообводненных пластах, где применение физико-химических технологий экономически не выгодно;
применение составов на основе микробных клеток не влияет на окружающую среду;
закачка в пласт не требует специального оборудования и легко вписывается в технологию обычного заводнения.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке составов для обработки нефтяных месторождений. В основу изобретения положена задача создать состав для обработки нефтяного месторождения, обеспечивающий повышение охвата пласта воздействием за счет роста микробных клеток, а также увеличение степени вытеснения остаточной нефти за счет создания непосредственно в пласте нефтевытесняющих агентов. Предлагаемый состав содержит углеводород-окисляющие бактерии, питательную среду, минеральную добавку и воду, причем в качестве питательной среды используют органическое удобрение, а в качестве минеральной добавки - диаммоний фосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%: углеводородокисляющие бактерии - 0,02-0,6, органическое удобрение - 1,0-2,0, диаммоний фосфат - 0,05-0,15, вода - остальное. 1 табл.

Состав для обработки нефтяного месторождения, включающий углеводородокислящие бактерии, питательную среду, минеральную добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве питательной среды он содержит органическое удобрение, а в качестве минеральной добавки диаммоний фосфат при следующем соотношении компонентов, мас.

Углеводородокислящие бактерии 0,02 0,6
Органическое удобрение 1 2
Диаммоний фосфат 0,05 0,15
Вода Остальное,