[发明专利]一种向地层中输送微生物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质微生物学工程应用领域的一种输送微生物的方法，进一步地说，是涉及一种向地层中输送微生物的方法。

背景技术

微生物采油技术具有投资少，经济环保、有效期长的特点，其机理一般认为来自两大方面：即微生物菌体本身的作用和微生物代谢产物的作用，前者主要包括微生物菌体的物理作用和微生物对于原油和其他污染物的降解作用，后者主要包含微生物的各种代谢产物，如生物表面活性物质、小分子有机酸、气体、有机溶剂、生物聚合物等。微生物代谢及其代谢产物的作用对象可以是地层流体（地层水、原油或者气体），也可以是孔隙介质（岩石）。因此，通过水力压裂技术将微生物携带进入地层深部，有利于微生物在地层中原位生长和代谢生成有益代谢产物，改善压裂井产量，提高油气采收率。油藏残余油生物甲烷化技术是一项具有前瞻性的研究课题，已经受到美国、加拿大等发达国家的重视和关注。油藏残余油生物甲烷化技术是指：将油藏作为一个巨大的生物反应器，通过产甲烷微生物菌群的代谢活动，将油藏中常规开采方法难以经济采出的残余油就地降解转化为天然气（甲烷），再以天然气的形式开采出来，或者作为战略资源就地储备，从而大幅度提高油气资源的利用效率和开采水平，进一步延长油藏的开发寿命。可见，通过微生物的作用能改变地层流体的物理、化学属性和存在形式，提高油气产量，有重大的理论和现实意义。随着常规能源的开发，非常规油气资源的开发越来越受到人们的重视，低渗透油藏、页岩气、煤层气等非常规油气资源的开发都需要压裂技术的支持，然而，由于地层往往为致密的多孔介质，孔隙度和渗透率都较低，使得微生物在地层中的输送和运移都有一定的难度，限制了生物技术在地层中各类应用技术的发展。

中国专利申请CN101880523A中提出了一种利用酶-微生物偶联实现压裂液破胶的技术，在压裂过程通过微生物和酶联合作用强化破胶效果。通过高效破胶酶和微生物偶联处理压裂液，实现更高的破胶效率，降低压裂残渣。其中所述的微生物，是利用粘性流体将其携带进入压裂裂缝区域，其主要目的是用于胍胶或其他植物胶压裂液破胶，从而使压裂工作液获得更高的破胶和返排效率。现有技术主要作用于压裂液返排前，施工中的破胶时间相对较短，微生物发生作用有限。

中国专利申请CN101699026A中提出一种在低渗油藏进行微生物采油技术的方法。该技术主要利用油田注水驱油工艺，在注入水中添加微生物菌种，利用其特征代谢产物如酸、气体、生物表面活性剂、溶剂等改善低渗透油藏的开发效果，现有技术由于低渗油藏渗透率较低，常规微生物注入困难，无法实现有效的运移，更易在近井地带形成菌体滤饼，该技术中虽然提出可在压裂井应用微生物采油技术，但并未具体提出利用水力压裂输送菌种的实际方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种向地层中输送微生物的方法，该方法通过水力压裂技术携带微生物进入地层深部，并对微生物做了适当的预处理从而获得更高的输送效率。

本发明的一种向地层中输送微生物的方法是通过水力压裂技术用粘性流体携带微生物进入地层的方法，其中要对所述微生物进行预处理，以使微生物的存在形式为营养体细胞悬液、饥饿期细胞悬液、芽孢悬液中的至少一种；优选饥饿期细胞悬液、芽孢悬液中的至少一种。

所述的输送微生物，是将微生物混合于粘性流体中，通过水力压裂过程中的挤注作用将微生物携带注入地层的多孔介质空间中。

以体积比计，所述微生物悬液的使用量为所述粘性流体体积的0.1％~20％，优选为1.0％~10.0％，更优选为1.0％~6.0％。

进一步地，所述的微生物，可考虑选自能够耐受20~80℃，80MPa，矿化度100000mg/L的细菌、真菌、古菌中的至少一种。具体操作中，可根据实际施工的目标地层条件和施工目的而培养合适的菌种悬液。

其中，

所述营养体细胞悬液是指将经发酵制备的微生物菌液，再经离心，收集菌体，用溶剂分散并配制为营养体细胞浓度为1.0×10⁷~1.0×10¹⁰CFU/ml的细胞悬液，浓度更优选为1.0×10⁷~1.0×10⁹CFU/ml。

所述营养体细胞悬液主要适用于菌体较小的微生物，如球菌或短杆菌，通过反复离心洗涤去除菌体胞外附着物后使菌体均匀分散于溶剂中以制备营养体细胞悬液。