用PCR-DGGE 方法分析渤海原油降解过程微生物群落结构变化

针对渤海油田原油粘度大、含水上升快、常规措施作用不明显的特点, 采用微生物采油技术开展提高稠油采收率研究。通过室内物理模拟实验, 结合变性梯度凝胶电泳(Denature Gradient Gel Electrophoresis, DGGE) 技术及原油粘度测定分析研究均质、非均质岩心驱替前后稠油采收率变化、微生物群落丰度结构变化、原油理化性质变化, 尝试分析微生物提高稠油采收率机理。物模结果表明: 微生物采油体系能够有效提高稠油采收率, 在均质岩心和非均质岩心驱替中, 微生物体系可分别提高采收率14.4%、29.4%; DGGE 结果显示: 微生物体系出口端丰度明显高于注入端;原油粘度测定显示: 出口端原油粘度明显下降。三者结合说明微生物体系能够利用稠油作为碳源, 在地层环境中生长,菌种在地层中有较强的适应性, 同时能够降低稠油粘度, 提高其采收率。     

神奇的微生物采油技术

自然界中,用肉眼无法看到的微生物,却可在石油开采中发挥令人难以想象的巨大作用。科研人员将这些菌种直接注入油藏,通过菌类在其中的活动降低原油的黏度,增加原油的流动性,从而大大提高了原油的采收率。此种技术成本低,设备简单,不伤害地层,不污染环境,而且效益显著。微生物采     

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。     

石油中长链烷烃微生物降解及分子机制研究进展

中长链烷烃是石油烃中的重要组成部分,由于其疏水性强、黏度大、化学活性低、难降解,是地下原油黏度大、石油采收率低、泄漏后长期污染生态环境的重要原因,因此成为提高石油采收率和石油污染环境治理中的重要降解目标。微生物降解中长链烷烃作为一种新型高效的绿色技术日益受到重视。本文总结了微生物降解中长链烷烃的间期适应与转运过程,与转运过程相关的膜蛋白,微生物好氧与厌氧降解的代谢途径,以及好氧降解过程中的基因调控机制,并对微生物降解中长链烷烃的研究方向提出了展望,以期为后续的相关研究工作提供参考。     

高温高盐油藏微生物驱技术研究

青海油田跃进油区尕斯油藏中浅层地层平均温度65℃,地层水矿化度高达10％～17％。为探索微生物采油的可行性,对尕斯油藏地层水进行微生物种类及数量的鉴定,在分析地层水组分的基础上,设计两种激活体系,并考证激活剂对本源微生物的激活效果以及作用原油的效果。在临近相同油藏条件的地层水中筛选到一株耐高温高矿化度的石油降解菌,该菌能够产生表面活性剂,降低菌液的表面张力,改变岩石的润湿性,从而确定出适于尕斯油藏的微生物采油方式。     

用于原油开采的假单胞菌G31的特性研究

菌株G31是从胜利油田污水中分离到的1株假单胞菌（Pseudomonas sp.),该菌株在石油液体培养基中能够生长发酵,产生有机酸和表面海活性物质,可以应用于微生物三次采油。菌株G31可以降解和乳化石油、降低石油的粘度,其产物可以降低油水的界面张力,增加石油的流动性。室内岩心试验结果表明利用菌株G31发酵液进行驱油可使原油采收率提高10%以上。     

油藏微生物的代谢特征与提高原油采收率技术

油藏是一个高温、高压、少氧、寡营养和封闭的极端环境,油田经过多年注水开发后,在油藏内部形成了相对稳定的微生物群落体系,这些微生物以石油烃分解为起始,形成了一个复杂的食物链,对油藏碳、硫和金属离子的元素地球化学循环起着非常重要的作用。微生物提高原油采收率技术(MEOR)是利用微生物及其代谢产物与油藏和原油发生作用来提高原油采收率的一种新技术,具有成本低、适应性强和环境友好等特点,因此有望成为未来化学驱后油藏和高含水油藏进一步提高采收率的重要手段。对油藏内源微生物及其介导的生化反应,微生物采油原理、发展历程和现场试验进行综述,并提出了未来的发展方向。     

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。     

生物表面活性剂在提高原油采收率方面的应用

生物表面活性剂和一般的化学表面活性剂一样,都拥有亲水和疏水基因,是微生物生长在水不溶的有机物中并以营养物而产生的代谢产物。在油田应用中,生物表面活性剂的作用是微生物提高采收率的重要机理之一,具有水溶性好、反应产物均一、安全无毒、驱油效果好等特点。本文从产生生物表面活性剂的菌种及生物表面活性剂的类型、生物表面活性剂的特性、实验研究、矿场实验及展望等五个方面综述了生物表面活性剂在提高原油采收率方面的应     

芽孢杆菌DY-32对原油的降粘作用

筛选得到了一株能利用原油为碳源生长的菌株DY－32,实验中发现此菌对不同的原油都有降粘效果。环境因素如培养时间、接种量及培养温度对降粘率影响很大,确定其最适降粘温度为55℃,而培养基的pH值和NaCl浓度对降粘率的影响不显著,但辅助营养物质的加入能够提高DY－32的降粘率。气相色谱的结果表明原油经DY－32作用后,其中的一些组分被降解,因此,此菌能降粘的主要机理是通过其在原油培养基中生长利用了原油中的组分达到了降粘目的。实验证明此菌在微生物提高原油采收率及烃类物质的生物修复中有很好的应用潜力。     

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。     

从大庆原油样品中分离和初步筛选菌株

目的:根据目标菌株的特性,应用选择培养基筛选出提高石油三次采油采收率的菌株,并对其进行相关性质的鉴定。方法:从大庆原油样品中经过富集培养,平板分离。结果:获得2株细菌,1号菌株属于假单胞菌属,2号菌株属于芽孢杆菌属。对两株细菌进行了定性分析,结果表明两株细菌均能产酸、产气、产表面活性剂。证明其具有降低原油黏度的作用。     

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。     

超低渗油藏微生物吞吐技术的矿场试验

【目的】通过对渭北低渗油藏内源微生物的研究,考察分离纯化的内源解烃菌产生表面活性剂和降解原油的能力、岩心驱替增油效率,同时验证其在超低渗油田单井吞吐矿场实验的应用效果,探讨微生物采油技术在超低渗油田提高采收率的工艺和可行性。【方法】采集超低渗油藏的油水样,应用油平板进行产表面活性剂解烃菌的分离,通过生理生化特性和16S r RNA基因序列分析对菌株进行种属鉴定,评价其油藏环境适应性,利用内源-外源功能微生物复配体系进行原油降解,在填砂管和岩心物模上进行驱油实验,将优化好的微生物复配体系应用于现场实施单井吞吐工艺的实验。【结果】从渭北某区块超低渗油藏的原油样品中分离得到一株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),命名为WB-001。该菌株可使发酵液的表面张力降至29.04 m N/m,使渭北原油蜡质含量降至8.48%。填砂管实验表明WB-001与外源枯草芽胞杆菌OPUS-HOB-001(Bacillus subtilis)复配后,驱油效率较单纯水驱提高了9.72%;岩心驱替实验较水驱提高12.54%。微生物单井吞吐措施后,平均日产油由措施前的0.42 t增加到0.89 t,累计增油44.47 t;原油降粘率为11.70%,降凝率为9.41%,采出水表面张力降低幅度为18.93%。【结论】通过详细的室内评估和成功的矿场实验,证明微生物采油技术在超低渗油藏有一定的应用可行性,并为后续规模化应用提供了理论基础和物质基础,为超低渗油田的高效精细开发探索一条新的途径。     

Study on distribution of reservoir endogenous microbe and oil displacement mechanism

In order to research oil displacement mechanism by indigenous microbial communities under reservoir conditions, indigenous microbial flooding experiments using the endogenous mixed bacterium from Shengli Oilfield were carried out. Through microscopic simulation visual model, observation and analysis of distribution and flow of the remaining oil in the process of water flooding and microbial oil displacement were conducted under high temperature and high pressure conditions. Research has shown that compared with atmospheric conditions, the growth of the microorganism metabolism and attenuation is slowly under high pressure conditions, and the existence of the porous medium for microbial provides good adhesion, also makes its growth cycle extension. The microbial activities can effectively launch all kinds of residual oil, and can together with metabolites, enter the blind holes off which water flooding, polymer flooding and gas flooding can’t sweep, then swap out remaining oil, increase liquidity of the crude oil and remarkably improve oil displacement effect.     

Biodeterioration of crude oil and oil derived products: a review

Biodeterioration of crude oil and oil fuels is a serious economic and an environmental problem all over the world. It is impossible to prevent penetration of microorganisms in oil and fuels both stored in tanks or in oilfields after drilling. Both aerobic and anaerobic microorganisms tend to colonise oil pipelines and oil and fuel storage installations. Complex microbial communities consisting of both hydrocarbon oxidizing microorganisms and bacteria using the metabolites of the former form an ecological niche where they thrive. The accumulation of water at the bottom of storage tanks and in oil pipelines is a primary prerequisite for development of microorganisms in fuels and oil and their subsequent biological fouling. Ability of microorganisms to grow both in a water phase and on inter-phase of water/hydrocarbon as well as the generation of products of their metabolism worsen the physical and chemical properties of oils and fuels. This activity also increases the amount of suspended solids, leads to the formation of slimes and creates a variety of operational problems. Nowadays various test-systems are utilized for microbial monitoring in crude oils and fuels; thus allowing an express determination of both the species and the quantities of microorganisms present. To suppress microbial growth in oils and fuels, both physico-mechanical and chemical methods are applied. Among chemical methods, the preference is given to substances such as biocides, additives, the anti-freezing agents etc that do not deteriorate the quality of oil and fuels and are environmentally friendly. This review is devoted to the analysis of the present knowledge in the field of microbial fouling of crude oils and oil products. The methods utilized for monitoring of microbial contamination and prevention of their undesirable activities are also evaluated. The special focus is given to Russian scientific literature devoted to crude oil and oil products biodeterioration.     

油藏铁还原微生物的研究进展

地下深部油藏通常为高温、高压以及高盐的极端环境,含有非常丰富的本源嗜热厌氧微生物,按代谢类群可分为发酵细菌、硫酸盐还原菌、产甲烷古菌和铁还原菌。从油田环境已经分离出90株铁还原微生物,如热袍菌目、热厌氧杆菌目、脱铁杆菌目、δ-变形菌纲脱硫单胞菌目、γ-变形菌纲希瓦氏菌属和广古菌门栖热球菌属等,这些菌株生长温度范围为4-85°C,生长盐度范围为0.1%-10.0%NaCl,还未见到文献报道油藏铁还原菌的耐压性研究。在油藏环境中存在微生物、矿物和流体(油/水)三者之间的相互作用,油藏中的粘土矿物能够作为微生物生命活动的载体,也能为微生物代谢作用提供电子受体。本文综述了油藏铁还原菌分离和表征的研究进展,简述了油藏铁还原菌的环境适用性,并展望了铁还原菌在提高原油采收率方面的应用前景。     

Application of microbial enhanced oil recovery technique to a Turkish heavy oil

Summary Microbial enhance oil recovery utilizes microorganisms and their metabolic products to improve the recovery of crude oil from reservoir rocks. In this study an anaerobic bacterium, Clostridium acetobutylicum was injected into a one-dimensional model reservoir containing a Turkish heavy oil (Raman oil) at 38° C. This injection was followed by water flooding after a suitable shut-in period. Comparison of oil recovery results of pure water flooding runs with experiments in which bacterial concentration and shut-in periods were varied indicated increases in oil recovery of about 12% of the original oil in place. This increase was attributed to changes in the viscosity and pH of the crude oil.Offprint requests to: T. Mehmetoglu     

微生物采油技术用于聚驱后油藏的研究进展

聚合物驱后仍会有大量的剩余油残留在低渗透层中,而且油层中滞留的聚合物还会给后续的驱油带来负面影响。有很多证据表明,在聚驱油藏中、聚驱油田产出液中、油田土壤中,存在能降解常用驱油聚合物,并以之为唯一营养源的细菌。这样人们就可以利用微生物的降解作用除去油藏中残留聚合物,再结合常规微生物采油技术进一步提高聚驱后油藏的采收率。目前已经进行的室内、现场实验取得了一定成效,但有明显局限性。不过通过进一步的理论研究,大部分问题会得到解决,所以该技术的发展前景仍然广大。