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《微生物提高原油采收率机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、微生物提高原油采收率的机理研究向廷生 何正国 佘跃惠 柳常青江汉石油学院地球化学研究中心前 言微生物采油是利用微生物的活动及其代谢物进行强化采油的技术[1~3]。本文采用从油田水中分离出的菌种,以青海七个泉油田原油为研究对象,进行了较详细的室内实验研究,目的是弄清所筛选出的微生物对七个泉油田原油的作用及效果,以寻求提高该油田原油采收率的新途径。原油组成和化学结构的变化1 菌种来源本实验中采用的菌种从辽河油田、塔里木油田、江汉油田等大量油水样品中分离、培养、纯化而得。结合青海七个泉油田原油物性及油层水高矿化度特征,
2、在其中进一步优选出优秀菌种,有关特性见表1。表1 供实验用的3种细菌主要生物特性表菌种号菌落特征细胞形态大小(μm)革兰氏染色是否运动是否需氧分类地位DLA5白色,光滑,薄而平长杆1.5×0.6G-运动兼性梭状芽孢杆菌属LB7白色,粘稠短杆0.7×0.3G-运动兼性牙孢杆菌属HG9白色,表面不平球形0.3×0.3G+运动兼性假单孢菌属 2 微生物处理原油产生短链有机酸实验采用HP3D-CE高效毛细管等速电泳仪分析短链有机酸,选用长50cm、内径50μm的熔融石英细管和二极管阵列检测器。样品取自微生物作用原油后的水
3、溶液。将缓冲溶液、有机酸标准样及水样分别用0.45μm微孔水系样滤膜过滤,直接进行分析。取DLA5和HG9细菌处理七个泉油田5-8井原油后的水溶液及不加细菌处理的空白对照水样分析。在空白对照水样中未检测到短链有机酸,而用细菌处理过的水溶液中检测到大量有机酸(见表2)。从表2可以看出,所选用的微生物作用原油主要产生乙酸,另外还有几种短链有机酸。表2 5-8井原油微生物处理后水中短链有机酸含量表样 品有机酸含量(10-6g/cm3)甲酸乙酸丙酸丁酸戊酸DLA5处理2.85183.8328.179.651.23HG9处理
4、10.05216.1922.396.017.28 3 微生物处理原油产生气体将混合菌液与5-8井原油按1∶1体积比混合,充满100mL三角瓶,用带有导气管的胶塞密封,将其置于50℃恒温箱中,静置72h。实验过程中采用带压排水集气法收集产生的气体,然后将气体进行气相色谱分析。结果,甲烷占4.57%,乙烷占3.10%,丙烷占4.25%,二氧化碳占0.82%,氮气占61.3%,未知气体占25.6%。由此可知,所选微生物作用于原油产生的气体主要是氮气,另外还有低分子量烷烃和二氧化碳。这些气体使产层压力增加,有利于驱出原油
5、,增加产量。4 微生物降解原油重烃(1)原油族组分变化对微生物处理前后的原油进行族组分分离,得到饱和烃、芳香烃、胶质及沥青质。5-8井和中19井原油受微生物作用前后的组分变化见表3。从表3看出,2口井原油受微生物作用后,均有饱和烃、胶质表3 微生物处理前后原油族组分含量表井 号族组分含量(%)处理前处理后5-8井饱和烃芳烃胶质+沥青质73.9015.8010.2874.3714.1711.46中19井饱和烃芳烃胶质+沥青质68.3017.2212.4871.2915.7712.9353 石 油 勘 探 与
6、开 发 1998年8月 PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENT Vol.25No.4 沥青质增加,芳烃减少。(2)分子结构的变化 将分离得到的饱和烃进行气相色谱分析。气相色谱仪为HP5890Ⅱ,毛细柱SE-54,0.32mm×0.52μm×25m。升温程序为:100℃恒温2min,以3℃/min的速率升温到300℃,然后恒温30min。原油受微生物作用前后正构烷烃碳数分布见图1。图1 5-8井(a)和中19井(b)原油微生物作用前后正构烷
7、烃分布曲线5-8井原油的∑nC21-/∑nC22+从作用前的1.58变化到作用后的1.82;中19井的∑nC21-/∑nC22+从作用前的0.88变化到作用后的1.19。从图1中可以看出高碳数烷烃有一部分变成低碳数烷烃,但nC16、nC17和nC18在受微生物作用前后变化很小。可见微生物可选择性地降解某些高碳数的正构烷烃。为进一步研究各组分在微生物处理前后分子结构的变化,进行了红外光谱分析。饱和烃有—CH3和—CH2—的一系列相关峰(2955cm-1,2924cm-1,2852cm-1,1463cm-1,1377c
8、m-1,720cm-1)。芳烃除了有这些相关峰外,还有1602cm-1、864cm-1、812cm-1等吸收峰;胶质除具有芳烃吸收峰外,还有3256cm-1、1652cm-1、1021cm-1宽带吸收峰,说明该组分主要是含氧、氮等杂原子的化合物。为得到半定量的结果,用各特征吸收峰的积分面积(S)与同一谱图中的1463cm-1峰的积分面积(S1463)相比。1
