枯草芽孢杆菌地原油作用的初探

从油藏中分离出的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis)SP4为运动的、产芽孢的革兰氏阳性杆状细胞。细菌的生长温度范围比较广，最高生长温度为58℃，最佳生长温度的为32-48℃。细菌可在7%NaCl溶液中生长，在pH为5.5-8.5时生长良好。SP4菌株能够使多种碳水化合物发酵产酸，兼性厌氧生长；能够产生挥发性脂肪酸、有机酸、酮、醚、酯和生物表面活性物质等代谢产物。SP4菌株能够转化和降解不同原油的芳烃、非烃和沥青质组分以及极性有机硫化合物和有机氮化合物，降低原油的重质馏分含量，改善原油的重质馏分含量，改善原油的物理化学性质。将该细菌应用于油田，有利于提高原油采收率。     

枯草芽孢杆菌提高原油采收率的物模驱油实验

针对目前常规采油开采技术的限制和原油采收率较低等问题,本研究采用单因素法对一株从油污中分离的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 32811)代谢产生物表面活性剂的发酵条件进行优化并进行微生物驱油实验。优化条件实验确定了以葡萄糖为唯一碳源,最佳的无机培养基配方(g/L):ρ(C_6H_(12)O_6)30.0,ρ(NH_4NO_3)1.0,ρ(KH_2PO_4)4.1,ρ(Na_2HPO_4·12H_2O)14.3,ρ(MgSO_4)0.096,ρ(CaCl_2)0.0008,ρ(FeSO_4)0.0011,ρ(C_(10)H_(16)N_2Na_2O_8)0.0015。发酵液表面张力从65mN/m降至25mN/m。通过微生物对原油降解的物模驱油实验,得出原油出现乳化及原油重质组分含量明显降低的结果。物模驱油实验中分别注入发酵液及先注入微生物再注入无机培养液能提高原油采收率26.1%和31.4%。说明枯草芽孢杆菌有利于提高剩余油的采收率,具有良好的应用前景。     

枯草芽孢杆菌对原油作用的初探

从油藏中分离出的枯草芽孢杆菌 (Bacillussubtilis)SP4为运动的、产芽孢的革兰氏阳性杆状细胞。细菌的生长温度范围比较广 ,最高生长温度为 5 8℃ ,最佳生长温度为 32～ 4 8℃。细菌可在 7%NaCl溶液中生长 ,在pH为 5 5～ 8 5时生长良好。SP4菌株能够使多种碳水化合物发酵产酸 ,兼性厌氧生长 ;能够产生挥发性脂肪酸、有机酸、酮、醚、酯和生物表面活性物质等代谢产物。SP4菌株能够转化和降解不同原油的芳烃、非烃和沥青质组分以及极性有机硫化合物和有机氮化合物 ,降低原油的重质馏分含量 ,改善原油的物理化学性质。将该细菌应用于油田 ,有利于提高原油采收率。     

脂肽生物表面活性剂在微生物采油中的应用

对从大庆油田分离到的一株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ZW-3代谢的脂肽生物表面活性剂的理化性质(CMC值、乳化活性、对温度、矿化度的稳定性、降低油水界面张力能力)进行了测定,同时进行了物理模拟实验。研究结果表明,该脂肽表面活性剂具有优良的乳化和降低油水界面张力的能力,并可以适应油藏中复杂的环境,可提高采收率9.2%。在微生物采油中具有较好的应用前景。     

枯草芽孢杆菌的扩散系数

细菌的扩散作用与细菌在位繁殖及微生物驱油数学模型直接相关。针对微生物驱油过程,应用改进的毛细管法,结合细菌群体的通量模型,实验测定了在微生物驱油方面有应用潜力的菌株—枯草芽孢杆菌BacillussubtilisHSO121的扩散系数。该方法是将一根含有缓冲介质的毛细管插入菌悬液腔内,经过一定时间测定扩散进毛细管的细菌个数,进而求出细菌的扩散系数Db。在实验条件下测得枯草芽孢杆菌HSO121在35℃下的扩散系数为1.2×10-6cm2/s,而文献报道的多种细菌的扩散系数值在3.2×10-7~8.3×10-6cm2/s范围。对比细菌扩散与化学物质扩散的异同,发现非能动菌的扩散类似惰性粒子的布朗扩散,而能动菌的扩散主要基于其随机运动能力,布朗运动的影响可以忽略。图1表1参20。     

改性纳米颗粒在提高原油采收率中的研究进展

在常规驱替流体中加入纳米颗粒可提高原油采收率,但常规纳米颗粒分散性较差,易发生团聚堵塞孔隙,且降低油水界面张力的能力有限,因此纳米颗粒的改性逐渐成为研究重点.重点介绍了纳米SiO2颗粒、纳米金属颗粒及有机纳米材料的改性方法,包括偶联剂改性、聚合改性和表面活性剂改性等,并比较了不同改性方法的优缺点,展望了改性纳米颗粒的发...     

微生物与三元复合驱结合提高原油采收率探索研究

室内筛选的8株兼性厌氧菌以原油为唯一碳源在油层条件下能够很好的生长、繁殖,经合理复配,配伍菌可降解重组分原油,使轻组分增加28．4％,含蜡含胶量降低30％～50％,原油流动性变好,并产生生物表面活性剂、酸液,使原油酸值提高20倍以上,发酵液中有机酸含量提高19．5倍。作用后原油进一步降低了与三元体系间的界面张力。天然岩心驱油实验表明,发酵液稀释2倍,表面活性剂浓度为0．04％,先注微生物关闭模型5d,再进行发酵液配制的复合体系驱替,采收率比水驱提高20．25％(OOIP);若先注微生物,再用现有三元配方(大庆自行研制)驱替,提高采收率幅度平均在29％(OOIP),比单独三元复合体系驱油采收率增加9％左右。由此可见,应用微生物技术与化学驱结合的方法,能够进一步提高原油采收率。     

短短芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌降解原油烃机制研究

研究了短短芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌两株微生物采油菌作用于石油烃的机理,原油经两株菌种作用以后,高碳链饱和烃的相对含量降低,低碳链饱和烃的相对含量则相应增加,∑nC₂₁^-/∑nC₂₂⁺值由原来的1.35分别升高到1.73和1.87;Pr/nC₂₇与Ph/nC₂₈值分别增加19.0%、17.9%和9.5%、23.1%,而Pr/nC₁₇与Ph/nC₁₈值在微生物作用前后几乎没有变化.表明短短芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌作用原油烃时只降解高碳链饱和烷烃,同时无低碳饱和烷烃的生成.微生物作用前后原油中非烃的红外光谱分析也同样表明,有一定量的羧酸生成.采用气相色谱-质谱方法,对油样提取物中微生物产生的酸、醇、酮等物质进行了分析研究,两株菌产酸以饱和烷基酸为主,尤其以直链饱和烷基酸居多,同时也生成一定量的环烷、烯基酸和少量的芳基酸.可以推断,短短芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌对大庆原油的降解以氧化降解为主要途径,存在一种非常规的次末端氧化,同时兼有末端氧化和双末端氧化,生成单脂肪酸、羟基脂肪酸和二羧酸.     

原油氨基酸在碱液中的乳化性能

考察了辽河、克拉玛依、胜利3个油田6个Lin选的原油氨基酸与碱液的乳化性能。辽河、克A、克B、孤岛、胜坨Ⅰ、胜坨Ⅲ原油氨基酸馏分均使同一原油不乳化馏分与碱液形成体系的界面张力升高。     

短短芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌采油机理及其在大庆特低渗透油藏的应用

针对大庆外围朝阳沟油田储集层和油水特性，筛选出短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）和蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）作为采油菌种。实验结果表明，实验菌株作用原油烃时只降解高碳链（C20以上）饱和烷烃，降解途径以氧化降解为主，代谢产物以饱和烷基酸为主，没有低碳饱和烷烃的生成。实验菌种性能评价结果表明：微生物作用后界面张力下降50％左右，产生多种有机酸；微生物可选择性降解原油中某些中—高碳数烷烃，使原油中的长链烷烃含量相对减少，短链烃含量相对增加，原油黏度下降40％左右，含蜡量、含胶量下降，流变性得到改善。物理模拟驱油实验表明微生物提高采收率幅度可达到6．7％。应用短短芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌等菌种在大庆朝阳沟特低渗透油田开展的微生物单井吞吐试验和微生物驱油矿场试验取得了理想效果。图7表4参22     

微生物采油技术的进展

生物技术特别是微生物采油技术,已经引起了石油工程技术人员的空前关注。在国内外,微生物采油技术的先 导性矿场试验已初见成效,较为典型的数美国和俄罗斯,我国的吉林、胜利等油田也进行了矿场试验,增油效果鼓舞人 心。同时,随着科技的发展,一些先进的微生物学研究工具已经进入微生物采油技术的研究领域,如分子生物学、示踪 剂及可视化技术等已经成为微生物采油机理研究的重要工具。相关的石油烃降解理论、数学模型等也取得了系列成 果。微生物采油的应用也从开始的单井处理逐渐向整个区块或油田发展,并见到了明显效果。     

微生物采油技术与油田化学剂

微生物采油技术研究和现场应用范围不断扩大，前景良好。本专论叙述了微生物采油与油田化学剂之间的关系，共分6个部分；①影响微生物采油的油田化学剂简介；②化学剂对微生物的不良作用，包括对微生物呼吸作用，蛋白质、核酸、结构大分子合成及细胞壁功能的直接影响和通过改变环境介质渗透压、氧化还原位，pH值对微生物生长的间接影响；③化学剂影响的评价，包括测定最低影响浓度、作用持续时间，并考虑化学剂在地层内的变化；④化学剂不利影响的消除，包括筛选具有抗某种化学剂的菌种，培育具有特定性能的菌种，如可用于聚合物驱后油田的可降解聚合物的菌种。⑤微生物采油需要的化学剂：碳源、氮源、磷源等，利用内源微生物的驱油技术。⑥简短结论。     

利用微生物提高原油采集率的储层工程分析

实验室和现场试验证明 ,微生物提高原油采收率法通常要比其它化学提高原油采收率法回收的残余油要少。由于对微生物的特性 (如反应速度、化学计量法、所需反应物浓度等 )缺乏定量的测试分析 ,因此很难解释清楚这种差异。但是 ,要说明微生物性能、储层特性和操作环境 (如 :单井的控制面积、注入速度和残余油饱和度等 )间的定量关系是可能的     

激活地层本源微生物提高稠油采收率

以地层微生物地化活动的活化作用为基础的提高石油采收率生物技术，在大港孔店油田做了先导性试验（2001～2004年）。微生物的活化作用是通过注水井循环导入充气水和补充含N，P的矿物盐而获得的。这项生物技术的使用引起地层微生物的活化，这个活化首先是在注水井的近井底区域，接着是在沿着水动力学方向一致的区域进行。第一阶段，需氧烃降解微生物的活性增加，导致地层水碳酸氢盐和乙酸盐含量的增加；第二阶段，在缺氧区域甲烷产生菌被激活。本源MEOR先导性试验表明，地层水中的微生物指标与生产井的产量有关，通过试验多采出16000余吨原油。     

微生物驱油技术综述

相对于常规提高采收率技术,微生物采油有2个优点,即微生物不会消耗大量能源且其使用与油价无关.微生物能以油藏里的物质为营养代谢,在发酵过程中排出生物气,占据部分储层空间,或形成人工气顶.微生物还可以堵塞油层的高渗透通道.微生物在油藏整个水相里都发挥作用,包括水与岩石界面和油水界面,并可以受控地在分子和孔隙微观水平上连续产出气体、溶剂、表面活性剂以及其他生物化学剂,驱替石油.日本和中国用优选的微生物菌种注入油藏进行矿场试验,结果提高采收率15%～23%.但是微生物采油也有一些局限性,所以应该加强目前进行的微生物驱油模拟研究,确定最好的菌种、营养物、代谢和生理特征,使微生物驱油开采技术获得较高成功率.     

Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR)

Abstract

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) represents the use of microorganisms to extract the remaining oil from reservoirs. This technique has the potential to be cost-efficient in the extraction of oil remained trapped in capillary pores of the formation rock or in areas not swept by the classical or modern enhanced oil recovery (EOR) methods, such as combustion, steams, miscible displacement, caustic surfactant-polymers flooding, etc. Thus, MEOR was developed as an alternative method for the secondary and tertiary extraction of oil from reservoirs, since after the petroleum crises in 1973, the EOR methods became less profitable. Starting even from the pioneering stage of MEOR (1950s) studies were run on three broad areas, namely, injection, dispersion, and propagation of microorganisms in petroleum reservoirs; selective degradation of oil components to improve flow characteristics; and metabolites production by microorganisms and their effects.     

应用微生物提高原油采收率技术提高产油量

微生物提高原油采收率(MEOR)技术是一种经济实惠而又有潜力的方法.大部分常规采油方法都只能采出油藏中可采原油储量的15%～50%.若在不增加额外的排液费用条件下,应用此技术可延长井的平均寿命.因为MEOR会引起油藏中的化学变化,所以它又是实施三次采油的一种环保方法.MEOR之所以在经济上变得日益可行,是因为遗传工程所培养出的更有效的微生物细菌可依靠廉价而丰富的营养物质来维持其生命.本文回顾了微生物对提高原油采收率所起的作用,同时还评价了原油开采与处理成本的潜在收益,并肯定了MEOR的各种应用及潜在发展.     

Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR)

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) represents the use of microorganisms to extract the remaining oil from reservoirs. This technique has the potential to be cost-efficient in the extraction of oil remained trapped in capillary pores of the formation rock or in areas not swept by the classical or modern enhanced oil recovery (EOR) methods, such as combustion, steams, miscible displacement, caustic surfactant-polymers flooding, etc. Thus, MEOR was developed as an alternative method for the secondary and tertiary extraction of oil from reservoirs, since after the petroleum crises in 1973, the EOR methods became less profitable. Starting even from the pioneering stage of MEOR (1950s) studies were run on three broad areas, namely, injection, dispersion, and propagation of microorganisms in petroleum reservoirs; selective degradation of oil components to improve flow characteristics; and metabolites production by microorganisms and their effects.     

Production and Optimization of Microbial Surfactin by Bacillus subtilis for Ex Situ Enhanced Oil Recovery

In the research, biosurfactant production and the optimization of biosurfactant production conditions have been examined have been examined using one strain of Bacillus subtilis isolated from agricultural soil. For biosurfactant production, the optimum conditions were sucrose as carbon source, temperature at 37°C and 250 rpm. At 250 rpm, the optimum filling volume of culture media in a 500 mL Erlenmeyer flask was determined as 100 mL. The results show that shaking the flask should increase the oxygen transfer rate from gas phase to liquid phase, but if the filling volume of culture media is more than 100 mL, the oxygen limitation will be governed on the culture medium which results in the reduction of biomass and biosurfactant at 250 rpm. The oxygen limitation causes 23% and 18% reductions of biomass and biosurfactant, respectively. The biosurfactant produced also attained emulsion indexes as 80%, 75%, 68%, and 65% for crude oil, hexadecane, kerosene, and diesel, respectively. Oil displacement experiments in micromodel with kerosene show 25% higher recovery rate in residual oil using the proposed biosurfactant.     

微生物采油在河南油田的实践与认识

微生物采油是一种新型的提高采收率技术，具有投资少、周期短，见效快和资金回收快的效益优势。文章阐述了微生物采油机理和特点，微生物采油井筛选标准和方案制定、矿物试验准备与实施状况，进行了微生物试验效果分析，取得重要的认识。微生物采油矿场试验采取注微生物溶液吞吐反排方式，现场实施17口井，注入微生物原农5940L，累积增油1455t，综合含水下降，原油流体性质得到改善，经济效益显著，为下步大规模推广应用打下了基础。