способ разработки нефтяного пласта

Формула изобретения

1. Способ разработки нефтяного пласта, включающий внесение в призабойную зону нагнетательной скважины углеводородокисляющих микроорганизмов в растворе питательных веществ с последующей закачкой воды, отличающийся тем, что вносят аэробные галотолерантные и/или галофильные штаммы микроорганизмов в аэрированном растворе питательных веществ, а для последующей закачки используют минерализованную воду с содержанием солей выше 50 г/л, чередуя ее с закачкой пресной воды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в призабойную зону нагнетательной скважины вводят отходы крахмалопаточного производства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к микробиологическим способам увеличения нефтеотдачи на поздних стадиях разработки нефтяного пласта, в который для поддержания пластового давления закачивают минерализованную воду.

Наиболее близким аналогом для заявленного способа является способ разработки нефтяного пласта, включающий внесение в призабойную зону нагнетательной скважины углеводородокисляющих бактерий-микроорганизмов в растворе питательных веществ с предварительной и последующей закачкой воды [1].

Известный способ недостаточно эффективен на месторождениях, в которые закачивают высокоминерализованную воду (с минерализацией свыше 50 г/л).

Технической задачей заявленного способа является повышение эффективности микробиологического воздействия при использовании в системе поддержания пластового давления высокоминерализованных вод.

Поставленная задача решается тем, что в способе разработки нефтяного пласта, включающем внесение в призабойную зону нагнетательной скважины углеводородокисляющих микроорганизмов в растворе питательных веществ с последующей закачкой воды, вносят аэробные галотолерантные и/или галофильные штаммы микроорганизмов в аэрированном растворе питательных веществ, а для последующей закачки используют минерализованную воду с содержанием солей выше 50 г/л, чередуя ее с закачкой пресной воды. Способ также предусматривает, что в призабойную зону нагнетательной скважины вводят отходы крахмалопаточного производства.

Использование аэробных галотолерантных и/или галофильных углеводородокисляющих микроорганизмов УОМ позволяет осуществить микробиологическое воздействие на пласт, в который закачивают высокоминерализованную воду. Периодическая закачка опресненной воды приводит к следующему эффекту. При развитии в соленой среде галотолерантные УОМ синтезируют осмопротекторы - вещества, повышающие внутриклеточное осмотическое давление, что позволяет им выдерживать высокую внешнюю соленость [2]. Глицинбетаин и аминокислоты являются основными осмопротекторами УОМ. Кратковременная закачка пресной воды вызывает у бактериальных клеток осмотический шок, в результате чего клетки, уравнивая осмотическое давление, выбрасывают в окружающую среду осмопротекторы, обогащая при этом пластовые воды призабойной зоны глицинбетаином и аминокислотами, которые стимулируют процесс метаногенеза, конечным продуктом которого является метан. В свою очередь метан способствует снижению вязкости нефти и облегчает процесс ее вытеснения из пласта.

В лабораторных условиях испытывали эффективность предлагаемого способа в сравнении с контрольным. При этом использованы следующие материалы: 1 - накопительная культура углеводородокисляющих микроорганизмов, активно окисляющих нефть на среде Раймонда; 2 - накопительная культура метаногенов, развивающаяся на среде с метиламинами в качестве субстратов метаболизма; 3 - среда Раймонда (г/л): Na₂CO₃ 0,1, CaCl₂ 0,02, MgSO₄7H₂O 0,4, MnSO₄5H₂O 0,04,

FeSO₄7H₂O 0,02, Na₂HPO₄ 3,0, KH₂PO₄ 2,0, NH₄Cl 4,0, жидкие парафины (C₁₂-C₂₀) в качестве источника углерода 20,0, pH 7,0 - 7,2; 4 - среда ГФ (г/л): NH₄Cl 0,5, CaCl₂ 0,5, MgSO₄ 0,36, KCl 1,0, K₂HPO₄ 0,4, CH₃COONa 0,5, дрожжевой экстракт 2,0, ЭДТА 0,5, раствор микроэлементов 10,0 мл, раствор жирных кислот 0,75 мл, раствор витаминов 5,0 мл, восстановитель 3 мл, pH 7,0-7,2. Схема эксперимента: культура УОМ выращивалась на среде Раймонда. Содержание NaCl в среде составляло 75 г/л. После 10 дней культивирования в колбах на качалке (140 об/мин) биомассу центрифугировали и по 1 г каждого варианта переносили в пробирки Балча со средой ГФ. При этом в одной пробирке соленость среды ГФ составляла 75 г/л NaCl (контрольный), а в другой - 3 г/л NaCl (предлагаемый). Через сутки в пробирку с соленостью среды 3 г/л вносили NaCl до концентрации 75,0 г/л, а затем в обе - восстановитель и накопительную культуру метаногенов. Через 1 месяц проводили анализ газовой фазы на содержание метана. Результаты эксперимента даны в таблице.

После кратковременной экспозиции на пресной среде культура УОМ, выращенная на минерализованном варианте среды Раймонда, выделила субстраты, которые при последующем метаногенезе дали в 55,6 раз больше метана (предлагаемый способ), чем та же культура, которая не выдерживалась в пресной среде (контрольный способ). Таким образом, пребывание УОМ в соленой среде с чередующимся кратковременным пребыванием в пресной среде активизирует синтез субстрата для последующего метаногенеза.

Отходы крахмалопаточной промышленности также содержат бетаины поэтому дополнительное их введение сокращает время адаптации внесенных микроорганизмов к условиям высокой солености и стимулирует процесс метаногенеза.

В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом. На участке нефтяного пласта, разрабатываемого путем закачки сточной воды через нагнетательную и извлечением пластовых флюидов через добывающую скважину, в призабойную зону нагнетательной скважины закачивают аэрированный раствор солей азота и фосфора, например раствор (NH₄)₂HPO₄ концентрацией 0,1-0,5% и биомассу галотолерантных УОМ в количестве 10¹⁴ - 10¹⁶ клеток.

При наличии поблизости предприятий крахмалопаточной промышленности в призабойную зону закачивают также содержащие бетаины промышленные отходы в количестве 5-10 м³. Скважину оставляют в покое на 1-1,5 недели, после чего подключают ее к КНС и производят закачку сточной воды в течение 1,5-2 месяцев. Затем временно прекращают подачу в пласт сточной воды и закачивают 8-10 м³ пресной, доставленной к скважине, например, в автоцистерне, оставляют скважину в покое на 1-2 дня, после чего возобновляют закачку сточной воды. Такое чередование закачки сточной и пресной воды продолжают на протяжении всего периода разработки пласта с применением микроорганизмов.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет осуществлять микробиологическое воздействие на пласт, в который закачивают минерализованную воду, т.е. значительно расширяет область применения микробиологических технологий. При этом в результате кратковременной периодической закачки в пласт пресной воды значительно повышается эффективность микробиологического воздействия.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 1774691, 1995.

2. Микробиология. -М., 1993, т. 62, в.5, с. 835-842.