内源微生物驱油及其对油藏微生物活动的影响

【目的】新疆油田六中区为典型水驱普通稠油油藏，水驱效果较差，油藏具有丰富的内源微生物，本研究通过分析内源微生物驱油对油藏微生物活动的影响，确定内源微生物驱油技术在该类油藏的应用潜力。【方法】采用高通量测序及分析化学技术，系统研究实施内源微生物驱油技术后油藏细菌群落结构组成、细菌总数和功能菌群的浓度以及采出液的流体性质，总结内源微生物驱油对油藏微生物活动的影响。【结果】现场试验注入激活剂和空气后，内源微生物被显著激活，细菌群落结构发生明显变化，细菌总数及功能菌群浓度普遍提高了2–3个数量级；各种内源微生物代谢活动显著增强，与地层流体相互作用后，原油明显被乳化，最终石油采收率提高5.2%。【结论】对于内源微生物较为丰富的水驱普通稠油油藏，内源微生物驱油技术对油藏微生物活动的影响显著，具有显著的技术优势和较大的应用潜力，微生物群落结构、功能菌群浓度及其相关代谢产物可以作为评价内源微生物驱油现场激活效果的重要指标，为其他内源微生物驱油现场试验提供技术参考。     

模拟油藏条件下内源微生物群落空间分布规律

【背景】油藏内源微生物群落是开展内源微生物驱油技术的物质基础,由于油藏多孔介质取样技术难度大、成本高,实施内源微生物驱油后从注入端到产出端多孔介质中的内源微生物空间分布规律尚不明确。【目的】通过室内长岩心连续驱替实验模拟油藏内源微生物驱油过程,分析实施后不同空间位点油砂上吸附的内源微生物群落结构,揭示从注入端到产出端内源微生物群落的空间分布规律。【方法】借助高通量测序技术及荧光定量PCR技术解析不同空间位点油砂原位微生物群落信息。【结果】注入端到产出端不同空间位点生态环境的差异及菌属间的相互作用造成油藏内源微生物群落空间分布差异,存在明显的好氧、厌氧空间演替变化规律。岩心前端主要存在一些好氧类的产生物表面活性剂类微生物如假单胞菌属,岩心中部主要存在兼性和厌氧类的微生物如地芽孢杆菌、厌氧杆菌属,岩心末端主要分布严格厌氧类细菌和产甲烷古菌,厌氧类微生物代谢产生的H2、CO2和乙酸分子可以为产甲烷古菌提供代谢底物。【结论】通过室内物模油砂研究,首次明确了内源微生物群落在多孔介质中从注入端到产出端的空间分布规律,证实油藏内源微生物的好氧、厌氧空间接替分布规律,深化了对油藏内源微生物的认识。     

新型稠化缓释营养剂的优化及其驱油潜力评价

基于当前内源微生物驱油技术研发和矿场应用现状,开发能够提供并延缓释放微生物营养、调堵高渗透层双重作用的新型激活剂体系,从而解决内源微生物驱油过程中营养剂随驱替液过快采出的问题。物理模拟驱油实验表明,该稠化缓释营养剂能够显著激活内源微生物和功能菌群,使总体菌密度提升2~3个数量级,并联填砂管岩心驱油效率提高21.8%,单只岩心最大提高约53.7%,具有较强的应用潜力。该研究对內源微生物驱油技术的应用具有参考价值。     

解烃细菌NX-2的特性及矿场试验

针对华北油田马二断块的油藏条件和流体特性选育出解烃细菌NX-2。在缺氧条件下对菌的代谢和改善原油性质等方面进行了评价。在油藏温度(87℃)条件下用人造均质岩芯进行的物理模拟驱油实验表明,微生物驱较水驱提高石油采收率7.1％。在马2-410油井进行的吞吐处理试验,共增产原油669t,少产水3,000余吨,表明NX-2菌适应地层条件,具有增采和改善原油性质的作用。     

高温高盐油藏内源微生物室内模拟激活

胜利油田永8区块原油黏度高、水驱效果差,而且受该区块高温高盐油藏条件影响,常规化学驱技术难以有效提高水驱效率,针对此类问题,笔者开展内源微生物驱油技术研究。内源菌群分析表明,该区块油藏具备了产生物乳化剂、产甲烷气等几种主要功能菌群的条件。筛选并优化出能有效激活内源菌群的激活剂配方。经过激活后微生物的有效浓度达到10~8个/m L以上,产气压力达到0.088 MPa,最大产气速率达到0.2 L/(g·d)(以1 g激活剂计),柴油乳化指数达到100%,乳化效果48 h内稳定。室内物模驱油评价表明,注入该激活剂配方0.3 PV(孔隙体积)后可提高采收率9%以上,含水率由95.1%下降到81.4%,表现出了良好的应用潜力,为下一步在高温高盐油藏开展微生物驱提供了依据。     

大庆油田微生物采油现场试验进展

本文介绍近十几年以来大庆油田利用具有产气、降解原油、产生物表面活性剂及堵调性能的菌剂,通过地下发酵,开展微生物采油现场试验取得的进展.分析了该项技术适用的油藏条件和应用特点.截止到2012年底,应用微生物采油技术增产原油达12×104 t.其中微生物单井吞吐518口,累计增油6.3×104t,实施微生物驱和调驱项目10项(45个井组),累计增油5.7×104 t,为大庆油田稳产发挥了重要作用.     

聚合物驱后油藏内源微生物驱油研究与试验

我国大多数陆上主力油田已进入"双高"(高含水、高采出程度)开采阶段。为进一步提高聚合物驱后油藏的石油采收率,本研究发现了一种促进油藏内源微生物生长代谢的高效激活剂,且该激活剂已通过室内产气和物理模拟驱油实验及岩心电镜观察和454(Pyrosequencing)焦磷酸测序方法的评价。结果表明激活剂在高压容器中静置培养60 d后产气增压达到2 MPa,用量0.35 PV,浓度为1.8%(W/W)的激活剂溶液在聚合物驱后的天然岩心上石油采收率可再提高3%,并在电镜观察到岩心内部激活的内源微生物菌体及其代谢产物。现场于2011年12月在萨南南二区东块的1注4采井组开展了试验,监测到4口有效生产井的甲烷和二氧化碳气体δ13C(PDB)含量产生明显变化,与萨南南二区东块对照试验区产油量增幅35.9%,含水稳定在94%,在3年半期间阶段累计增油5 957 t,为同类油藏进一步提高石油采收率提供了一条有效途径。     

红色荧光蛋白基因标记产鼠李糖脂铜绿假单胞菌SG及其在油藏中的应用

【背景】微生物在油田注采系统中的迁移直接影响到油藏微生物群落组成及其在油田生产中的应用。然而,由于缺少特异性标记,很难将目标微生物同众多的土著微生物区分开。因此,需要构建携带特异性基因的微生物菌株。【目的】为了有效追踪定位微生物在油田注采系统中的迁移,本文构建一株红色荧光蛋白标记假单胞菌。【方法】运用染色体同源重组的方法,将带有组成型表达启动子的红色荧光蛋白编码基因(red fluorescent protein gene,rfp)插入到一株分离自油藏环境且产鼠李糖脂的铜绿假单胞菌SG染色体上编码β-内酰胺酶基因内部,获得标记菌株SG-rfp。【结果】构建的菌株SG-rfp能够在非诱导条件下表达红色荧光蛋白,而且对氨苄青霉素、卡那霉素、链霉素和庆大霉素不具有耐受性。与野生型菌株SG相比,构建的SG-rfp菌株也能够在有氧和缺氧条件下产生鼠李糖脂,在岩芯驱油实验中能够较好地提高原油采收率。此外,应用菌株SG-rfp,本文研究并证实了微生物在含油多孔介质中的迁移扩散及所受限制。【结论】本文所构建的菌株SG-rfp为深入研究微生物在油田注采系统中的迁移及微生物在油田生产中的应用提供了有力工具。     

红色荧光蛋白基因标记产鼠李糖脂铜绿假单胞菌SG及其在油藏中的应用（英文）

【背景】微生物在油田注采系统中的迁移直接影响到油藏微生物群落组成及其在油田生产中的应用。然而,由于缺少特异性标记,很难将目标微生物同众多的土著微生物区分开。因此,需要构建携带特异性基因的微生物菌株。【目的】为了有效追踪定位微生物在油田注采系统中的迁移,本文构建一株红色荧光蛋白标记假单胞菌。【方法】运用染色体同源重组的方法,将带有组成型表达启动子的红色荧光蛋白编码基因(red fluorescent protein gene,rfp)插入到一株分离自油藏环境且产鼠李糖脂的铜绿假单胞菌SG染色体上编码β-内酰胺酶基因内部,获得标记菌株SG-rfp。【结果】构建的菌株SG-rfp能够在非诱导条件下表达红色荧光蛋白,而且对氨苄青霉素、卡那霉素、链霉素和庆大霉素不具有耐受性。与野生型菌株SG相比,构建的SG-rfp菌株也能够在有氧和缺氧条件下产生鼠李糖脂,在岩芯驱油实验中能够较好地提高原油采收率。此外,应用菌株SG-rfp,本文研究并证实了微生物在含油多孔介质中的迁移扩散及所受限制。【结论】本文所构建的菌株SG-rfp为深入研究微生物在油田注采系统中的迁移及微生物在油田生产中的应用提供了有力工具。     

生物竞争抑制作用对渤海J油田微生物降解驱油聚合物功能的影响

【目的】揭示可降解驱油用聚合物的油藏内源微生物群落组成,分析生物竞争抑制作用(bio-competitive exclusion,BCX)对微生物聚合物降解功能的影响。【方法】通过室内培养实验,观察BCX对驱油用聚合物黏度的影响,随后借助高通量测序技术分析渤海J油田中与聚合物降解相关的微生物菌种,并探寻样本中丰度较高的聚合物降解功能基因─酰胺酶、加氧酶、硫化氢生成酶基因。之后,比对测序结果,采用实时荧光定量法验证上述功能基因在样本之间的含量差异,最后进一步注释携带上述功能基因的微生物群落组成。【结果】BCX可有效地延缓驱油聚合物黏度的损失。油田中与聚合物降解相关的微生物有Acetomicrobium、 Tepidiphilus、Thermoanaerobacter、Fervidobacterium、Ralstonia、Halomonas、Roseovarius、Deferribacteraceae和Comamonadaceae等9类菌种。高通量测序分析得到样本中BCX可显著下调丰度的聚合物降解功能基因共计有7种,其中酰胺酶基因ansB、加氧酶基因ssuD在样本之间的含量经定量验证,发现...     

一株可乳化降解原油的Compostibacillus的分离及特性

【背景】通过实施多轮次微生物采油,华北油藏产出液菌浓达到了106个/mL以上,油藏内部已经形成了较稳定的微生物发酵场,从其中筛选出能够乳化降解原油的微生物,并在地面对其进行扩大培养,然后再应用到微驱油藏,以进一步提高微生物采油实施效果。【目的】筛选乳化降解原油性能良好的菌株,对其进行多相分类学鉴定和性能评价。【方法】利用原油为底物筛选乳化降解性能良好的菌株,通过形态特征观察、生理生化测定、16S rRNA基因序列分析等确定菌株的分类地位。通过乳化能力、降解率等方法确定菌株的原油乳化降解特性。【结果】从华北油田采集的地层水样品中分离得到一株乳化原油的菌株BLG74,经多相分类鉴定表明其是土壤堆肥芽孢杆菌(Compostibacillus humi)的新菌株,亲源性99.6%。该菌株的生长温度为30-60℃ (最适温度45℃),pH6.5-9.5(最适pH7.0),NaCl浓度0%-7%(质量体积比)。菌株BLG74在玉米浆培养基中培养,其发酵液的表面张力为56.3 mN/m,乳化力约95%,在初始原油质量浓度0.5%、温度45℃的条件下培养20d,对原油的降解率可达40.8%。【结论】菌株BLG74是可乳化降解原油的新成员,其在热盐条件下乳化降解原油的特性在石油开采中有一定的潜力。     

混合菌系QZ-10对原油的作用性能表征及现场清防蜡应用

[背景]油藏环境中呈单相液态的原油,在开采、运送的过程中由于温度、压力及流动条件的变化,石蜡不断从原油中析出,造成井筒、管线的结蜡.微生物清防蜡作为一项新兴的技术,受到广泛的关注,但是需要根据现场的环境条件施用合适的微生物清防蜡菌液.[目的]利用来源于青海油田盐碱油藏环境的混合菌系QZ-10,有效解决油井结蜡的问题并探...     

采油微生物在微驱过程中的生长、运移及分布规律

[目的]深入了解现场微生物驱油机理、效果评价标准及影响因素.[方法]结合现场微生物驱油过程产出液的跟踪监测及室内物模实验对微生物在地层中的生长繁殖、运移及分布规律进行研究.[结果]结果表明,通过从水井注入的外源微生物在油藏中能够有效生长繁殖,而且注入的营养液也能够激活内源微生物,但由于地层渗透率及营养液浓度的影响,产出液菌浓要比注入菌浓低1-2个数量级;葡萄糖的快速降解以及地层对微生物的过滤及吸附作用使大量的微生物停留在近井地带,仅有部分微生物能够从生产井采出,而且其运移速度要比营养液慢.[结论]地层渗透率和产出液中营养物浓度是影响微生物数量及分布的两个关键因素,现场微生物驱油产出液中的菌浓一般很难达到106个/mL以上,该研究结果对微生物驱油技术的发展和应用具有重要意义.     

油藏本源反硝化功能菌的产气作用(N2O)及对原油物性的影响

利用叠皿夹层培养法从新疆油田采出水中筛选到8株反硝化菌株T1、D1、D44、D46、D15、S1、S2、S6,经16S rDNA序列测定鉴定分析,这8株菌分别与施氏假单胞菌(T1、D1、D44)、恶臭假单胞菌(D46、D15)和铜绿假单胞菌(S1、S2、S6)相似,相似度均达到100%。通过室内批次培养试验,评价了这8株菌利用不同碳源的反硝化产气作用(N₂O)及对原油物性的影响。结果表明: 在以蔗糖为碳源时,产气量最大,以甘油为碳源时,产N₂O气浓度最高;菌株反硝化代谢过程导致原油体积膨胀和粘度降低,膨胀率与N₂O气体浓度呈显著正相关,相关系数为0.983,但与产气体积无相关性;铜绿假单胞菌株S1、S2、S6在以甘油为唯一碳源时产生少量表面活性剂(530～730 mg·L^-1),可降低表面张力并具有乳化原油的作用,但其产气量较少,对原油的膨胀与降粘作用低于其他反硝化菌株。研究提示,在筛选采油功能菌时,菌株反硝化产N₂O气体的能力应给予足够重视。     

气态烃诱导下油气微生物数量及功能基因变化特征

【目的】烃类渗漏是地球化学循环中的自然垂直运移现象。油气微生物勘探技术就是通过检测油气微生物在烃类渗漏条件下形成的异常特征进而预测下伏油气藏。然而,上浮烃类比重小,使得油气微生物丰度小,缺乏对油气藏地表烃类与油气微生物的深入认识。【方法】本研究在人工模拟环境下,采用培养法和定量PCR对油气微生物数量和油气功能基因的变化特征进行研究。【结果】人工模拟的不同渗漏环境,在一定的驯化培养周期下分别考察甲烷氧化菌和丁烷氧化菌数量变化特征,甲烷氧化菌与丁烷氧化菌在不同烃源中呈现不同的发育情况;同时,在气态烃高浓度阳性对照和微渗漏条件下,油气指示基因pmo A与bom X基因丰度呈现增长现象,然而经过吹脱实验基因丰度仍能指示出曾经发育的油气微生物,在油气微生物勘探检测分析时间尺度上精度高于数量水平的检测。【结论】本研究考察了土壤中油气微生物的数量和功能基因变化特征,为烃类渗漏与油气微生物之间的相关性研究奠定了基础,为油气微生物勘探提供直接实验依据。     

厌氧产表面活性剂微生物提高原油采收率的研究进展

微生物强化采油(microbial enhanced oil recovery,MEOR)是近年来在国内外发展迅速的一项提高原油采收率技术。微生物在油藏中高效生产表面活性剂等驱油物质是微生物采油技术成功实施的关键之一。然而,油藏的缺/厌氧环境严重影响好氧表面活性剂产生菌在油藏原位的生存与代谢活性;油藏注空气会增加开采成本,且注入空气的作用时效和范围难以确定。因此,开发厌氧产表面活性剂菌种资源并强化其驱油效率对于提高原油采收率具有重要意义。本文综述了国内外近年来利用厌氧产表面活性剂微生物提高原油采收率的研究进展,简述了微生物厌氧产表面活性剂的相关驱油机理、菌种资源开发现状以及油藏原位驱油应用进展,并对当前的研究提出了一些思考。     

Microbial selective plugging and enhanced oil recovery

Summary The ability of indigenous populations of microorganisms in Berea sandstone to improve the volumetric sweep efficiency and increase oil recovery by in situ growth and metabolism following the injection of nutrients was studied. Cores of differing permeabilities connected in parallel without crossflow and slabs of sandstone with differing permeabilities in capillary contact to allow crossflow were used. The addition of a sucrosenitrate mineral salts medium stimulated the growth and metabolism of microorganisms in the sandstone systems. This resulted in a preferential decrease in permeability in the core or slab with the higher initial permeability, diverted flow into the lower-permeability core or slab and improved the volumetric sweep efficiency. Injectivity into the slab with the lower initial permeability in the crossflow system increased during subsequent nutrient injections. Thus, microbial selective plugging does occur in laboratory systems that have the complex flow patterns observed in petroleum reservoirs without losing the ability to inject fluids into the formation. In situ microbial growth and metabolism increased oil recovery 10 to 38% of the original oil in place. Biogenic gas production accompanied oil production, and much of the gas was entrained within the produced oil suggesting that gas production was an important factor leading to increased oil recovery. Quantitation of the amount of phospholipid in the core confirmed that microbial growth preferentially occurred throughout the core with the higher initial permeability. These data showed that in situ microbial growth in the high-permeability regions improved not only the volumetric sweep efficiency but also the microscopic oil displacement efficiency.     

Multiple central WB-4101 binding sites and the selectivity of prazosin

Under the conditions employed in a standard displacement assay of [³H]WB-4101 from calf neocortical membrane homogenates (0.22 n$\text{M}$ total [³H]WB-4101), 70–80% of this radioligand is bound to a high affinity receptor site and 20–30% to a second, lower affinity site. This latter site is not the one previously shown to bind alpha agonists. Binding parameters for WB-4101 to each site have been determined. Prazonin is extremely selective for the high affinity site as indicated by a biphasic displacement of [³H]WB-4101.