一種定量評價(jià)細(xì)菌對原油趨化性的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)領(lǐng)域所用細(xì)菌對原油的趨化能力測試裝置，具體是一種定 量評價(jià)細(xì)菌對原油趨化性的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微生物驅(qū)油是具有前景的提高采收率技術(shù)之一。微生物驅(qū)油的主要機(jī)理是將優(yōu) 選出的菌液體系和營養(yǎng)體系注入地層，并與地層原油發(fā)生生物化學(xué)作用，使原油的流動能 力改善達(dá)到提高采收率的目的。由于地層中巖石孔隙和流體分布的非均質(zhì)性，菌液體系注 入到地層中不一定能夠與賦存于孔隙中的原油接觸，尤其對于水驅(qū)或化學(xué)驅(qū)后的高含水油 藏，地層原油是以膜狀或孤島狀等形態(tài)的殘余油形式存在，菌液體系注入地層后往往不能 直接與原油接觸。因此評價(jià)細(xì)菌對原油的趨化能力，尤其評價(jià)高含水條件下細(xì)菌對原油的 趨化能力，對于篩選和優(yōu)化菌液體系、評價(jià)驅(qū)油效果具有重要意義。
[0003] 多孔隙介質(zhì)中細(xì)菌對碳源引物的趨化性受到細(xì)菌本身特性、碳源引物性質(zhì)、多孔 隙介質(zhì)性質(zhì)及多孔隙介質(zhì)中流體性質(zhì)等多因素的綜合影響?，F(xiàn)有的研究微生物對原油的趨 化性方法及裝置只是為檢測細(xì)胞趨化性、趨化細(xì)胞分離，或研究細(xì)菌對原油趨向條件的控 制方法，而沒有考慮實(shí)際油藏的條件，也不能定量給出細(xì)菌對原油等碳源引物趨化作用的 有效作用距離和作用時(shí)間的結(jié)論，導(dǎo)致礦場實(shí)施微生物驅(qū)油時(shí)無法準(zhǔn)確判斷細(xì)菌注入的位 置和反映所需要的時(shí)間，從而影響微生物驅(qū)的效果。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，細(xì)菌趨化性研究實(shí)驗(yàn)均沒有定量的給出細(xì)菌對原油產(chǎn)生趨化作用 的具體距離范圍和作用時(shí)間，導(dǎo)致礦產(chǎn)實(shí)施微生物采油時(shí)無法準(zhǔn)確判斷細(xì)菌注入的位置和 反應(yīng)所需要的時(shí)間，影響采收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可在模擬高含水多孔隙介質(zhì)油藏條件下 測量細(xì)菌對原油發(fā)生趨化作用的距離范圍和反應(yīng)所需時(shí)間的裝置和方法：
[0006] 本發(fā)明首先提供了一種評價(jià)細(xì)菌對原油趨化性的裝置，包括：
[0007] a.趨化反應(yīng)池；
[0008] b.隔離片，用于在反應(yīng)池中隔離成菌液腔、一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)腔和原油腔，以測量細(xì) 菌對原油的趨化作用距離和對反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行評估。
[0009] 所述趨化反應(yīng)池進(jìn)一步包括卡槽，所述卡槽用于固定所述隔離片。
[0010] 所述隔離片的材料選自巖心，即真實(shí)油藏條件下的多孔介質(zhì)。
[0011] 所述趨化反應(yīng)池的材料選自金屬或無機(jī)玻璃。
[0012] 所述金屬選自合金鋼、鈦合金或鎳合金；無機(jī)玻璃選自鈦化玻璃、石英玻璃或鋼化 玻璃。合金鋼、鈦合金、鎳合金、鈦化玻璃、石英玻璃和鋼化玻璃由于具有機(jī)械強(qiáng)度大、適應(yīng) 溫度變化強(qiáng)、可耐數(shù)個(gè)大氣壓等特點(diǎn)，因此可以根據(jù)需要進(jìn)行高溫高壓下的趨化性測定。
[0013] 所述趨化反應(yīng)池頂設(shè)置了端蓋和用于固定端蓋的固定裝置，以根據(jù)取樣和防塵需 要進(jìn)行開合。
[0014] 本發(fā)明還提供一種評價(jià)細(xì)菌對原油趨化性的方法，包括：
[0015] i)在趨化反應(yīng)池中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)隔離片以形成菌液腔、一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)腔和原 油腔，然后在菌液腔中注入目標(biāo)菌液，在原油腔中注入原油；
[0016] ii)定時(shí)在儀器下檢測反應(yīng)腔中菌液細(xì)菌的濃度；
[0017] iii)結(jié)合細(xì)菌濃度、隔離片厚度及隔離片之間的距離得出細(xì)菌對原油產(chǎn)生趨化作 用的距離和反應(yīng)所需要的時(shí)間。
[0018] 所述檢測細(xì)菌數(shù)量的儀器為分光光度儀或顯微鏡。
[0019] 在實(shí)際操作中，利用上述步驟測量細(xì)菌趨化性時(shí)，可能會出現(xiàn)細(xì)菌逐漸向原油端 富集的現(xiàn)象，這說明設(shè)置的隔離片不夠多。這時(shí)，可以逐漸增加隔離片數(shù)量使得加入菌液的 菌液腔離原油腔更遠(yuǎn)，從而使得細(xì)菌無法達(dá)到原油腔，使在靠近原油腔的反應(yīng)腔中的細(xì)菌 濃度為零，這樣即可達(dá)到測定上述細(xì)菌對原油趨化距離的目的。
[0020] 本發(fā)明的有益效果：
[0021] 本發(fā)明提供的趨化反應(yīng)裝置能夠完成細(xì)菌對原油的趨化性實(shí)驗(yàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相 t匕，本發(fā)明提供的趨化反應(yīng)裝置能夠精確測量不同微生物對原油產(chǎn)生趨化作用的距離和反 應(yīng)所需要的時(shí)間，且此方法可以通過對多孔介質(zhì)片進(jìn)行選材來模擬真實(shí)的油藏條件，因此 具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的細(xì)菌趨化性實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 附圖標(biāo)記：1_趨化反應(yīng)池、2_隔尚片、3_反應(yīng)池蓋、4_推拉式反應(yīng)池蓋卡槽、5_菌 液腔、6-反應(yīng)腔、7-原油腔。
[0024] 圖2為本發(fā)明的隔離片。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明的范圍不限于以下實(shí)施 例。
[0026] 如圖1所示，本發(fā)明的裝置包括：
[0027] 1)趨化反應(yīng)池1，該部件為本裝置的主體部分；
[0028] 2)隔離片2,用于在趨化反應(yīng)池中形成菌液腔、反應(yīng)腔和原油腔，以測量細(xì)菌對原 油的趨化作用距離和對反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行評估；
[0029] 3)反應(yīng)池蓋3,用于取樣和防塵所需的開合；
[0030] 4)推拉式反應(yīng)池蓋卡槽4,用于固定端蓋并使端蓋能夠進(jìn)行推拉式開合；
[0031] 5)菌液腔5,用于承載菌液；
[0032] 6)反應(yīng)腔6,用于提供細(xì)菌趨化反應(yīng)所需場所；
[0033] 7)原油腔7,用于承載原油。
[0034] 實(shí)施例中的分光光度儀采用島津UV-3600型近紅外、紫外可光分光光度計(jì)。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 在本實(shí)施例中，所述隔離片采用的是巖心薄片，用于模擬巖石結(jié)構(gòu)。
[0037]首先在趨化反應(yīng)池1的卡槽中插入五個(gè)厚度為1. 5mm的飽和了地層水的巖心薄 片以形成一個(gè)菌液腔5、四個(gè)反應(yīng)腔6 (反應(yīng)腔a、b、c和d)和一個(gè)原油腔7,將反應(yīng)腔a、b 和c的長度（即形成反應(yīng)腔的隔離片之間的距離）均設(shè)為2cm，反應(yīng)腔d的長度設(shè)為3cm，使 得菌液腔5與原油腔7之間的距離為9. 75cm。其中反應(yīng)腔a為最靠近菌液腔的反應(yīng)腔，且 反應(yīng)腔隨字母順序增加距離菌液腔越遠(yuǎn)。在菌液腔5中注入濃度為5%，含Geobacillus屬 菌株DM-2的菌液，在原油腔7中注入原油。與此同時(shí)進(jìn)行另一組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的其它條件和 上述實(shí)驗(yàn)條件一樣，只是在菌液腔和原油腔之間增加了一個(gè)巖心薄片，形成了一個(gè)菌液腔， 五個(gè)反應(yīng)腔(反應(yīng)腔a'、b'、c'、d'和e'）和一個(gè)原油腔，將反應(yīng)腔a'、b'和c'的長度均設(shè) 為2cm，反應(yīng)腔d'的長度設(shè)為3cm，反應(yīng)腔e'的長度設(shè)為lcm，使得菌液腔和原油腔之間的 距離變?yōu)?0.9cm。兩組實(shí)驗(yàn)都是從菌液源開始，每2小時(shí)從每個(gè)反應(yīng)腔中取一次樣，利用 分光光度儀測定每一個(gè)反應(yīng)腔中細(xì)菌的數(shù)量。實(shí)驗(yàn)測得的反應(yīng)腔中的細(xì)菌0D值分別見表 1和表2。根據(jù)反應(yīng)腔中的細(xì)菌數(shù)量可以確定細(xì)菌穿過的反應(yīng)腔數(shù)，然后再根據(jù)反應(yīng)腔長度 及巖心片厚度計(jì)算出細(xì)菌的趨化作用距離，根據(jù)定時(shí)取樣的時(shí)間記錄得出作用時(shí)間。由表 1可見，第一組實(shí)驗(yàn)中離原油腔最近的反應(yīng)腔d中仍能檢測到細(xì)菌，因此無法檢測到細(xì)菌的 趨化作用距離。由表2可見，第二組實(shí)驗(yàn)中離原油腔最近的反應(yīng)腔e'中隨著時(shí)間的增加已 無法檢測到細(xì)菌，這說明細(xì)菌無法再穿透到反應(yīng)腔e'中，所以可以推算出細(xì)菌的趨化作用 距離為9. 75cm。
[0038]表1第一組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)腔中的細(xì)菌濃度及作用時(shí)間
[0039]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種評價(jià)細(xì)菌對原油趨化性的裝置，包括： a. 趨化反應(yīng)池； b. 隔離片，其設(shè)置于趨化反應(yīng)池中，用于將所述反應(yīng)池隔離成菌液腔、一個(gè)或多個(gè)反應(yīng) 腔和原油腔，以測量細(xì)菌對原油的趨化作用距離和對反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行評估。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的裝置，其特征在于，所述趨化反應(yīng)池進(jìn)一步包括卡槽，所述 卡槽用于固定所述隔離片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的裝置，其特征在于，所述隔離片的材料選自巖心。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述趨化反應(yīng)池的材料選 自金屬或無機(jī)玻璃。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述金屬選自合金鋼、鈦合 金或鎳合金；無機(jī)玻璃選自鈦化玻璃、石英玻璃或鋼化玻璃。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述趨化反應(yīng)池頂設(shè)置了 端蓋和用于固定端蓋的固定裝置，以根據(jù)取樣和防塵需要進(jìn)行開合。
7. -種評價(jià)細(xì)菌對原油趨化性的方法，包括： i) 在趨化反應(yīng)池中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)隔離片以形成菌液腔、一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)腔和原油 腔，然后在菌液腔中注入目標(biāo)菌液，在原油腔中注入原油； ii) 定時(shí)在儀器下檢測反應(yīng)腔中菌液細(xì)菌的濃度； iii) 結(jié)合細(xì)菌濃度、隔離片厚度及隔離片之間的距離得出細(xì)菌對原油產(chǎn)生趨化作用的 距離和反應(yīng)所需要的時(shí)間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7中所述的方法，其特征在于，所述檢測細(xì)菌數(shù)量的儀器為分光光度 儀或顯微鏡。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種定量評價(jià)細(xì)菌對原油趨化性的裝置和方法，包括趨化反應(yīng)池、反應(yīng)池蓋、推拉式反應(yīng)池蓋卡槽、多孔介質(zhì)片和卡槽。本趨化檢測裝置采用獨(dú)特的卡槽設(shè)計(jì)，可精確測量細(xì)菌在模擬高含水多孔隙介質(zhì)油藏條件下對原油產(chǎn)生趨化作用的距離，利用分光光度儀能實(shí)時(shí)精確檢測出原油中的細(xì)菌。趨化裝置的材料具有機(jī)械強(qiáng)度大，適應(yīng)溫度變化強(qiáng)，耐壓可耐數(shù)個(gè)大氣壓等特點(diǎn)，因此可根據(jù)需要進(jìn)行高溫高壓下的趨化性實(shí)驗(yàn)測定。
【IPC分類】C12Q1-06, C12Q1-64, C12M1-00
【公開號】CN104830662
【申請?zhí)枴緾N201410046623
【發(fā)明人】周霞, 倫增珉, 潘偉義, 劉建平, 呂成遠(yuǎn), 王海濤, 王銳, 張棟
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2014年2月10日