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AD-4微生物防蜡剂培育与应用

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AD 微生物 防蜡剂 培育 应用
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    文 章 编 号 : 1000 - 7393 (2005) 02 - 0041 - 03 4微 生 物 防 蜡 剂 培 育 与 应 用 3吴 慧 敏 1  刘 延 坡 2  吴 莉 玲 2  胡   斌 2  皮 存 学 2(1. 开 封 市 奥 德 科 技 有 限 公 司 ,河 南 开 封   475004; 2. 河 南 油 田 公 司 采 油 一 厂 ,河 南 南 阳   474780)摘 要   介 绍 了 微 生 物 防 蜡 剂 的 培 育 、 室 内 性 能 检 测 及 现 场 防 蜡 试 验 过 程 。 用 现 场 油 水 样 中 菌 种 驯 化 的 菌 种 和实 验 室 菌 种 配 伍 、 优 化 、 筛 选 ,培 育 成 4微 生 物 防 蜡 剂 。 通 过 室 内 试 验 验 证 , 4微 生 物 防 蜡 剂 对 现 场 蜡 块的 乳 化 降 解 作 用 使 蜡 块 凝 固 点 降 低 4~ 8. 5 ℃ ,原 油 培 养 液 表 面 张 力 降 低 率 30. 3% ~ 49. 3% ,黏 度 降 低 35% ~50% ,原 油 流 动 性 得 到 了 很 大 的 提 高 。 经 现 场 12口 油 井 试 验 证 明 ,应 用 4微 生 物 防 蜡 剂 后 ,油 井 电 流 、 负 荷 下降 ,示 功 图 显 示 结 蜡 现 象 明 显 减 轻 ,检 泵 周 期 延 长 ,部 分 井 检 泵 周 期 可 延 长 到 原 来 的 2倍 ,投 入 产 出 比 可 达 1∶ 2. 8。关 键 词   微 生 物   试 验   清 防 蜡   降 黏   应 用中 图 分 类 号 : 2      文 献 标 识 码 : 物 清 蜡 降 黏 技 术 作 为 一 种 高 新 技 术 ,已 经在 加 拿 大 等 国 家 广 泛 应 用 。 在 国 内 ,大 港 、 胜 利 等 油田 也 相 继 引 用 。 河 南 油 田 原 油 为 蜡 质 石 油 ,因 为 结蜡 所 造 成 的 杆 断 堵 塞 每 年 多 达 120井 次 ,常 采 用 热洗 加 药 进 行 清 蜡 防 蜡 ,但 因 油 层 能 量 低 ,热 洗 经 常 污染 地 层 ,热 洗 恢 复 期 一 般 在 2~ 6 d,加 药 防 蜡 有 效 期短 ,价 格 昂 贵 。 为 此 ,结 合 河 南 油 田 所 得 蜡 样 培 育 成 4微 生 物 菌 种 。1  微 生 物 防 蜡 机 理(1)微 生 物 自 身 作 用 :黏 附 在 金 属 和 黏 土 矿 物上 ,形 成 微 生 物 保 护 膜 ,有 防 止 蜡 质 结 晶 的 作 用 。(2)微 生 物 代 谢 产 物 的 作 用 :原 油 中 正 构 烷 烃在 微 生 物 的 作 用 下 ,自 然 降 解 成 为 异 构 烷 烃 ,而 得 到脂 肪 酸 、 糖 脂 、 类 脂 体 等 具 有 表 面 活 性 剂 特 征 的 物 质和 气 体 。 这 些 代 谢 产 物 具 有 以 下 特 点 :表 面 活 性 剂和 蜡 晶 作 用 参 与 蜡 晶 的 形 成 ,促 使 蜡 晶 畸 化 ,阻 止 结晶 ;代 谢 产 物 中 产 生 的 有 机 酸 、 乙 醇 、 乙 醛 等 物 质 提高 了 溶 解 能 力 ;代 谢 产 物 中 大 量 的 二 氧 化 碳 、 甲 烷 气体 降 低 了 原 油 的 黏 度 。微 生 物 对 原 油 中 的 石 蜡 起 到 降 解 乳 化 作 用 ,其代 谢 产 物 改 变 了 原 油 的 流 动 性 ,阻 止 石 蜡 在 井 筒 内的 沉 积 ,达 到 清 防 蜡 的 目 的 。2  室 内 试 验针 对 河 南 油 田 采 油 一 厂 提 供 的 原 油 样 品2331、 井 沉 积 蜡 块 样 品 特 性 和 油 藏 物 性 特 点 ,对 微 生物 进 行 室 内 评 价 ,对 影 响 作 用 效 果 的 因 素 进 行 分 析 ,以 便 为 现 场 试 验 和 效 果 分 析 提 供 依 据 。2. 1  菌 种 筛 选由 油 田 提 供 的 油 水 样 ,经 富 集 分 离 培 养 ,再 经 固体 石 蜡 定 向 驯 化 ,得 到 能 利 用 固 体 石 蜡 生 长 的 菌 种 ;另 从 实 验 室 原 存 菌 选 育 得 到 可 利 用 固 体 石 蜡 生 长 的菌 种 ,然 后 再 经 优 化 配 伍 、 性 能 评 价 ,最 终 优 选 出 矿场 应 用 的 清 防 蜡 菌 种 4。2. 2  微 生 物 对 原 油 、 油 井 沉 积 蜡 块 及 固 体 石 蜡 的 乳化 降 解 作 用在 250 锥 形 瓶 中 各 加 入 100 水和 少 量 无 机 盐 营 养 物 ,分 别 加 入 原 油 、 油 井 沉 积 蜡 块或 固 体 石 蜡 各 3 g,各 瓶 均 接 入 4菌 液 10 橡 皮 塞 密 封 瓶 口 ,在 缺 氧 条 件 下 置 于 60~ 65 ℃ 恒温 油 浴 培 养 7 d,取 出 后 对 原 油 进 行 脱 水 ,在 50 ℃ 下测 其 黏 度 ,计 算 降 黏 率 。 结 果 见 表 1。表 1结 果 表 明 ,所 筛 选 的 4菌 种 对 以 上 试验 用 原 油 都 具 有 较 好 的 乳 化 降 黏 作 用 ,降 黏 率 均 大于 35% ,最 高 降 黏 率 达 50%以 上 。2. 3  微 生 物 对 油 井 沉 积 蜡 块 的 降 凝 作 用在 250 瓶 中 加 入 100 水 和 少 量第 27卷 第 2期                       石 油 钻 采 工 艺                   27 22005年 4月                 O R           Ap 005 3作 者 简 介 :吴 慧 敏 , 1968年 生 。 1990年 毕 业 于 河 南 大 学 化 学 化 工 系 ,现 从 事 油 田 化 学 品 的 研 究 与 推 广 工 作 ,工 程 师 。 电 话 : 0378 1  4菌 种 对 不 同 原 油 的 乳 化 降 黏 作 用原 油 菌 种 处 理 后 黏 度/s 对 照 样 黏 度/s 降 黏 率/%6 65 44. 60 68 41. 28 58 51. 74 42 42. 89 138 35. 56 121 37. 12331 59 99 40. 15 72 51. 4无 机 盐 营 养 物 、 20 沉 积 蜡 块 、 20 ,用橡 皮 塞 密 封 瓶 口 ,置 于 65~ 67 ℃ 恒 温 油 浴 处 理 7 d,沥 出 液 体 ,密 封 瓶 口 ,置 于 75 ℃ 恒 温 箱 脱 水 24 h,冷却 取 水 ,再 脱 水 24 h。取 4菌 作 用 后 的 脱 水 原 油 ,采 用 玻 璃 套 管法 进 行 凝 固 点 测 定 ,与 未 经 微 生 物 处 理 的 脱 水 原 油对 照 ,分 析 微 生 物 的 降 凝 效 果 ,结 果 见 表 2。表 2  4菌 种 对 不 同 原 油 的 降 凝 作 用原 油 菌 种 处 理 后 凝 固 点 对 照 样 凝 固 点 降 低 值6. 5 39. 0 2. 56. 7 38. 5 1. 87. 4 40. 2 2. 87. 3 39. 4 2. 1 46. 5 55. 0 8. 5 68. 0 72. 0 4. 02331 40. 3 42. 8 2. 50. 8 43. 9 3. 14. 7 26. 3 1. 66. 0 27. 5 1. 5试 验 结 果 表 明 ,所 选 菌 种 对 油 井 沉 积 蜡 块 均 有较 明 显 的 降 凝 作 用 ,凝 固 点 降 低 1. 5 ~ 8. 5 ℃ 。2. 4  微 生 物 对 培 养 液 表 面 张 力 和 影 响在 250 瓶 中 加 入 100 水 和 少 量无 机 盐 营 养 物 ,再 加 入 原 油 或 油 井 沉 积 蜡 块 3 g,接入 10 ,密 封 ,置 于 60 ℃ 恒 温 油 浴 培 养 7 d。用 滤 纸 过 滤 ,取 滤 液 用 酸 度 计 测 用 界 面 张 力仪 测 表 面 张 力 ,以 不 接 菌 种 的 反 应 瓶 基 质 为 对 照 ,并以 表 面 张 力 降 低 值 和 化 表 示 菌 体 代 谢 产 生表 面 活 性 剂 和 酸 的 能 力 ,结 果 见 表 3。表 3  4菌 种 作 用 后 原 油 表 面 张 力 和 变 化原 油表 面 张 力 /m - 1菌 种 处 理 样 对 照 样降 低 率/% 处 理 样 对 照 样1 72 43. 0 6. 4 7. 49 73 46. 6 6. 5 7. 47 73 49. 3 6. 2 7. 49 71 45. 0 6. 4 7. 45 72 37. 5 6. 8 7. 48 73 34. 2 6. 7 7. 42331 40 73 45. 2 6. 5 7. 47 72 48. 6 6. 3 7. 4 块 45 76. 1 41. 1 6. 5 7. 4 块 53 76. 6 30. 3 6. 8 7. 4结 果 表 明 ,所 选 菌 种 能 降 低 培 养 液 表 面 张 力 ,其降 低 率 为 30% ~ 49% ;菌 作 用 后 试 样 的 围为 6. 2~ 6. 8。 随 时 间 延 长 ,培 养 液 的 低 。有 利 于 微 生 物 生 长 繁 殖 的 围 是 7~ 8。2. 5  原 油 全 烃 气 相 色 谱 分 析在 250 瓶 中 加 入 100 水 及 无 机盐 、 5 蜡 原 油 ,接 入 菌 种 液 10 于 60℃ 恒 温 油 浴 培 养 8 d。 沥 出 液 体 ,取 残 油 脱 水 后 进 行全 烃 气 象 色 谱 分 析 ,以 用 无 菌 水 代 替 菌 液 的 反 应 瓶为 对 照 。色 谱 条 件 :色 谱 柱 为 30, 0. 25 × 30 m ,分 流比 为 100∶ 1;检 测 器 为 F 焰 离 子 检 测 器 ;柱温 80 ℃ ,恒 温 16 m 4 ℃ /m 320 ℃ ;气化 室 和 检 测 室 温 度 : 330 ℃ ;尾 吹 : 60 m 气 :流 速 为 12 s;燃 气 : 流 量 0. 6 kg/助燃 气 :空 气 ,流 量 为 0. 5 kg/ 油 的 全 烃 气 象 色 谱 分 析 结 果 表 明 ,经 解 烃 细菌 作 用 后 的 原 油 ,轻 质 组 分 明 显 增 加 , 的 重质 组 分 减 少 (图 1) ;原 油 组 分 的 变 化 说 明 原 油 经 菌作 用 后 ,重 质 组 分 发 生 了 降 解 作 用 。图 1  4菌 种 作 用 后 原 油 组 分 的 变 化24 石 油 钻 采 工 艺   2005年 4月 (第 27卷 )第 2期  3  现 场 试 验3. 1  试 验 区 块 和 地 质 简 况本 次 试 验 选 择 了 河 南 油 田 双 河 矿 、 下 二 门 矿 12口 井 , 12口 井 分 布 在 3个 区 块 中 ,都 属 于 低 渗 透 油层 ,原 油 含 蜡 在 30%以 上 ,日 常 热 洗 周 期 为 45~ 60d,加 药 周 期 为 3~ 7 d。3. 2  微 生 物 防 蜡 操 作 方 法微 生 物 防 蜡 前 ,要 进 行 一 次 彻 底 热 洗 ,待 产 量 稳定 后 ,将 微 生 物 防 蜡 剂 与 培 养 基 从 套 管 加 入 即 可 ,刚开 始 加 入 时 需 循 环 4~ 8 h,使 微 生 物 防 蜡 剂 与 原 油充 分 混 合 ,以 便 菌 种 繁 殖 、 运 移 并 进 行 新 陈 代 谢 。3. 3  微 生 物 用 量 和 加 入 周 期 确 定根 据 现 场 电 流 、 负 荷 的 变 化 及 产 出 液 中 微 生 物菌 种 密 度 ,确 定 微 生 物 初 始 加 入 量 300 定 期 加入 量 为 100 入 周 期 为 30 d。微 生 物 用 量 的 确 定 :试 验 井 先 进 行 热 洗 ,以 确 保井 筒 中 无 影 响 微 生 物 的 化 学 药 剂 。 首 次 加 入 量 根 据各 井 情 况 确 定 ,一 般 为 300~ 450 后 加 入 量 按上 次 的 2 /3递 减 ,直 到 维 持 油 井 正 常 生 产 的 最 小 量 。加 微 生 物 周 期 确 定 :加 入 微 生 物 量 确 定 后 ,间 隔时 间 20 d、 30 d、 40 d,测 定 在 各 个 间 隔 期 间 的 负 荷和 电 流 ,从 示 功 图 和 电 流 中 ,看 出 在 20 电 流 、负 荷 无 明 显 变 化 ,间 隔 45 后 期 示 功 图 最 大 负荷 增 加 ,最 小 电 流 减 小 (见 图 2) ,有 一 定 的 结 蜡 现象 ,间 隔 30 轻 微 的 结 蜡 现 象 。 通 过 试 验 最 后确 定 ,最 终 加 入 量 为 100 入 周 期 为 30 d。图 2  加 微 生 物 防 蜡 剂 前 后 示 功 图 对 比3. 4  效 果 分 析2003年 6月 开 始 在 河 南 油 田 进 行 12口 井 微 生物 防 蜡 现 场 试 验 , 4微 生 物 防 蜡 剂 在 减 轻 油 井负 荷 、 降 低 开 采 电 流 、 延 长 检 泵 周 期 等 方 面 都 有 明 显的 作 用 (见 表 4)。 现 场 投 入 8. 4万 元 ,节 省 热 洗 、 加药 费 用 12. 3万 元 ,减 少 热 洗 占 产 损 失 11万 元 ,投 入产 出 比 达 1∶ 2. 8。表 4  加 微 生 物 防 蜡 剂 前 后 参 数 对 比井 号 加 前 负 荷 / 最 小 加 后 负 荷 / 最 小 加 前 电 流 / 加 后 电 流 / 检 泵 周 期 / 加 后0. 48 20. 53 59. 20 19. 34 39 42 35 38 343 7186. 04 40. 16 63. 63 41. 80 85 74 58 50 343 3402. 74 20. 97 66. 49 15. 77 24 26 15 15 128 426安 2036 68. 58 41. 8 68. 43 47. 01 22 17 20 21 57 102安 2105 70. 66 30. 2 69. 91 35. 11 23 18 26 25 77 1854  结 论 及 建 议(1)使 用 微 生 物 防 蜡 对 减 轻 油 井 负 荷 、 降 低 电流 、 延 长 检 泵 周 期 有 明 显 的 效 果 ,且 操 作 简 单 ,有 效期 长 ,价 格 适 中 。(2)在 使 用 1微 生 物 防 蜡 剂 中 也 有 一 定 的不 足 之 处 。 在 井 底 温 度 超 过 100 ℃ 、 原 油 含 水 高 于90%、 日 产 液 小 于 3 油 井 适 用 性 差 。参   考   文   献[ 1 ]  柳 文 国 . 嗜 蜡 菌 种 的 筛 选 、 性 能 评 价 及 在 低 渗 透 油 藏的 现 场 应 用 . 特 种 油 气 藏 , 1999, 8 (3) : 85~ 88, 92[ 2 ]  付 亚 荣 ,靳 海 鹏 ,李 伟 ,胡 占 国 ,刘 建 华 . 泽 10断 块 微 生物 清 蜡 菌 种 的 开 发 与 应 用 ,石 油 钻 采 工 艺 , 2002, 24(4) : 72~ 74(收 稿 日 期   2004211230)(修 改 稿 收 到 日 期   2005203208)〔 编 辑   付 丽 霞 〕34  吴 慧 敏 等 : 4微 生 物 防 蜡 剂 培 育 与 应 用2 0℃ , p p F F R F Y S N L U W J 57061,of of of p in a p of be of to is of of is no 0% , p of is 5. 0% , of is 00% 04%. of p in be In a of p am of O N O F 2 O O i W W u 00280)of p in of p in on p of p p of to in 93 001 1. 3% 7. 53 × 104 t. a to of be p M N M F O Y M N L i il xp , L i M is a p of p p s as is at m m m m m O N O F M E N B 4W u , L u L of m p in m D - 4 a m of m op D - 4 of 8. 5 ℃ by of 0. 3% ~49. 3% , 5% ~ 50% , of 2 of p to in ∶ m N A O N - O N W O L i Q 57061, , p of as p of of to so a p 1) of to to 1 to It to be p it is W to D - 1 6 p on p 5%. of 0%. D - 1 to p in p p p T M D O F L Y E L L i O 62552, ly of 27 2                                     
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