微生物产物及其用于提高石油采收率的用途制造技术

本发明专利技术涉及使用产生生化物的微生物的、微生物增强石油采收的组合物和方法。在具体的实施方式中，本发明专利技术的方法包括将产生生物表面活性剂的细菌和/或其生长副产物施用至石油生产地点。在优选的实施方式中，细菌是孢子形式的芽孢杆菌菌株。在一些实施方式中，该方法进一步包括将细菌与酵母发酵产物、碱性化合物、聚合物、非生物表面活性剂和/或一种或多种螯合剂一起施用。有利地，本发明专利技术可用于促进来自井的油的流动，以及使存在于含油地层中的积垢溶解。

Microbial products and their application in enhancing oil recovery

The invention relates to a composition and method for microbial enhanced oil recovery using microorganisms producing biochemical substances. In particular embodiments, the method of the present invention includes the application of bacteria producing biosurfactants and / or their growth by-products to a petroleum production site. In a preferred embodiment, the bacteria are Bacillus strains in the form of spores. In some embodiments, the method further includes the application of bacteria with yeast fermentation products, alkaline compounds, polymers, abiotic surfactants, and / or one or more chelating agents. Advantageously, the invention can be used to promote the flow of oil from the well and to dissolve the crud existing in the oil-bearing formation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微生物产物及其用于提高石油采收率的用途
本申请要求获得2017年4月9日提交的美国临时申请序列号62/483,425的权益，该美国临时申请通过引用整体并入本文。
技术介绍
对化石燃料的高需求需要高效的石油生产。随着油井的成熟，以经济上可行的速率继续泵送油变得更加困难和昂贵。因此，需要开发改善的石油采收方法。一种这样的机制利用微生物及其副产物。油存在于地球表面下的储层岩体内的小孔隙和狭窄裂缝中。储层的自然压力使油流到地面，从而提供初级生产；然而，随着石油生产的进行，储层压力被耗尽到这样的地步：需要人工提升或泵送来维持经济的石油生产率。当需要为储层提供外部能量以实现额外的石油采收(次级采收)时，可以通过注入气体(气体注入)和/或水(水驱(waterflooding))来引入额外的能量。在油田操作几年后，注入的流体优先沿高渗透层流动，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)的量增加，并且通过降低油对于水的比例，最终继续该过程变得不经济；那时必须放弃这个油田。初级采收通常导致最初存在于含油地层中的仅一小部分原油的平均水平的采收。次级采收，例如水驱，在继续进行变得不经济时，通常再采收10％。即使在次级采收达到经济极限之后，原始地层中60％至70％的油存留并不罕见。在这种情况下，可以考虑第三阶段的石油采收，即所谓的三级生产。在该第三阶段，采用技术先进的方法来修改储层流体的性质或储层岩石特性。一般来说，这些方法可分为四大类：热法、化学法、可混溶物或溶剂注入和微生物法。<br>微生物增强石油采收(MEOR)是合并多学科的领域，尤其包括地质学、化学、微生物学、流体力学、石油工程、环境工程和化学工程。MEOR使用微生物和/或其代谢物来增加石油的采收率。在MEOR中使用的微生物方法可以解决井身清理问题，以去除堵塞油流通道的泥浆和其他碎屑；油井增产(wellstimulation)改善从排水区流入井身的油流；并且增加的水驱量通过注入选定的微生物(以及有时有营养物质)增强了微生物的活性。在MEOR中，营养物和合适的微生物(其优选在厌氧储层条件下生长)被注入储层。微生物副产物可以包括例如生物表面活性剂、生物聚合物、酸、溶剂、气体和酶，微生物副产物可以修改油的性质以及油、水和多孔介质之间的相互作用，可以改变地下地层的渗透性，并最终增加石油的流动性和采收率。由于微生物表面活性剂的多样性、环境友好性、大规模生产的可能性、选择性、极端条件下的性能以及在环境保护方面的潜在应用，近年来对微生物表面活性剂的兴趣不断增加。微生物产生的表面活性剂，即生物表面活性剂，降低了水和油之间的界面张力，并因此，需要较低的静水压力来移动夹带在孔隙中的液体以克服毛细管效应。其次，生物表面活性剂有助于胶束的形成，为在流动水相中调动(mobilize)油提供了物理机制。一直需要改善的石油采收方法，尤其是可以长时间维持的方法。这包括对改善的石油采收方法的需求，诸如使用例如微生物和/或其生长副产物的方法。生物表面活性剂增强了碳氢化合物的乳化作用，有可能溶解碳氢化合物污染物并且增加其对微生物降解的可用性。这些化合物也可用于增加石油采收率。
技术实现思路
在某些实施方式中，本专利技术提供了微生物，以及衍生自这些微生物和产生它们的发酵培养液(fermentationbroth)的物质，诸如生物表面活性剂、溶剂和/或酶。本专利技术还提供了使用这些微生物及其副产物提高油产量的方法。具体地，本专利技术提供了成本有效的、环境友好的方法来增加石油采收率。有利地，这些方法可以在很宽的温度范围内实践，包括20至70℃以及更高。在一些实施方式中，本专利技术提供了通过用微生物和/或其生长副产物处理石油生产地点(例如含油地层或油井)来提高油产量的材料和方法。在一个实施方式中，本专利技术可用于通过例如促进来自井的油的流动的同时将地层中积垢溶解，来增加来自油井的石油采收率。在一些实施方式中，本专利技术利用酵母生长副产物，诸如例如生物表面活性剂。生物表面活性剂在石油和天然气工业中由于它们增强石油采收的能力从而是有用的。生物表面活性剂可以修改油的性质以及油、水和多孔介质(石油和天然气发源自其中)之间的相互作用，从而增加油的流动性，并且因此增加油的采收率。因此，本专利技术的组合物和方法可以通过显著降低地层内物质之间的表面张力和界面张力两者以及通过改变地层的润湿性来增加来自含油和气的地层的原油和天然气的采收率。在一个实施方式中，本专利技术提供了用于增加含油地层的石油采收率的酵母发酵产物。在一个实施方式中，通过使用包括从小规模到大规模的工艺来培养产生生物表面活性剂的酵母，以获得酵母发酵产物。培养工艺可以是例如浸没培养、固态发酵(SSF)和/或其组合。在一个实施方式中，使用简化的酵母发酵技术培养酵母产物，该简化的酵母发酵技术将培养时间减少50％并减少碳源补充。酵母发酵产物可以经由对产生生化物的酵母——例如，异常毕赤酵母(Pichiaanomala)(异常威克汉姆酵母(Wickerhamomycesanomalus))的培养来获得。在25-30℃培养7天后的发酵培养液可含有酵母细胞悬浮液，和例如4g/L或更多的糖脂生物表面活性剂。酵母发酵产物也可以经由产生生物表面活性剂的酵母——球拟假丝酵母(Starmerellabombicola)的培养获得。在25℃培养5天后的发酵培养液可含有酵母细胞悬浮液和例如150g/L或更多的糖脂生物表面活性剂。酵母发酵产物可包含与酵母细胞分离的发酵培养液(fermentationbroth)。在一个实施方式中，培养液(broth)中的生物表面活性剂或其他生长副产物进一步与培养液分离并被纯化。在一些实施方式中，本专利技术利用细菌菌株及其副产物。这些副产物可包括例如代谢物、聚合物、生物表面活性剂、酶、有机酸和溶剂。在某些实施方式中，细菌是芽孢杆菌菌株，其在高盐环境诸如在油提取地点经常遇到的那些环境中旺盛生长。在某些实施方式中，细菌是芽孢杆菌的“过量产生表面活性剂的”菌株，这意味着与野生型芽孢杆菌菌株相比，这种菌株的特征在于增加生物表面活性剂的产生。在某些实施方式中，芽孢杆菌菌株具有增加的酶产量。在一个实施方式中，微生物是枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)和/或解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)的菌株。在优选的实施方式中，细菌是孢子形式。在一些实施方式中，芽孢杆菌菌株能够在低氧条件下旺盛生长，从而促进在微需氧和厌氧条件下的生长。在厌氧条件下，可添加硝酸盐以取代氧气作为电子受体以支持微需氧和/或厌氧呼吸。在一个实施方式中，枯草芽孢杆菌菌株是例如枯草芽孢杆菌位点变种(var.locuses)菌株B1和B2，它们是两亲脂肽活性素的有效生产者。在一个实施方式中，本专利技术提供了一种通过将一种或多种能够产生有用的生化副产物的微生物施用至石油生产地点例如含油地层和/或油井来提高石油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增加从含油地层中可采收的石油量的方法，其中所述方法包括将产生生物表面活性剂的细菌和/或其生长副产物和用于微生物生长的营养物施用到地层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170409 US 62/483,4251.一种用于增加从含油地层中可采收的石油量的方法，其中所述方法包括将产生生物表面活性剂的细菌和/或其生长副产物和用于微生物生长的营养物施用到地层。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述细菌是孢子形式的芽孢杆菌菌株。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述芽孢杆菌菌株选自枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌菌种。


4.根据权利要求2所述的方法，其中所述芽孢杆菌菌株是枯草芽孢杆菌菌株B1、B2或B3。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述生长副产物是选自活性素和伊枯草菌素A的生物表面活性剂。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物在地层内生长并在其中产生生物表面活性剂。


7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将一种或多种碱性化合物施加至所述地层。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述碱性化合物是氢氧化铵。


9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将一种或多种聚合物化合物施加至所述地层。


10.根据权利要求9所述的方法，其中所述一种或多种聚合物化合物选自黄原胶、瓜尔胶、水凝胶、多糖和纤维素聚合物。


11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将一种或多种非生物表面活性剂施加至所述地层。


12.根据权利要求11所述的方法，其中所述一种或多种表面活性剂选自阴离子表面活性剂、月桂醇硫酸胺、月桂醇硫酸钠、月桂酸烷基醚硫酸钠、肉豆蔻醇聚醚硫酸钠；多库酯、磺基琥珀酸钠二辛酯、全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟丁烷磺酸盐、直链烷基苯磺酸盐(LABs)、烷基芳基醚磷酸盐、烷基醚磷酸盐；羧酸盐、烷基羧酸盐(皂)、硬脂酸钠、月桂酰肌氨酸钠、羧酸盐基含氟表面活性剂、全氟壬酸盐、全氟辛酸盐；阳离子表面活性剂、pH依赖性伯、仲或叔胺、奥替尼啶二盐酸盐、永久带电荷的季铵阳离子、烷基三甲基铵盐、溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)(又名十六烷基三甲基溴化铵)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、氯化十六烷基吡啶(CPC)、苯扎氯铵(BAC)、苄索氯铵(BZT)、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷、氯化二甲基双十八烷基铵、西曲溴铵、溴化双十八烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩·法默，肯·阿里贝克，夏米萨·马赞德，肯特·安达姆，泰勒·迪克森，陈雅婕，玛雅·米洛凡诺维奇，
申请(专利权)人：轨迹石油IP有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US