微生物驱油新型体系研究与应用

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1、微生物驱油新型体系研究与应用摘要：研究了以淀粉-纤维素为基础的颗粒状本源微生物驱油营养剂对菌群的激活过程，并利用不同岩心模型评价了体系的封堵作用与驱油效果，探讨了该营养体系的调驱机理。该体系在有氧和无氧条件下均能有效激活本源菌群，烃类氧化菌和发酵细菌是其激活的主要菌群，对原油有较好的乳化作用；现场试验表明，新体系能有效封堵高渗层，改变水驱方向，降水增油效果显著，投入产出比达1：9以上。关键词：微生物驱油营养体系波及效率采收率近年来在大港油田进行的本源微生物驱油试验均采用水溶性的氮、磷盐体系，并补充定量空气以实现油藏好氧菌群的激活

2、和原油的生物降解，这种体系主要强调‘驱’的作用，而忽视了‘堵’的作用。水溶性营养物在注入油藏时会沿高渗区域窜流，在油藏中滞留时间短，微生物利用程度低，生物产物与油藏岩石和流体相互作用时间短，这是造成本源微生物驱油技术现场效果不明显或见效慢的主要原因。要解决上述问题，首先要延长营养组分在油层中的滞留时间，满足微生物（和代谢产物）与油藏岩石和流体作用的时间要求，使代谢产物浓度和菌群密度达到较高水平；其次，要充分发挥生物封堵作用，提高驱替压差，扩大波及体积。开发了新型颗粒状的淀粉-纤维素基本源微生物驱油体系，对体系的激活效果、微生物代

3、谢过程、封堵作用等进行了系统研究，并进行了单井组的现场试验，深入探讨了新型微生物驱油体系的调驱作用及其应用前景。一、室内实验1.营养剂、原油与水样实验用营养剂是以工业副品为原料复配而成，加工成不同粒径的粉体或颗粒，属于天然产物，易悬浮于水中，具有廉价、易得、无污染、营养组分丰富等特点。其主要组分为淀粉与纤维素（质量比大于80%），另外含有蛋白质、脂肪及多种微量元素。油、水样取自港西油田，地面原油黏度为47mPa?s，重度0.91。地层水矿化度9029mg/L，水型为NaHCO3型。实验温度为50℃。2、营养剂对菌群激活效果2.1

4、有氧条件下的菌群激活用无菌的三角瓶，在油井采出水中加入2.0%的淀粉-纤维素基营养物，恒温振荡培养，用细菌计数瓶法定期检测常规油藏菌群的密度。图1有氧条件下菌群密度随时间变化图1菌群生长曲线表明新型体系在好氧条件下第2d菌群密度即可达到108个/mL，优势菌群是烃类氧化菌（HOB）和腐生菌（TGB），而硫酸盐还原菌（SRB）和发酵菌（FMB）则没有大量生长。说明体系在氧气充足条件下，可以高效激活油藏中好氧微生物。2.2无氧条件下的菌群激活用灭菌后的400mL不锈钢容器，在采出水中加入2.0%的营养剂，保持无氧状态，恒温静置培养，

5、定期检测菌群密度。大约第2d以后，菌群密度达到生长稳定期，优势菌群为FMB，另外SRB在厌氧条件下浓度也大幅度提高。针对SRB的生长，在体系中添加硝酸盐可有效抑制其生长，同时还可激活对驱油有益的硝酸盐还原菌。实验说明无论在有氧还是厌氧条件下，新型淀粉-纤维素基体系均能有效刺激本源菌群的生长，菌群密度能在较短时间内（2d）可达到108个/mL以上。3、生物作用对原油的乳化对新型营养体系与氮磷（N/P）体系在好氧菌群生长过程中对原油的乳化作用进行了评价（条件同1.2.1，原油浓度10%）。培养5d天后新体系在好氧菌群作用下，代谢淀粉

6、、纤维素等产生了表面活性物质，能较好地乳化原油；同时菌群计数结果表明，HOB密度也达到108个/mL。而N/P体系中，原油与水很容易实现分层，乳化程度低，HOB菌群密度也较低。以上实验表明新型体系在好氧条件下能够有效激活产表活剂菌群和烃类氧化菌，以实现原油乳化。传统的N/P体系即使在氧气补充非常充分的条件下也不能有效激活HOB，这主要是由于使用N/P体系时虽然碳源和氮源充足，但是其他微量组分的缺乏大大限制了HOB菌群的生长，另外N/P体系中碳源和氮源过于单一也可能是重要原因。与N/P体系不同，新体系是以天然产物为主，各类营养组分

7、丰富且配比更为合理。4主要代谢产物分析4.1生物表面活性剂新型体系可被微生物代谢产生表活剂，对原油乳化效果良好。新体系与少量原油在地层水中培养10d后，除去培养液中原油，分离产生的生物表面活性物质，利用TLC、FT-IR、GS-MS、HPLC-ESI-MS等方法对生物表活剂进行的定性与定量分析。分析表明本源菌所产表面活性物质为鼠李糖脂，其结构都是由1～2分子的鼠李糖和1～2个含β-羟基的碳链长度为8～12的脂肪酸组成。其中，含量最高的两种组分分别为2-O-α-L-吡喃鼠李糖苷-α-L-吡喃鼠李糖苷-β-羟基癸酰-β?C羟基癸酸和

8、α-L-吡喃鼠李糖苷-β-羟基癸酰-β?C羟基癸酸，其含量分别达19.26%和14.56%。另外，在21种同系物中，有11种组分含不饱和脂肪酸，含不饱和脂肪酸组分的总含量达27.23%。鼠李糖脂组分的增多及不饱和脂肪酸含量的不同，与菌株特性及所用碳源有关①。4.