贝莱斯芽孢杆菌B6强化驱油机制分析及在高矿化度油藏中的应用

【目的】筛选油藏内源功能微生物并探究其驱油机理,现场试验以确定油藏内源微生物提高原油采收技术应用的工艺和技术可行性。【方法】采集英东油田样品,利用原油平板筛选驱油功能菌,评价其环境适应性并优化培养条件,通过乳化性能、降黏防蜡和烃转化能力等评估其驱油性能并探索其潜在机制,并在油田现场进行微生物强化驱油试验。【结果】从油水样品中分离到的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) B6,其乳化活性指数(emulsifying activity index, EI24)值为100.00%,降黏率为97.20%,防蜡率为86.90%,表明菌株B6具有良好的乳化降黏性能,具有提高原油采收的潜力,并且能够减少原油中的重质组分而增加轻质烃类,改善原油物性,提升原油品质。进一步在英东油田、跃进油田和花土沟油田进行微生物单井吞吐和清防蜡作业,共进行62井次现场试验,累计增油1 460.36 t,平均延长洗井周期47 d,经济效益为342.50万元,投入产出比为1:4。【结论】通过室内研究和现场试验,证实内源微生物Bacillus velezensisB6具有显著提高原油采收和油井清防蜡的效果,应用潜力巨大。     

用假单胞菌进行三次采油的研究

人大庆油田油层水中分离得到1株假单胞菌P－21,对其发酵液进行研究。室内实验证明,8％的P－21发酵液与原油混合,在45℃的条件下作用24h,对原油的降粘率达到57.8％,防蜡率达到80％。而10％的P－21发酵液可能使人工岩芯中的原油采收率提高11.2%,同时使注入压力下降38.4%。因此,P－21在微生物提高原油采收率中有很大的应用潜力。     

基于全自动控制系统的蒸汽清蜡车应用研究

蒸汽清蜡车(又名锅炉车)是最早用于中国石油工业采油工程中的作业设备之一,多年来在我国各大油田被广泛使用,我国石油工业的发展,原油产量的提高,蒸汽清蜡车在我国石油工业的发展中起到了巨大的作用。蒸汽清蜡车是用来清除油管中的结蜡和对地面管线解冻的专用石油作业车,当前随着要求省油、操作简便可靠和在作业中需符合环保要求和HSE标准,一种替代老式蒸汽清蜡车的新式作业车—全自动蒸汽清蜡车已研制成功并开始生产,全自动蒸汽清蜡车在吉林油田已经替代了老式蒸汽清蜡车并成功投入使用,其优越的性能也得到了用户的认可,值得在全国各大油田进行推广。     

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。     

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。     

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     

油藏微生物及其压力适应机制

目前我国油田开发主要处于高含水后期,微生物驱提高石油采收率技术(MEOR)以低成本、环境友好等独特的优势引起了石油工业界的重视。实际上,经过半个多世纪的发展,MEOR已经成为提高采收率的重要前沿技术。高压是油藏的主要环境特征,在影响油藏微生物生存与活性等方面具有重要作用。本文从油藏及其微生物的主要特征、微生物对高压环境的适应机制以及高压下微生物降解烃的代谢特征等方面进行了综述。介绍了对油藏微生物资源、群落结构、微生物在油水相中分布的认识,微生物乳化原油机制,以及微生物在油藏厌氧环境中协同代谢、受温度和压力影响的特点,并列举了MEOR的矿场应用。在高压适应机制上,微生物主要通过改变和调整细胞膜结构、增加胞内脂质组分和表达胞内特殊酶等作用来实现对压力的适应;在高压下烃降解微生物代谢速率低于常压,而且耐压菌和嗜压菌具有不同的烃降解效率。     

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.     

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。     

石油污染土壤的生物降解研究

石油工业迅速的发展带来了许多环境问题。在原油生产与输送过程中[1] ,井喷、泄露及沉降排放等引起的原油进入土壤造成的土壤污染 ,很难治理。原油在环境中残留时间长 ,对土壤微生物和土壤 植物生态系统 ,甚至地下水都产生危害 ,影响土壤肥力 ,破坏土壤生产力 ,严重影响当地的粮食产量及产品质量。当前 ,治理土壤石油污染的方法主要有物理法、化学法和生物治理技术[2 ] 。污染土壤生物清洁技术就是利用微生物将土壤中有害有机污染物降解为无害无机物 (ＣＯ2 和Ｈ2 Ｏ)的过程。降解过程可以由改变土壤理化条件 (包括土壤ｐＨ ,温度、湿度、…     

Study on the role of Nocardia farcinica in enhancing the flow rate of crude oil

Microbial degradation of paraffin wax is an efficient method of removing wax deposition from pipelines and enhancing the flow rate of crude oil. The present study was carried out to isolate a potential paraffin-degrading organism from oil wells of Gujarat. Screening for bacteria-utilizing paraffin wax as the sole source of carbon was carried out using 2,6-dichlorophenol indophenol (DCPIP) dye as redox indicator. The selected organism was identified as Nocardia farcinica by 16S rRNA sequencing. Nocardia farcinica showed 100% degradation of heneicosane, 65.99% degradation of docosane, and 50.59% degradation of tricosane, the major components of paraffin wax, in 8 days, which was observed by gas chromatography. Eicosane (86%) and heneicosane (80%) were utilized more by the selected organism compared with octacosane (61%) and triacontane (58%) (DCPIP dye method). Gas chromatographic analysis revealed that the selected organism degraded 50% of paraffin crude oil in 10 days. To determine the ability of the selected organism to enhance flow rate, parameters such as viscosity (cps), surface tension (d/cm²), pour point (°C), and flow rate (min/2 ml) were determined, and the result showed significant reduction in all the parameters after the addition of Nocardia farcinica. The viscosity and surface tension of crude oil were reduced by 22 and 6.30 points, respectively, after the addition of Nocardia farcinica. Pour point and flow rate were reduced by 2 and 11 points, respectively, when compared with control. The above findings indicate that Nocardia farcinica isolated from crude oil plays a major role in enhancing the flow rate of crude oil.     

Biodegradation of a crude oil by three microbial consortia of different origins and metabolic capabilities

Microbial consortia were obtained three by sequential enrichment using different oil products. Consortium F1AA was obtained on a heavily saturated fraction of a degraded crude oil; consortium TD, by enrichment on diesel and consortium AM, on a mixture of five polycyclic aromatic hydrocarbons [PAHs]. The three consortia were incubated with a crude oil in order to elucidate their metabolic capabilities and to investigate possible differences in the biodegradation of these complex hydrocarbon mixtures in relation to their origin. The efficiency of the three consortia in removing the saturated fraction was 60% (F1AA), 48% (TD) and 34% (AM), depending on the carbon sources used in the enrichment procedures. Consortia F1AA and TD removed 100% of n-alkanes and branched alkanes, whereas with consortium AM, 91% of branched alkanes remained. Efficiency on the polyaromatic fraction was 19% (AM), 11% (TD) and 7% (F1AA). The increase in aromaticity of the polyaromatic fraction during degradation of the crude oil by consortium F1AA suggested that this consortium metabolized the aromatic compounds primarily by oxidation of the alkylic chains. The 500-fold amplification of the inocula from the consortia by subculturing in rich media, necessary for use of the consortia in bioremediation experiments, showed no significant decrease in their degradation capability. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology (2002) 28, 252–260 DOI: 10.1038/sj/jim/7000236 Received 12 July 2001/ Accepted in revised form 11 November 2001     

油藏样本潜在核心功能微生物群的宏基因组挖掘

【背景】识别出具有驱油功能的内源性微生物群是当前设计高效微生物采油技术的迫切需求。【目的】通过宏基因组分析找出原位油藏微生物中具有产酸/产气功能的潜在核心微生物群。【方法】利用室内模拟体系,对原位油藏微生物进行有机营养(从有氧到无氧)的激活,运用生物信息、多元统计分析以及网络分析等方法,寻找潜在内源性核心功能微生物群。【结果】有机营养激活了原位油藏样本中以Bacillus licheniformis为核心的产酸菌群(包括Coprothermobacter proteolyticus、Marinobacterspp.、Anaerobaculumhydrogeniformans和Petrotogamobilis),该菌群具有以丙酮酸/乙酰辅酶A为原料发酵乳酸、乙酸以及甲酸的功能;激活了以Enterococcus faecium为核心的产气菌群(包括Shinella zoogloeoides、Paracoccus denitrificans、Paracoccus spp.和Enterobacter cloacae),该菌群具备以(亚)硝酸盐、(亚)硫酸盐、石油烃为原料生产含氮/硫/碳等气体的能力。2个核心菌群内部分菌同时具有产酸和产气通路基因,激活过程中2个菌群的丰度变化呈负相关关系。【结论】利用有机营养激活体系及宏基因组测序分析技术,筛选出了油藏样本中具备产酸、产气能力的核心功能菌群,为后续进一步的功能菌株研究提供了潜在靶标及功能指向。     

双阳极室甲烷微生物燃料电池同步脱氮除硫性能及微生物群落分析

【背景】甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane, AOM)包含反硝化型甲烷厌氧氧化和硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化。目前,人们向水体中排放过量的含氮及含硫污染物,引起了严重的环境污染和生态破坏。【目的】利用甲烷厌氧氧化微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)研究同步脱氮除硫耦合反应机理及反应过程中微生物的多样性信息。【方法】构建了3个微生物燃料电池(N-S-MFC、N-MFC、S-MFC),以甲烷作为唯一碳源,探究其同步脱氮除硫性能,并采用16S rRNA基因高通量测序技术对微生物群落结构进行分析。【结果】N-S-MFC中硝酸盐和硫酸盐的去除率分别为90.91%和18.46%。阳极室中微生物的相对丰度提高,与反硝化及硫酸盐还原菌相关的微生物大量富集,如门水平上拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)和脱硫杆菌门(Desulfobacterota),同时属水平上Methylobacterium＿Methylorubrum、Methylocaldum、Methylomonas等常见的甲烷氧化菌增多。【结论...     

Comparison of mono-rhamnolipids and di-rhamnolipids on microbial enhanced oil recovery (MEOR) applications

Rhamnolipids (RMLs) have more effectiveness for specific uses according to their homologue proportions. Thus, the novelty of this work was to compare mono-RMLs and di-RMLs physicochemical properties on microbial enhanced oil recovery (MEOR) applications. For this, RML produced by three strains of Pseudomonas aeruginosa containing different homologues proportion were used: a mainly mono-RMLs producer (mono-RMLs); a mainly di-RMLs producer (di-RMLs), and the other one that produces relatively balanced amounts of mono-RML and di-RML homologues (mono/di-RML). For mono-RML, the most abundant molecules were Rha-C₁₀C₁₀ (m/z 503.3), for di-RML were RhaRha-C₁₀C₁₀ (m/z 649.4) and for Mono/di-RML were Rha-C₁₀C₁₀ (m/z 503.3) and RhaRha-C₁₀C₁₀ (m/z 649.4). All RMLs types presented robustness under high temperature and variation of salinity and pH, and high ability for oil displacement, foam stability, wettability reversal and were classified as safe for environment according to the European Union Directive No. 67/548/EEC. For all these properties, it was observed a highlight for mono-RML. Mono-RML presented the lowest surface tension (26.40 mN/m), interfacial tension (1.14 mN/m), and critical micellar concentration (CMC 27.04 mg/L), the highest emulsification index (EI₂₄ 100%) and the best wettability reversal (100% with 25 ppm). In addition, mono-RML showed the best acute toxicity value (454 mg/L), making its application potential even more attractive. Based on the results, it was concluded that all RMLs homologues studied have potential for MEOR applications. However, results showed that mono-RML stood out and have the best mechanism of oil incorporation in micelles due their most effective surface-active physicochemical features.     

Utilization of gas oil by a yeast culture

A mixed yeast culture (Culture 4) was grown on representative gas oil samples as well as paraffin wax. Culture 4 was found to utilize n-paraffinic hydrocarbons almost quantitatively from most gas oil fractions; significant alteration of other hydrocarbon components was not detected. Generation times of 4.0–9.0hr. were typical during the exponential growth phase in fermentations with various gas oil fractions. Cell yields were 70–90% based on n-paraffin utilization. The culture appeared to exhibit maximum efficiency of n-alkane removal in the C₁₉ to C₂₄ range. The cells recovered from the fermentations contained 8.8–9.3% nitrogen. Paraffin wax also served as a suitable carbon source when dissolved in 2,6,10,14-tertramethylpentadecane (pristane). However, substrate utilization appeared to be incomplete.     

菌藻共生系统对序批式反应器处理养猪废水脱氮除磷效果及微生物群落结构的影响

【背景】养猪废水作为高浓度有机废水,是导致我国农业面源污染的主要因素之一。目前采用菌藻共生系统处理养猪废水越来越受到关注,与传统序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)相比,藻辅助SBR具有提高脱氮除磷效果、增加污泥活性和降低能源消耗的特点。【目的】针对SBR中菌藻共生系统对养猪废水脱氮除磷效能的影响,比较分析菌藻共生系统与常规SBR系统中污泥特性及微生物群落结构特征差异。【方法】在室温条件下分别平行运行SBR+微藻(R1)和作为对照系统不添加微藻的SBR(R2)。监测R1和R2系统废水处理效果,污泥的粒径、沉降性和代谢产物等污泥特性。利用变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)技术分析R1和R2系统中的微生物种类和分布。【结果】与对照R2反应器相比,R1的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)去除率提高了5.1%,NH4+-N提高了20.3%,总氮(Total Nitrogen,TN)提高了19.4%,总磷(Total Phosphorus,TP)提高了23.9%。进一步对反应器中的污泥特性进行分析发现,与R2相比,R1的胞外聚合物(ExtracellularPolymericSubstances,EPS)平均含量提高3.7%,可溶性微生物产物(Soluble MicrobialProduct,SMP)平均增加了38.5%。同时R1的污泥粒径较R2提高了14.8%,污泥体积指数(Sludge Volume Index,SVI)值较R2降低了11.7%,污泥的好氧呼吸速率(Specific Oxygen Uptake Rate,SOUR)较R2提高了64.8%,而且稳定的菌藻共生系统的形成进一步减少反应器出水中的悬浮固体浓度,表明藻类的添加对R1污泥特性具有改良作用【结论】R1反应器形成的菌藻共生体系可进一步优化微生物群落结构,其中放线菌纲(Actinobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)为R1反应器的主要菌群,对养猪废水的处理起到重要作用。R1反应器中的藻类主要为链带藻属(Desmodesmus)和尖带藻属(Acutodesmus),对养猪废水的脱氮除磷起到重要作用。     

驯化复合微生物菌群处理废弃钻井泥浆活性研究

【背景】油田废弃钻井泥浆含油量高,污染物复杂,环境危害严重,现有技术无法满足日益发展的石油开采行业在废弃钻井泥浆处理方面的需求。生物法处理废弃钻井泥浆,工艺简单,成本低,但也存在局限,包括广谱性差、处理周期长、原油降解率低、泥浆性质波动冲击工艺稳定性等。【目的】构建一种高活性和高环境耐受能力的微生物菌群,分析遗传稳定性和综合性能,提高废弃钻井泥浆处理技术水平。【方法】通过定向富集、诱导驯化的方法,提高活性群落对石油烃乳化降解效率,降低共代谢底物反馈抑制和群体感应系统敏感度,分析群落结构和活性成员的种群类别,分析乳化降解石油烃的活性对应关系。【结果】从含油量超过12g/kg、芳烃-胶质沥青含量超过80%、含盐量超过8g/kg的钻井废弃泥浆中富集得到1个活性微生物菌群,主要成员包括假单胞菌属(Pseudomonas)、根瘤菌属(Rhizobium)、红细菌属(Rhodobacter)和嗜碱还原硫素杆菌(Dethiobacter alkaliphilus),比例分别达27.44%、20.73%、8.54%和7.93%。在超过22代的连续驯化过程中,假单胞菌(Pseudomonas)、类希瓦氏菌(Alishewanella)和盐单胞菌(Halomonas)数量达92.72%,菌群结构和活性趋于稳定。处理钻井废弃泥浆5 d,土壤含油率由处理前的12403 mg/kg降低到处理后的42 mg/kg,综合脱油效率99.67%,石油烃降解率68.9%。分析微生物群落作用前后石油饱和土壤中的石油含量变化,原始含油量261 g/kg,处理后含油量305 mg/kg,脱油率99.88%。【结论】菌群驯化后活性稳定,耐受高盐环境能力强,在钻井废弃泥浆、含油土壤及油泥污染物处理方面具有很强的工业应用潜力。     

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。