多孔介质微生物提高原油采收率模型

通过分析微生物在多孔介质中的运移规律,建立了能反映微生物驱油过程的三维三相(油、气、水)四组分数学模型,模型中的组分有微生物、营养物、溶解氧以及代谢产物(生物表面活性剂)。模型分析了对流、扩散、微生物生长和死亡、趋化性、营养物消耗、代谢产物生成、各组分吸附和微生物解吸附等特性,并考虑了微生物吸附造成渗透率下降、代谢产物降低原油黏度和油-水界面张力等性质。进一步根据数学模型研制了对应的模拟器,在给定参数条件下,对微生物驱油效果进行了预测,分析了最大比生长速率、微生物吸附常数、趋化性系数以及代谢产物得率对微生物驱油的影响,进一步揭示了微生物提高采收率的作用机理。     

一株多环芳烃降解菌吉2及其降解能力

从中原油田毛8区块油田采出液中分离得到一株多环芳烃(PAHs)降解菌吉2,根据形态观察、生理生化、16S rRNA基因、管家基因和DNA-DNA同源性分析判断,吉2属于一株Microbacterium新种。研究发现,该菌能在萘和芘为唯一碳源的无机盐培养基中生长,也能够降解萘、菲、蒽和芘的混合PAHs。7 d对这4种PAHs的降解率分别达到了61.4%、86.6%、69.9%和18.6%。吉2对原油有很好的降解及降黏作用,7 d原油的降解速率达到了134 mg·d^-1,黏度降低了29.3%。傅里叶变换红外光谱、族组分和气相色谱-质谱分析显示吉2能够优先利用原油中含PAHs的芳香烃和胶质等组分,原油中萘系列、菲系列、噻吩系列、芴系列、(艹屈)系列、C21-三芳甾醇、芘和苯并(a)芘的相对含量都有一定程度的降低。实验结果表明吉2具有修复PAHs和原油污染的水体或土壤环境的能力,为微生物修复PAHs污染和原油污染提供了一种可行的途径。     

烷基糖苷对CO2驱泡沫的影响研究

以起泡体积、半衰期为指标,研究了疏水基链长对烷基糖苷(APG)形成CO_2泡沫的性能。结果表明,APG的疏水链越长泡沫越稳定,APG0814的起泡性能优于其他链长APG。研究了质量浓度对APG0814泡沫性能的影响,当APG0814的质量浓度为3 g/L时,形成的CO_2泡沫最稳定;质量浓度越高,起泡体积越大。通过物理模拟实验研究了气液比、实验压强对APG0814形成的CO_2泡沫降低气、水流度的影响,结果表明,气液比为2∶1时,CO_2、水流度降低幅度最大;实验压强越高,CO_2、水流度降低幅度越大。     

胶质降解和生物乳化在稠油降黏中的作用

芽孢杆菌QB26是一株高温解烃菌,能以胶质为唯一碳源生长,在以2%胶质为唯一碳源的无机盐培养基中,55℃好氧振荡培养14d,胶质降解量可以达到45.96%;同样培养条件下,该菌发酵液可以较好地乳化等体积的稠油（55℃条件下黏度为1146 mPa·s）,稠油降黏率达到66.49%。该菌与一株假单胞菌T-1复配（V_QB26 ∶ V _T-1 =1：1）后作用稠油,可以显著改善稠油的乳化效果（乳化稳定性增强,平均乳化粒径为17.88 μm,减小粒径67.3%）,此时的稠油乳化黏度为5.11 mPa·s,仅为初始黏度的0.45%。物理模拟驱油实验结果表明,该体系在均质岩心和非均质岩心中提高模拟油藏的原油采收率分别为14.4%和22.38%,达到了降解胶质和生物乳化的双重降黏效果,大幅度提高了原油的流动性。     

微生物电解池强化残余油微生物气化速率

残余油原位气化是一项针对废弃油藏的前瞻性技术,现阶段其主要问题是产气速率慢,无法满足大规模油田开发的需求。通过引入微生物电解池为微生物生长代谢提供能量,实现"微生物-电化学"联合作用,加快微生物气化过程中物质与能量供给,从而加快微生物的甲烷合成速率。首先,从油藏中富集驯化获得高产气速率的"互营代谢-产甲烷"菌群,高通量测序分析其菌群群落结构结果显示,Syntrophomonas、Syntrophus和Syntrophothermus等具有互营代谢特点的微生物成为细菌的优势种属;Methanoculleus、Methanobacillus和Methanobacterium等能够以H₂+CO₂和甲酸盐为底物合成甲烷的微生物成为古菌的优势种属。然后,产气分析表明,该菌群的甲烷合成速率达到了5.3×10^-3mL/（cm³·d）,在同样条件下,用外加0.15 V的微生物电解池强化该菌群的甲烷合成,甲烷合成速率提高了177.4%,达到了14.7×10^-3mL/（cm³·d）,法拉第效率由64.7%提高到123.2%。最后,研究了微生物电解池强化甲烷合成速率的影响因素。碳源、矿化度、电极材料和电势均能够影响甲烷的合成速率,其中电势能显著影响甲烷的合成速率。在外加1.5 V电势的条件下,该菌群的甲烷合成速率达到了33.16×10^-3mL/（cm³·d）,甲烷合成速率提高了526.4%。     

微生物与弱凝胶复合驱油配伍性

为了推动宝力格油田巴19断块弱凝胶调驱和微生物驱复合驱油实验研究,对弱凝胶与微生物的配伍性进行了实验分析。芽孢杆菌Chang和Jian分离自巴19断块地层水,这两株菌对原油的降解率分别达到160 mg/d和138 mg/d、降黏率达到50.5% 和66.3%,形成的原油乳状液油滴平均粒径为38.22 μm和18.54 μm。经测定,两株菌均能代谢产生脂肽类表面活性剂,产量分别为682 mg/L和476 mg/L。微生物和弱凝胶的配伍性实验发现,菌株Jian对弱凝胶的成胶性能没有影响;在弱凝胶调驱的现场使用浓度内,Jian的生长代谢、乳化分散(表面张力为40.78 mN/m、乳化原油平均粒径为22.46 μm)、降黏(降黏率为132 mg/d)和降解(降解率为63.6%)能力也没有明显降低。弱凝胶和微生物复合驱油在弱凝胶驱的基础上可提高采收率7.26%,在微生物驱基础上可提高采收率12.67%,说明菌株Jian与该弱凝胶复合驱油具有良好的配伍性。