一種泡沫堵劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于油田化學領域，具體涉及一種泡沫堵劑及其應用。
【背景技術】
[0002] 泡沫堵劑是將大量氣體以氣泡的形式均勻分散在體系中，分散相的氣泡常常以多 面體的形式存在，具有粘度高、濾失低、可有效增大儲層流動阻力、可選擇性封堵、選擇性封 堵調剖能力強和對地層傷害小等特點。泡沫堵劑的焦點問題在于其在特定環境下的"起泡 性"和"穩泡性"。
[0003] 泡沫堵水劑中常用的發泡劑為十二烷基磺酸鈉（AS)和十二烷基苯磺酸鈉（ABS) 等化學表面活性劑。但化學表面活性劑作為發泡劑時，它常常受金屬陽離子影響和礦化水 影響，對發泡性和泡沫穩定性產生嚴重的影響。而以生物表面活性劑作為發泡劑時，它具有 耐高溫、耐礦化度和耐高價金屬離子等特性。
[0004] 生物表面活性劑是微生物或植物在一定條件下培養時，在其代謝過程中分泌出的 具有一定表面活性的代謝產物，如糖脂、多糖脂、脂肽或中性類脂衍生物等。它們不僅具有 化學表面活性劑具有的各種表面性能，而且還擁有下列優點：①選擇性廣，對環境友好；② 龐大而復雜的化學結構使得表面活性和乳化能力更強；③分子結構類型多樣，具有許多特 殊的官能團，專一性強；④原料在自然界廣泛存在且價廉；⑤發酵生產是典型的"綠色"工 藝等；而更為突出的是其可以有很低的成束濃度、且其耐溫和耐礦化度高。由于生物表面活 性劑分子的空間結構比化學表面活性劑更加復雜，所占用表面空間更大，可以更高效的吸 附于表/界面，改善表/界面性質，由此決定了生物表面活性劑能在很低的濃度下達到最低 界面張力和成束。
[0005] CN101838621A提供一種枯草芽孢桿菌及脂肽類生物表面活性劑的制備方法，所用 菌株為高效脂肽生產菌枯草芽孢桿菌BIT09S1、BIT09S2、BIT09A2,所用培養基以廉價的糖 蜜、豆粉、魔芋膠精粉、瓜爾膠及改性瓜爾膠的破膠液為碳源，加以其它的氮源、磷源和無機 鹽成份及營養元素，發酵后，經分離純化，制得脂肽生物表面活性劑。所得的脂肽類生物表 面活性劑Surfactin的粗提物可以用于油氣田壓裂、酸化、解堵、調剖堵水、油污水處理及 環境修復等諸多鉆采工藝，是一前景廣闊的生物表面活性劑。
[0006] 但本領域還需要一種針對性更好、性能更優異的泡沫堵劑。
【發明內容】
[0007] 因此，本發明提供一種泡沫堵劑，所述堵劑中包含生物發泡劑，所述生物發泡劑為 菌種發酵后產生的發酵液和/或其濃縮液，且所述菌種為銅綠假單胞菌和/或灰暗諾卡氏 菌。
[0008] 容易理解的，本發明所述銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa)和/或灰暗諾 卡氏菌（Nocardla erythropolis)均可通過商購獲得。
[0009] 在一種具體的實施方式中，所述菌種為銅綠假單胞菌和灰暗諾卡氏菌的混合菌 種。在本發明中，使用銅綠假單胞菌和灰暗諾卡氏菌混合菌種制備生物發泡劑時，所得堵 劑在應用過程中的封堵效果明顯優于由單一菌種制備得到的堵劑。在一種具體的實施方式 中，所述菌種中銅綠假單胞菌和灰暗諾卡氏菌發酵液體積比為1~5:1，優選1. 5~3:1。 [0010] 在另一種具體的實施方式中，所述生物發泡劑在所述堵劑中的質量含量為1~ 90%，優選4~80%。具體地，當本發明中直接使用菌種發酵后產生的發酵液為生物發泡劑 時，所述生物發泡劑在所述堵劑中的質量含量例如為25~80% ;而當本發明中使用發酵液 的濃縮液為生物發泡劑時，例如將所述發酵液負壓濃縮至原體積的10~15%，此時所述生 物發泡劑在所述堵劑中的質量含量優選為4~8%。本發明中使用的生物發泡劑可以是未經 菌體分離的發酵液，也可以是除去菌體后的發酵液，例如以經10000轉高速離心所述發酵 液后得到的上清液作為本發明中的生物發泡劑。
[0011] 優選地，所述堵劑中還包含泡沫穩定劑、交聯劑和交聯延緩劑。在一種具體的實施 方式中，所述泡沫穩定劑為聚丙烯酰胺類或纖維素類物質。所述聚丙烯酰胺類物質例如為 分子量為600-1000萬且水解度小于4%的聚丙烯酰胺，或者是分子量為600-1000萬且水解 度小于25%的部分水解聚丙烯酰胺；所述纖維素類物質例如為甲基纖維素。所述交聯劑例 如選自氧氯化鋯、氯化鋁和檸檬酸鋁。所述交聯延緩劑例如為NaOH溶液和CH 3COOCH3的混 合液。更加優選地，所述泡沫穩定劑、交聯劑和交聯延緩劑在堵劑中的重量百分含量分別為 0· 1-0. 5%、0· 05-0. 8% 和 0· 05-0. 5%，且所述堵劑的 pH 值為 8-10。
[0012] 本發明還提供一種如上所述泡沫堵劑的使用方法，具體地，所述堵劑與氮氣一起 注入地層中作為堵水劑使用。
[0013] 本發明中以生物發泡劑制備泡沫堵劑的方法與常規泡沫堵劑的制備方法相似。本 發明中堵劑的配制和注入工藝簡單，按一定順序加入試劑均勻攪拌即可完成配置，且所得 堵劑的表觀粘度低。本發明能有效的解決常規發泡劑(化學發泡劑）耐礦化度和耐金屬離 子性能差，泡沫穩定性低等問題。本發明提供的堵劑再通過延緩交聯，可達到深入調剖的目 的，因而尤其適用于稠油蒸汽開采后期，是一種理想的泡沫堵劑。本發明可廣泛應用于油田 注水開發后期階段的含水量高、經濟效益差的油井，尤其適用于高溫稠油蒸汽吞吐井。
【具體實施方式】
[0014] 本發明中以下述實施例來具體說明本發明的內容，但本發明的保護范圍并不僅限 于下述實施例。
[0015] 實施例1
[0016] 本實施例為以銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa SH16)為單一菌種制備生 物發泡劑的過程。
[0017] 銅綠假單胞菌接種活化后，轉接到500ml裝有100mL種子培養基的三角瓶內，將 其置于旋轉式搖床上并在30°C和200r/min的條件下培養20h。將上述培養好的種子液按 5-20%的接種量轉接到7. 5L的發酵罐內培養，培養溫度為30°C，通氣量為1.0 L/min，裝液量 為4. 5L，轉速為200-400r/min，通過自動添加體積分數為4%的NaOH溶液或lmol/L的HCl 溶液在線調控發酵液的pH=7. 0,發酵3-5天。得到的菌種發酵液表面張力小于30mN/m。將 發酵液負壓濃縮至原體積的10-15%，即得到本實施例中的生物發泡劑A。
[0018] 其中，種子培養基成分為：葡萄糖 5g，（NH4)2SO4L 3g，MgS04-7H200. 25g， CaCl2-2H200.0 lg，FeS04-7H200. 02g，KH2PO4O. 4g，MnSO4-H2OO. 25g，pH=7 ;發酵培養基則可以 用土豆培養基或是糖蜜，pH=7-8。
[0019] 實施例2
[0020] 本實施例為以灰暗諾卡氏菌（Nocardla erythropolis SY17)為單一菌種制備生 物發泡劑的過程。
[0021] 灰暗諾卡氏菌接種活化后，轉接到500ml裝有100mL種子培養基的三角瓶內，將 其置于旋轉式搖床上并在30°C和200r/min的條件下培養20h。將上述培養好的種子液按 5-20%的接種量轉接到7. 5L的發酵罐內培養，培養溫度為30°C，通氣量為1.0 L/min，裝液量 為4. 5L，轉速為200-400r/min，通過自動添加體積分數為4%的NaOH溶液或lmol/L的HCl 溶液在線調控發酵液的pH=7. 0,發酵3-5天。得到的菌種發酵液表面張力小于30mN/m。將 發酵液負壓濃縮至原體積的10-15%，即得到本實施例中的生