沾3區(qū)塊內(nèi)源微生物好氧和厭氧激活特征

李金志,馮 云,林軍章,譚曉明,王 靜,吳曉玲

(1.中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司 勝利油田分公司 油氣開(kāi)發(fā)管理中心,山東 東營(yíng) 257000; 2.中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司 勝利油田分公司 石油工程技術(shù)研究院,山東 東營(yíng) 257000)

微生物提高原油采收率(MEOR)是繼熱力驅(qū)、化學(xué)驅(qū)、聚合物驅(qū)等傳統(tǒng)方法之后的一項(xiàng)極具潛力的新技術(shù)。MEOR技術(shù)具有適用范圍廣、工藝簡(jiǎn)單、投資少和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在許多國(guó)家的石油開(kāi)采應(yīng)用中獲得了明顯的增產(chǎn)效果,是目前最有發(fā)展前景的采油技術(shù)之一[1-4]。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間注水開(kāi)發(fā)的油藏,在數(shù)量和結(jié)構(gòu)上形成相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)源微生物生態(tài)系統(tǒng)。內(nèi)源微生物采油工藝是指由注水井注入激活劑,利用內(nèi)源微生物在油藏中的代謝活動(dòng)及代謝產(chǎn)物(生物表面活性劑、酸、有機(jī)溶劑和生物氣),與巖石/油/水界面產(chǎn)生相互作用,降低界面張力,降低原油黏度,從而提高原油采收率[5-10]。內(nèi)源微生物激活過(guò)程大致包括好氧和厭氧兩個(gè)階段[11-12]。油藏深部絕大部分是厭氧環(huán)境,盡管在微生物采油工藝實(shí)施過(guò)程中配注空氣進(jìn)入油藏,但空氣中的O2在油藏前端很快就被注水井附近的還原性物質(zhì)和好氧微生物消耗掉,油藏中絕大部分進(jìn)行的是厭氧微生物代謝,而且厭氧微生物代謝集中在油藏中后部剩余油富集的區(qū)域,所以如何激活和調(diào)控厭氧微生物代謝在微生物采油過(guò)程中的驅(qū)油作用是技術(shù)關(guān)鍵[13-14]。目前的研究大多集中在好氧激活調(diào)控方面,對(duì)于微生物厭氧激活的限制因素與調(diào)控手段的研究較少[15-18]。李彩風(fēng)等[19]以地芽孢桿菌(Geobacillus)為研究對(duì)象,通過(guò)適宜的激活劑體系能選擇性激活該類細(xì)菌,乳化指數(shù)能達(dá)到98%。王志榮等[20]研究得到菌株Serratiasp. SCH-1在好氧條件下的乳化劑產(chǎn)率為0.75 g/L。文獻(xiàn)[19-20]未考察厭氧條件下乳化能力。Chayabutra等[21]研究了銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)ATCC 10145可以通過(guò)硝酸鹽呼吸在缺氧條件下合成鼠李糖脂表面活性劑。目前已報(bào)道的能夠厭氧產(chǎn)乳化劑的菌種和代謝調(diào)控研究比較缺乏,因此調(diào)控油藏微生物實(shí)現(xiàn)高效的厭氧代謝對(duì)微生物驅(qū)油效率的提高具有重要意義[22]。本文以勝利油田沾3區(qū)塊油井產(chǎn)出液的內(nèi)源微生物作為激活對(duì)象,通過(guò)對(duì)比好氧和厭氧條件下的激活規(guī)律和代謝特征,明確提高厭氧代謝速率的限制因素,為中高溫油藏內(nèi)源微生物激活體系設(shè)計(jì)和厭氧代謝調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 區(qū)塊概況

勝利油田沾3區(qū)塊位于山東省東營(yíng)市河口區(qū)境內(nèi),為復(fù)雜斷塊稠油油藏。含油面積1.5 km2,地質(zhì)儲(chǔ)量2.82×106t,油藏埋深1.24～1.36 km。油層溫度為60 ℃,地面原油平均黏度(50 ℃)為1.885 Pa·s,地層水總礦化度為8～10 g/L。目前已進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)階段,采出程度25%,綜合含水達(dá)92%,水驅(qū)效果差,穩(wěn)產(chǎn)難度大[23]。區(qū)塊產(chǎn)出液的菌群分析結(jié)果表明,油藏內(nèi)源微生物種類豐富,存在假單胞菌、芽孢桿菌和產(chǎn)甲烷菌等驅(qū)油功能菌,具備開(kāi)展內(nèi)源微生物激活研究的物質(zhì)基礎(chǔ)[19,24]。為了進(jìn)一步提高沾3區(qū)塊內(nèi)源微生物驅(qū)油效果,以油井產(chǎn)出液中內(nèi)源微生物菌群為激活對(duì)象,進(jìn)行好氧和厭氧條件下激活規(guī)律和代謝特征研究。

2 材料與方法

2.1 激活樣品

激活樣品來(lái)自勝利油田沾3區(qū)塊油井的產(chǎn)出液,樣品采集后立即放入密封容器中送至實(shí)驗(yàn)室激活培養(yǎng)。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 激活劑體系

激活劑所用試劑包括:糖蜜、玉米漿干粉(工業(yè)級(jí)),K2HPO4、NaNO3(分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。分別設(shè)計(jì)4種不同激活劑體系,1號(hào):糖蜜3 g/L、玉米漿干粉3 g/L。2號(hào):糖蜜3 g/L、玉米漿干粉3 g/L、K2HPO42.7 g/L、NaNO36 g/L。3號(hào):糖蜜3 g/L、玉米漿干粉3 g/L、NaNO36 g/L。4號(hào):糖蜜3 g/L、玉米漿干粉3 g/L,K2HPO42.7 g/L。沾3區(qū)塊油井產(chǎn)出液用濾紙進(jìn)行過(guò)濾,過(guò)濾后的水樣用于配制激活劑體系。

2.2.2 好氧激活

取2個(gè)250 mL三角瓶分別加入1號(hào)和2號(hào)激活劑體系80 mL,121 ℃滅菌20 min,分別接入20 mL沾3區(qū)塊油井產(chǎn)出液,60 ℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)。

2.2.3 厭氧激活

在亨蓋特厭氧操作平臺(tái)配制1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)激活劑體系并分裝,250 mL厭氧瓶中加入激活劑120 mL,121 ℃滅菌20 min,分別接入30 mL沾3區(qū)塊油井產(chǎn)出液,60 ℃靜置培養(yǎng)。

2.3 激活后菌密度檢測(cè)

在無(wú)菌條件下,分別取好氧和厭氧培養(yǎng)3、5、7、14 d的樣品,利用血球計(jì)數(shù)板在顯微鏡下進(jìn)行菌密度指標(biāo)的檢測(cè)[19]。

2.4 乳化指數(shù)測(cè)定

在無(wú)菌條件下,分別取好氧和厭氧培養(yǎng)1、3、5、7、14 d的樣品進(jìn)行乳化指數(shù)測(cè)定,評(píng)價(jià)不同激活條件下微生物產(chǎn)乳化劑能力。在試管中加入5 mL激活樣品和5 mL柴油,漩渦振蕩器充分振蕩2 min,靜置24 h后,乳化層高度占有機(jī)相總高度的百分比即乳化指數(shù)[19]。

2.5 揮發(fā)性脂肪酸檢測(cè)

將好氧和厭氧激活條件下培養(yǎng)不同時(shí)間的樣品分別取樣,離心后上清液進(jìn)行揮發(fā)性脂肪酸檢測(cè)。揮發(fā)性脂肪酸分析的進(jìn)樣量為50 μL,進(jìn)樣溫度為300 ℃,火焰離子化檢測(cè)器(FID)溫度為300 ℃,升溫程序?yàn)?100 ℃(3 min)—10 ℃/min—240 ℃(20 min),載氣為恒流1 mL/min 的N2[24]。

2.6 氣壓和氣體組分測(cè)定

氣壓測(cè)定:利用精確小量程氣壓表(上海榮華儀表廠)檢測(cè)厭氧瓶?jī)?nèi)頂空壓力,評(píng)價(jià)兩種營(yíng)養(yǎng)體系激活微生物代謝產(chǎn)氣能力。氣體組分測(cè)定:采用GC2010型氣相色譜(日本島津公司)測(cè)定氣體組分及各組分含量。安裝有氣相色譜熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)、Porapak Q型不銹鋼填充柱的島津氣相色譜,進(jìn)樣口、柱箱和檢測(cè)器的溫度分別是50、50和70 ℃,載氣為高純H2(99.999%),流速為50 mL/min[25]。

2.7 DNA提取

取激活后樣品高速離心(12 000 r/min、4 ℃高速離心15 min)收集菌體。利用AxyPrep基因組DNA提取試劑盒進(jìn)行DNA提取,提取的DNA用于后期菌群結(jié)構(gòu)分析。

2.8 驅(qū)油功能菌定量檢測(cè)

功能菌定量檢測(cè)采用熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)標(biāo)準(zhǔn)曲線檢測(cè)方法,定量反應(yīng)試劑為Bio-Rad公司的SYBR Green supermix試劑盒,反應(yīng)體系包括上下游引物各1 pmol/L,預(yù)混液10 μL,待測(cè)樣品或標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)粒1 μL,用滅菌的去離子水調(diào)整體系到20 μL。反應(yīng)程序:95 ℃ 3 min,95 ℃ 10 s,60 ℃ 30 s。收集熒光信號(hào),擴(kuò)增40個(gè)循環(huán),標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)粒與待測(cè)樣品同時(shí)反應(yīng)。熒光定量PCR反應(yīng)及數(shù)據(jù)分析在Bio-Rad公司的IQ5型儀器上完成[26]。

2.9 高通量測(cè)序解析微生物群落結(jié)構(gòu)

選擇好氧和厭氧條件下激活后樣品進(jìn)行高通量測(cè)序,解析不同激活條件下菌群結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。測(cè)試樣品送至華大基因科技有限公司進(jìn)行16S rDNA V4 區(qū)高通量測(cè)序,通用引物和反應(yīng)程序參考文獻(xiàn)[27]。

3 結(jié)果分析

3.1 好氧和厭氧激活后菌密度與驅(qū)油功能菌定量分析

對(duì)沾3區(qū)塊油井產(chǎn)出液的內(nèi)源微生物分別進(jìn)行好氧激活和厭氧激活,激活后菌密度(c)變化見(jiàn)圖1。由圖1可得:培養(yǎng)5 d以上，好氧和厭氧條件下菌密度均超過(guò)108個(gè)/mL,表明油藏內(nèi)源微生物能被有效激活,這是產(chǎn)生驅(qū)油效果的前提和基礎(chǔ)。相同營(yíng)養(yǎng)體系和相同培養(yǎng)時(shí)間下,好氧激活的菌密度高于厭氧激活的,說(shuō)明微生物好氧條件下生長(zhǎng)繁殖速率快。厭氧條件下在糖蜜、玉米漿等有機(jī)營(yíng)養(yǎng)體系中添加磷酸鹽和硝酸鹽(2號(hào)體系),能有效促進(jìn)微生物在厭氧條件下的生長(zhǎng)代謝,14 d菌密度達(dá)到最大值4.4×108個(gè)/mL,達(dá)到好氧激活7 d時(shí)的菌密度水平。

圖1 油井內(nèi)源微生物厭氧和好氧激活菌密度Fig.1 Bacteria density by aerobic and anaerobic activation of endogenous microorganisms in oil reservoir

根據(jù)微生物提高原油采收率的機(jī)制,重點(diǎn)對(duì)產(chǎn)甲烷、產(chǎn)乳化劑等驅(qū)油功能菌進(jìn)行定量檢測(cè)。產(chǎn)甲烷菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷是一個(gè)多酶促反應(yīng),其中甲基輔酶 M 還原酶(MCR)是產(chǎn)甲烷過(guò)程中的關(guān)鍵酶和限速酶。MCR基因的α亞基(mcrA)基因序列在進(jìn)化上具有高度保守性,因此,mcrA基因可以作為產(chǎn)甲烷菌定量檢測(cè)的目標(biāo)基因。由于乳化劑產(chǎn)生的功能基因不明確,無(wú)法選擇一個(gè)功能基因?qū)λ械漠a(chǎn)乳化劑菌進(jìn)行定量檢測(cè),因此本文選擇地芽孢桿菌屬內(nèi)一段特異性的保守序列對(duì)產(chǎn)乳化劑菌進(jìn)行檢測(cè)[28]。

好氧和厭氧激活后產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)乳化劑菌的菌密度隨時(shí)間變化情況見(jiàn)圖2。由圖2可以看出:只有厭氧條件下激活才能檢測(cè)到產(chǎn)甲烷菌,因?yàn)樵摼且环N嚴(yán)格厭氧菌,和其他細(xì)菌形成一種特殊的互營(yíng)關(guān)系,持續(xù)降解生物質(zhì)并接受末端電子產(chǎn)生甲烷。油井產(chǎn)出液中營(yíng)養(yǎng)匱乏,1號(hào)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)激活體系中產(chǎn)甲烷菌數(shù)量明顯最高,14 d菌密度超過(guò)106個(gè)/mL,這表明該體系有利于產(chǎn)甲烷菌的增殖;2號(hào)體系中磷酸鹽、硝酸鹽的加入,氧化還原電位提高抑制了產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)活性,隨著電子受體的消耗,14 d菌密度達(dá)到104個(gè)/mL。產(chǎn)乳化劑菌在好氧條件下的激活效率明顯高于厭氧條件,表現(xiàn)在菌密度峰值高(接近107個(gè)/mL),到達(dá)峰值的時(shí)間早(7 d),這符合大部分產(chǎn)乳化劑菌為好氧菌的代謝特征。營(yíng)養(yǎng)組分的調(diào)控也能實(shí)現(xiàn)油藏內(nèi)源微生物中產(chǎn)乳化劑菌在厭氧條件下的有效激活,但與好氧激活相比,菌密度達(dá)到峰值的時(shí)間延遲到14 d,最大菌密度略有降低(接近106個(gè)/mL)。上述研究說(shuō)明微生物采油技術(shù)在礦場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中,不同激活方式下,激活劑在油藏停留時(shí)間要有所不同,厭氧激活時(shí)要讓激活劑在油藏中停留更長(zhǎng)的時(shí)間,保證厭氧乳化等采油功能菌達(dá)到菌密度峰值,由此指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行注采強(qiáng)度調(diào)整[29-32]。

圖2 油藏內(nèi)源微生物好氧和厭氧激活后驅(qū)油功能菌密度變化Fig.2 Changes of density of functional bacteria by aerobic and anaerobic activation of endogenous microorganisms in oil reservoir

3.2 好氧和厭氧激活后乳化能力分析

油井產(chǎn)出液中內(nèi)源微生物好氧、厭氧激活后的乳化指數(shù)結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出:與厭氧條件相比,微生物更易于在好氧條件下代謝產(chǎn)乳化劑,激活1 d就具有乳化能力,5 d乳化指數(shù)達(dá)到100%?？傮w上，相同營(yíng)養(yǎng)體系下厭氧激活的乳化指數(shù)均低于好氧激活的,這與產(chǎn)乳化劑菌的菌密度變化規(guī)律一致,菌密度與乳化效果呈一定的正相關(guān)性[27]。厭氧激活3 d后表現(xiàn)出乳化性能,通過(guò)營(yíng)養(yǎng)組分中磷酸鹽和硝酸鹽的調(diào)控,顯著提高了內(nèi)源微生物厭氧代謝產(chǎn)乳化劑的能力,2號(hào)體系培養(yǎng)14 d后乳化指數(shù)提高到100%(圖4),促進(jìn)了厭氧條件下對(duì)原油的乳化。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果與李忠洋等[24]發(fā)現(xiàn)的地衣芽孢桿菌厭氧生長(zhǎng)代謝產(chǎn)乳化劑規(guī)律一致,添加適當(dāng)比例電子受體對(duì)微生物厭氧代謝產(chǎn)乳化劑具有促進(jìn)作用,但高濃度電子受體條件下會(huì)降低微生物合成乳化劑途徑的代謝效率。

圖3 內(nèi)源微生物厭氧和好氧激活乳化指數(shù)Fig.3 Emulsification index of indigenous microbes by aerobic and anaerobic activation

圖4 好氧和厭氧激活14 d原油乳化情況Fig.4 Emulsification of oil under aerobic and anaerobic condition

通過(guò)激活劑組分調(diào)控實(shí)現(xiàn)了油藏微生物在厭氧環(huán)境中生長(zhǎng)、代謝產(chǎn)乳化劑,從而起到原位驅(qū)油的作用,有效彌補(bǔ)了必須注入空氣才能保持好氧微生物在油藏原位生長(zhǎng)代謝活性的不足,對(duì)內(nèi)源微生物驅(qū)油效率的提高有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。因此在微生物采油過(guò)程中進(jìn)行電子受體調(diào)控,希望提高菌群乳化功能時(shí)可以通過(guò)注入空氣或者硝酸鹽等提高氧化還原電位,但配注空氣存在一定的安全性,且地面需要建造注氣裝置,而注入硝酸鹽等電子受體更安全、便捷。

3.3 好氧和厭氧激活后產(chǎn)酸產(chǎn)氣能力分析

乙酸、丙酸和丁酸等揮發(fā)性脂肪酸是微生物厭氧代謝的重要中間產(chǎn)物,能溶解儲(chǔ)油巖層孔隙中沉積的碳酸鹽、硅酸鹽等,提高油藏孔隙度和滲透率,改善原油流動(dòng)環(huán)境;另外,產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸還可以作為其他菌群生長(zhǎng)的底物,將揮發(fā)性脂肪酸轉(zhuǎn)化為CH4、CO2等,因此在內(nèi)源激活中是一個(gè)重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)[14,33]。油井內(nèi)源微生物代謝產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸情況見(jiàn)圖5。由圖5可以看出:內(nèi)源微生物厭氧激活后產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸的總量(1號(hào)，2.769 g/L)明顯高于的好氧激活(1號(hào)，0.345 g/L),厭氧激活條件下磷酸鹽、硝酸鹽加入后提高了氧化還原電位,使代謝過(guò)程向產(chǎn)CO2氣體方向進(jìn)行[25],總酸含量從2.769 g/L降至1.046 g/L。

圖5 好氧和厭氧激活對(duì)源微生物代謝產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸的影響Fig.5 Effects of aerobic and anaerobic activation on volatile fatty acids produced by indigenous microbes

微生物代謝產(chǎn)生大量的生物氣,這些氣體溶解于原油從而降低原油黏度,提高原油流動(dòng)能力,同時(shí)提高儲(chǔ)層壓力,在微生物驅(qū)油過(guò)程中能夠提高原油的采收率,這是微生物驅(qū)油的另一個(gè)重要機(jī)制。在激活14 d時(shí)測(cè)氣壓并收集氣體進(jìn)行氣體組分分析,結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出:與產(chǎn)甲烷菌變化規(guī)律相同,1號(hào)激活劑體系厭氧激活后,產(chǎn)氣量較大。1號(hào)體系激活14 d后，氣壓達(dá)到0.156 MPa,氣體組分以CH4、CO2為主,含量分別為31.1%、28.5%;2號(hào)體系中加入磷酸鹽和硝酸鹽后,氣壓降低至0.060 MPa,氣體組分以CO2為主(52.0%),CH4含量從1號(hào)體系的31.1%降低至5.6%。該結(jié)果同樣說(shuō)明低氧化還原電位有利于菌群產(chǎn)CH4,而磷酸鹽和硝酸鹽加入后提高氧化還原電位,使揮發(fā)性脂肪酸等中間代謝物朝產(chǎn)CO2方向轉(zhuǎn)變。筆者進(jìn)一步研究磷酸鹽和硝酸鹽對(duì)產(chǎn)甲烷菌的影響,結(jié)果見(jiàn)圖6。由圖6可以看出:相同培養(yǎng)時(shí)間下,添加磷酸鹽的4號(hào)體系中產(chǎn)甲烷菌密度明顯高于添加硝酸鹽的3號(hào)體系。但隨著微生物對(duì)激活體系中硝酸鹽的不斷消耗,氧化還原電位會(huì)降低,硝酸鹽對(duì)產(chǎn)甲烷過(guò)程的抑制逐漸解除,產(chǎn)甲烷菌密度逐漸升高,最終與磷酸鹽激活體系中產(chǎn)甲烷菌密度相當(dāng)。通過(guò)添加電子受體調(diào)控厭氧激活油藏菌群實(shí)現(xiàn)乳化和產(chǎn)氣時(shí),添加硝酸鹽電子受體有利于原油乳化[24],但不利于產(chǎn)CH4。因此,在微生物采油過(guò)程中，為了大量產(chǎn)CH4,應(yīng)降低體系的氧化還原電位,避免加入大量硝酸鹽。

圖6 磷酸鹽和硝酸鹽對(duì)產(chǎn)甲烷菌密度影響Fig.6 Effects of phosphate and nitrate on the density of methanogens

表1 厭氧代謝產(chǎn)氣氣壓和氣體組分分析

Table 1 Gas composition of indigenous microbes by anaerobic activation

激活劑體系氣壓/MPa體積分?jǐn)?shù)/%CH4CO2O2N2 1號(hào)0.15631.128.50.1340.27 2號(hào)0.0605.652.00.2742.13

3.4 好氧和厭氧激活后微生物群落結(jié)構(gòu)差異性

油藏內(nèi)源微生物群落結(jié)構(gòu)在不同激活劑體系和激活方式下存在顯著差異,結(jié)果如圖7所示。由圖7可以得到:好氧激活的優(yōu)勢(shì)菌以芽孢桿菌(Bacillus)、假單胞菌(Pseudomonas)、不動(dòng)桿菌(Acinetobacter)為主,代謝產(chǎn)物多為生物表面活性劑類,菌群多樣性明顯高于厭氧激活[34]。厭氧激活優(yōu)勢(shì)菌則包括厭氧小桿菌(Anaerobaculum)、嗜熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacter)、高溫套管菌(Thermosipho)、棲熱糞桿菌(Coprothermobacter)、熱袍菌(Thermotoga)。其中,Thermoanaerobacter和Thermotoga是高溫油藏主要存在的細(xì)菌種屬。Thermotoga在高溫環(huán)境中厭氧轉(zhuǎn)化烴的過(guò)程中起非常重要的作用[35]；Thermoanaerobacter發(fā)酵有機(jī)營(yíng)養(yǎng)組分產(chǎn)乙醇、乙酸、H2和CO2[13];Coprothermobacter厭氧生長(zhǎng),有蛋白水解作用,發(fā)酵蛋白產(chǎn)乙酸、H2和CO2;Anaerobaculum是一類嗜熱厭氧生長(zhǎng)的發(fā)酵菌,能夠利用有機(jī)營(yíng)養(yǎng)組分代謝產(chǎn)生乙酸。這些功能菌首先將大分子有機(jī)營(yíng)養(yǎng)組分降解為小分子有機(jī)物,經(jīng)過(guò)產(chǎn)甲烷菌作用進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成CH4,由這些功能菌群協(xié)同作用,完成厭氧代謝過(guò)程。隨著2號(hào)激活體系中磷酸鹽和硝酸鹽的添加,氧化還原電位升高,Anaerobaculum豐度逐漸降低,從42.2%降至5.2%,Thermoanaerobacter豐度逐漸升高,從9.7%升至45.1%。菌群結(jié)構(gòu)的差異性造成上述不同激活方式下?lián)]發(fā)性脂肪酸、產(chǎn)氣、乳化等功能的顯著差異,因此在微生物采油過(guò)程中要密切關(guān)注油井產(chǎn)出液中菌群結(jié)構(gòu)的變化,因?yàn)槠渥兓瘜?huì)引起采油功能的變化,應(yīng)根據(jù)菌群的變化及時(shí)進(jìn)行激活調(diào)控策略的調(diào)整,以達(dá)到最佳的驅(qū)油效果[36-38]。

4 結(jié)論

1)好氧和厭氧條件下均能實(shí)現(xiàn)油藏內(nèi)源微生物的有效激活。好氧條件下更易于激活微生物代謝產(chǎn)乳化劑,并且乳化指數(shù)高于厭氧激活,相應(yīng)的產(chǎn)乳化劑菌密度高于厭氧激活。厭氧條件下通過(guò)激活劑組分中電子受體的調(diào)控,也能夠?qū)崿F(xiàn)油藏內(nèi)源微生物厭氧代謝產(chǎn)乳化劑,促進(jìn)了油藏環(huán)境下的原油原位乳化,好氧激活和厭氧激活所產(chǎn)乳化劑是否相同需要今后深入研究。

2)從厭氧激活后揮發(fā)性脂肪酸積累和產(chǎn)氣情況來(lái)看,內(nèi)源微生物營(yíng)養(yǎng)體系中氧化還原電位提高不利于產(chǎn)酸、產(chǎn)CH4,總酸含量從2.769 g/L降至1.046 g/L,氣壓從0.156 MPa降至0.060 MPa,CH4含量從31.1%降至5.6%。

3)菌群結(jié)構(gòu)組成、優(yōu)勢(shì)菌種類與營(yíng)養(yǎng)組分、好氧厭氧激活方式存在密切聯(lián)系。O2的存在對(duì)地層中不同種群微生物的生長(zhǎng)代謝有明顯影響,好氧激活以代謝產(chǎn)生物乳化劑類菌群為主,厭氧激活以發(fā)酵產(chǎn)酸、產(chǎn)氣功能菌為主,兩種代謝過(guò)程存在差異但又相互關(guān)聯(lián)。