基于生物質的油田化學品的制作方法

基于生物質的油田化學品的制作方法
【專利摘要】本發明涉及得自產油微生物的微生物生物質，所述微生物生物質提供用于井相關流體的具有成本效益的生物降解性添加劑。所述生物質可用作降濾失劑、粘度調節劑、乳化劑、潤滑劑或密度調節劑。
【專利說明】基于生物質的油田化學品
[0001]相關申請案
[0002]本申請要求2011年4月I日提交的美國臨時申請號61 / 471，013和2012年3月9日提交的美國臨時申請號61 / 609，214的權益，這些臨時申請據此整體以引用方式并入本文。
【背景技術】【技術領域】
[0003]本發明為降濾失劑、橋堵材料、粘度調節劑提供基于微生物生物質的成分，以及可用于鉆井液、維修流體、完井液、固井液、儲層流體和其他用于鉆井應用的流體的其他用途。可用作降濾失劑、橋堵材料、粘度調節劑的基于微生物質的材料涉及石油和天然氣勘探、地熱井、水井和向地下鉆孔的其他應用領域。
[0004]發明背景
[0005]鉆井液(有時在本領域稱為“鉆井泥漿”)是結合鉆孔而使用的流體。雖然通常用于鉆取石油和天然氣井，但是鉆井液也用于其他應用，包括鉆水井和地熱井。鉆井液的三大類別是水基泥漿(其可以是分散的和非分散的)、非水性泥漿(有時稱為“油基泥漿”)和氣態鉆井流體。在鉆井時，幾個問題需要應付，包括:保持鉆頭冷卻和干凈，地層流體(即，諸如存在于所鉆地層中的油的流體)進入井筒，以及懸浮和除去鉆屑。由于這些問題，鉆井液需要具有正確的粘度和流動性的組合。鉆井液需要足夠粘稠，以防止地層流體進入井筒以及以懸浮鉆屑。某些鉆井液也帶出或除去懸浮的鉆屑。
[0006]當鉆取油井時，可迫使來自鉆井液的濾液進入鄰近的地下地層(“侵入”)。這會損壞地層；例如，一些地帶含有粘土，這些粘土被鉆井液水化時往往會阻擋油和氣進入鉆孔。為防止或減少這種損壞，降濾失劑用來控制水性鉆井液的滲濾速率并通形成濾餅起到密封地層中的孔的作用。用于密封濾餅(或“壁餅”)孔的材料包括了諸如淀粉、改性淀粉、纖維素、改性纖維素、合成聚合物(諸如聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺)和褐煤的材料(參見以引用方式并入本文的美國專利號5，789，349)。
[0007]侵入由通常比地層壓力大的靜液柱的壓差引起，特別是在低壓力或枯竭的地帶。侵入也因巖石中的開口和流體穿過巖石的能力、地帶的孔隙率和滲透性所致。更近的技術利用通過向水或鹽水中加入專門的聚合物而產生的低剪切速率粘度(LSRV)流體，以形成鉆井液。這些聚合物在非常低的剪切速率下產生極高的粘度。LSRV通過產生進入地層開口的高阻力而有助于控制鉆井液的侵入和滲濾。由于流體以非常慢的速率運動，因此粘度變得很高，并且鉆井液以 輕微的滲透包含在鉆孔內。參見"Drill-1n Fluids Improve HighAngle Well Production" , Supplement to the Petroleum Engineer International,March,1995。
[0008]然而，循環液漏失仍然是一個問題。當靜水柱的差壓遠大于地層壓力時，就會發生循環液漏失。巖石的開口接納并儲存鉆井液，使得較少回到表面發生再循環。流體在井下流失，并會導致孔洞不穩定、卡住鉆桿和井控喪失。除了流體體積流失外，還需要昂貴的循環液漏失材料(LCM或“降濾失劑”)。這些材料通常為諸如甘蔗纖維、木纖維、棉籽殼、堅果殼、云母、玻璃紙和其他材料的纖維、顆粒狀或薄片材料。將這些LCM材料加到流體體系中，使得它們可被帶入漏失區并嵌入以形成架橋，其他材料則可以在架橋上開始聚集和密封(參見以引用方式并入本文的美國專利號6，770，601)。
[0009]除了用于鉆井的流體外，各種流體也用于從井中采出諸如石油和天然氣的自然資源。這些流體可起到抑制腐蝕、從水中分離烴、阻止形成抑制性固體(諸如石蠟、垢和金屬氧化物)以及提高井產量的作用。流體還可以用于固井、水力壓裂和酸化。
發明概要
[0010]本發明在某些實施方案中提供用于形成或維護鉆孔或井或者從鉆孔或井進行生產的流體，其中該流體包含來自產油微生物的生物質。在特定實施方案中，生物質起到橋堵齊?、降濾失劑、粘度調節劑、乳化劑、潤滑劑和/或密度調節劑的作用。在一些實施方案中，流體包含水性或非水性溶劑并任選地包含一種或多種另外的組分，使得流體可作為鉆井液、鉆開液、修井液、解卡液(spotting fluid)、固井液、儲層流體、采出液、水力壓裂流體或完井液。流體中的生物質可以來自產油微生物，諸如微藻、酵母、真菌或細菌。微生物生物質可以包括例如完整細胞、裂解細胞、完整細胞與裂解細胞的組合、從中去除了油的細胞和/或來自產油微生物的多糖。在某些實施方案中，微生物生物質經化學修飾。示例性化學修飾包括疏水、親水、陰離子和陽離子部分的共價連接。在特定實施方案中，微生物生物質通過選自以下的一種或多種化學反應而化學修飾:酯交換、皂化、交聯、陰離子化(例如羧甲基化)、乙酰化和水解。微生物生物質在某些實施方案中可占流體的約0.1重量％至約20重量％。
[0011]在多個實施方案中，流體包含一種或多種選自以下的另外添加劑:膨潤土、黃原膠、瓜爾膠、淀粉、羧甲基 纖維素、羥乙基纖維素、聚陰離子纖維素、殺生物劑、PH調節劑、除氧劑、起泡劑、破乳劑、腐蝕抑制劑、粘土控制劑、分散劑、絮凝劑、減摩劑、橋堵劑、潤滑劑、增粘劑、鹽、表面活性劑、酸、降濾失添加劑、氣體、乳化劑、密度調節劑、柴油燃料和微泡沫(aphron)。例如，流體可包含濃度為流體約0.001質量％至5質量％的平均直徑為5至50微米的微泡沫。
[0012]在特定實施方案中，生物質通過產油微生物的干燥、壓榨和溶劑提取油的一者或多者而產生。生物質在某些實施方案中可由產油微生物的異養生長產生，包括例如專性異養生物諸如桑椹型無綠藻(Prototheca moriformis)的異養生長。
[0013]在某些實施方案中，與不含產油微生物生物質的流體相比，包含上述產油微生物生物質的流體具有降低的API濾失試驗值。示例性的流體根據持續7.5或30分鐘的API濾失試驗相對于不含產油微生物生物質的對照流體而言可具有大于2、5或10倍的流體濾失降低。在特定實施方案中，包含產油微生物生物質的流體如使用Couette型粘度計測量相對于不含產油微生物生物質的對照流體而言可具有2倍、5倍、10倍或更大的屈服點增加。在一些實施方案中，包含產油微生物生物質的流體如根據通過陶瓷盤過濾器進行的靜態濾失試驗進行測量相對于不含產油微生物生物質的對照流體而言可具有至少2倍的初濾失量(spurt loss volume)降低。在特定實施方案中,包含產油微生物生物質的流體如根據通過陶瓷盤進行的靜態濾失試驗進行測量相對于不含產油微生物生物質的對照流體而言可具有至少2倍的總濾失量降低。在任一種情況下，示例性陶瓷盤可具有5微米、10微米或20微米的孔徑。在某些實施方案中，在持續30分鐘或60分鐘后在靜態濾失試驗中測量到了初濾失量或總濾失量的降低。在某些實施方案中，包含產油微生物生物質的流體根據通過Couette型粘度計進行的凝膠強度試驗相對于不含該生物質的對照流體而言可具有至少2倍的凝膠強度增加。在特定實施方案中，凝膠強度試驗進行7.5分鐘或30分鐘的持續時間。在一些實施方案中，在0.01 /秒與1000 /秒之間的剪切速率下測量時，包含產油微生物生物質的流體在18°C與200°C之間的溫度下老化至少16小時后可比老化前具有更高的粘度計算值。
[0014]本發明在某些實施方案中還提供形成井筒、或維護、或從井中產生采出液的方法，其中該方法需要引入任何上述流體。在特定實施方案中，該方法需要使用流體進行選自以下的井維修作業:完井作業、防砂作業、修井作業和水力壓裂作業。有一些實施方案中，該方法需要通過操作鉆具組合鉆出井筒同時穿過井筒循環鉆井液而穿過地層鉆出井筒。在這些實施方案的變型形式中，生物質實現以下效果中的一種或多種:堵塞井筒或井中的孔、向鉆具組合的鉆頭提供潤滑和/或增加流體的粘度。
[0015]在某些實施方案中，本發明還提供促進井中的產甲烷微生物產生甲烷的方法。該方法需要向井中引入生物質，其中通過培養產油微生物而產生生物質。
[0016]在另外的方面，本發明提供基于微生物生物質的降濾失劑、橋堵材料和粘度調節劑。微生物生物質來自于已在導致高油含量的條件(諸如異養條件)下培養的產油微生物。在一些實施方案中，微生物生物質保持大量的油，或微生物生物質在除油之前使用(未提取的微生物生物質)。在一些實施方案中，微生物生物質是在除去一大部分油的加工后剩余的“廢生物質”。在另外的實施方案中，微生物生物質是產油微生物產生的油或脂肪酸衍生物。在一些實施方案中，生物質是經過化學修飾的生物質，例如通過包括干燥、加熱、制薄片、碾磨、乙酰化、陰離子化、交聯或碳化的一種或多種工藝加工的生物質，以提供本發明的基于微生物生物質的降濾失劑。在多個實施方案中，產油微生物是產油細菌、微藻、酵母或者非酵母真菌。
[0017]在另外的方面，本發明提供包含本發明的降濾失劑的鉆井液。在多個實施方案中，鉆井液包含約0.1%至約20% (w / w或V / V)的所述降濾失劑。在一個實施方案中，鉆井液是包含增粘劑的水性鉆井液。在另一個實施方案中，鉆井液是包含增粘劑的非水性鉆井液。在多個實施方案中，增粘劑選自海藻酸鹽聚合物、黃原膠、纖維素或纖維素衍生物、生物聚合物、膨潤土。在一個實施方案中，鉆井液是包含潤滑劑的水性鉆井液。在另一個實施方案中，鉆井液是包含潤滑劑的非水性鉆井液。在多個實施方案中，在0.5rpm下通過布氏粘度計測量時，鉆井液具有至少20，000厘泊的低剪切速率粘度。
[0018]在又一個方面，本發明提供制備本發明的降濾失劑和鉆井液的方法，所述方法包括在導致蓄積至少10% (w / w)的油的條件下培養產油微生物。在一個實施方案中，通過向鉆井液中加入基于微生物生物質的降濾失劑而制備本發明的鉆井液。在多個實施方案中，鉆井液是常規的鉆井液，其中一種或多種降濾失劑部分地或全部地被本發明的基于微生物生物質的降濾失劑替代。
[0019]在再一方面，本發明提供鉆井筒的方法，所述方法包括使用本發明的降濾失劑或鉆井液的步驟。
【具體實施方式】
[0020]本發明提供降濾失劑和鉆井液。為了幫助理解本發明以及本發明的制備和實踐方式及其優點，將該“【具體實施方式】”分成多個章節。第I節提供有幫助的定義。第II節提供可用于本發明方法的產油微生物以及將它們在異養條件下培養的方法。第III節提供用作本發明的降濾失劑的廢生物質的制備方法。第IV節提供本發明的鉆井液以及在鉆井中使用它們的方法的說明。在第IV節后，提供制備和使用本發明的多個方面和實施方案的示例性實施例。
[0021]1.定義
[0022]除非另有定義，否則本文使用的所有技術和科學術語具有本發明所屬領域的技術人員通常所理解的含義。以下參考文獻為技術人員提供本發明中所用的許多術語的一般定義:Singleton et al., Dictionary of Microbiology and Molecular Biology (2nded.1994) ；The Cambridge Dictionary of Science and Technology(Walker ed.,1988)；The Glossary of Genetics,5th Ed., R.Rieger etal.(eds.), Springer Verlag(1991)；和 Hale & Marham,The Harper Collins Dictionary ofBiology (1991) ? 如本文所用，以下術語具有歸屬于它們的含義，除非另外指明。
[0023]“微泡沫”是包含圍繞氣體或液體核心的一個或多個表面活性劑層的微泡。
[0024]“無異種生物混雜”是沒有其他活生物體污染的生物體培養。
[0025]“生物柴油”是適于用作柴油機燃料的生物產生的脂肪酸烷基酯。
[0026]“生物質”是由細胞生長和/或繁殖產生的材料。生物質可以包含細胞和/或細胞內內容物及細胞外材料，包括但不限于細胞分泌的化合物。
[0027]“橋堵材料”是加到流體中防止或減少流體通過孔徑大于I毫達西的地質地層漏失的材料。
[0028]“生物反應器”或“發酵罐”意指封裝件或部分封裝件，諸如發酵槽或容器，在其中通常懸浮培養細胞。
[0029]“纖維素材料”包括纖維素消化產物(包括葡萄糖和木糖)和任選另外的化合物，諸如二糖、寡糖、木質素、糠醛和其他化合物。纖維素材料來源的非限制性實例包括蔗渣、甜菜柏、玉米稻桿、木屑、鋸末和柳枝稷。
[0030]“培養”及其變型(諸如“培育”和“發酵”)是指通過使用選定的和/或受控的條件對一種或多種細胞的生長(增加細胞大小、細胞內容物和/或細胞活性)和/或繁殖(通過有絲分裂增加細胞數量)的刻意培養。生長和繁殖兩者的組合稱為增殖。選定的和/或受控的條件的實例包括使用限定的培養基(具有已知的特性，諸如pH、離子強度和碳源)、規定的溫度、氧分壓(oxygen tension)、二氧化碳水平和生物反應器中的生長。培養不是指自然界中或無其他人工干預下的微生物的生長或繁殖；例如，最終石化產生地質原油的生物體自然生長并非培養。
[0031]“細胞裂解”是指細胞在低滲環境中的裂解。細胞裂解由過度滲透或水向細胞內運動(水化過多)引起。如果細胞無法承受內部水的滲透壓，就會破裂。
[0032]“干重”和“細胞干重”意指在相對失水下測定的重量。例如，提及產油酵母生物質按干重計包含規定百分比的特定組分意指將基本上所有水分除去后基于生物質的重量計算百分比。
[0033]“外源基因”是指編碼已引入(“轉化進”)細胞的RNA和/或蛋白的表達的核酸。轉化細胞可以稱為重組細胞，另外的外源基因可以引入其中。相對于被轉化的細胞，外源基因可來自不同的物種(并因此為異源的)，或來自于相同的物種(并因此為同源的)。因此，相對于基因的內源拷貝，外源基因可以包括在細胞基因組中占有不同位置或處于不同控制下的同源基因。外源基因可以在細胞中以不止一個拷貝存在。外源基因可以在細胞中作為基因組的插入或作為游離體分子而保留。
[0034]“外源提供的”是指提供給細胞培養的培養基的分子。
[0035]“榨油機壓榨”是用于從諸如大豆和油菜籽的原料中提取油的機械方法。螺旋榨油機是一種螺旋式機械，其通過類似籠桶的腔室壓榨材料。原料進入榨油機的一側，而廢餅從另一側退出，同時油從籠中的榨條間滲出并加以收集。機器使用摩擦和來自螺桿傳動的持續壓力來移動和壓榨原料。油從固體無法通過的小口中滲出。隨著原料被壓榨，摩擦力通常引起原料升溫。
[0036]“固定碳源”是含碳的分子，通常為有機分子，它在能被所培養的微生物利用的培養基中在環境溫度和壓力下以固體和液體形式存在。
[0037]“降濾失劑”是加到流體中防止或減少流體的液體組分通過孔徑不到I毫達西的地質地層漏失的材料。
[0038]“生長”意指細胞大小、總細胞內容物和/或各個細胞的細胞質量或重量的增加，包括由于將固定碳源轉化成細胞內油而引起的細胞重量的增加。
[0039]“勻漿”指已被物理破壞的生物質。
[0040]“烴”是僅含氫原子 和碳原子的分子，其中碳原子共價連接形成直鏈、支鏈、環化或部分環化主鏈，而氫原子則連接到其上。烴化合物的分子結構從最簡單的甲烷(CH4)(天然氣的成分)形式到非常重和非常復雜(例如某些分子，諸如存在于原油、石油和浙青中的浙青質)而各異。烴可以為氣體、液體、或固體的形式，或這些形式的任何組合，并在主鏈中的相鄰碳原子之間可以具有一個或多個雙鍵或三鍵。因此，該術語包括直鏈、支鏈、環化或部分環化的烷烴、烯烴、脂質和石蠟。實例包括丙烷、丁烷、戊烷、己烷、辛烷和角鯊烯。
[0041]“限制濃度的營養物”是培養物中限制所培養的生物體的繁殖的化合物濃度。“非限制性濃度的營養物”是在給定的培養期內支持最大繁殖的濃度。因此，在給定培養期內，在存在限制濃度的營養物的情況下產生的細胞數量較之營養物為非限制性的時要少。當營養物以高于支持最大繁殖時的濃度存在時，將營養物稱為在培養物中“過量”。
[0042]“脂質”是一類可溶于非極性溶劑(諸如乙醚和氯仿)并相對或完全不溶于水的分子。脂質分子具有這些性質，因為它們主要由疏水性的長烴鏈構成。脂質的實例包括脂肪酸(飽和的和不飽和的)；甘油酯或甘油糖脂(諸如單甘油酯、雙甘油酯、三甘油酯或中性脂肪，和磷酸甘油酯或甘油磷脂)；非甘油酯(鞘脂，包括膽固醇和類固醇激素的留醇脂質，包括萜的異戊烯醇脂質，脂肪醇，蠟，和聚酮化合物)；以及復雜的脂質衍生物(糖連接的脂質、或糖脂和蛋白連接的脂質)。“脂肪”是脂質中被稱為“三酰甘油酯”的亞組。
[0043]“裂解物”是包含裂解細胞的內容物的溶液。
[0044]“裂解”是足以釋放至少一些細胞內內容物的生物有機體的質膜和任選細胞壁的破裂，通常通過破壞其完整性的機械、病毒或滲透機制。
[0045]“細胞溶解”是足以釋放至少一些細胞內內容物的破壞生物有機體的細胞膜和任
選細胞壁。
[0046]“微生物體”和“微生物”是微觀的單細胞生物體。
[0047]“油”意指由包括產油酵母、植物和/或動物的生物體產生的任何三酰甘油酯(或三甘油酯油)。區別于“脂肪”的“油”除非另外指明否則是指在平常室溫和壓力下通常為液體的脂質。例如，“油”包括來源于植物的蔬菜或種子油，包括但不限于來源于大豆、油菜籽、低芥酸菜子、棕櫚、棕櫚仁、椰子、玉米、橄欖、向日葵、棉籽、萼距花屬植物、花生、亞麻芥、芥菜籽、腰果、燕麥、羽扇豆、洋麻、金盞花、大麻、咖啡、亞麻籽、榛子、大戟屬植物、南瓜籽、芫荽、山茶、芝麻、紅花、稻、桐油樹、可可豆、椰子核、罌粟、蓖麻籽、美洲山核桃、荷荷巴、麻瘋樹、夏威夷果、巴西堅果和鱷梨以及它們的組合。
[0048] 產油酵母”意指能夠天然蓄積按其細胞干重計超過20%脂質的酵母，并屬于真菌的雙核(Dikarya)亞界。產油酵母包括諸如解脂耶氏酵母(Yarrowia Iipolytica)、粘紅酵母(Rhodotorula glutinis)、彎曲隱球菌(Cryptococcus curvatus)和斯達氏油脂酵母(Lipomyces starkeyi)的生物體。
[0049]滲透休克”是滲透壓急劇降低后溶液中的細胞破裂。有時引起滲透休克以將此類細胞的細胞組分釋放進溶液。
[0050]“多糖”或“聚糖”是由通過糖苷鍵接合的單糖構成的碳水化合物。纖維素是構成某些植物細胞壁的多糖。纖維素可以通過酶解聚產生諸如木糖和葡萄糖的單糖以及較大的
二糖和寡糖。
[0051 ] “明顯包封的”意指超過50 %并通常超過75 %到90 %的所提及組分(例如海藻油)滯留在一個或多個產油微生物細胞中。
[0052]“明顯完整的細胞”和“明顯完整的生物質”意指包含超過50%并通常超過75%、90%和98%的完整細胞的細胞群。在此背景下的“完整”意指封閉細胞的細胞內組分的細胞膜和/或細胞壁的物理連續性尚未通過以下方式破壞:將會釋放出細胞的細胞內組分達到超過培養中的細胞膜滲透性的程度。
[0053]“明顯裂解的”意指這樣一種細胞群，其中超過50%并通常超過75%至90%的細胞已被破壞使得細胞的細胞內組分不再完全地封閉在細胞膜內。
[0054]“增殖”意指生長和繁殖兩者的組合。
[0055]“繁殖”意指通過有絲分裂或其他細胞分裂引起細胞數量的增力。
[0056]“可再生柴油”是通過脂質的氫化和脫氧產生的烷烴(諸如CIO:0、C12:0、C14:0、C16:0和C18:0)的混合物。
[0057]“廢生物質”及其變型(諸如“去脂膳食”和“脫脂生物質”)是將油(包括脂質)和/或其他組分通過使用機械(即，通過螺旋榨油機施加)或溶劑提取法或這兩種方式從生物質中提取或分離后的微生物生物質。相較于從微生物生物質中提取或分離油/脂質前，此類脫脂膳食的油/脂質的量減少，但通常含有一些殘余的油/脂質。
[0058]“聲波處理”是通過使用聲波能量破壞生物材料(諸如細胞)的過程。
[0059]“粘度調節劑”是改變流體的流變性質的試劑。流體的粘度是流體流動阻力的度量。粘度調節劑用于在油田化學應用中增加或降低流體的粘度。[0060]涉及體積比例的“V / V”或“V / V”意指組合物中一種物質的體積與組合物體積的比率。例如，提及包含5% V / V酵母油的組合物意指組合物體積的5%由油構成(例如，體積為IOOmm3的這樣的組合物將包含5mm3的油)，而組合物的剩余體積(例如在本例中為95mm3)由其他成分構成。
[0061]涉及物質濃度的“W / V”或“w / V”意指每IOOmL流體中物質的克數。
[0062]涉及重量比例的“W / W”或“w / w”意指組合物中一種物質的重量與組合物重量的比率。例如,提及包含5% w / w產油酵母生物質的組合物意指組合物重量的5%由產油酵母生物質構成(例如，重量為IOOmg的這樣的組合物將包含5mg產油酵母生物質)，而組合物的剩余重量(例如，在本例中為95mg)由其他成分構成。
[0063]I1.產油微生物和異養培養條件
[0064]由某些產生油的微生物(產油微生物)制備的生物質可用于本發明的實施方案，包括作為降濾失劑。合適的微生物包括微藻、產油細菌和產油酵母。可用于本發明的產油微生物產生適于生產燃料或作為其他工業應用的原料的油(脂質或烴)。適于生產燃料的脂質包括含有長鏈脂肪酸分子的三酰甘油酯(TAG)。適于工業應用(諸如制造)的脂質或烴包括脂肪酸、醛、醇和烷烴。
[0065]產生脂質或烴的任何生物體物種均可用于本發明的方法和鉆井液，然而天然產生高水平的合適脂質或烴的微生物是優選的。通過微生物產生烴在以引用方式并入本文的Metzger et al.,Appl Microbiol Biotechnol(2005) 66:486_496and A Look Back at theU.S.Department of Energy’s Aquatic Species Program:Biodiesel from Algae,NREL /TP-580-24190, John Sheehan,Terri Dunahay, John Benemann and Paul Roessler (1998)中給出了綜述。
[0066]出于本發明的目的，影響選擇用于產生微生物生物質的微生物的注意事項包括:(I)按細胞重量百分比計的高脂質含量；(2)容易生長；和(3)易于加工。在特定實施方案中，當收獲用于提取油時，微生物產生含有至少約40%至60%或更多(包括超過70% )脂質的細胞。對于許多應用，異養生長(在不存在光的情況下基于糖或非二氧化碳的碳源)或可經工程改造成此的微生物可用于本發明的方法和鉆井液。參見PCT公布號2010 /063031,2010 / 063032,2008 / 151149，它們都整體以引用方式并入本文。
[0067]天然存在的和經基因工程改造的微藻是用于制備適用于本發明方法和結合到本發明鉆井液中的微生物生物質的合適微生物。因此，在本發明的多個實施方案中，從中獲取微生物生物質的微生物是微藻。可用于在本發明的方法中生成微生物生物質并結合到本發明的鉆井液中的微藻屬和種的實例包括但不限于以下屬和種的微藻。
[0068]表1.微藻。
[0069]
【權利要求】
1.一種用于形成或維護鉆孔或井或者從鉆孔或井進行生產的流體，所述流體包含來自產油微生物的生物質。
2.根據權利要求1所述的流體，其中所述生物質起到橋堵劑、降濾失劑、粘度調節劑、乳化劑、潤滑劑或密度調節劑的作用。
3.根據權利要求1所述的流體,其中所述流體包含水性或非水性溶劑并任選地包含一種或多種另外的組分，使得所述流體可作為鉆井液、鉆開液、修井液、解卡液、固井液、儲層流體、采出液、水力壓裂流體或完井液。
4.根據權利要求1至3任一項所述的流體，其中所述產油微生物選自微藻、酵母、真菌和細菌。
5.根據權利要求1至4任一項所述的流體，其中所述微生物生物質包括完整細胞、裂解細胞、完整細胞與裂解細胞的組合、從中去除了油的細胞或來自所述產油微生物的多糖。
6.根據權利要求1至5任一項所述的流體，其中對所述微生物生物質進行化學修飾。
7.根據權利要求6所述的流體，其中所述化學修飾包括疏水、親水、陰離子和陽離子部分的共價連接。
8.根據權利要求7所述的流體，其中所述微生物生物質通過選自以下的一種或多種化學反應而化學修飾:酯交換、皂化、交聯、陰離子化、乙酰化和水解。
9.根據權利要求8所述的流體，其中所述陰離子化為羧甲基化。
10.根據權利要求1至9任一項所述的流體，其中所述微生物生物質為所述流體的約0.1重量％至約20重量％。
11.根據權利要求1至10任一項所述的流體，所述流體還包含選自以下的一種或多種添加劑:膨潤土、黃原膠、瓜爾膠、淀粉、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚陰離子纖維素、殺生物劑、pH調節劑、除氧劑、起泡劑、破乳劑、腐蝕抑制劑、粘土控制劑、分散劑、絮凝劑、減摩劑、橋堵劑、潤滑劑、增粘劑、鹽、表面活性劑、酸、降濾失添加劑、氣體、乳化劑、密度調節劑、柴油燃料和微泡沫。
12.根據權利要求11所述的流體，其中所述流體包含濃度為所述流體約0.001質量％至5質量％的平均直徑為5至50微米的微泡沫。
13.根據權利要求1至12任一項所述的流體，其中所述生物質通過所述產油微生物的干燥、壓榨和溶劑提取油的一者或多者而產生。
14.根據權利要求1至13任一項所述的流體，其中所述生物質通過所述產油微生物的異養生長產生。
15.根據權利要求14所述的流體，其中所述產油微生物為專性異養生物。
16.根據權利要求15所述的流體，其中所述產油微生物為桑椹型無綠藻(PiOtothecamoriformis)。
17.根據權利要求1至16任一項所述的流體，其中所述流體與不含所述生物質的流體相比具有API濾失試驗降低。
18.根據以上權利要求任一項所述的流體，其中所述流體的特征在于根據持續7.5或30分鐘的API濾失試驗相對于不含產油微生物生物質的對照流體而言大于2、5或10倍的流體濾失降低。
19.根據以上權利要求任一項所述的流體，其中所述流體的特征在于如使用Couette型粘度計測量相對于不含產油微生物生物質的對照流體而言屈服點增加2倍、5倍、10倍或更大。
20.根據以上權利要求任一項所述的流體，其中所述流體的特征在于根據通過陶瓷盤式過濾機進行的靜態濾失試驗測量相對于不含產油微生物生物質的對照流體而言初濾失量減少至少2倍。
21.根據以上權利要求任一項所述的流體，其中所述流體的特征在于根據通過陶瓷盤進行的靜態濾失試驗測量相對于不含產油微生物生物質的對照流體而言總濾失量減少至少2倍。
22.根據權利要求20或21所述的流體，其中所述靜態濾失試驗通過具有選自5微米、10微米和20微米的孔徑的陶瓷盤進行。
23.根據權利要求21或22所述的流體，其中所述總濾失在持續30分鐘或60分鐘后進行測量。
24.根據以上權利要求任一項所述的流體，其中所述流體的特征在于根據通過Couette型粘度計進行的凝膠強度試驗相對于不含產油微生物生物質的對照流體而言凝膠強度增加至少2倍。
25.根據權利要求24所述的流體，其中所述凝膠強度試驗進行選自7.5分鐘和30分鐘的持續時間之一。
26.根據以上權利要求任一項所述的流體，其中所述流體的特征在于當在0.01 /秒與1000 /秒之間的剪切速率下測量時，在18°C與200°C之間的溫度下老化至少16小時后比老化前的粘度計算值更高。
27.一種形成井筒或維護井或由井產生采出液的方法，所述方法包括引入根據以上權利要求任一項所述的流體。
28.根據權利要求27所述的方法，包括使用所述流體進行井維修作業，所述井維修作業選自:完井作業、防砂作業、修井作業和水力壓裂作業。
29.根據權利要求27所述的方法，包括通過操作鉆具組合鉆出井筒同時穿過所述井筒循環鉆井液而穿過地層鉆出井筒。
30.根據權利要求27至29任一項所述的方法，其中所述生物質堵住井筒或井中的孔。
31.根據權利要求29所述的方法，其中所述生物質為鉆具組合的鉆頭提供潤滑。
32.根據權利要求28所述的方法，其中所述生物質增加所述流體的粘度。
33.一種刺激從井中的產甲烷微生物產生甲烷的方法，包括將通過培養產油微生物而產生的生物質引入所述井中。
【文檔編號】E21B43/16GK103547653SQ201280021912
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年3月30日 優先權日:2011年4月1日
【發明者】W·萊基特斯基, S·索薩, A·G·戴 申請人:索拉茲米公司