專利名稱：一種耐鹽抗剪切深海細菌胞外多糖驅油體系的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種驅油體系，尤其涉及一種在強化采油中可提高原油采收率的一種 耐鹽抗剪切深海細菌胞外多糖驅油體系，屬采油技術領域。
背景技術：
隨著石油開采的不斷進行，許多油田已進入開發后期的高含水階段，需采用強化 采油技術提高采收率，其中聚合物驅是被廣泛應用的技術之一。目前，應用最廣泛的聚合物驅油體系是部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)溶液，因其具 有較高的粘度和粘彈性，現場應用獲得良好的驅油效果，一般在水驅的基礎上可提高原油 采收率8%左右。但此體系存在耐鹽和抗剪切能力差等缺點，其應用效果受到影響。例如， 高礦化度可導致其粘度大幅度下降，因而在高礦化度油藏中的應用受到限制；現場施工注 入時的高剪切和在油藏滲流過程中的剪切作用均使其粘度大幅下降，驅油效果明顯降低。 為進一步提高PHPA驅油體系的粘度，采用了交聯技術，現場應用表明交聯體系可明顯提高 采收率，但耐鹽和抗剪切能力仍不理想。黃原膠和疏水締合聚合物驅油體系的耐鹽抗剪切 能力較強，但因成本太高未獲得廣泛應用。研發耐鹽抗剪切能力強、成本低、驅油效率高的 新型驅油體系是強化驅油領域的重要研究課題之一。另外，聚合物(PHPA)驅油的有效期較短，很多油田在聚合物(PHPA)驅后遇到產水 量大幅上升，產油量急劇下降等問題，聚合物(PHPA)驅油后如何進一步提高采收率是一個 有待解決的問題。目前的研究發現，采自深海的微生物分泌的胞外多糖一般具有良好的耐鹽性能和 抗剪切性能，但將其作為強化驅油體系的應用還未見報道。
發明內容
針對現有聚合物驅油體系的缺陷，本發明提供了一種耐鹽抗剪切深海細菌胞外多 糖驅油體系，簡稱SM-A87 EPS驅油體系，其作為強化驅油體系耐鹽抗剪切能力明顯優于傳 統的PHPA驅油體系，能廣泛適用于高礦化度油藏和聚合物(PHPA)驅后油藏的驅油工程中。本發明所述的驅油體系，即SM-A87 EPS驅油體系其特征在于所述驅油體系是深 海細菌Wangia profunda SM_A87T分泌的胞外多糖(EPS)的水溶液。其中所述胞外多糖的水溶液是胞外多糖的淡水水溶液、胞外多糖的鹽水水溶液 或胞外多糖的油田污水水溶液。上述鹽水的總礦化度小于10%，優選的總礦化度為0. 57 5. 0% ；上述油田污水 是指油田中被石油污染的水。上述驅油體系中胞外多糖的質量百分比濃度為0. 1 ；進一步優選的方式是 所述胞外多糖的水溶液中胞外多糖的質量百分比濃度為0. 2 0. 5%。上述的深海細菌Wangia profunda SM_A87T采自日本沖繩槽海域深度為1245米 的海底，其能大量分泌胞外多糖(EPS)；所述胞外多糖具有生產周期短、生長條件易控制、產糖量高等優點。上述菌株深海細菌Wangia profunda SM_A87T申請人已于2006年12月15日保 藏在中圍典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC AB 206139t。關于菌株及其應用的成果 申請人:也已公開于諸多的論文中。上述的胞外多糖(EPS)優選以如下方式培養、分離獲得將Wangia profunda SM-A871 菌種接入到 75ml 23 °C、pH = 7 的培養基中，置 200rpm 的搖床上培養 3 天；然后將培養液在 4°C、10, 000 X g (Eppendorf Centrifuge5804R, Germany)下離心10分鐘獲得上清液(以此方法可放大實施)。將冷的甲醇加入上清液 中(使甲醇/水=1)沉淀出粗產品。然后將粗品溶于去離子水中，用5% (w/v)活性炭 脫色除去殘留培養液。加入一定體積比的氯仿和正丁醇，攪拌20min，低溫、高速離心脫蛋 白，重復3次。再次向上清液中加入適量無水乙醇將多糖析出，再離心即得到由深海細菌 ffangiaprofunda SM-A871 分泌的胞外多糖(EPS)。其中上述培養基組成為2% (w/v)玉米淀粉、麩皮、2%豆粕、0. 1 % Na2HP04, 0. 03% KH2P04、0. 1% CaCl2。具體的胞外多糖(EPS)制備方法詳見發明人公開發表的論文Weizhi Zhou, Jingffang, Boling Shen, ffanguo Hou, Yuzhong Zhang, Colloids and Ssurface B Biointerface 72(2009)295-302, Biosorption of copper(II)and cadmium(II)by a novel exopolysaccharidesecreted from deep-sea mesophilic bacterium。本發明所述驅油體系(SM-A87 EPS驅油體系)的制備方法，是按胞外多糖的質量 百分比濃度為0. 1 的量，以溶劑為淡水、鹽水或油污水，將其混合、攪拌、溶解制成。利用本發明所述的SM-A87 EPS驅油體系實施耐鹽性、抗剪切性及室內模擬驅油實 驗，步驟如下(1)耐鹽性實驗用不同礦化度的水配制驅油體系，用ZNN-D6型六速旋轉粘度計在600rpm下測定 表觀粘度，進而得出耐鹽粘度保持率。耐鹽粘度保持率=(含鹽溶液的表觀粘度/無鹽溶液的表觀粘度)X 100%(2)抗剪切性實驗將驅油體系在GJ-2S型高速攪拌機上lOOOOrpm下剪切一定時間后，靜置lOmin，用 ZNN-D6型六速旋轉粘度計在600rpm下測定表觀粘度，進而得出抗剪切粘度保持率。抗剪切粘度保持率=(剪切后的表觀粘度/剪切前的表觀粘度)X 100%(3)室內模擬驅油實驗鋼制巖芯管，長20cm，直徑2. 7cm ；填充沙為勝利孤島油田地層沙，油為勝利孤島 油田原油，60°C粘度為1066mPa sdOs"1)；水為淡水(去離子水)、人工合成鹽水(即礦化 度不同的水)或油田污水；實驗溫度60°C。用填充沙裝填巖芯管，氣測滲透率；飽和水；飽 和油；水驅巖芯至含水率98%，記錄采收率(Rw)；注入0.3PV(巖芯孔隙體積)驅油體系，后 續水驅至含水率98%，記錄采收率(RP1)，此為一次聚合物驅采收率；再注入0. 3PV驅油體 系，后續水驅至含水率98 %，記錄采收率(RP2)，此為二次聚合物驅采收率。實驗結果證實本發明所述的SM-A87 EPS驅油體系耐鹽性強于傳統的PHPA體系(分子量1700萬，水解度為28. 7%，下同)。圖1、圖2是NaCl濃度為0 8. 0%時二者粘度及耐鹽粘度 保持率對比的實驗結果。當溶液中鹽濃度不斷增加時，0. 2%PHPA體系的粘度由高于0. 2% SM-A87EPS體系的粘度降低至低于0. 2% SM-A87 EPS體系的粘度，SM-A87 EPS體系的耐鹽 粘度保持率高于PHPA體系。本發明所述的SM-A87 EPS驅油體系抗剪切能力強于傳統的PHPA體系，對比結果 見圖3、圖4。本發明所述的SM-A87 EPS驅油體系在高礦化度下特別是聚合物(PHPA)驅后的驅 油效果優于傳統的PHPA體系，測試結果見表2 6。實驗用水見表1表1室內模擬驅油實驗用水離子組成 表2人工合成鹽水(總礦化度為0. 57% )中一次驅油效果對比 表4人工合成鹽水(總礦化度為5. 0% )中一次驅油效果對比
表5人工合成鹽水(總礦化度為5. 0% )中二次驅油效果對比
表6油田污水(總礦化度2. 0% )中二驅油效果對比
綜上，本發明的SM-A87 EPS驅油體系的優點是
所述的SM-A87 EPS驅油體系具有良好的耐鹽性和抗剪切能力，在高礦化度水中驅 油效果優于PHPA體系，特別是聚合物(PHPA)驅后能進一步提高采收率。
本發明所述菌株深海細菌Wangia profunda SM-A871申請人已于2006年12月15 日保藏在中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC AB 206139t。關于菌株及其應用的 成果申請人也已公開于諸多的論文中。圖1是0. 2% PHPA溶液及不同濃度SM-A87 EPS驅油體系的粘度隨NaCl濃度的變 化。圖2是0. 2 % PHPA溶液及不同濃度SM-A87 EPS驅油體系的粘度保持率隨NaCl濃 度的變化。圖3是0. 2% PHPA溶液和不同濃度SM-A87 EPS驅油體系的粘度隨高速剪切時間 的變化。
圖4是0. 2% PHPA溶液和不同濃度SM-A87 EPS驅油體系的粘度保持率隨高速剪 切時間的變化。
具體實施例方式本發明所述的由深海細菌Wangia profunda SM_A87T分泌的胞外多糖(SM-A87 EPS)目前已為穩定的產品，其具體的制備方法詳見發明人公開發表的論文Weizhi Zhou, Jingffang, Boling Shen, ffanguo Hou, Yuzhong Zhang, Colloids and Ssurface B Biointerface 72 (2009)295-302, Biosorption of copper(II)and cadmium(II)by a novel exopolysaccharidesecreted from deep-sea mesophilic bacterium。實施例1 :在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入500ml淡水(去離子水)，稱取1. 0g由深海 細菌Wangia profunda SM_A87T分泌的胞外多糖(SM-A87 EPS)加入燒杯中，常溫攪拌5小 時左右，得濃度為0. 2%的淡水SM-A87 EPS驅油體系，測得其表觀粘度為7. 0mPa-so高速 剪切3min，靜置lOmin后，測得表觀粘度為5. 7mPa. s,則濃度為0. 2%的SM-A87 EPS驅油體 系的抗剪切粘度保持率為81. 4%。相同條件下0. 2%的PHPA體系的抗剪切粘度保持率為 74. 3%。實施例2 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入450ml淡水(去離子水)，稱取1. 0g由深 海細菌Wangia profunda SM_A87T分泌的胞外多糖(SM-A87 EPS)加入燒杯中，常溫攪拌 至完全溶解；再加入50ml濃度為10%的NaCl水溶液，攪拌均勻，得濃度為0. 2%的含 NaCl的SM-A87 EPS驅油體系，測得表觀粘度為6. 6mPa s。參照實施例1結果可得，濃度 為0. 2%的SM-A87 EPS驅油體系在含NaCl時的耐鹽粘度保持率為94. 3%。相同條件 下0. 2%的PHPA體系在含1 % NaCl時的耐鹽粘度保持率為33. 9%。高速剪切3min，靜置 lOmin后，測得表觀粘度為5. 4mPa .s。參照實施例1結果可得，濃度為0. 2%的含NaCl 的SM-A87 EPS驅油體系的抗剪切粘度保持率為81.8%。相同條件下0. 2%的PHPA體系在 含NaCl時的抗剪切粘度保持率為78. 4%。實施例3 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入500ml人工合成鹽水(總礦化度為 0. 57% )，稱取1. 0g SM-A87 EPS加入燒杯中，常溫攪拌5小時左右，得濃度為0. 2%的人工 合成鹽水(總礦化度為0.57% )SM-A87 EPS驅油體系，進行室內模擬一次驅油實驗。在水 驅基礎上，得到RP1 = 11. 4%;相同條件下對于0.2%的人工合成鹽水(總礦化度為0. 57%) PHPA體系，RP1 = 13.6%。具體結果見表2。此結果表明同等條件及低礦化度下，SM-A87 EPS驅油體系的驅油效果不如PHPA體系。實施例4 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入500ml人工合成鹽水(總礦化度為 0. 57%)，稱取2. 5g SM-A87 EPS加入燒杯中，常溫攪拌5小時左右，得濃度為0. 5%的人工 合成鹽水(總礦化度為0.57%)SM-A87 EPS驅油體系，進行室內模擬一次驅油實驗。在水 驅基礎上，得到RP1 = 17. 2%;相同條件下對于0. 2%的人工合成鹽水(總礦化度為0. 57%) PHPA體系，RP1 = 13.6%。具體結果見表2。此結果表明同等條件及低礦化度下0.5%SM-A87 EPS體系的驅油效果優于0. 2% PHPA體系。實施例5 配制500ml 0. 2%的人工合成鹽水(總礦化度為0.57%) SM-A87 EPS及PHPA驅油體系進行室內模擬0. 2% PHPA體系一次驅后二次驅油實驗。0. 2% SM-A87體系二次驅 得RP2 = 9. 1% ；0. 2% PHPA體系二次驅的RP2 = 7. 4%。具體結果見表3。結果表明相同 條件下在聚合物驅后SM-A87驅油體系具有較好的增采效果。實施例6:在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入500ml人工合成鹽水(總礦化度為5.0%)， 稱取1. 0g SM-A87 EPS加入燒杯中，常溫攪拌5小時左右，得濃度為0. 2%的人工合成鹽水 (總礦化度為5. 0% )SM-A87 EPS驅油體系，進行室內模擬一次驅油實驗。在水驅基礎上， 得到RP1 = 10. 3%;相同條件下對于0. 2%的人工合成鹽水(總礦化度為5. 0% ) PHPA體系， RP1 = 5.6%。具體結果見表4。結果表明同等條件及高礦化度下SM-A87 EPS體系的驅油 效果優于PHPA體系。實施例7 配制500ml 0. 2%的人工合成鹽水(總礦化度為5.0%) SM-A87 EPS及PHPA驅油 體系進行室內模擬0. 2% PHPA體系一次驅后二次驅油實驗。0. 2% SM-A87體系二次驅得 RP2 = 9.2% ；0.2% PHPA體系二次驅得RP2 = 3. 2%。具體結果見表5。結果表明相同條 件及高礦化度下在聚合物驅后SM-A87驅油體系具有非常明顯的增采效果。實施例8 配制500ml 0. 2%的油田污水SM-A87EPS及PHPA驅油體系進行室內模擬0. 2% PHPA體系一次驅后二次驅油實驗。0. 2% SM-A87體系二次驅得RP2 = 8. 9%；0. 2% PHPA體 系二次驅得RP2 = 4. 5%。具體結果見表6。結果表明相同條件下在聚合物驅后油田污水 配制的SM-A87驅油體系較PHPA體系有更好的驅油效果。
權利要求
一種驅油體系，其特征在于所述驅油體系是深海細菌Wangia profunda SM-A87T分泌的胞外多糖的水溶液；其中所述深海細菌Wangia profunda SM-A87T已于2006年12月15日保藏在中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC AB 206139T。
2.如權利要求1所述的驅油體系，其特征在于所述胞外多糖的水溶液是胞外多糖的 淡水水溶液、胞外多糖的鹽水水溶液或胞外多糖的油田污水水溶液。
3.如權利要求2所述的驅油體系，其特征在于所述鹽水的總礦化度小于10%。
4.如權利要求3所述的驅油體系，其特征在于所述鹽水的總礦化度為0.57 5. 0 %。
5.如權利要求1或2所述的驅油體系，其特征在于所述胞外多糖的水溶液中胞外多 糖的質量百分比濃度為0. 1 1%。
6.如權利要求5所述的驅油體系，其特征在于所述胞外多糖的水溶液中胞外多糖的 質量百分比濃度為0. 2 0. 5%。
全文摘要
本發明公開了一種驅油體系，是深海細菌Wangia profunda SM-A87T分泌的胞外多糖的水溶液；其中所述深海細菌Wangia profunda SM-A87T已于2006年12月15日保藏在中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC AB 206139T。本發明的驅油體系中胞外多糖的質量百分比濃度為0.1～1％，其具有比傳統部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)體系更強的耐鹽和抗剪切能力，在高礦化度水中的驅油效果優于PHPA體系，可用于PHPA驅后進一步提高采收率。
文檔編號C09K8/588GK101845296SQ20101016641
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月10日 優先權日2010年5月10日
發明者侯萬國, 張玉忠, 李海平 申請人:山東大學