一种利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法技术

本发明专利技术为一种利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法。是将包括电子受体和营养物的复合激活剂A或还包括微生物菌剂的复合激活剂B引入目标地层，在目标地层中通过选择性控制微生物的增殖和代谢活动，清除地层污染物并生成有益代谢产物，改善压裂井产能的方法。本发明专利技术在目标地层的储层空间中产生微生物场，清除因压裂残留的胍胶滤饼或因油气生产造成的重质烃污染物，提高水力裂缝体的导流能力，同时生成有益的微生物代谢产物，降低油水相界面张力，乳化原油并提高其流动性，从而改善压裂施工增产效果，提高压裂井产能。

【技术实现步骤摘要】
一种利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法
本专利技术涉及石油钻井用压裂液领域的一种生物压裂液，进一步地说，是涉及一种利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法。
技术介绍
压裂作为油气田开发的重要手段，特别是低渗透油气藏的主要增产手段，在施工的同时也在裂缝壁面附近形成伤害带，造成基质的渗流阻力增大，影响了产能的提高。在实际操作中，压裂液破胶后有较多的破胶液滞留在地层，不能完全返排到地面。由于破胶液中含有各种化学成分，其与地层岩石矿物作用产生多种效应，几种效应的矢量叠加会影响储层渗流能力，通常表现为负面影响。主要表现在以下方面：①压裂残渣和滤饼，水基压裂液中大量水不溶物的存在会对地层特别是滤失层造成严重的伤害；②毛管力的变化。压裂液破胶液侵入地层必定改变润湿接触角和界面张力，从而引起毛管力的变化；③黏土膨胀和颗粒运移。目前压裂液多为水基压裂液，侵入到地层后，与黏土矿物质反应，发生水化、膨胀，使孔喉半径减少，或发生颗粒运移，堵塞孔喉形成桥堵，直接影响流体流动；④水锁和气锁效应。压裂破胶液进入地层时，易与油混合产生水锁效应或与气混合产生气锁效应堵塞毛细通道，严重影响储层的渗流能力。另一方面，压裂增产随时间的延长，增产效果逐渐降低。不同的油井由于具体施工和地层条件的不同，有效期亦有所区别。压裂后的产能经线性流、拟径向流和径向流三个阶段。当拟径向流结束时，应视为压裂无效，此时往往采用重复压裂，虽可再次提高油井产量，但能耗和经费投入巨大。经分析发现，压裂效果往往与裂缝体的导流能力相关，油井生产过程中，原油中重质组分往往由于近井地带压力和流速的变化、色谱效应等而沉积，地层的出砂和地层水结垢同样会造成裂缝体渗透率的伤害，最终造成压裂效果的消失。可见，针对性的解除裂缝体中的地层伤害是保障压裂施工效果，减少作业成本，提高经济效益的重要手段。微生物采油技术具有投资少，经济环保、有效期长的特点，其的机理一般认为来自两大方面：即微生物菌体本身的作用和微生物代谢产物的作用，前者主要包括微生物菌体的物理作用和微生物对于原油和其他污染物的降解作用，后者主要包含微生物的各种代谢产物，如生物表面活性物质、小分子有机酸、气体、有机溶剂、生物聚合物等。微生物代谢及其代谢产物的作用对象可以是地层流体（地层水、原油或者气体），也可以是孔隙介质（岩石）。因此，将微生物引入裂缝系统中，通过其增殖和代谢活动降解裂缝体中的污染物，同时生成有益代谢产物，能够持续作用并缓解裂缝体渗透率伤害，并能够通过降低油水相界面张力，乳化和降解作用等降低原油粘度，提高原油采收率，从而大大改善压裂施工增产效果。申请公布号为CN101880523A的中国专利（申请号为201010215947.6）提出了一种利用酶-微生物偶联实现压裂液破胶的技术，在压裂过程通过微生物和酶联合作用强化破胶效果。通过高效破胶酶和微生物偶联处理压裂液，实现更高的破胶效率，降低压裂残渣。该现有技术主要作用于压裂液返排前，施工中的破胶时间相对较短，微生物发生作用有限，虽然能够一定程度减轻压裂地层伤害，但无法实现长期改善裂缝体导流能力的目的，更不具备提高原油采收率的功能。申请公布号为CN101699026A的中国专利（申请号为200910197996.9）提出一种在低渗油藏进行微生物采油技术的方法。该技术主要利用油田注水驱油工艺，在注入水中添加微生物菌种，利用其特征代谢产物如酸、气体、生物表面活性剂、溶剂等改善低渗透油藏的开发效果。由于低渗油藏渗透率较低，常规微生物注入困难，无法实现有效的运移，更易在近井地带形成菌体滤饼，该技术中虽然提出可在压裂井应用微生物采油技术，但并未解决上述的技术难题。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供的一种利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法是通过选择性控制微生物的增殖和代谢活动而实现的，具体是通过改变引入微生物菌剂、营养物和电子受体的方式来实现的。本专利技术利用本专利技术的复合激活剂在目标地层中激活微生物，通过微生物的代谢作用降解地层污染物，生成有益代谢产物，实现解堵功能，改善裂缝体的导流能力，提高原油采收率，提高压裂井产能。本专利技术的一种利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法是这样实现的：所述方法是将复合激活剂A引入目标地层的压裂裂缝及附近地层区域，在目标地层中通过激活微生物的增殖和代谢活动，清除地层污染物并生成有益代谢产物，改善压裂井产能的方法；其中，所述的复合激活剂A包括营养物的重量浓度为1.0～10wt％的营养物溶液;所述的营养物由碳源、氮源、无机盐、微量元素液、生长因子组成；其中，重量组成比例为碳源50～75wt％、氮源10～20wt％、无机盐10～20wt％、微量元素液2.5～5.0wt％、生长因子2.5～5.0wt％。所述的碳源可选自糖类、醇类、酸类、烷烃类中的至少一种；所述的氮源可选自蛋白胨、牛肉膏、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、胺类中的至少一种；所述的无机盐，可选择用于补充微生物生长所需的磷、硫、钾、钠、钙、镁、铁元素；所述的微量元素液，包含用于能够补充微生物生长所需的钴、锌、钼、镍、钨、铜等元素；所述的生长因子可选自酵母粉、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、烟酰胺、泛酸、叶酸、生物素、硫辛酸、肌醇、胆碱、血红素。所述的碳源、氮源、无机盐、微量元素液、生长因子的具体组分均选择本领域常用的组分。当进行厌氧发酵时，可将仅包含营养物的复合激活剂A注入目标地层。所述复合激活剂A还可包括电子受体。所述电子受体选自好氧电子受体、反硝化电子受体中的一种；所述的好氧电子受体选自空气、氧气中的至少一种；所述的反硝化电子受体选自硝酸盐、亚硝酸盐中的至少一种；其中，制备复合激活剂A的具体步骤为：当复合激活剂A中仅包含营养物溶液时，所述的复合激活剂A为用水将所述营养物稀释为1.0～10wt％浓度的水溶液；当复合激活剂A中除营养物溶液外还含有电子受体时，分为两种情况：1）当电子受体为好氧电子受体时，在具体的实施中，所述营养物溶液和好氧电子受体体积比差异性很大，可为1：3～1：40的混合物，优选1：3～1：20，更优选1：3～1：10，更更优选1：3～1：6；其中营养物溶液为用水将营养物稀释成1.0～10wt％浓度的溶液。在具体实施中，地层条件高压下可混入，可采取地面空气压缩机泵送空气并间歇混注的方式注入地层；2）当电子受体为反硝化电子受体时，所述的复合激活剂A为含有1.0～10wt％营养物和1.0～5.0wt％电子受体的水溶液；电子受体在复合激活剂A中的重量浓度优选为1.5～3wt％，更优选为2wt%。所述复合激活剂A还可加入微生物菌剂，添加了微生物菌剂的复合激活剂A构成复合激活剂B；所述复合激活剂B中含有以体积比计为复合激活剂B总液相体积的0.1～5.0%的微生物菌剂，优选1.0～5.0%的微生物菌剂；其中，当电子受体为好氧电子受体时，所述复合激活剂B总液相体积即为营养物溶液和微生物菌剂的总体积；当电子受体为反硝化电子受体时，所述复合激活剂B总液相体积即为复合激活剂A和微生物菌剂的总体积；所述微生物菌剂为含有1×107～1×1010CFU/ml菌种浓度的培养液，优选为1×107～1×109CFU/ml菌种浓度的培养液。所述微生物菌种的来源可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法，其特征在于：所述方法是将复合激活剂A引入目标地层的压裂裂缝及附近地层区域，在目标地层中通过激活微生物的增殖和代谢活动，清除地层污染物并生成有益代谢产物，改善压裂井产能的方法；所述的复合激活剂A包括营养物浓度为1.0～10wt％的营养物溶液；所述的营养物按重量比计，由50～75％的碳源、10～20％的氮源、10～20％的无机盐、2.5～5.0％的微量元素液、2.5～5.0％的生长因子组成。

【技术特征摘要】
1.一种利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法，其特征在于：所述方法是将复合激活剂A或复合激活剂B引入目标地层的压裂裂缝及附近地层区域，在目标地层中通过激活微生物的增殖和代谢活动，清除地层污染物并生成有益代谢产物，改善压裂井产能的方法；所述方法包括下列步骤中的至少一种：(1)压裂施工后，每5～10天为一个周期注入一次复合激活剂A或复合激活剂B，每次注入的复合激活剂A或复合激活剂B的体积量为人工裂缝体积的1～2倍，共进行3～5个周期；(2)在正常生产过程中，当油井产液指数低于正常生产值30％以上时，按照每3～7天为一个周期注入一次复合激活剂A或复合激活剂B，每次注入的复合激活剂A或复合激活剂B的体积量为人工裂缝体积的1～2倍，共进行1～3个周期；其中，所述的复合激活剂A包括营养物浓度为1.0～10wt％的营养物溶液；所述的营养物按重量比计，由50～75％的碳源、10～20％的氮源、10～20％的无机盐、2.5～5.0％的微量元素液、2.5～5.0％的生长因子组成；所述复合激活剂A中加入微生物菌剂，添加了微生物菌剂的复合激活剂A构成复合激活剂B；所述复合激活剂B中含有以体积比计为复合激活剂B总液相体积的0.1％～5.0％的微生物菌剂；所述微生物菌剂为含有1×107～1×1010CFU/ml菌种浓度的培养液。2.如权利要求1所述的利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法，其特征在于：所述复合激活剂A由电子受体和所述营养物溶液组成；所述电子受体选自好氧电子受体、反硝化电子受体中的一种；所述的好氧电子受体选自空气、氧气中的至少一种；所述的反硝化电子受体选自硝酸盐、亚硝酸盐中的至少一种。3.如权利要求2所述的利用复合激活剂提高水力压裂井产能的方法，其特征在于：当所述复合激活剂A中含有的电子受体为好氧电子受体时，所述的营养物溶液和好氧电子受体体积比为1：(3～40)；当所述复合激活剂A中含有的电子受体为反硝化电子受体时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗田，郑承纲，苏建政，张汝生，刘长印，赵梦云，黄志文，孙志宇，林鑫，贺甲元，杨科峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11