[发明专利]微生物产品及其用于生物修复、去除油和天然气生产加工设备中的石蜡和其它污染物的用途

说明书

本发明提供了基于微生物的产品以及其在同时提高油井的油采收率的同时有效地从油生产设备和含油地层中去除诸如生物膜、垢、石蜡和/或沥青质等污染组合物的用途。本发明还可以用于分散石蜡和沥青质沉淀物，并降低重质原油的粘度。本发明进一步提供了用于生物修复烃污染场所的材料和方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月11日提交的美国临时申请序列号62/432,611、2017年2月22日提交的美国临时申请序列号62/461,985、2017年9月27日提交的美国临时申请序列号62/563,691、2017年6月21日提交的美国临时申请序列号62/523,021和2017年7月5日提交的美国临时申请序列号62/528,725的权益，所有这些申请均通过引用整体并入本文。

背景技术

石油存在于地球的表面之下的储层岩石体内的小孔隙和狭窄裂缝中。储层的自然压力使石油流到地面，从而提供初次生产；然而，随着石油生产的进展，储层压力被耗尽到需要人工提升或泵送以保持经济的石油生产速率的程度。

当需要为储层提供外部能量以实现附加的采收（二次采收）时，可以通过注入气体（注气）和/或水（水驱）来引入额外的能量。在油田操作几年之后，注入的流体优先沿着高渗透层流动，这导致这些流体绕过储层中的油饱和区域。因此，随着油的增加，水（或气体）的量也随之增加。通过降低油与水的比例，继续该过程最终变得不经济，并且必须放弃油田。在这种情况下，可以考虑第三阶段的采油，即所谓的三次采油或增强油采收（EOR：EnhancedOil Recovery）。

在该第三阶段，采用技术先进的方法来改变储层流体的性质或者储层岩石特征。一般来说，这些方法可以分为四大类如：热法、化学法、混溶法或溶剂注入法和微生物法。

微生物增强油采收（MEOR：Microbial Enhanced Oil Recovery）是一个多学科领域，其中包括：地质学、化学、微生物学、流体力学、石油工程、环境工程和化学工程。根据油田的产油问题，可以将MEOR中进行的微生物过程划分为：井筒清理，去除堵塞油流动通道的泥浆和其它碎屑；井增产，改善从排水区域流入到井筒中的油流；以及增强的水驱，通过注入选定的微生物和有时注入营养素来增加微生物活性。

因此，MEOR使用微生物和/或其代谢物来提高残余油的采收率。在本方法中，将营养素和优选在厌氧储层条件下生长的合适的细菌注入到储层中。可以包括生物表面活性剂、生物聚合物、酸、溶剂、气体和酶的微生物副产物改变油的性质以及油、水与多孔介质之间的相互作用，从而提高油的流动性，因此提高油的采收率。

微生物在维护用于采油、传输和运输的设备和结构中也可以是有用的。导致结构失效和生产效率低下的最常见问题中的一个是在井筒、油管、流动管线、储罐、分离器以及油和天然气生产基础设施的其它组件中和周围形成沉积物。

烃组合物的安全和高效生产取决于烃生产设施的正常运行。导致结构失效和生产效率低下的最常见问题中的一个是在井筒、油管、流动管线、储罐、分离器以及油和天然气生产基础设施的其它组件中和周围形成沉积物。

这些有问题的沉积物是由例如石油流体的高分子量组分，最值得注意的是石蜡和沥青质形成的。原油中溶解度的丧失通常导致石蜡和沥青质沉淀并形成沉积物。这些沉积物可以与矿物组分混合形成垢。垢和其它沉积物的形成可能由例如原油的压力、组成和/或温度的变化引起。

系统处理或去除沉积物对于维持正常运行的烃生产设施至关重要。一旦在表面上形成石蜡或沥青质沉积物薄层，则进一步积累的速率会急剧增加。此外，随着井龄的增长，石蜡和沥青质相关的问题变得更加普遍。此外，油产量随着储层压力的下降而下降，这进而降低了流速。膜和化学物质随着时间的推移在页岩的孔隙中积聚，从而减少了烃进入井筒的运动。这可能导致温度梯度的变化，从而导致更多的重烃积累。