Способ обработки нефтегазовых пластов

 

Изобретение относится к области биотехнологии, может быть применено при подаче нефти и газа. Способ включает закачивание в нефтегазовый пласт биологически активной питательной среды и культуры микроорганизмов. Питательная среда содержит углеводную и углеводородную части, взятые в соотношении 1:1 - 1: 10. В качестве углеводородного субстрата используют фракции н-алканов с числом углеродных атомов 6 - 20. В качестве микроорганизмов используют консорциум, содержащий штаммы Erwinia species ГСБ-ТБ 15Б и Rhodococcus erythropolis ВКПМ S-1379, взятые в соотношении 1:1 - 1:10 при общей начальной концентрации клеток 10⁵-10¹¹ кл/мл. Использование способа за счет повышения внутрипластового давления, а также изменения поверхностного натяжения на границе нефть-вода, нефть-порода под действием продуктов метаболизма микроорганизмов, находящихся в жидкой среде, позволяет увеличить дебит скважины до 27%. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно области композиций микроорганизмов, и может быть применено при добыче нефти и газа путем повышения внутрипластового давления, а также изменения поверхностного натяжения на границе нефть-вода, нефть-порода под действием продуктов метаболизма микроорганизмов, находящихся в жидкой среде.

Известен способ (SU, авторское свидетельство 859610) закачивания в скважины суспензии, содержащей бактерии метатенков и активный ил. В результате метаболизма микроорганизмов повышается внутрипластовое давление, приводящее к повышению нефтеотдачи. Недостатком известного способа следует признать его низкую эффективность, вызванную неоптимальным составом микроорганизмов в скважине. Способ скорее направлен не на повышение нефтеотдачи, а на утилизацию содержимого метатенков.

Известен также способ повышения нефтеотдачи (RU, патент 1828161), согласно которому в скважину закачивают культуру микроорганизмов Acinetobacter Sp. , и, в качестве питательной среды, формальдегид, полидиметилдиаллиламмоний хлорид и воду.

Недостатком известного способа следует признать его низкую эффективность.

Известен также способ обработки нефтегазовых пластов (RU, патент 2080383), согласно которому в нефтегазовый пласт закачивают биологически активную среду, содержащую аммонийные соли хлорфенилоксиуксусных кислот, причем активная среда содержит активные клетки микроорганизмов, относящихся, преимущественно, к факультативным анаэробам. Кроме того, питательная среда содержала источники азота, углерода, фосфора, а также микро- и макроэлементы. Недостатком известного способа следует признать его относительно низкую эффективность, вызванную неоптимальным составом биологически активной питательной среды, а также неоптимальным подбором родов и штаммов микроорганизмов.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке способа обработки нефтегазовых пластов, позволяющего повысить дебет скважины.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в уменьшении себестоимости добытого продукта за счет увеличения дебета скважины.

Для достижения указанного технического результата предложено закачивать в нефтегазовый пласт биологически активную питательную среду и культуры микроорганизмов, причем питательная среда содержит углеводную и углеводородную части, взятые в соотношении от 1:1 до 1:10, а в качестве микроорганизмов используют консорциум, содержащий штаммы Erwinia species ГСБ-ТБ 15Б и Rhodococcus erythropolis ВКПМ S-1379, взятые в соотношении от 1:1 до 1:10 при общей начальной концентрации клеток 10⁵-10¹¹ кл/мл, при этом в качестве углеводородного субстрата используют фракции н-алканов с числом углеродных атомов от 6 до 20. Предпочтительно, в качестве углеводного субстрата используют моно- и/или дисахариды, и/или мелассу, и/или экстракты, и гидролизаты растительного сырья, и/или отходы зерновой промышленности, и/или спиртовую барду. Углеводную и углеводородную части биологически активной среды закачивают одновременно или последовательно углеводную часть для адаптации микроорганизмов, а затем - углеводородную часть. Консорциум микроорганизмов закачивают одновременно с биологически активной питательной средой или в любой последовательности: до и/или после.

Сущность способа состоит в следующем. Поры нефтегазоносного пласта бывают забиты смолистыми фракциями нефти, препятствующими прохождению нефти из глубинных слоев наружу. Настоящий способ обработки пластов позволяет при обработке участка породы, прилегающего к скважине, размыть биологически активной средой смолистые фракции нефти, закрывающие поры. В порах происходит растворение смолистых фракций нефти. Затем давлением пластовой нефти (или газа) выдавливает продукты растворения вместе с биологически активной средой из пор.

Способ реализуют следующим образом. Предварительно в ферментерах выращивают культуры штаммов Erwinia species ГСБ-ТБ 15Б и Rhodococcus erythropolis ВКПМ S-1379. Культуры могут быть выращены как в одном ферментере одновременно, так и в разных ферментерах. Выращенные культуры могут быть подвергнуты лиофильной сушке, что предпочтительно при перевозке культур на значительное расстояние, или оставлены в культуральной жидкости. Затем, если культуры выращивали в различных ферментерах, их смешивают в предпочтительном для конкретного случая применения соотношении. Биологически активную питательную среду предпочтительно готовят на месте использования, смешивая исходные компоненты и растворяя их в воде, получая таким образом как отдельно углеводную и углеводородную части углеродного субстрата, так и углеродный субстрат в целом. Минеральные добавки, а также другие необходимые компоненты питательной среды, могут быть добавлены как в углеводную часть субстрата, так и в биологически активную питательную среду в целом. После приготовления биологически активной питательной среды, предпочтительно, в нее добавляют суспензию штаммов микроорганизмов и полученную смесь закачивают в скважину. Однако, возможно введение суспензии штаммов отдельно, как до, так и после закачивания в скважину биологически активной питательной среды. Возможен также вариант периодического закачивания в скважину биологически активной питательной среды и суспензии микроорганизмов или компонентов и/или биологически активной питательной среды и частей углеродного субстрата.

При жизнедеятельности указанного консорциума микроорганизмов на указанной биологически активной питательной среде основными продуктами метаболизма являются низшие органические кислоты и их альдегиды, низшие одноатомные спирты, а также диоксид углерода. Все указанные жидкостные продукты метаболизма являются, в силу своего строения, поверхностно-активными веществами, способными изменять поверхностное натяжение на границе раздела нефть-вода, нефть-порода, природный газ-вода. Низшие одноатомные спирты являются, кроме того, растворителями высших алканов и смолисто-асфальтеновых отложений на стенках скважин, препятствующих выделению нефти из пор. Диоксид углерода, плотность которого превышает плотность основных компонентов природного газа метана и этана, увеличивая внутри пластовое давление, выдавливает не только нефть, но и природный газ из пласта.

Изобретение может быть иллюстрировано следующими примерами модельных опытов.

1. Модельная установка представляет собой герметичный аппарат, работающий под давлением. В аппарат поместили капсулу с керном, представляющим собой нефтеносную породу. Из капсулы наружу выведены две трубки, имитирующие нагнетательную и добывающую скважины. Керн имеет объем порового пространства примерно 20%. Остальное пространство пор заполнено тяжелыми фракциями нефти. При давлении 10 МПа и температуре 38-40^oС в аппарат закачивают питательную среду, содержащую 10 г/л п-алкана, содержащего 8 атомов углерода, 10 г/л мелассы, 55 г/л хлорида натрия, 3,5 г/л нитрата аммония, 2,0 г/л трехзамещенного фосфата аммония, 0,6 г/л фосфата магния, после чего из трубки, имитирующей добывающую скважину, начинают отбирать содержимое капсулы, снижая давление в аппарате до 5 МПа. Отбор нефти при указанных условиях составил примерно 0,6 л/ч.

2. Опыт проводили в аналогичных условиях, но в аппарат закачали суспензию указанных штаммов микроорганизмов, взятых в соотношении 1:1, и биологически-активную среду. Отбор нефти составил 0,75 л/ч.

Следовательно, использование способа позволило повысить дебет скважины примерно на 25%.

Формула изобретения

1. Способ обработки нефтегазовых пластов, включающий закачивание в нефтегазовый пласт биологически активной питательной среды и культуры микроорганизмов, отличающийся тем, что питательная среда содержит углеводную и углеводородную часть, взятые в соотношении 1: 1 - 1: 10, в качестве микроорганизмов используют консорциум, содержащий штаммы Erwinia species ГСБ-ТБ 15Б и Rhodococcus erythropolis ВКПМ S-1379, взятые в соотношении 1: 1 - 1: 10 при общей начальной концентрации клеток от 10⁵-10¹¹ кл/мл, при этом в качестве углеводородной части используют фракции н-алканов с числом углеродных атомов 6 - 20.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеводной части используют моно- и/или дисахариды, и/или мелассу, и/или экстракты и гидролизаты растительного сырья, и/или отходы зерновой промышленности, и/или спиртовую барду.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углеводную и углеводородную части биологически активной среды закачивают одновременно.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углеводную и углеводородные части биологически активной среды закачивают последовательно.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что консорциум микроорганизмов закачивают одновременно с биологически активной питательной средой.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что консорциум микроорганизмов закачивают после закачивания биологически активной питательной среды.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что консорциум микроорганизмов закачивают до закачивания биологически активной питательной среды.