芽孢杆菌L-32发酵条件优化及提高原油采收率实验研究

经筛选得到了一株能以原油为碳源进行生长繁殖的菌株，初步鉴定为芽孢杆菌(L32)，对其发酵条件进行了优化，确定出最佳的发酵条件，并确定了厌氧条件下以原油为碳源时的培养基成分。通过补加葡萄糖使其浓度保持在8g／L的方法可以提高菌体的浓度。实验结果表明，L-23可以以原油为碳源生长，并能在降低原油粘度的同时使原油培养基内水相的pH值下降。L-23能提高实验岩心的原油采收率，即在关井96h后，L-23可使原油采收率提高9．6％左右。     

苏云金芽孢杆菌LLB19发酵培养基的优化

通过单因子实验对苏云金芽孢杆菌LLB19菌株发酵培养基碳氮源配方进行优化,确定以玉米淀粉、玉米粉为发酵培养基的碳源;以黄豆饼粉、酵母粉作为发酵培养基的氮源.采用Plackett-Burman设计,SAS软件分析该菌株的发酵培养基配方,确定了玉米淀粉、黄豆饼粉、酵母粉为影响LLB19菌株芽孢含量的3种重要因子.运用爬坡路径法对这3种因子进行实验,获得这3种重要因子的最适质量浓度范围.通过响应面分析法,得出3种重要影响因子的交互作用及最佳条件.确定LLB19菌株产芽孢最佳发酵培养基为:玉米淀粉20.0 g/L,黄豆饼粉26.7 g/L,酵母粉5.5 g/L,K2HPO4 0.3 g/L,MgSO4·7H2O 0.2 g/L,CaCO3 0.4 g/L,ZnSO4 0.2 g/L.最佳发酵培养基芽孢数为4.250×107/mL,与初始培养基芽孢数3.410×107/mL相比提高了24.6%.     

产褐藻胶裂解酶菌株的筛选及发酵条件优化

为进一步探索高产褐藻胶裂解酶菌株,促进其工业化应用,以褐藻酸钠为唯一碳源筛选培养基,从鲍鱼内脏中筛选出一株高产褐藻胶裂解酶菌株B4,通过形态学观察和系统发育分析,鉴定为弧菌属细菌Vibrio sp.B4。通过单因素实验对B4菌株的发酵条件和发酵培养基进行优化,获得发酵培养基的最适碳源为褐藻酸钠10g/L,最适氮源为(NH4)2SO410g/L,最适发酵条件为温度30℃,接种量1%,培养基初始pH 6.0。在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman(PB)筛选出3个影响产酶活力的显著因素:(NH4)2SO4浓度、pH、接种量。通过响应面进一步分析优化,得到最佳的发酵培养基为褐藻酸钠10g/L,(NH_4)_2SO_4 10.91g/L,NaCl 10g/L,KH_2PO_4 1g/L,MgSO4·7H2O 0.5g/L,CaCl_2 0.2g/L,FeSO_4·7H_2O 0.02g/L,最佳发酵条件为温度30℃,接种量1.1%,起始pH 6.07。在最佳培养条件下,褐藻胶裂解酶活力可达19.09U/mL,比基础培养条件下提高了3.67倍。该菌经过产酶发酵条件的优化,酶活力得到较大幅度的提高,且其发酵产酶时间短,可为褐藻胶裂解酶的进一步研究应用提供参考。     

利用酱油废水生产微生物絮凝剂及其絮凝条件优化

为了提高微生物絮凝剂的产量,增强其絮凝效果,降低培养成本,以酱油废水替代发酵培养基对WN-2菌进行了培养,通过单因素培养条件优化,考察了外加碳源、外加氮源、培养时间、pH值等因素对微生物絮凝剂产生菌絮凝率的影响。实验结果表明,以预处理过的酱油废水作为廉价替代培养基,高效絮凝菌株WN-2可以在此条件下产生微生物絮凝剂。且WN-2最佳絮凝条件为:外加氯化钙浓度为0.2 g/L、无需添加碳源和氮源、培养时间为36 h、pH为7.0、摇床转速为160 r/min,在最佳条件下,对高岭土悬浊液进行絮凝测定,其絮凝率达到93.6%。因此,利用酱油废水作为微生物絮凝剂的替代培养基是完全可行的。     

合成气发酵梭菌C.autoethanogenum的生长特性与CO发酵性能

为探讨合成气发酵乙醇的新工艺,对梭菌C.autoethanogenum的生长特性及CO发酵性能进行了研究.考察了不同碳源对C.autoethanogenum生长的影响,发现木糖是其生长的最佳底物.对生长培养基进行了改良,使C.autoethanogenum的菌体质量浓度提高2倍以上,代谢产物以乙酸为主,只产生少量乙醇.利用1 L气体采样袋研究了C.autoethanogenum的CO发酵性能,在1.0 g/L酵母膏的发酵培养基中经过两次CO发酵后,乙醇质量浓度达3.464g/L,CO乙醇转化率达51.7%.研究表明:N2环境、180℃、4MPa下,20min高温液态水处理蔗渣得到的水解液可用于C.autoethanogenum的培养,培养液再进行CO发酵,经过一次发酵后得到的乙醇质量浓度为3.13g/L,CO乙醇转化率为46.9%,与之前两次发酵的结果接近,但是发酵时间大大缩短.     

一株优选酿酒酵母增殖培养条件优化及发酵动力学模型的构建

为实现酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的高密度发酵及在奶啤生产中的应用,对一株来源于新疆传统发酵驼乳中的酿酒酵母TR2生长所需的增殖因子与培养条件进行研究,并建立该菌株的发酵动力学模型。采用单因素实验对培养基中的碳源、氮源以及无机盐的种类与浓度进行筛选,通过响应面试验与正交试验的方法分别优化该菌的培养基成分和发酵条件,采用Matlab软件对该菌株菌体生长和葡萄糖消耗动力学模型分别进行非线性拟合。结果表明,优化培养基配方为葡萄糖53.4g/L、蛋白胨21.5g/L、酵母膏10g/L、磷酸二氢钾2.98g/L,在初始pH值为5.0、摇床转速150r/min、接种量体积分数5%、装液量60mL的条件下28℃发酵16h,细胞数量可达到6.64×10⁸CFU/mL,其菌体生长和葡萄糖消耗动力学模型的预测值与实验值能较好地拟合,拟合度分别为0.9973和0.9784,表明所建模型能较好反映该菌的分批发酵过程。     

谷氨酰胺转胺酶发酵培养基的优化

采用单因子试验和正交试验对链霉茵HS-1产谷氨酰胺转胺酶(TG)发酵培养基进行优化,以提高酶的产量.在所选用的无机氮源中,硫酸铵有利于茼体生长和产酶,硝酸钾和氯化铵不利于菌体生长和产酶;所选用的碳源中,甘油为最适碳源.通过L9(34)正交试验确定发酵培养基的组成为(g/L):豆饼粉,20;硫酸铵,3;甘油,20;酵母膏,6;MgSO4·7H2O,2;K2HPO4·3H2O,2.经过培养基优化,酶产量由6.42μ/mL提高到7.45μ/mL.     

富马酸的发酵工艺研究

以可溶性淀粉和液体石蜡为发酵培养基的主要碳源,皱褶假丝酵母为菌种,发酵生产富马酸.比较了不同碳源、不同接种量、不同装液量对发酵过程的影响,以确定最佳发酵条件.摇瓶结果表明:以可溶性淀粉作发酵培养基的主要碳源,2%接种量,发酵60 h产酸浓度最高,发酵液中富马酸对淀粉的转化率为43.5%,在适量的情况下,装液量对发酵几乎没有影响.     

甲醇利用型细菌发酵生产吡咯喹啉醌的培养条件

以甲醇为唯一碳源,对生丝微菌TH205进行培养,研究了甲醇流加速度、Fe^2 浓度对细胞生长及吡咯喹啉醌(PQQ)表达量的影响。结果表明：培养基中添加浓度为7μg／mL的Fe^2 ,并控制甲醇的流加速度使培养基中甲醇浓度为1mL／L时,细胞的生长情况较好,且此时PQQ的发酵产量为26．6μg／mL。     

匍枝根霉液态发酵产木聚糖酶培养基优化研究

利用响应面法对匍枝根霉液态发酵产木聚糖酶的培养基进行优化研究.采用单因素实验,得到最佳的碳源、氮源、无机盐.采用Plackett-Burman对影响匍枝根霉产木聚糖酶发酵的相关因素进行评价,确定有显著效应的3个因素.采用最陡爬坡实验确定接近响应值区域显著因素的浓度,利用3因素3水平的Box-Behnken实验进行培养基优化.结果表明,培养基组成:3.9%麦麸玉米芯粉混合碳源,0.35%(NH4)2SO4,0.2%KH2PO4,0.2%MgSO4·7H2O,0.4%CaCl2,0.06%吐温-80,1%微量元素液,装液量为100mL,pH自然,接种量为10%,在30℃,180r/min条件下培养,其木聚糖酶酶活达到最高为101.697U/mL,比优化前木聚糖酶酶活提高了3.5倍.     

一株高温产表面活性剂菌的筛选及性能评价

从油田产出水中筛选出一株能在75℃条件下产生表面活性剂的高温菌,经形态、生理生化特征及Biolog微生物自动鉴定仪鉴定,该菌为枯草芽孢杆菌.生物表面活性剂的临界胶束质量浓度CMC为130mg/L.对其激活条件进行优化,优化结果为:该菌最佳碳源、氮源和最佳盐度分别为花生油、酵母膏和质量分数0.5%的NaCl.用该菌株在模拟75℃高温油藏条件下进行物模驱油实验,结果表明:在培养10d后可提高采收率4.5%.菌株B-1在微生物采油中具有很好的应用前景.     

不同培养时间微生物驱油效率研究

利用新疆油田六中区原油及地层水,研究了在室内好氧培养条件下,以原油为唯一碳源微生物的生长变化情况,测定了微生物及其代谢产物等相关指标,进行了原油乳化效果评价及提高采收率物模效果评价。结果表明,菌浓较初始值最高增加五个量级,菌群变化显著;微生物发酵液表面张力大幅度降低,由64.937 mN/m最低降至29.979 mN/m,pH由7.30最高升高至8.30,表面张力及pH与微生物生长曲线具有良好的对应关系;不同培养阶段,原油乳化能力明显不同;微生物发酵液提高采收率幅度与其表面张力明显相关,最高可达6.46%;发酵液中糖脂类表面活性剂含量最高达420.8 mg/L。     

微生物油藏反应动力学模型的构建

为更深入了解微生物提高原油采收率机理,建立起有实验支持的微生物油藏反应动力学数学模型,从蒙古林油田水样筛选得到的一株能以烃类为唯一碳源高产生物表面活性剂鼠李糖脂的烃降解菌wj-1(经鉴定为铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa),在模拟油藏环境条件下,以石油为唯一碳源对其进行反应动力学研究,基于Logistic方程、Luedeking-Piret方程和物质守恒方程建立了该采油微生物在油藏中的菌体生长、产物合成和营养基质消耗动力学模型,并通过Origin 8.0软件对模型进行非线性拟合,得出了模型参数,经验证,模型预测值与实验值拟合度较高,表明所建立的模型能较好的描述及预测采油微生物在油藏中的反应动力学过程。     

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.     

轻质油藏注空气燃烧管试验

燃烧管试验是注空气评价过程中的重要试验,其目的是研究注空气过程中原油在地层条件下的燃烧情况.在Calgary大学长1 m、渗透率为1.457 μm2的填砂管中,对鄯善轻质油藏原油进行注空气燃烧管试验.分析了提高原油采收率和维持燃烧所需要的燃料、产出气的组成、产出油和水的量以及注空气温度前沿推进速度.对脱气油注氮气,驱油效率可达到64%,在此基础上注空气,驱油效率可再提高23%,同时燃烧消耗10%的原油,但注空气时不能持续燃烧,进行二次点火后才可完成试验.     

辽河稀油区注CO2提高采收率潜力实验评价

在油田开发过程中,注水开采以后,注气是提高采收率的一种重要方法。CO₂混相和非混相驱提高采收率的效果与地层原油的性质密切相关。通过PVT分析和混相压力的测定,研究地层原油性质和注气后地层流体性质变化情况可为注气决策提供基本依据。分别选取了不同采油厂有代表性的5个区块,进行地层原油相态特征和注CO₂后流体相态特征研究和对比分析,测定其中的两个区块地层原油的最小混相压力,评价辽河油田稀油区的地层流体性质和预测注CO₂提高采收率潜力。结果表明:辽河稀油区注CO₂吞吐提高采收率有一定的潜力,但难以到达CO₂混相驱效果。     

石油降解菌的筛选及其降解特性

为研究石油降解菌对海上溢油污染的降解能力,从大连石化隔油池污水中分离、纯化出一株以柴油为唯一碳源的石油降解菌DW-1.生理生化试验和16S rDNA序列分析结果表明,该菌株为假单胞菌Pseudomonassp.正交试验结果表明,该菌株最适宜生长条件为pH=8.5、盐度为30、氮磷比为10∶1.油培养基质量浓度为3 g/L时,将菌龄为48 h的细菌进行接种,平均除油率在70%左右,最高可达80.32%.海水培养基中絮状物特征表明,该菌株具有应用于海洋石油污染治理的潜质.     

延长油田特低渗透浅层油藏注CO_2提高采收率技术研究

针对延长油田特低渗透浅层油藏储层物性差、破裂压力低、注水开发效果差等开发难点,为探讨注二氧化碳提高采收率的可行性,利用复配原油通过室内实验研究了地层条件下溶解不同含量CO2对原油高压物性的影响,并通过数值模拟技术对注气量、注入速度、注入方式、段塞大小及气液比等注气参数进行了优化.结果表明:CO2能很好地改善原油性质,CO2溶解能力强,能有效增加地层弹性能量,降低原油黏度;但是注气参数对最终采收率影响较大,气水交替注入方式优于连续注气开发,最优注气量为0.3PV,最佳注气速度为8 103m3/d.采用变气液比的方式开采,可以缩短投资回收期.该研究结果对延长油田特低渗油藏及类似油田的注气高效开发具有一定的指导作用.     

油层法微生物采油代谢产物生成量的理论分析

为研究油层法微生物采油代谢产物提高原油采收率的能力,根据物质守恒定律及储层孔隙结构特征,建立储层中微生物代谢产物含量与微生物可利用物质含量的数学方程,分析微生物驱油机制及微生物代谢产物的化学组成,揭示微生物在储层中生长代谢有利驱油物质的能力。结果表明:利于驱油的代谢产物成分中氧原子数量较多,而储层流体中可供微生物利用以合成驱油物质的氧原子浓度相对较低,限制了含氧原子的生物表面活性剂、生物聚合物、生物气体等的生成;以烃为唯一碳源的微生物采油难以大幅度提高原油采收率;油层中微生物可利用物质的溶解度、消耗速率、流体的注入速度等均制约微生物代谢产物的产量和生成范围。     

微波采油技术研究现状及展望

微波采油是一种利用电磁能高效转化的新型采油技术,在非常规油气绿色开发领域具有广阔的应用前景。结合大量文献调研,通过对微波采油进展的探讨,分析出微波采油的四种提采机理及应用现状。研究认为:微波采油的提采机理包括作用于原油的热效应和非热效应以及对储层产生影响的造缝作用和润湿反转作用;微波在采油生产中常用于进行原油分离、破乳、脱蜡、解堵等;在对稠油等非常规油藏进行开发时,以蒸汽为主的单一热采措施增产效果有限,微波辅助蒸汽热采以及纳米催化剂辅助微波采油是未来微波采油技术发展的主要方向。