一种机采井微生物清防蜡方法

摘要

本发明公开了一种用微生物清防蜡复合菌剂对机采井进行清防蜡的方法，是将微生物复合菌剂注入井底，井底液中复合菌剂浓度不低于100mg/L，最高可达50000mg/L；加药周期为10～28天，使原油含蜡量降低直至达到标准。本发明通过现场8口易结蜡井的清防蜡试验，微生物清防蜡菌剂的用量比化学清防蜡剂用量减少40％以上，成本节约20％-50％，加药周期延长1倍以上，经济效益显著；此外，试验期间机采井的电流变化较小，基本处于平稳状态，效果上优于或等效化学清防蜡药剂。综上所述，本发明具有对环境污染低、成本低、作用期长、经济效益高及适用范围宽的优点，将在石油开采领域的清防蜡中发挥重要作用，应用前景广阔。

权利要求

1.一种对机采井进行微生物清防蜡的方法，是将微生物复合菌剂注入井底，井底液中复合菌剂浓度不低于100mg/L，最高可达50000mg/L；加药周期为10～28天，使原油含蜡量降低直至达到标准；

所述微生物复合菌剂，由清蜡菌菌剂和防蜡菌菌剂组成，所述清蜡菌选自蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)HP CGMCC No.1141和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)L-510CGMCC No.1563，所述防蜡菌选自地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)UI-3CGMCC No.2437、短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）HT CGMCC No.1142、波茨坦短芽孢杆菌(Brevibacillus borstelensis)Po CGMCC No.2441和梭形芽孢杆菌(Lysinnibacillus fusiformis)#6CGMCC No.2439；

微生物复合菌剂为以下各单菌菌剂按重量份复配的配方之一：

配方一：HP、L-510、Po、U1-3、#6和HT按20：60：5：5：5：5复配；

配方二：HP、L-510、Po、U1-3和#6按60：10：10：10：10复配；

配方三：HP、L-510、Po和U1-3按30：40：15：15复配；

配方四：HP、L-510、Po、U1-3和HT按35：35：10：10：10复配；

配方五：HP、L-510、#6和HT按15：15：35：35复配；

配方六：L-510、Po、U1-3、#6和HT按10：10：20：30：30复配；

配方七：HP、L-510、Po、U1-3、#6和HT按15：5：20：20：20：20复配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述微生物复合菌剂在井底液中的浓度优选为100-300mg/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：先将各菌株分别接种于培养基中得到各单菌菌剂，然后将各单菌菌剂复配形成所述微生物复合菌剂；所述培养基配方为：NaCl5g，K2HPO4·3H2O10g，KH2PO44g，MgSO4·7H2O0.25g，(NH4)2SO41g，蛋白胨10g，用水定容至1L，调pH6.0～7.0，121℃蒸汽灭菌20min。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述微生物复合菌剂中各菌的生长温度范围为20～90℃，生长酸碱度pH值范围为5～9；在将微生物复合菌剂注入井底时，需把井底温度和pH值调整为所述各菌适宜生长的温度和pH值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述微生物复合菌剂中各菌的生长温度范围为50～65℃，生长酸碱度pH值范围为6～8。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在注入复合微生物菌剂前1～3天还要对油井进行热洗。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：微生物复合菌剂是从管套注入井底的，套管压力较低时，注入前先将套管气放空，然后灌入；无套管压力时，直接注入。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：初次复合菌剂加入量为100kg,以后每隔

11～28天加菌剂一次，菌液的每次添加量为30-50Kg。

说明书

一种机采井微生物清防蜡方法

技术领域

[0001] 本发明属于石油开采领域中的清防蜡方法，特别是涉及一种用微生物复合菌剂对机采井进行清防蜡的方法。

背景技术

[0002] 清防蜡是油井生产管理中的一个重要课题(李鸿英，张劲军.蜡对原油流变性的影响，油气储运，2002，21(11)：6-12)。由于原油物性及油井开采状况的差异，油井的结蜡状况各不相同，清防蜡工艺也应随时调整。目前，采油现场主要采用加药(化学清防蜡剂)、安装井下固体缓释剂、热洗清防蜡、树脂涂层防蜡、抗石蜡析出器等方法进行清防蜡，其中化学清防蜡存在用量大、加药频率高、作用时间短、污染环境等问题，随着投产新井的增加，对化学清防蜡剂的消耗量加大，而常用热洗采取热水从高压套管环空进入，通过抽油泵从油管返出，不但影响产量，也对油层产生不同程度的污染。

[0003] 现有的微生物清防蜡技术在机采井中进行实验，然而通常使用的为单一菌剂，其存在的问题是油藏中存活的各类杂菌多，受油藏环境的影响，特别是温度、溶氧量、氧化还原电位及营养物的限制，导致各类微生物的代谢活性和数量差异较大，特别是单一菌剂在不同油层的局部区域，难以形成竞争优势，其应用效果必然大打折扣。

[0004] 因而，对于机采井的采油领域迫切需要一种对环境污染低、成本低、作用期长、经济效益高及适用范围宽的清防蜡方法。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种对环境污染低、成本低、作用期长、经济效益高及适用范围宽的用微生物清防蜡复合菌剂对机采井进行清防蜡的方法。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种对机采井进行微生物清防蜡的方法，是将微生物清防蜡复合菌剂注入井底，使井底液中菌剂浓度不低于100mg/L，最高可达50000mg/L，优选100～300mg/L，加药周期为10～28天，使原油含蜡量降低直至达到标准。

[0007] 所述微生物复合菌剂在井底液中的浓度优选为100-300mg/L。

[0008] 所述微生物复合菌剂，由清蜡菌菌剂和防蜡菌菌剂组成，所述清蜡菌选自蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)HP CGMCC No.1141和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)L-510 CGMCC No.1563中的一株或两株，所述防蜡菌选自地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)UI-3 CGMCC No.2437、短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)HT CGMCC No.1142、波茨坦短芽孢杆菌(Brevibacillus borstelensis)Po CGMCC No.2441和梭形芽孢杆菌(Lysinnibacillus fusiformis)#6 CGMCC No.2439中的一株或几株。

[0009] 所述清蜡菌菌剂和防蜡菌菌剂的比例可根据实际需要进行调整，针对结蜡严重的井，以清蜡菌为主，比例占70％(wt)以上；针对结蜡不严重的井，以防蜡菌为主，比例占70％(wt)以上。

[0010] 先将各菌株分别接种于培养基中得到各单菌菌剂，然后将各单菌菌剂复配形成所述微生物复合菌剂；所述培养基配方为：NaCl 5g，K2HPO4·3H2O 10g，KH2PO4 4g，MgSO4·7H2O0.25g，(NH4)2SO4 1g，蛋白胨10g，用水定容至1L，调pH 6.0～7.0，121℃蒸汽灭菌20min。

[0011] 所述微生物复合菌剂中各菌的生长温度范围为20～90℃，最适生长温度为50～65℃，生长酸碱度pH值范围为5～9，最适生长pH值为6～8；在将微生物复合菌剂注入井底时，需把井底温度和pH值调整为所述各菌适宜生长的温度和pH值。

[0012] 为消除化学防蜡剂对微生物繁殖的抑制作用，在注入微生物菌剂前1～3天还要对油井进行热洗，以除去化学防蜡剂。

[0013] 所述微生物复合菌剂是从管套注入井底的，套管压力较低时，注入前先将套管气放空，然后灌入；无套管压力时，直接注入。

[0014] 本发明以上的微生物清防蜡方法采用能运移、代谢和繁殖的活体微生物分解原油中的石蜡组分，并将其转化为生物表面活性剂等代谢产物，从而降低原油黏度，改善流动性，达到清防蜡的目的，作用机理上有别于现有的化学清防蜡剂。通过现场8口易结蜡井的清防蜡试验，微生物清防蜡菌剂的用量比化学清防蜡剂用量减少40％以上，成本节约20％-50％，加药周期延长1倍以上，经济效益显著；此外，试验期间机采井的电流变化较小，基本处于平稳状态，效果上优于或等效化学清防蜡药剂。综上所述，本发明具有对环境污染低、成本低、作用期长、经济效益高及适用范围宽的优点，将在石油开采领域的清防蜡中发挥重要作用，应用前景广阔。

[0015] 下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

[0016] 图1为表2所列8口井加菌实验实测电流曲线，图中A-H幅依次对应表2中1-8号井；

[0017] 图2为表6所列5口井加菌实验实测电流曲线，图中A-E幅依次对应表2中1-5号井。

具体实施方式

[0018] 为克服现有化学清防蜡存在用量大、加药频率高、作用时间短、污染环境的缺点，本发明提供了一种在满足基本性能前提下对环境污染低、成本低、作用期长、经济效益高及适用范围宽的机采井清防蜡方法。

[0019] 本发明提供的清防蜡方法，是将微生物清防蜡复合菌剂注入井底，使菌剂在井底液中浓度不低于100mg/L，最高可达50000mg/L，优选100～300mg/L，加药周期为10～28天，使原油含蜡量降低直至达到标准。

[0020] 为提高微生物的繁殖速率，所述各微生物菌种在使用前应分别接种于清防蜡菌培养基中(5wt％的接种比例)，然后再按需要混合形成复合菌剂；所述培养基配方为：NaCl5g，K2HPO4·3H2O 10g，KH2PO4 4g，MgSO4·7H2O 0.25g，(NH4)2SO4 1g，蛋白胨10g，用水定容至
1L，调pH 6.0～7.0，121℃蒸汽灭菌20min。

[0021] 各菌的生长温度范围为20～90℃，最适生长温度为50～65℃，生长酸碱度pH值范围为5～9，最适生长pH值为6～8，因此，在用微生物清防蜡复合菌剂进行清防蜡过程中，最好把油井温度和pH值调整为清防蜡复合菌适宜生长的温度和pH值。

[0022] 为消除化学防蜡剂对微生物繁殖的抑制作用，在注入微生物菌剂前1～3天还要对油井进行热洗，以除去化学防蜡剂。

[0023] 此外，微生物清防蜡复合菌剂是从管套注入井底的，套管压力较低时，注入前先将套管气放空，然后灌入；无套管压力时，直接注入即可。

[0024] 实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0025] 下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

[0026] 实施例1、微生物清防蜡复合菌剂的制备

[0027] 微生物清防蜡菌剂的制备方法为：将选自蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)CGMCC No.1141(参见CN1236054C，编号HP)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No.1563(参见CN100368532C，编号L-510)中的一株或几株的清蜡菌菌剂和选自地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)CGMCC No.2437(参见CN101412979B，编号UI-3)、短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)CGMCC No.1142(参见CN1236053C，编号HT)、波茨坦短芽孢杆菌(Brevibacillus borstelensis)CGMCC No.2441(参见CN101407777A，编号Po)和梭形芽孢杆菌(Lysinnibacillus fusiformis)CGMCC No.2439(参见CN101412980B，编号#6)中的一株或几株的防蜡菌菌剂按表3所示配方中的重量份数比混合，得到微生物清防蜡复合菌剂。清防蜡菌剂中的清蜡菌和防蜡菌的比例可根据实际需要进行调整，针对结蜡严重的井，以清蜡菌为主，比例占70％(wt)以上(如配方1、2、3和4)；针对结蜡不严重的井，以防蜡菌为主，比例占70％(wt)以上(如配方5、6和7)。

[0028] 表1清防蜡菌剂的配方(单位：重量％)

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[0030] 实施例2、用微生物复合菌剂进行清防蜡的现场应用及效果评价

[0031] 以大庆外围卫星油田开采葡萄花油层为例检测本发明清防蜡方法的效果，针对卫星油田原油物性(平均地面原油密度为0.867g/cm3，粘度为38.5mPa·s，凝固点为35.5℃，含蜡量为25.7％，含胶量为16.2％)以及微生物清防蜡复合菌剂的性能特点，结合采油作业一区《加药洗井计划统计表》，选择统计表上加药周期相对较短、加药量和洗井次数相对多的井，最终确定8口试验机采井，同时上井核实电流载荷数据。所选试验井中包括低含水的4口井(w1-22-11、w1-23-11、w1-25-5、w1-11-7)，中含水井(w1-21-9、w1-37-13)和高含水井(w1-36-4和w1-22-3)各2口，日产液量3-9m3/d，沉没度在100-200m之间，冲次在5以上，年洗井3、4次，加药量和周期相对较多和较短，且易结蜡。

[0032] 为验证本发明微生物清防蜡方法的有效性，本次试验中机采井的含水量集中在5～80％，以参照大多数机采井含水量范围集中的区域为主，对含水量小于5％和大于90％的井不专做试验。加药前，试验井先进行热洗。通常在热洗一天后(或第二至三天)加入
100kg菌液(含实施例1制备的微生物清防蜡复合菌剂，使微生物清防蜡复合菌剂在井筒中的有效浓度达到100mg/L以上)。初定10天为一周期，每次加入50kg菌液。在用微生物清防蜡复合菌剂进行清防蜡过程中，还需把油井温度和pH值调整为清防蜡复合菌适宜生长的温度和pH值(微生物清防蜡复合菌剂中复合菌的生长温度范围为20～90℃，最适生长温度为50～65℃，生长酸碱度pH值范围为5～9，最适生长pH值为6～8)，套管压力较低时，注入前将套管气放空，然后灌入；无套管压力时，直接灌入即可。为了不影响产量，机采井正常生产。

[0033] 一、易结蜡井微生物清防蜡的有效性试验

[0034] 为了准确详实的反映微生物清防蜡方法的作用效果，菌剂加入前用化学清防蜡剂进行清防蜡，用购自大庆常弘石油化工科技有限公司生产的油基CHH0-3和水基CHH0-4清防蜡剂，其中油基药剂CHH0-3的加入量为30～100kg/5天，水基药剂CHH0-4的加入量为30～40kg/5天。通过对加药数据进行对比，主要是电机电流、载荷。目的是检验微生物复合菌剂的有效性，分析微生物复合菌剂与化学清防蜡剂之间应用效果的差距，使试验效果对比更加直观。8口机采井从5月份开始监测数据，6月末洗井，菌液初次加入量100kg。

[0035] 7-9月电机电流、载荷的基本情况如表2所示(表2中井号与复合菌剂配方的对应关系为：w1-22-11使用配方1的菌剂，w1-23-11使用配方3的菌剂，w1-25-5使用配方2的菌剂，w1-21-9使用配方4的菌剂，w1-37-13使用配方5的菌剂，w1-36-4使用配方6的菌剂，w1-22-3使用配方7的菌剂，w1-11-7使用配方3的菌剂)，从测量的电流曲线(见图1，各幅图中上面一条为上电流，下面一条为下电流)和表2数据可以看出，微生物复合菌剂加入期间比添加前上电流平均下降1.50个安培，下电流平均下降1.25个安培，最大载荷由
67.52kN平均下降为66.02kN，降低了1.50kN，最小载荷由24.45kN平均增加到26.62kN，增加了2.17KN，载荷比由2.76平均降低到2.48，降低了0.28，说明结蜡情况有较大改善，并且电流变化较为平稳，试验结果表明用本发明的方法获得了较好的清防蜡效果。

[0036] 表2机采井的电流值和载荷试验前、后数据对比

[0037]

[0038] 根据现场录取数据，按菌液加入量每10天50kg、菌剂单价0.85万元/t计算，三个月需消耗4.0t，共计3.4万元，购入成本与同期化学清防蜡剂的4.34万元比减少了0.94万元，节余成本21.66％(见表3，表中数据为7种配方菌剂的平均值)。

[0039] 表3机采井的化学药剂与微生物菌剂的成本和用量对比

[0040]

[0041] 二、微生物复合菌剂的用量和加入周期的优化试验

[0042] 同样上述8口试验井在10-11月期间，改变菌剂加入制度，即减少每口试验井的菌剂加入量(由菌液的每次添加量为50Kg，减少到30Kg)，菌剂的加药周期(由10天加1次，延长到11～28天加菌一次)。

[0043] 电机电流、载荷的基本情况如表4所示。

[0044] 表4试验前后的典型电流值载荷对比

[0045]

[0046] 从现场实测电流曲线(参见图1)和表4数据上看，菌剂加入期间上电流比试验前平均下降1个安培，下电流平均下降0.86个安培，最大载荷由65.38平均下降为63.59kN，降低了1.79kN，最小载荷由24.64kN平均增加到26.86kN，增加了2.21KN，载荷比由2.72平均降低到2.42，降低了0.30，并且电流变化较为平稳。经测算，优化后的微生物复合菌剂用量为0.81t，与对比期化学清防蜡剂的用量3.96t相比，减少了3.15t；购入成本比对比期化学清防蜡剂的成本2.90万元减少了2.0万元，节余成本68.97％(见表5，表中数据为7种配方菌剂的平均值)。试验结果表明用本发明的方法不仅具有较好的清防蜡效果，且具有对环境污染低、成本低、作用期长、经济效益高及适用范围宽的优点。

[0047] 表5机采井的化学药剂与微生物菌剂的成本和用量对比

[0048]

[0049] 三、未洗井直接加菌剂试验

[0050] 直接加入菌剂试验，即加化学药剂的机采井，不经洗井而直接加实施例1制备的微生物复合菌剂进行试验。加菌量100kg。

[0051] 试验前后的典型电流值载荷对比如表6所示。

[0052] 表6试验前后的典型电流值载荷对比

[0053]

[0054] 从实测电流曲线(参见图2，A幅图中上面一条为下电流，下面一条为上电流；B-E幅图中上面一条为上电流，下面一条为下电流)及表6数据上看，5口试验井中，4口井有效，平均上电流与菌剂加入前的加药情况对比没有变化，下电流减少0.75安培，平均最大载荷增加1.24kN，最小载荷增大1.93kN，平均载荷比减小0.1。经一个多月的测试，总体效果为有效，但是不建议直接加菌，因为井底液体内总是残存有少量有害化学药剂，对使用的菌剂来说毕竟有抑制作用；另外直接加菌，使细菌难于粘附于油管内壁和抽油杆上，降低了复合菌剂的作用效果。

[0055] 四、机采井系统效率的对比试验

[0056] 在开展微生物清防蜡试验前后，分别对8口机采井的系统效率进行了实测。6月份采用加药方式，8月份采用洗井后加菌剂方式，10月份为未洗井直接加菌剂的方式，测试数据的对比结果如表7所示，机采井的平均系统效率由菌剂加入前的9.44％分别上升到菌剂加入后的11.9％和10.53％，效率分别提升了2.46和1.09个百分点；有功功率由菌剂加入前的9.87kW分别下降到菌剂加入后的7.86kW和9.03kW，平均有功功率分别减少2.01kW和0.84kW，也可间接推得载荷和电流的降低(日产液和动液面等相一致的情况下)，结果。

[0057] 试验结果表明用本发明的方法不仅具有较好的清防蜡效果，而且可显著改善机采井的系统效率。

[0058] 表7 8口井系统效率对比表

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