一株采油用嗜热特基拉芽孢杆菌厌氧生长代谢研究

为了提高外源微生物油藏适应性和采油能力,以一株采油用嗜热特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)为对象,对其厌氧生长代谢和驱油功能进行研究。该菌株为兼性微生物,在好氧和厌氧条件下都能生长代谢,在好氧条件下生长较快,12 h到达峰值期,而厌氧条件下需要124 h,通过厌氧连续传代驯化后菌株厌氧生长代谢速率提高2. 7倍;厌氧条件下提供电子受体可以提高菌株的乳化和产气能力,该菌株厌氧乳化指数达到100%,乳化剂产量为0. 75 g/L,所产乳化剂为大分子多糖蛋白类复合物;该菌株厌氧代谢过程中同时产生二氧化碳气体和挥发性脂肪酸,随着电子受体量的增加,产气量增加而脂肪酸产物浓度降低。该菌株物模评价水驱基础上提高采收率达到16. 1%,展现出良好的采油应用潜力。     

花土沟高矿化度油藏内源微生物提高采收率实验研究

为了探讨青海花土沟高矿化度油藏利用内源微生物生长代谢提高原油采收率的可行性,用最大可能数法(MPN法)对油藏内源微生物群落组成进行分析,筛选激活体系,考查乳化、产酸性能,同时对微生物作用前后的原油进行气相色谱分析,通过16SrDNA序列分析,进一步了解油藏内源微生物群落.结果表明,腐生菌、烃氧化菌、发酵菌、硝酸盐还原菌是该油藏的主要微生物群落;激活体系能有效地激活内源微生物乳化液蜡,并产酸,内源菌浓度达107/mL,发酵液表面张力由57.44mN/m降至38.5mN/m,pH值由7.19降至6.56:选择细菌通用引物对菌株16S rDNA序列进行基因扩增、测序,测序结果用Blast进行同源性比较得分离菌株分别为Bacillus sp.和Halomonas sp.,激活后的内源菌选择性降解饱和烷烃(C11～C20.C28,C33).在花土沟高矿化度油藏实施内源微生物采油具有可行性.     

一株采油用地衣芽孢杆菌厌氧生长代谢

为提高采油用外源菌油藏适应性和采油能力,以一株采油用地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)为对象,对其厌氧生长代谢和采油功能进行研究。结果表明:该菌株为兼性微生物,分别可以在好氧和厌氧条件下生长代谢,在好氧条件下生长较快,10 h到达峰值期,而厌氧条件下需要95 h,通过厌氧连续传代驯化后菌株厌氧生长代谢速率提高2. 5倍;厌氧条件下提供电子受体可以提高菌株的乳化和产气能力,该菌株厌氧乳化指数达到100%,乳化剂产率为0. 25 g/g底物,所产乳化剂为相对分子质量26 000的蛋白多糖类大分子复合物;该菌株厌氧代谢过程中同时产生二氧化碳气体和挥发性脂肪酸,随营养体系中电子受体含量增加产气量增加,而脂肪酸产物质量浓度降低;该菌株物模评价水驱基础上提高采收率达到16. 0%。     

油藏内源微生物演替规律及其对驱油效果的影响

利用长岩心连续动态驱替实验模拟现场微生物驱油过程,通过高通量测序及荧光定量PCR技术定量描述物模驱出液菌群结构、多样性指数及驱油功能细菌浓度的动态变化规律,并分析生物特征动态变化规律与含水率变化之间的对应关系。结果表明:激活剂多轮次段塞注入方式下,内源菌群呈现连续动态演替变化,菌群结构趋于简单化,多样性指数逐渐降低,不动杆菌、厌氧小杆菌及甲烷嗜热杆菌逐渐成为群落中的优势菌属;内源总细菌浓度及驱油功能细菌浓度随激活剂的注入逐渐升高,在时间尺度上存在明显的好氧、兼性及厌氧驱油功能菌级联激活规律,厌氧产甲烷古菌激活时整个代谢链被启动,驱油效率最高;在兼性及厌氧驱油功能细菌浓度提高2个数量级后,产出液细菌群落多样性指数与含水率变化之间存在明显的相关性,可以作为内源微生物驱油生物特征指标,指导内源微生物驱油现场效果的分析及方案的针对性调整。     

内源微生物提高原油采收率物理模拟驱油实验研究

在分析国外内源微生物物理模拟驱油实验的基础上 ,采用单 12区块原油和原生水模拟地层条件 ,进行了内源微生物物理模拟驱油实验研究 .对残余油采收率、系统压力、醋酸根含量、生物气产量及组成进行了检测 .结果表明 ,采用空气辅助 (液气比 1∶10 )激活好氧微生物 ,经过 36d的培养驱替 ,残余油采收率提高了 4 .7% ;依赖于整个油层生态系统的改善 ,在激活的厌氧微生物的主导作用下 ,经过两轮次 77d的培养驱替 ,残余油采收率提高了 8.3% ;实验结果验证了注水油层中好氧微生物—厌氧微生物演替降解石油的两阶段生物过程 ,生物气中甲烷的含量随培养时间的增加而增加 ,最高达 74 .4 % ;而始终未检测出硫化氢 ,说明硫化氢的产生得到了有效抑制     

胜利油田沾3区块油藏中Geobacillus菌的激活研究

利用16S rRNA克隆文库技术分析胜利油田沾3区块油藏样品的微生物群落结构,使用不同激活剂对沾3区块油藏样品进行内源微生物激活,对激活后样品进行乳化能力、产生表面活性物质能力评价及微生物群落结构分析,并开展物理模拟驱油实验。结果表明:沾3区块油藏样品中含有2%的Geobacillus,该菌是沾3区块油藏内源微生物中产生表面活性物质、发挥乳化功能的关键菌群;加入适宜的激活剂体系可以选择性激活该类细菌,使其成为优势菌;利用选择性激活Geobacillus的配方激活沾3区块油藏内源微生物,可以在水驱基础上提高原油采收率10.8%。     

注采水样微生物群落与高凝原油的相互作用

在高凝油藏开发过程中,原油易在孔隙中析蜡、发生胶质和沥青质沉积等。研究不同水驱环境中内源微生物群落及其与高凝油的相互作用关系,以河南魏岗油田高凝油藏产出水样为研究对象,优选最佳激活体系;通过微生物驱油物理模拟实验考察内源微生物提高采收率情况,研究激活前后内源微生物的群落变化以及原油组分、性质的变化。结果表明:注采水样中微生物群落差异明显,内源微生物被激活后优势菌为芽胞杆菌(Bacillus sp)和梭菌(Clostridium ultunense)等,原油乳化分散等级最高可达5级,微生物提高采收率最高为12.51%;凝点最多降低5℃,蜡含量降低3.95%以上,同时多环芳烃萘、菲及其同系物等降解较为明显;不同水驱环境中内源微生物在驱油、原油降解等过程中发挥着重要的作用。     

胜利油田水驱油藏内源微生物群落结构及分布规律

根据胜利油田的油藏特点,在温度(55 ～ 91℃)、矿化度(3 000～20 000 mg/L)及渗透率((207～6900) ×10-3 μm2)等油藏条件下,利用16S rDNA克隆测序技术研究了10个水驱油藏的内源微生物种群及分布规律.结果显示,油藏内源微生物由种类丰富的细菌和古菌组成.其中,细菌以变形杆菌门为主(其中Gammaproteobacteria数量占总菌数的41.4％,Betaproteobacteria数量占总菌数的25.0％),共计114个属;另外,古菌共计14个属.整体上涵盖了烃降解、产生物表面活性物质、产甲烷等多种驱油功能微生物,其中,石油烃降解菌Achromobacter、Arcobacter几乎分布于所有研究区块.群落结构受到油藏温度、矿化度、渗透率、水驱时间等因素的影响.较高温度的油藏中古菌种类以及细菌中Thermus、Thermincola、Thermanaeromonas等嗜热菌含量均显著提升.其中:90℃油藏的嗜热细菌数量占总菌数的23％,并出现了极端嗜热古菌Geoglobus;矿化度10 000 mg/L以上的区块,耐盐菌数量占总菌数的30％左右,约为该矿化度以下油藏的2倍,而较高矿化度下的严格厌氧、反硝化等代谢形式未形成优势;油藏渗透率提高和水驱时间的延长会显著提高微生物多样性,种属数量增幅可达1倍以上.以上结果表明:研究的各水驱油藏普遍具有实施内源微生物驱油的生物基础;不同的油藏环境导致微生物群落结构存在明显差异,微生物驱油的激活配方及注入工艺需进行针对性的设计和优化.     

油藏内源乳化功能微生物对剩余油的微观驱替机理

以产乳化剂菌株(Geobacillus stearothermophilus SL-1)为对象,利用微观渗流物理模型模拟油藏条件(65℃,10 MPa),研究该菌株对剩余油的驱替作用和机理。通过对比其与菌群的综合作用,揭示乳化功能菌对整体驱油效果的贡献;通过对比外源发酵与内源激活2种方式对剩余油驱替效果的差异,揭示生命活动的独特驱油机理。研究结果表明:该微生物及其代谢产物能够有效乳化分散剩余油,促进其剥离与渗流;该产物促使原油分散形成的油水乳液黏度较原油的原始黏度提高2~70倍,有助于改善深部孔隙的油水流度比、增大波及体积;并能够改变孔隙壁面的润湿性,提高膜状剩余油的驱替效果;模型内激活的微生物依靠特有的界面趋向性和原位代谢,比外源发酵方式多采出21%的盲端剩余油,包括化学驱无法波及的深层盲端。依靠上述机理提高微观模型总采收率达11.2%~13.5%。     

陆梁水驱油藏内源微生物激活配方优化及性能

针对陆梁油田陆9井区边底水油藏特性,运用聚合物驱等方法提高采收率在该油藏中受限;采用最大可能数法(MPN)分析油藏产出液中微生物四类菌浓度及分析了油藏地层水的离子组成;确定了激活内源微生物的激活思路。确定以菌浓、原油乳化效果和界面张力作为优化激活剂配方评价的依据;并以物理模拟实验为指导,通过调整激活剂中蔗糖、钠盐的浓度,比较激活剂是否注气两种方式;优化了激活剂配比,进行了激活效果评价实验。结果表明,对于陆梁油田陆9井区油藏,在一定范围内,提高激活剂中蔗糖、钠盐的含量,注入空气,可以有效提高微生物驱采收率;其中激活剂体系优化选择质量分数0. 55%的蔗糖、质量分数0. 6%钠盐,可提高驱油效率6. 45%,能较好满足生产效益,为陆梁油田陆9井区开展内源微生物驱提供了可靠的室内实验依据。     

陆梁油田内源微生物驱激活剂优化及性能

针对陆梁油田陆9井区边底水油藏特性,运用聚合物驱等方法提高采收率在该油藏中受限,采用最大可能数法( MPN)分析油藏产出液中微生物四类菌浓度及分析了油藏地层水的离子组成,确定了激活内源微生物的激活思路。确定以菌浓、原油乳化效果和界面张力作为优化激活剂配方的依据,并以物理模拟实验为指导,通过调整激活剂中蔗糖、钠盐的浓度,比较激活剂是否注气两种方式,优化了激活剂配比,进行了激活效果评价实验。结果表明,对于陆梁油田陆9井区油藏,在一定范围内,提高激活剂中蔗糖,钠盐的含量,注入空气,可以有效提高微生物驱采收率,其中激活剂体系优化选择质量分数0.55%的蔗糖,质量分数0.6%钠盐,可提高驱油效率6.45%,能较好满足生产效益,为陆梁油田陆9井区开展内源微生物驱提供了可靠的室内实验依据。     

不同类型激活剂条件下沾3油藏内源微生物驱油规律研究

为了明确内源微生物驱油过程中激活剂注入的类型对胜利油田沾3油藏内源微生物群落结构特征、驱油功能菌浓度及驱油效果的影响,利用室内长岩心连续动态驱替实验及分子生物学检测手段,研究了两种不同类型的激活剂多轮次注入条件下产出液微生物特征、原油性质及驱油效果。研究证实添加糖蜜、玉米浆和无机盐的富营养激活剂体系,可以在较短的时间内大幅降低内源菌群的多样性,选择性激活油藏内源驱油微生物,在多种驱油功能菌的协同作用下提高原油采收率,在一次水驱的基础上可提高采收率23. 59%。与富营养体系相比,单纯添加无机盐不加碳源的寡营养激活剂体系中菌群多样性降低幅度小,优势菌及驱油功能菌的激活速率低,注入后可以在一次水驱基础上提高采收率13. 61%。两种激活剂注入后产出液原油C12-C21的烷烃组分比例明显降低,寡营养体系降幅明显大于富营养体系。     

空气辅助微生物提高采收率室内实验研究

从三叠系长6 油藏产出污泥分离出三株具有较强驱油能力的优势菌株,一株为为好氧菌,一株为厌氧菌,一株为兼性厌氧菌。对不同溶氧量下三株菌复配菌液进行了生长规律进行了测定,同时,对空气辅助微生物降解原油能力进行了测定,测试了非均质模型中微生物与空气交替注入驱油效果。通过实验优选出溶氧浓度为4.5mg/L时,微生物相对较快达到对数生长期。溶氧浓度为4.5mg/L~5.5mg/L时微生物对原油降解率较高。微生物与空气交替注入驱油时,采收率提高17.08%,体现出空气辅助微生物提高采收率优势,对拓宽提高采收率理论及提高矿场增油效果,具有重要的现实意义。     

不同长效激活剂组分对沾3区块内源功能微生物激活研究

以胜利油田沾3区块油藏内源微生物为激活对象,筛选得到具有长效功能的激活剂组分,并利用功能菌定量化检测技术,研究了不同长效激活剂组分条件下产甲烷菌功能基因mcr A、硝酸盐还原菌功能基因nir S、硫酸盐还原菌功能基因dsr A这3种功能基因的增殖情况。研究发现,经过实验筛选的长效激活剂组分,在模拟油藏环境下,相比较现用玉米浆配方均能较好地、长时间地激活内源微生物。含有植物多糖组分(淀粉)的激活剂体系厌氧产气效果显著,气压最高可达到0.064 MPa,甲烷含量最高可达1.44%,mcr A基因随着时间的延长,上升趋势明显。     

内源激活剂驱油藏内微生物菌群结构变化分析

油藏内源功能微生物的激活能有效提高采油效率。其中激活后功能微生物的群落变化分析及相关代谢基因丰度的变化对内源激活剂的筛选及激活机理研究具有重要的指导意义。本实验利用高通量测序技术准确分析了内源激活剂注入井（WJW199.1）和对照井（WJW202）中内源微生物（包括古菌和细菌）基于门、纲、属水平的种群多样性和群落结构。结果表明采出水中Thaumarchaeota门的古菌占主导,而丰度最高的细菌属于Proteobacteria门和 Firmicutes门。不管对于古菌还是细菌,注入井中的微生物多样性都远高于对照井,说明激活剂的添加有效激活了其中的内源微生物,提高了群落结构多样性。尤其是Pseudomonas,Arcobacter等具有产表活剂能力的功能微生物。同时,硫酸盐还原菌脱硫弧菌属等有害菌被抑制,丰度降低。表明从微生物种群变化的程度来看内源激活剂的注入降低了有害菌的丰度,激活了功能微生物,增强了整体微生物的驱油能力。     

采出程度对内源微生物驱油效果的影响研究

为探索油藏采出程度对内源微生物驱油效果的影响,采用填砂岩心开展内源微生物驱油物模实验,研究采出程度(10%、20%、30%、40%、50%)对内源微生物驱油效果的影响。实验结果表明,向不同采出程度岩心注入激活剂后,内源微生物均达到3×108个/m L,但随着二次水驱细菌浓度下降幅度不同,岩心采出程度越高越容易形成主流通道,二次水驱过程中微生物很容易随主流通道被冲刷出去,微生物滞留时间较短最终浓度低,影响内源微生物驱油效率。采出程度低于30%时内源微生物驱油可提高采收率9%以上,驱油效果较明显。     

嗜热耐盐烃降解菌Geobacillus sp.WJ-2降解原油性能研究

以液蜡为唯一碳源,从大庆油田龙虎泡区块采油污水样中分离到一株高效嗜热耐盐的兼性烃降解菌WJ-2,经形态观察、生理生化实验和16S rRNA基因序列分析,初步鉴定为地芽孢杆菌Geobacillus sp..在有氧或者厌氧条件下,该菌均在45～75℃和0～10％ NaCl溶液中生长良好,其最适生长温度为65℃,最适盐的质量分数为3.0％;该菌株能以原油为唯一碳源生长并合成生物表面活性剂,发酵7d,生物表面活性剂产量在好氧条件和厌氧条件下分别为19.89 g/L和11.69 g/L.薄层层析和显色反应表明WJ-2产出的表面活性剂组成在好氧和厌氧条件下不相同.经GC气相色谱和族组分柱层析对菌株WJ-2在好氧和厌氧降解下原油组分分析结果表明:该菌在好氧下优先降解较轻组分,在厌氧条件下优先降解重质组分,原油黏度分别降低71.57％和77.45％,凝固点分别降低5℃和8℃.在好氧和厌氧条件下该菌可在一次水驱基础上分别进一步提高采收率6.96％和6.42％,可有效应用于高温高盐油藏微生物驱现场试验.     

沾3内源微生物驱的生物特征变化及其对驱油效果的影响

内源微生物驱油通过激活油藏中特定的微生物群落提高原油采收率。分析胜利油田沾3区块内源微生物驱现场试验产出液中微生物群落结构以及优势菌的动态变化,考察油藏生物特征与现场开发动态之间的对应关系。结果表明:生物多样性、优势菌含量与现场生产动态之间存在明显的相关性,其中菌群多样性与原油产量之间呈明显负相关关系;4类优势菌的交替协同作用直接影响了原油产量,优势菌总量的变化与原油产量之间呈明显正相关关系,而且油井产量的变化滞后于生物特征的变化。     

空气辅助微生物提高采收率的室内实验研究

从三叠系长6油藏产出污泥分离出3株具有较强驱油能力的优势菌株,一株为好氧菌,一株为厌氧菌,一株为兼性厌氧菌。对不同溶氧量下3株菌复配菌液进行了生长规律进行了测定,同时,对空气辅助微生物降解原油能力进行了测定,测试了非均质模型中微生物与空气交替注入驱油效果。通过实验优选出溶氧浓度为4.5 mg/L时,微生物相对较快达到对数生长期。溶氧浓度为4.5~5.5 mg/L时微生物对原油降解率较高。微生物与空气交替注入驱油时,采收率提高17.08%,体现出空气辅助微生物提高采收率优势,对拓宽提高采收率理论及提高矿场增油效果很有意义。     

龙虎泡油田微生物驱油评价实验

 为了在大庆龙虎泡油田应用微生物采油技术, 进行室内评价实验。从龙虎泡油田地层水中筛选到一株内源菌DH8, 经鉴定为Geobacillusstearothermophilus, 另外从菌种库中挑选一株适合该油藏条件生长的外源菌SL21, 经鉴定为Bacillus licheniformis。室内对DH8 和SL21 的乳化性能、降解能力和驱油效率进行了评价。研究发现, 菌株DH8 和SL21 发酵液的比毛管数分别为0.0239 s/m 和0.0332 s/m; 菌株DH8 和SL21 分别使原油黏度降低19.02%和26.08%; 气相色谱分析表明菌株DH8 主要降解C₁₃~C₂₇内正构烷烃, 而菌株SL21 主要降解C₁₉~C₃₇内正构烷烃, 经DH8 和SL21 降解后, C₁₃之前烷烃含量占比分别增加了5.33%和11.00%; 物模实验表明, 菌株SL21 和菌株DH8 的驱油效率分别为7.11%和5.50%。综合分析得出外源菌SL21 的各项驱油性能指标均优于内源菌DH8。