Способ микробиологической обработки нефтяного пласта Советский патент 1983 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве вторйчного метода добычи нефти путем воздействия бактерий на остаточную нефть в заводненных пластах и улучшения нефтевытесняющих свойств закачиваемой воды. Известен способ добычи нефти при помощи активного ила сточных вод 13. Недостатком способа является то, что в активном иле при очистке сточ ных вод размножаются бактерии в ан зробной среде. Известен способ микробиологичес. кой обработки нефтяного пласта, включающий закачку в скважину активного ила f 2. Недостатком способа является то, что активный ил используется в каче ве питательного вещества, образующего рабочий агент только в совокупности с бактериями метантенков,- кото рые являются строгими анаэробами и .очень чувствительнык условиям окружающей среды (пласта). . Область применения способа ограничивается температурой пласта в интервале 55-бО с. На нефтяных {.ecтopoждeнияx строгий анаэробиоз нарушается с момента вскрытия пласта первой скважиной, а в результате интенсивного заводнения в призабойной зоне нагнетательных скважини в достаточном удалении от нее господствует аэробно-анаэробная (микроазрофильная ) среда за счет непрерывного подтока растворенного в закачиваемой воде кислорода в кон центрации 10 мг/л. В этих условиях бактерии метантенков утрачивают- сво жизнеспособность. Снижение температуры ниже указанного интервала также оказывает губительное влияние на бак терии матантенков. Цель изобретения - повышение эффективности обработки путем увеличения охвата пласта бактериальным воздействием. Указанная цель достигается тем, что согласно способу микробиологической обработки нефтяного пласта, включающему закачку в скважину актив ного ила, в качестве активного ила закачивают1 биологически активный .субстрат биохимического комбината (БХКj по производству белково-витаминных концентратов. Активный ил биохимического комбината самостоятельно выполняет роль готового к использованию в качестве рабочего агента субстрата, содержащего как микроорганизмы, так и пита тельные вещества. Химический состав активного ила сточных вод биохимических комбинатов по производству белково-витаминных концентратов представлен в табл. 1. Таблица 1 Показатели Содержание Суспензия активного ила, мг/л Эфирорастворимые 13,8 - 37,3 Фосфаты .73,9-117,3 Хлориды104,0 - 300 Сульфаты400 - 620 Растворимый белок по 58 - 108 270 - 490 Азот аммонийный Нитраты0,3 - 1,98 Нитриты .Отсутствуют Сероводород, мг/л 6,1-21,8 В том числе в сухом веществе биомассы бактерий, % 54,8 -61,44 Сырой протеин 42,6 -56,6 Истинный белок 14,03-18,0 Зольность 2,9 -4,5 Липиды 0,27 -0,75 Углеводороды 14,2 -20,5 Углеводы 0,43 -0,66 2,3 -4,6 Активный ил стабилен.по составу и с течением времени не подвержен резкому изменению. Результаты лабораторных исследований активных илов с аэротенка-смесителя биохимического комбината (ВХК) по производству белково-витаминных концентратов на основе жидких парафиновых (насыщенных ) углеводородов нефти. Биоценоз ила включает как аэ- обные, так и анаэробные микроорганизмы и дрожжи. Активный ил БХК полностью удовлетворяет потребностям этого I собственного )биоценоза в итании, дыхании, микроэлементах и витаминах. Количественное содержание основных групп бактерий активного ила приведено в табл. 2. Таблица Количество -кл Микроорганизмы ток в 1 мл су пензии Аэробы (Clostгidiurn, Nitrozomonas, Hitrobacter, Pseudomonas, Micrococcus) 6,,0 Анаэробы (С Bo s t rI - - dium, DesuCfov)brfo, BacllEus, Pseudomo- , nas)l,2-lo3-2,4-l Дрожжи и грибы (Candida)8,6-10-7, Общее количество бактерий.15,9.,9-1 Общая характеристика активного ила приведена в табл. 3. Таблица Свойства Содержание Светло-желтый, светло-серого 7,4 (ср) Концентрация ила, г/л 8,0-13,1 Остаточные угле 1,0-1,5 водороды , г/л 45,0-55,0 Сырой протеин,% 10,0-15,0 Углеводы,% Оптимальная температура для раз тия этих микроорганизмов находится в пределах 20-35°С. Эта температур характерна для большинства месторо дений с повышенной вязкостью нефте имеющих наибольшее распространение и на которых особенно остро стоит проблема увеличения нефтеотдачи. Т пературный интервал пласта совпада с условиями формирования активного ила биохимического комбината, т.е по одному.из важнейших критериев о падает проблема адаптации мйкроорг ни,змов к условиям недр месторожден Это положение установлено экспериментально в лабораторных и промысл условиях. Микроорганизмы адаптированы также к углеводородному питан в пласте: содержание остаточных углеводородов в суспензии активного ила БХК составляет 1,0-1,5%. В аппарат Зонгена заливали водную суспензию активного ила БХК в объеме 1100 мл, отобранного со смесителя станции бирлогической очистки. Общий выход газа на 1100 мл активного ила - составил более 4л, объем вытесненной жидкости составил 84% общего объема. , Колбы плотно закрывсши, резиновой пробкой, через которую пропущена П-образно изогнутая стеклянная трубка, своим нижним концом достигающая придонной части колбы. Другой конец трубки соединен с градуированным приемником, в котором собирается жидкость, вытесняемая из колбы под давлением вновь образованной газовой фазы, скапливающейся непосредственно под резиновой пробкой. Колбы с залитой жидкостью (.без пузырька воздуха) выдерживали в термостатах при температуре 32°С в темноте. За 55 сут t.1,7 мес) в приемник поступило 910 мл жидкости под влиянием образовавшегося в аппарате Зонгена 2 л газа. Вытесняемый в приемник объем ила также генерировал газ. Общий выход газа на 1100 мл активного ила составил более 4.л. В лабораторных опытах с активным илом (по прототипу) в течение 30 сут вытеснено 17 мл жидкости в annapate Зонгена, что составляет всего 1,5% общего объема жидкости. Относительно быстрая потеря биохимической актив- . ности содержащихся в составе ила микроорганизмов объясняется наличием в составе стоков токсических соедине- , НИИ (кислот, фенолов и т.п.) и дефит цитоМ таких важных элементов, как ч азот и фосфор. При прочих равных условиях активный ил БХК по своей биохимической активности превосходит ак-тивный ил (по прототипу J в 56 -раз. В табл. 4 приведены реэу льтаты анализа компонентного состайа газа, полученного по.предлагаемому способу :т а б л и ц а 4| Газообразные углеводороды Двуокись угле26,6 рода Сероводород Не обнаружен

Высокое содержание азота, метана и других газообразных углеводородов способствует увеличению гаэонасыщенности нефти, что снижает ее вязкость .

Высокое содержание COj 26,6% свидетельствует о том, что микробиологические процессы преобразования органических веществ и нефти в опыте достигли своей высокой конечной стадии, а само органическое веществ активного ила отличается высокой усвояемостью биоценозом. Под действием СО2 карбонатные включения вмещающих пород (например известковый цемент в песчаниках ) переходят в раствор, что приводит к увеличению пористости коллектора

СаСОз + СО2 + HjO :г± Са(НСОз)2

С другой стороны, высокая растворимость СО2 в нефти способствует увеличению ее подвижности вследствие снижения вязкости.

Закачку активного ила проводят в нагнетательную скважину на месторождениях, разрабатываемых с заводнением, где господствует уже не строго анаэробная обстановка. Схема обвязки сквавсины обычная для промыслов. Активный ил с автоцистер подается непосредственно в скважину и не требует применения какого-либо специального оборудования и приспособлений .

Расчет необходимого количества

активного ила производят по следующей формуле у ,.-„,.-н

МЗ;

где V - объем активного ила, R - радиус оторочки, м;

h - толщина пласта, М)

m - пористость пласта, доля.

Так при средней эффективной пористости коллектора О,2 объем пор в 1 мЗ породы составляет 0,2 м. При толщине пласта 10 м в призабойной зоне скважины в радиусе 1 м объем пор составит 6 м в радиусе 2 м 24 мЗ; в радиусе 3 м 54 мЗ и т.д. Учитывая, что коэффициент вытеснения пластовых флюидов редко достигает 1, эти объемы ила фактически распределяются на большее расстояние от ствола скважины.

Таким образом, предлагаемый способ имеет следующие преимущества.

Использование активного ила увеличива.ет охват пласта за счет биохимических реакций, протекающих в зоне деятельности микроорганизмов. В результате роста газонаснщенности нефти и улучшения фильтрационных характеристик пласта повышается его нефтеотдача.

Оптимальная температура жизнедеятельности биоценоза активного ила близка к температуре пласта и поэтому консервация скважин для адаптации бактерий к условиям обитания в пласте не требуется.

Активный ил не требует применения 5 дополнительных питательных веществ.

СПОСОБ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА, включающнй закачку в скважину активного ила, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки путем увеличения охвата пласта бактериальным воздействием, в качестве активного ила закачивают биологически активный субстрат биохимического комбината по производству белково-витаминных концентратов .