微生物采油在錦25特稠油區(qū)塊的實(shí)驗(yàn)研究

【摘要】針對(duì)錦25塊特稠油油藏原油具有密度大、粘度高、膠質(zhì)加瀝青質(zhì)含量高、初餾點(diǎn)高的特點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)提出了利用微生物的發(fā)酵過程來實(shí)現(xiàn)稠油降粘的方法。通過實(shí)驗(yàn)研究，在培育新型強(qiáng)解烴功能菌種的基礎(chǔ)上，配合微生物環(huán)境配伍性及跟蹤監(jiān)測(cè)技術(shù)，確定微生物液量注入、燜井時(shí)間及注入方式。達(dá)到降低原油粘度，提高稠油周期產(chǎn)量、延長(zhǎng)生產(chǎn)周期、降低稠油開采成本的目的。

【關(guān)鍵詞】 特稠油 實(shí)驗(yàn)研究 微生物

錦25塊原油物性較差，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，屬特稠油油藏，且隨著吞吐輪次的增加，原油粘度增大、開采難度增加；周期產(chǎn)量下降、油汽比低、開采成本逐年上升。為解決上述問題，對(duì)菌種進(jìn)行了優(yōu)選和施工工藝的改進(jìn)。主要利用生物代謝過程中產(chǎn)生的各類物質(zhì)的綜合作用，使稠油粘度和凝固點(diǎn)降低，原油組份發(fā)生變化，改善稠油的流動(dòng)性能，調(diào)整油層的產(chǎn)液狀況，從而提高原油產(chǎn)量和采收率。

1 區(qū)塊油水樣品中功能菌種篩選

從錦25塊油水樣品中獲得稠油降粘優(yōu)勢(shì)菌種17株，其中產(chǎn)表活微生物12株JC-BS1～ JC-BS12，可用于微生物驅(qū)、稠油降粘、解堵、清防蠟；原油降解微生物5株JC-OD1～ JC-OD5，可用于原油降解、解堵、將殘?jiān)?、環(huán)境修復(fù)。

1.1 產(chǎn)表面活性劑菌JC-BS6

產(chǎn)表面活性劑菌株JC-BS6，該菌株在60℃條件下培養(yǎng)2 d，發(fā)酵液成黃綠色，劇烈搖動(dòng)后產(chǎn)生大量泡沫。離心去除菌體后上清液的表面張力為29.47 mN/m，排油圈直徑約為5 cm，液體石蠟乳化率為80%左右，煤油乳化率為50%左右。將通過乙酸乙酯萃取法提取發(fā)酵液中的表面活性劑進(jìn)行薄層層析和紅外光譜分析，初步判斷其為糖脂類的表面活性劑。該類型的表面活性劑具有顯著降低油水界面張力，促進(jìn)石油烴降解的能力。

1.2 原油降解菌株JC-OD3

原油降解菌株JC-OD3在60℃條件下培養(yǎng)2 d，微生物大量生長(zhǎng)，原油均勻分散在培養(yǎng)基中，靜止不分層，過濾去除原油后，測(cè)定發(fā)酵液的表面張力為35.14 mN/m，說明菌株能夠利用原油為碳源進(jìn)行生長(zhǎng)，同時(shí)代謝產(chǎn)生一定量的生物表面活性劑。通過紫外分光光度法檢測(cè)原油降解率為40.1%。

2 外源高效解烴菌分析評(píng)價(jià)

挑選高效解烴菌BIT-BS008進(jìn)行性能評(píng)估，提取其表面活性劑進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

2.1 產(chǎn)表活菌株BIT-BS008

菌株BIT-BS008在40℃-65℃，pH6-10，礦化度為1000-5000 mg/L的條件下生長(zhǎng)良好，表面張力維持在30 mN/m左右。

2.2 生物表面活性劑BS008

酸沉和有機(jī)溶劑萃取法提取獲得的表面活性劑命名為BS008，將其分別進(jìn)行薄層層析、高效液相和紅外光譜分析，推測(cè)BS008是一類環(huán)脂肽類物質(zhì)，與surfactin的結(jié)構(gòu)特性相一致。

2.3 菌株BIT-BS008遺傳穩(wěn)定性

菌株BIT-BS008到達(dá)穩(wěn)定期的時(shí)間為24 h，在60℃，pH7，礦化度2000 mg/L的條件下連續(xù)傳10代的過程中，具有較為穩(wěn)定的產(chǎn)表面活性劑能力，表面張力維持在30 mN/m左右，該菌株具有良好的遺傳穩(wěn)定性。

3 微生物的環(huán)境配伍性

利用地層水作為原水，將篩選到的內(nèi)源微生物及保藏的外源微生物進(jìn)行配伍性實(shí)驗(yàn)。利用采集地層水配制培養(yǎng)基，滅菌后分別接入不同功能菌株，45℃下培養(yǎng)2 d，考察菌株的生長(zhǎng)及代謝能力。結(jié)果表明，內(nèi)源及外源微生物在用地層水配制的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)狀態(tài)良好。

4 微生物跟蹤監(jiān)測(cè)技術(shù)4.1 微生物宏基因組提取

加熱振蕩方法洗出油樣中含有的微生物。經(jīng)過電泳所獲得的宏基因組組份完整，質(zhì)量好。

4.2 多樣性分析

為保證所擴(kuò)增的16S rDNA無偏好性，試驗(yàn)中采用溫度梯度擴(kuò)增方式，以宏基因組DNA作為模板擴(kuò)增，合并擴(kuò)增產(chǎn)物，進(jìn)行PAGE電泳，并對(duì)凝膠指紋圖譜進(jìn)行對(duì)比分析；對(duì)比結(jié)果表明組份中微生物豐度均較為理想，樣品間的微生物分布呈現(xiàn)顯著的差異性，同時(shí)異中有同；在該區(qū)塊中，存在部分覆蓋面較廣的優(yōu)勢(shì)菌群，同時(shí)因各種環(huán)境因素，在井下產(chǎn)生了部分環(huán)境適應(yīng)性的特征油藏微生物。

5 效果跟蹤

5.3 示蹤技術(shù)

采用綠色熒光蛋白（GFP）基因?qū)こ叹M(jìn)行標(biāo)記，跟蹤監(jiān)測(cè)目的菌的動(dòng)態(tài)信息。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以直觀的反映出微生物在實(shí)際油藏環(huán)境中的適應(yīng)性和活動(dòng)規(guī)律，為評(píng)價(jià)驅(qū)油微生物的性能提供了準(zhǔn)確的第一手資料。

5.4 氣相色譜分析

通過氣相色譜法檢測(cè)菌株BIT-BS008降粘前后原油直鏈烷烴組分的變化情況。菌株作用后短鏈烷烴的相對(duì)含量增加，且增幅較大；中長(zhǎng)鏈烷烴的相對(duì)含量降低，說明微生物降解了一部分的中長(zhǎng)鏈烷烴以及原油中其他組分，使其轉(zhuǎn)變成部分短鏈烷烴，從而增加了短鏈烷烴含量，降低原油粘度。

6 注入?yún)?shù)確定

6.1 注入液量確定

在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，注入液量符合經(jīng)驗(yàn)公式

q =πR2HφS/D （式1）

Q =πR2Hφ （式2）

q—微生物用量（t）；

R—處理半徑（m）；

S—含油飽和度；H—油層厚度（m）；

φ—油層孔隙度%；

D—關(guān)井天數(shù)；Q—營(yíng)養(yǎng)液用量；

6.2 燜井時(shí)間設(shè)計(jì)

根據(jù)選取微生物菌種的生長(zhǎng)代謝特點(diǎn)設(shè)計(jì)燜井時(shí)間為10天

6.3 注入方式

通過環(huán)套空間注入濃度為2-5%的營(yíng)養(yǎng)液，同時(shí)均勻加入微生物發(fā)酵液，頂替清水。

7 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

（1）采用微生物多樣性分析技術(shù)和氣相色譜法，跟蹤檢測(cè)稠油降粘前后微生物及油樣的變化情況。

（2）系統(tǒng)分析微生物稠油降粘施工后的產(chǎn)量變化情況，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制定后續(xù)方案，保證周期吞吐，達(dá)到最佳的增產(chǎn)效果。

（3）實(shí)施微生物降粘后可實(shí)現(xiàn)稠油冷采，易于稠油輸出。

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作者簡(jiǎn)介

張淑穎，1984年生，女，助理工程師，2009年畢業(yè)于西南石油大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)在遼河油田有限公司錦州采油廠采油工藝研究所工作，主要從事微生物采油工作。