一种油藏内源微生物原位采集方法技术

本发明专利技术涉及一种油藏内源微生物原位采集的方法；包括：井矿数据分析：收集并整理目标井基础数据；数值模拟：基于所需的微生物强化采油具体设计方案，确定拟采集微生物的环境适应性要求；通过井矿分析数据，确定取样的埋深；原位采集：现场采集所需内源微生物资源，依据数值模拟结果，通过PVT仪采特定油藏目的埋深处的油样或油水样流体；后续微生物多样性分析及筛选；本方法适用于各类温度、压力、pH、矿化度、埋藏深度油藏地质条件下的内源微生物采集；特别适用于高温高压油藏的深井微生物采集，对油藏有害微生物的跟踪监测，微生物强化采油作用前后内/外源微生物多样性分析等其用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种井下取样装置(压力-温度-体积测试仪，PVT)在微生物强化采油相关微生物资源的分析检测及开发利用中的应用。
技术介绍
微生物强化采油(Microbial Enhanced Oil Recovery,微生物强化采油)的重点之一在于了解油/气藏复杂环境中微生物群落的整体信息。油/气藏是一种独特的极端生态环境，其蕴含着丰富的微生物类群；在经历漫长的遗传进化及环境胁迫后，此类微生物及其代谢产物通常具有独特的生理生化性质；目前对此类极端微生物的研发还处于起步阶 段，但可以预期其在石油行业及其他工业生产中具有着广泛的潜在用途。微生物强化采油是指将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层，或单纯注入营养液激活油层内的微生物，使其在油层内生长繁殖，产生有利于提高采收率的代谢产物，以提高油田采收率的采油方法，俗称微生物采油。内源微生物是指存在于油藏中较为稳定的微生物群落，其中部分细菌在油藏形成过程中就已经存在，也有部分是在油田注水开发过程中由地表引入并逐步适应地层环境后保存下来的微生物。在环境胁迫下，内源微生物普遍经进化而具有嗜热、嗜压、嗜盐等独特的生理生化性质，因此在开发利用该部分资源中，必须要认真制定采集、筛选、分析、检测，以及后续开发利用的相应策略及措施，方可充分利用内源微生物的潜在资源。自然界中99%以上的微生物在目前的技术条件下是无法培养的，对于油藏这类极端环境下的微生物来说尤为明显。限于目前的微生物采样技术及后续开发手段的制约，目前可应用于微生物强化采油的微生物在环境适应性上存在应用瓶颈，如耐温性普遍低于80°C、在高压及高矿化度等特异油藏环境中无法发挥功能甚至无法生存，等。分析原因，可能的影响因素在于石油行业微生物研究的取样方法，均是从地表或油水井口取样；而地下极端微生物经历由井筒到地面的运输过程，压力的释放和温度的改变使得一些嗜热、嗜盐、嗜压的极端微生物因环境改变而死亡，其可能残存的基因组资源也因环境降解等问题，难以通过现有的技术手段进行提取及分析。上述在采集样品过程中存在的技术瓶颈，严重制约了人们对极端微生物的认识，也在相当程度上阻碍了内源微生物资源的研发及应用。PVT仪(压力-温度-体积测试仪)是一种用于油藏生产过程中的测试及采样工具，目前主要应用于测量油气藏压力及采集地层流体样品；其可通过外部机械控制及内部定时装置，由井口下入井下，在深井中采集油样及油水样样本。通常，PVT仪由动力模块、控制模块、探头模块及采样单元模块组成，并可依据具体需求(如稠油样品采集、超高温/高压样品采集、多样本采集，等)添加其它操控模块，如抽汲模块、压力缓冲模块、多样品模块。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于油藏内源微生物原位采集的方法。具体来说，是利用PVT仪进行内源微生物的原位采集，并在后续结合微生物学、分子生物学、宏基因组学及基因工程等生命科学技术手段，对油藏内源微生物强化采油的相关微生物资源进行分析检测及开发利用。本专利技术的实施步骤包括井矿数据分析、数值模拟、原位采集，后续微生物多样性分析及筛选流程，等。该方法适用于各类温度、压力、pH、矿化度、埋藏深度等油藏地质条件下的内源微生物采集；特别适用于高温高压(HPHT)油藏的深井微生物采集。同时，除用于内源微生物采集之外，该方法还适用于对油藏有害微生物的跟踪监测、微生物强化采油作用前后内/外源微生物多样性分析等其它潜在用途。本专利技术所涉及的内源微生物采集方法具体包括I)井矿数据分析收集并整理目标井基础数据，包括开发时间、开采方式、岩层属性、油藏埋深、井下温度及温度落差(一般为2-5°C /100m)、pH、矿化度、粘度、原油成份组成；2)数值模拟基于所需的微生物强化采油具体设计方案，包括稠油降粘、调剖堵水、清防蜡、激活内源微生物、周期性处理，确定拟采集微生物的环境适应性要求(可适应·温度、压力、pH、矿化度)；通过井矿分析数据，确定取样的埋深；3)原位采集现场操作以采集所需内源微生物资源，依据数值模拟结果进行特定油藏的目的埋深处的一次性采集，或通过多个PVT仪或具有多次采集功能的PVT仪对多个埋深处的油样及油水样进行多次采集；现场操作所需设备包括作业车、PVT仪、井上无菌微生物收集系统、微生物分筛所需设备仪器；首先基于数值模拟结果，根据采样所需的埋藏深度结合PVT所连钢缆的下放速度，调节PVT仪上的开启时间(需留有一定的富余以保证PVT在开启如到达指定埋深)；待PVT完成开启、收集、关闭程序后，由作业车在制定时间内收回钢缆取出PVT仪；在地面无菌操作间迅速开启PVT仪以采集样品；4)后续微生物多样性分析及筛选流程利用微生物学及分子生物学对所采集样品进行分离筛选及多样性分析，寻找目的微生物强化采油菌株及其功能性代谢产物。采集步骤(I)所述目标井类型包括，水平井、直井、裸眼井、海洋钻井，采油井、注水井、勘探井，自喷井、稠油井、气井、凝析气井。采集步骤(3)所述PVT仪，基本型由动力模块、控制模块、探头模块及采样单元模块组成，或依据需求添加抽汲模块、压力缓冲模块、多样品模块。采集步骤(3)所述采集方法，收集及储存系统选择具有可调节温度和压力的采集系统。采集步骤(4)所述多样性分析方法包括，核糖体DNA扩增片段限制性内切酶分析、变形梯度凝胶电泳、温度梯度凝胶电泳链构象多态性分析、末端限制性片段长度多态性分析、随机扩增片段长度多态性分析、扩增片段长度多态性分析。本方法的主要优势如下I)适用于各类油藏环境，不受温度、压力、pH、矿化度、埋藏深度等油藏地质条件的限制；2)采集样品针对性强，基于预期优选采样埋藏深度及原油物性指标，做到有的放矢，采集样品中可最大程度反映内源目的微生物强化采油微生物的分布特征，由其中获得的微生物资源可更好的通过后期开发进行应用；3)采集的流体组分可进一步用于分析原油物性及地质相关指标，提供所采集微生物的准确环境信息；4)PVT采集及运送过程中，内部压力与采集埋深处保持一致，可最大程度保持微生物群落的环境特征；同时由于在井道中PVT下放和提升速度可控，依据安全指标可控制在lOOm/mins以上，因此内部温度同样可与采集埋深处基本保持一致或接近；而pH、矿化度、原油组分等指标，因PVT仪的密封效果，同样可最大限度的反映采集埋深的环境特征；5)通过周期性指定埋深的取样及检测，可用于检测内源微生物强化采油微生物群落及有害微生物群落的分布变化动态，为微生物强化采油施工作业及质量监控提供依据；6)PVT仪的应用属于油藏勘探及检测常用方法，具有操作流程规范及应用方式灵活等诸多优势，同时整个流程历时短，全部过程可在1-2小时内完成；7)依据具体需求，PVT仪本身可添加各种辅助组件，如抽汲模块、压力缓冲模块、 多样品模块；因此可针对具体的实际要求，灵活选择PVT仪的种类，并可依据自身要求对PVT仪做适当的结构优化，赋予其更广泛的应用范畴。本专利技术主要针对油/气藏复杂环境中内源极端微生物的采集，与常规的微生物采集方法相比，本专利技术通过利用油藏勘探及质量检测中常用的PVT设备，实现真实的指定埋深、指定环境下的内源微生物原位采集，因此能够在最大程度上反映油/气藏复杂环境中微生物分布的真实情况。由本专利技术所提供的方法入手，基于后续的微生物学、分子生物学、宏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于油藏内源微生物原位采集的方法，其特征在于：包括步骤：1)井矿数据分析：收集并整理目标井基础数据，包括开发时间、开采方式、岩层属性、油藏埋深、井下温度及温度梯度、pH、矿化度、粘度、原油成份组成；2)数值模拟：基于所需的微生物强化采油具体设计方案，包括稠油降粘、调剖堵水、清防蜡、激活内源微生物、周期性处理，确定拟采集微生物的环境适应性要求，包括适应温度、压力、pH、矿化度；通过井矿分析数据，确定取样的埋深；3)原位采集：现场操作以采集所需内源微生物资源，依据数值模拟结果进行特定油藏的目的埋深处的一次性采集，或通过多个PVT仪或具有多次采集功能的PVT仪对多个埋深处的油样及油水样进行多次采集；现场操作所需设备包括作业车、PVT仪、井上无菌微生物收集系统、微生物分筛所需设备仪器；首先基于数值模拟结果，根据采样所需的埋藏深度结合PVT所连钢缆的下放速度，调节PVT仪上的开启时间；待PVT完成开启、收集、关闭程序后，由作业车在制定时间内收回钢缆取出PVT仪；在地面无菌操作间迅速开启PVT仪采集样品；4)后续微生物多样性分析及筛选流程：利用微生物学及分子生物学对所采集样品进行分离筛选及多样性分析，寻找目的微生物强化采油菌株及其功能性代谢产物。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢英，周理志，刘建勋，朱剑飞，黎真，孟祥娟，常泽亮，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：