变异系数在油藏微生物激活剂筛选中的应用

为了筛选克拉玛依油田93#油井内源微生物最佳激活剂配方,采用不同激活剂对油藏微生物进行了选择性激活,对激活后的腐生菌、产甲烷菌、反硝化细菌、硫酸盐还原菌、硫细菌、铁细菌数量进行了检测,同时以变异系数为指标对激活效果进行评价,并结合原油降解率及降黏率进行验证。实验结果表明:当可溶性淀粉为碳源、KNO3为氮源、K2HPO4为磷源,且三者质量浓度分别为10,4,1 g/L时,能够较好地刺激油藏有益内源菌的生长,对硫酸盐还原菌、硫细菌、铁细菌等对采油不利的细菌起到一定的抑制作用,说明变异系数可以作为油藏微生物激活剂配方筛选的评价指标之一,为后续现场试验提供理论基础。     

响应面法优化采油用蜡状芽孢杆菌发酵配方

为了提高采油用蜡状芽孢杆菌(km121)发酵液的活菌数,采用响应面法对发酵培养基进行优化。首先利用Plackett-Burman设计筛选出培养基中影响活菌数的显著因子;然后通过爬坡实验找到显著因子对应的最大响应值区域,最后利用响应面法的Box-Behnken中心组合实验确定各显著因子的最佳比例[1],优化后的培养基组分为:葡萄糖22.7 g/L,尿素1.1 g/L,硫酸铵1 g/L,硫酸镁1 g/L,磷酸二氢钠2.5 g/L,磷酸氢二钾0.5 g/L,酵母膏1.5 g/L,氯化钙0.02 g/L,在此条件下实际实验值为51.2×10^8cfu/mL,活菌数比优化前的33.2×10^8cfu/mL提高了35.2%。     

响应面法优化固定化微生物降解石油污染物

从炼油厂活性污泥中筛选和驯化了1株石油降解菌SJ-1,以秸秆材料WT为固定化载体,采用表面吸附法制备固定化微生物;以胜利原油为反应底物,考察了温度、微生物接种量、原油质量浓度、pH值对原油降解率的影响;采用响应面法优化了降解条件,并在优化条件下进行了降解动力学实验。结果表明,单因素对降解率的影响程度从大到小的顺序为温度、pH值、原油质量浓度、接种量,其中pH值和原油质量浓度、原油质量浓度和温度的交互影响对原油降解率影响较显著;根据响应面模型计算得到的最佳降解条件为pH值7.0、原油质量浓度5000 mg/L、温度34℃、接种量46 g/L,此时原油降解率最高达68.3%;固定化微生物和游离微生物降解过程均符合一级动力学,且前者的降解速率是后者的3.67倍。     

胜利油田沾3块内源微生物驱物理模拟试验研究

物理模拟试验是内源微生物驱现场试验的重要组成部分.试验采用单管填砂模型,模拟胜利油田沾3块油藏条件(油藏温度60℃、压力10MPa、渗透率900×10-3μm2和矿化度8055mg/L),利用筛选出的激活剂配方,开展了不同激活剂注入量、注入方式和空气配注量下的物理模拟驱油试验.通过对产出液中的微生物群落结构和代谢产物低...     

采油微生物激活产气实验研究及在大庆油田的应用

为解决微生物采油室内实验科研需求,设计了一种新式物理模拟产气装置,该装置解决了原有方法难以填装天然岩心来模拟油藏条件下微生物产气的问题,以及微生物作用原油产气过程中气体压力难以实时监测与采集的问题。应用该装置对设计的内源微生物激活剂激活培养,所产气体压力最高可达到1.1 MPa,其中甲烷的含量达到77.79%。所筛选出的激活配方应用到矿场实验后取得了良好效果,激活剂注入后,井口注入压力迅速升高,两轮注入后注入压力累计升高3.5 MPa,试验期间增油3 593 t,提高采收率2.26%。     

高温油藏内源微生物的堵调及种群分布

针对高温高压油藏（65℃、11MPa）,以其中内源微生物群落为主要对象,利用物理模拟及分子生物学手段研究了内源微生物被激活后与多孔介质间的相互作用及其群落分布特征。研究发现,内源微生物激活后使岩心渗透率由1.64 μm²降至1.01μm²。多孔介质和油水两相界面均表现出显著的细胞截留能力,水驱2PV后产出液细菌浓度由10⁸个/mL降至10⁶个/mL以下,而每毫升岩心中细菌总量约为7×10⁸个。利用分子方法研究群落结构发现,以糖类、烃类和脂肪酸为底物的代谢活动已被激活并在产出液或岩心不同位置形成优势,并且产出液和岩心中产甲烷古菌一致,而岩心内细菌种类丰富(＞20种嗜热菌),且多样性高于产出液。     

聚合物驱后油藏激活内源微生物驱油现场试验

针对聚合物驱后油藏内源微生物的生长特点,对大庆油田萨南开发区南二区东部聚合物驱后典型油藏开展了激活内源微生物驱油现场试验。通过优选由玉米浆干粉、硝酸钠和磷酸氢二铵构成激活剂,与保护剂聚合物交替注入,并运用分子生态学末端限制性片段长度多态性方法分析了内源微生物激活前后群落结构的变化规律,研究了利用内源微生物驱油技术的可行性。现场试验结果表明：聚合物驱后油藏中有明显的产气增压效果;油藏驱动压力的动态变化及代谢产物气体组分CH₄和CO₂的δ¹³C同位素含量波动,验证了激活剂的加入促使油藏内源微生物微氧和无氧代谢交替进行;产出液的各项生化监测指标均有明显变化,激活后优势菌群为Pseudomonas、Thauera和Arcobacter,且丰度增高;试验区阶段累计增油3 068.13 t,含水率下降2.2% ,驱油增产效果明显。该试验的成功实施证明了聚合物驱后油藏采用激活内源微生物驱油的工艺方法是可行的,并为同类油藏进一步提高采收率提供了可借鉴的方法和途径。     

响应面法优化煤焦油电化学脱水的操作条件

采用YS-3电脱盐试验与破乳剂评选仪,对中温热解煤焦油电化学脱水进行了实验。考察了破乳剂加入种类和加入量、电场强度、去离子水加入量、脱水温度、脱水时间等6个单因素对煤焦油电化学脱水效果的影响,采用响应面法对破乳剂加入量、去离子水加入量、脱水温度、脱水时间进行了优化。实验结果表明,在8种破乳剂中,以多乙烯多胺类引发剂合成的水溶性XD-2破乳剂的破乳效果最好;煤焦油电化学脱水的优化条件为:电场强度900 V/cm、脱金属剂加入量30.0μg/g、去离子水加入量13.4%(φ)、破乳剂加入量17.4μg/g,脱水温度108℃、脱水总时间17.3 min,在此条件下,脱水率最高达到99.5%,煤焦油中水含量最低为127.7μg/g,符合加氢原料油进料要求。     

响应面法优化硫酸盐还原菌培养条件

采用Box-Behnken中心组合设计及响应面法(Response surface methodology)对影响硫酸盐还原茵(SRB)生长的半胱氨酸含量、初始pH值和Na_2SO_4含量3个主要因子的最佳水平及其交互作用进行了研究与探讨,并经Design-Expert.8.05B软件分析数据。结果表明:影响SRB菌株反硫化率的主次因素依次为:半胱氨酸浓度、初始pH值、硫酸钠浓度;三因素中两两因素的交互作用均不显著;最佳培养条件为半胱氨酸质量分数0.01%、初始pH值8.0、硫酸钠质量浓度2.0g/L。在此条件下,SRB菌株的反硫化率平均值为10.642%,与预测值10.097%接近,说明所建立的模型是切实可行的。     

油藏嗜热微生物及其采油机理研究进展

阐述了嗜热微生物及其分类,嗜热微生物在细胞膜结构、嗜热蛋白与嗜热酶、遗传物质方面体现出的嗜热机制,介绍了嗜热微生物在原油的降解、产表面活性剂、产酸、产有机溶剂等其它方面应用于提高原油采收率的采油机理及其相关微生物类群的研究进展,最后,针对当今采油形势,介绍了嗜热微生物采油的必要性及国内外对于嗜热微生物采油技术的研究与应用现状。     

原油碳源微生物自动寻的提高原油采收率机理

应用可视化实验观测方法,对3种原油碳源微生物提高原油采收率的机理进行的研究发现,原油碳源微生物有向原油定向运移并直接接触原油的“自动寻的”功能,并使原油碳源处菌群高度富集。这种自动寻的运移是原油碳源微生物提高原油采收率的基础。实验发现,在任何时候,原油碳源处的菌浓度比其他各处高出5~6个数量级。距原油碳源越远,菌浓度越低,其代谢产物浓度分布规律与菌浓度分布规律相符。微观模拟实验表明,高浓度的菌群及其大量代谢产物协同作用于原油碳源有利于剩余油启动。依据所得规律,对应用原油碳源微生物提高采收率的生产模式提出了建议。     

内源微生物驱油物模实验及其群落演变研究

针对胜利油田孤岛中一区Ng3地层水的性质设计激活剂配方,在物理模拟条件下有效激活内源微生物,同时将硫酸盐还原菌浓度控制在50个/mL以下。微生物经激活后代谢活跃,产乙酸达346 mg/L,产出气体中甲烷含量5%。通过变性梯度凝胶电泳及其条带测序,定性分析了激活后内源微生物群落中的15个不同内源菌属,其中以嗜热厌氧菌为主,部分种属代谢产生的低分子有机酸、CO2和H2等,被其它细菌或产甲烷古菌作为代谢底物而利用,这些微生物组成了物理模拟实验条件下的完整代谢体系。     

激活内源微生物提高原油采收率技术

微生物采油技术可按微生物来源分为外源微生物采油和内源微生物采油两大类，本文综述了通过注入营养剂和混气水激活油层内本源微生物的采油技术，该项技术的工艺较简单，在俄罗斯已进入较大规模的矿场应用试验。综述的论题包括；绪言；基本原理，矿场试验及相关研究；矿场试验设计；矿场试验跟踪监测；对中国微生物采油技术发展的意义。     

内源微生物长岩心激活实验研究

用800 cm长岩心驱替系统,对新疆油田某区块内源微生物驱油进行了室内物理模拟研究,跟踪检测了模拟过程中微生物、营养物及代谢产物的变化。实验结果表明,长岩心不同位置的激活效果不同,大致分为富氧段、缺氧段和厌氧段三段。岩心不同位置的好氧菌菌数不同,富氧段菌数明显高于厌氧段。各取样点表面张力的变化没有规律,有升有降,表面张力从初始的57.7 mN/m降至最低值41.51 mN/m。驱出液中微生物、营养物和代谢产物的运移规律相似,随驱出体积的增加,菌数、总碳和总氮含量先增加后降低。激活后有益菌数量大幅增加,硫酸盐还原菌数量得到有效抑制,最终提高采收率幅度达5.84%。内源微生物在油层条件下被有效激活,初步验证了内源微生物两步激活理论,表明内源微生物驱油具有良好的驱油效果和发展前景。图5表1参12     

变性梯度凝胶电泳方法在内源微生物驱油研究中的应用

应用基于聚合酶链式反应(PCR)的变性梯度凝胶电泳方法(DGGE)分析了在高温、高压和厌氧条件下富集培养的油藏内源微生物16S rDNA。用化学裂解法(SDS)直接提取了油藏微生物基因组DNA,并以此基因组DNA为模板,用特异性引物对16SrDNA的V8和V9可变区进行聚合酶链式反应扩增。对长约400bp(碱基对)的扩增产物进行DGGE分离后,得到了分离较好的电泳图谱。结果表明,DGGE方法可以分离不同油藏微生物16S rDNA的V8和V9可变区的DNA扩增片断。在内源微生物驱油研究中,DGGE方法是在分子水平上分析油藏微生物群落结构和监测微生物群落动态变化的有效工具。     

考虑油藏环境因素和微生物因子的微生物采油数学模型

为研究油藏环境耦合作用下微生物驱技术提高采收率机理，建立了能全面反映微生物驱油过程的三维三相六组分数学模型，模型涉及的组分有油、气、水、微生物、营养物以及代谢产物。该模型综合考虑了微生物生长/死亡、营养消耗、产物生成、化学趋向性、对流扩散、油相黏度降低、吸附、解吸附以及油-水界面张力变化等特性。其中，微生物生长动力学方程以Monod模型为基础，考虑油藏环境因素对微生物生长模型的影响且微生物在地上与地下生长速率不一致；同时为了体现菌体对微生物驱油的作用，引入微生物因子到微生物驱油机理中。对微生物生长模型、微生物和营养物的混合溶液注入量、环境抑制系数、最大比生长速率以及微生物因子等进行分析的结果表明，通过完善后的微生物生长方程计算得出的产物浓度要比Monod模型低，但这两种微生物生长方程下的产物浓度的差异对最终采收率的影响较小；随着混合溶液注入量的增长，这两种微生物生长方程下的产物浓度差值和采收率提高幅度将增大；微生物因子对微生物驱油有较大的影响，不同微生物因子下提高原油采收率的绝对误差可高达24.53 %。