一種定向激活原油中採油功能微生物的方法

2024-04-08 15:21:05 1

一種定向激活原油中採油功能微生物的方法
【專利摘要】本發明涉及微生物採油【技術領域】，特別涉及一種通過數理統計方法篩選激活劑，將該激活劑和微生物的菌屬相關聯進行研究，來定向激活原油油相中特定的內源採油功能微生物的方法。包括以下步驟：A、激活劑營養因子篩選；B、內源微生物群落結構變化檢測；C、營養因子與微生物的特定關係分析；D、調整激活劑營養因子配比，定向激活特定採油功能微生物。本發明的方法能從本質上體現激活劑種類與菌種的特定關係，從而能夠實現油藏中微生物的定向激活，本發明的方法適用範圍廣，不針對某一特定油藏。
【專利說明】一種定向激活原油中採油功能微生物的方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及微生物採油【技術領域】，特別涉及一種通過數理統計方法篩選激活劑， 將該激活劑和微生物的菌屬相關聯進行研究，來定向激活原油油相中特定的內源採油功能 微生物的方法。

【背景技術】
[0002] 原油中的微生物是在油田開發過程中隨含有大量細菌的注入水進入油層的，經過 自然選擇的過程，在一定時期內在數量和種類上保持相對穩定。這些細菌通過自身調節而 適應了惡劣的地層環境，能利用地層中有限的營養進行緩慢的生長和代謝。
[0003] 原油中的微生物種類繁多，其營養類型和代謝方式各異，有些種類在其生長繁殖 過程中，能產生諸如溶劑、酸類、氣體、表面活性劑和生物聚合物等有效化合物，因而促進石 油乳化。還有一類微生物群落，能利用碳源快速生長繁殖，抑制其他菌類生長，或者代謝過 程產生一些有害物質，而影響在實際中的應用。
[0004] 內源微生物在形成過程中，阻礙其大量繁殖的主要因素是缺乏足夠的營養，激活 原油中的微生物，是向原油中注入營養液，使得微生物快速繁殖和生長，而研究微生物生長 發育的最佳條件，及分析激活劑種類與內源微生物群落結構的分布與變化之間的關係，可 以達到定向激活的目的。
[0005] 激活原油中的內源菌，是一個動態過程，過程中微生物菌系內部組成和結構都將 發生變化，油藏本源是一個複雜的生態系統，不同油藏，同一油藏中也存在較大差異，定向 激活原油中的微生物，專項針對目的功能菌群，一方面可以抑制有害的菌群的生長，還可以 提高激活劑的利用率，降低成本投入。
[0006] 天津億利科能源公司發明一種定向調控油藏內源微生物驅油的方法，該方法通過 向近井地帶投加需氧激活劑定向激活了近井地帶烴氧化菌，向油藏深部投加厭氧激活體系 激活厭氧發酵菌（發明人為胡欣，申請號為201210367875. 6,發明名稱為"一種定向調控油 藏內源微生物驅油的方法"）。
[0007] 另外，有發明能定向激活油藏中產生物乳化劑的內源微生物，採用16S rDNA測序 分析確定產生物乳化劑的微生物種群，分析其關鍵代謝底物，利用正交試驗優化激活劑配 方體系（另外發明人為張邵東等，申請號為201310450633. 8,發明名稱為"一種激活油藏內 源微生物產生物乳化劑的方法")。
[0008] 另外，包木太等用4中激活劑配方對沾3區塊注入水中微生物群落進行了選擇性 激活，擬驅油實驗。實驗結果表明，所述4種激活劑配方能有效刺激有益菌的生長，同時對 有害菌S R B實現了較為有效抑制作用(包木太，王兵，袁長忠.勝利油田沾3區塊內源微 生物室內模擬激活實驗研究。化工學報，2008, 59 (9))。
[0009] 包木太等將PCR-DGGE技術應用在內源菌激活工程中，得到對優勢菌群的群落結 構分析結構(包木太，王兵，陳慶國等.PCR-DGGE技術在內源細菌選擇性激活過程中的應 用。環境科學，2009. 30 (6))。


【發明內容】

[0010] 本發明所解決的技術問題是，以往激活原油中微生物的技術致使採油功能微生物 和非採油功能微生物均能大量繁殖，造成藥劑大量浪費，驅油效果不明顯等問題；特別是 以往的技術以水相中的微生物為激活目標，忽視原油油相中也廣泛存在的更具親油性的內 源採油功能微生物。為此，本發明提供一種具有工藝簡單，定向激活，操作方便，成本低廉， 經濟適用，無毒無害，適用範圍廣的方法，該方法能夠定向激活石油中具有採油功能的微生 物，特別是能夠有效定向激活原油油相中的採油功能微生物的方法。
[0011] 本發明在普通實驗室正交實驗或相應面分析的基礎上，通過引用如PCR-DGGE分 子生物學手段，能夠分析得到營養因子與微生物的特定關係，在此基礎上，通過調整營養因 子配比，來達到定向激活的目的。
[0012] 具體來說，本發明提供如下技術方案： 一種定向激活原油中採油功能微生物的方法，包括以下步驟： A、 激活劑營養因子篩選； B、 內源微生物群落結構變化檢測； C、 營養因子與微生物的特定關係分析； D、 調整激活劑營養因子配比，定向激活目標採油功能微生物。
[0013] 優選地，前面所述方法中，其中，所述的微生物是存在於原油中的內源微生物；使 用定向激活劑營養因子定向激活目標採油功能微生物。
[0014] 優選地，前面所述方法中，其中，所述的微生物是存在於原油油相中的內源微生 物。
[0015] 優選地，前面所述方法中，採油功能微生物為假單胞菌屬（Pseudomonas)和/或芽 孢桿菌屬（Bacillus)。
[0016] 優選地，前面所述方法中，所述激活劑的營養因子是碳源、氮源和磷源。
[0017] 優選地，前面所述方法中，其中，定向激活原油中的假單胞菌屬（Pseudomonas)的 定向激活劑營養因子為碳源、氮源和磷源中的任一種或兩種以上； 優選地，前面所述方法中，其中，定向激活原油中的芽孢桿菌屬（Bacillus)的定向激活 劑營養因子為氮源。
[0018] 優選地，前面所述方法中，激活劑營養因子碳源、氮源和磷源分別為使用清水和/ 或油藏注入水配置的糖蜜、NH 4C1和Κ2ΗΡ04。
[0019] 優選地，前面所述方法中，其中，所述氮源為NH4C1。
[0020] 優選地，前面所述方法中，使用清水和/或油藏注入水配置的糖蜜、NH4C1和K 2HP04 的濃度分別為3mg/L以上。
[0021 ] 優選地，前面所述方法中，所述NH4C1使用清水和或油藏注入水配置的濃度為3mg/ L以上。
[0022] 本發明的方法能從本質上體現激活劑種類與菌種的特定關係，從而能夠實現油藏 中微生物的定向激活，本發明的方法適用範圍廣，不針對某一特定油藏。
[0023]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是C⑶實驗組取樣時間15天的DGGE結果圖。
[0025] 圖2是圖1的DGGE結果的清晰反映各泳道條帶分布情況的模擬圖。
[0026] 圖3是CCA各實驗組樣品菌種組成圖。
[0027] 圖4是CCA分析圖。
[0028]

【具體實施方式】
[0029] 本發明涉及一種定向激活微生物的方法，該方法在激活原油中微生物的基礎上， 分析激活劑營養因子與內源微生物群落結構的分布與變化之間的關係，以達到定向激活的 目的，其主要過程包括：A、激活劑營養因子篩選；B、內源微生物群落結構變化檢測；C、營養 因子與微生物的特定關係分析；D、調整激活劑營養因子配比，定向激活特定採油功能微生 物。
[0030] 本發明能夠從本質上體現激活劑種類與菌種的特定關係，從而能夠實現油藏中微 生物特別是原油油相中微生物的定向激活，本發明的方法適用範圍廣，不針對某一特定油 藏。
[0031] 本發明還提供一種採油功能微生物的激活劑，其特徵在於，該激活劑的營養因子 是碳源、氮源和磷源中的一種或兩種以上。
[0032] 優選地，所述採油功能微生物為假單胞菌屬（Pseudomonas)和/或芽孢桿菌屬 (Bacillus)。
[0033] 本發明還提供一種針對假單胞菌屬（Pseudomonas)的激活劑，其特徵在於，該激活 劑的營養因子是碳源、氮源和磷源中的一種或兩種以上。
[0034] 其中，優選地，所述激活劑為使用清水和或油藏注入水配製的糖蜜、NH4C1和k 2hpo4 中的一種或兩種以上。優選地，激活劑的濃度為3mg/L以上。
[0035] 本發明還提供一種針對芽孢桿菌屬（Bacillus)的激活劑，其特徵在於，該激活劑 的營養因子為氮源。
[0036] 其中，優選地，所述激活劑為NH4C1，優選地，激活劑的濃度為3mg/L以上。
[0037] 下面通過最佳實施例來詳細說明本發明的方法，本發明的方法並不限於下述實施 例所述的含微生物的原油。
[0038] 實施例一 (1)激活劑營養因子單因素實驗 樣品取至長慶油田，只有原油油樣，沒有水樣。根據油田之前測定的地層水中的礦化度 及鈣鎂含量，使用清水按40g/L的NaCl、lg/L的CaCl2、2g/L的MgCl2配置模擬地層水。並 選取玉米漿乾粉、糖蜜、蔗糖為碳源，Na 2HP04、Κ2ΗΡ04、（ΝΗ4) 2ΗΡ04為磷源，NaN03、ΚΝ03、ΝΗ 4Ν03、 NH4C1為氮源，分別進行單因素實驗，確定最佳碳源、磷源和氮源。
[0039] 具體實驗過程如下： X在模擬地層水中分別添加0. 4%的玉米漿乾粉、糖蜜、蔗糖，121 °C滅菌30min後，各加 入4%的長慶原油油樣。30°C，搖床120rpm/min，振蕩培養。培養15天後測定不同碳源的 培養體系中的原油乳化現象、排油圈大小及總菌濃〇D_。比較篩選出的碳源為糖蜜。其中， 〇D_是指將洗滌重懸菌體稀釋三倍於紫外分光光度儀600nm波長下測量得到的光密度值。
[0040] f.在模擬地層水中添加0. 4%糖蜜，分成7份，每份各添加不同的單一磷源和氮源， 分別為 〇· 33% Na2HP04、0. 52% Κ2ΗΡ04、0· 3%(ΝΗ4)2ΗΡ04、0· 2% ΝΗ4Ν03、0· 21% NaN03、0. 25% KN03、 0. 25% NH4C1，121°C滅菌30min後，各加入4%的長慶原油油樣。30°C，搖床120rpm/min，振 蕩培養。培養15天後測定不同碳源的培養體系中的原油乳化現象、排油圈大小及總菌濃 〇D_。比較篩選出的效果好的磷源為Κ 2ΗΡ04 ;比較篩選出的效果好的氮源為NaN03和NH4C1。
[0041] (2) Plackett-Burman 實驗 對糖蜜、K2HP04、NH4C1、NaN03、MgCl 2、CaCl2六種因素作為激活劑成分進行全面的考察， 另外還包括5個空項作為誤差分析。採用實驗次數N=12的實驗設計法，每個因素取高、低 兩個水平，分別以"+1 "和"-1"表示。因素水平設計及結果見下表1和表2。
[0042] 表1 Plackett-Burman實驗設計及結果

【權利要求】
1. 一種定向激活原油中採油功能微生物的方法，包括以下步驟： A、 激活劑營養因子篩選； B、 內源微生物群落結構變化檢測； C、 營養因子與微生物的特定關係分析；和 D、 調整激活劑營養因子配比，定向激活目標採油功能微生物。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述的微生物是存在於原油中的內源微生物；使 用定向激活劑營養因子定向激活目標採油功能微生物。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中，所述的微生物是存在於原油油相中的內源微生 物。
4. 根據權利要求1-3任一項所述的方法，採油功能微生物為假單胞菌屬 (Pseudomonas)和 / 或芽抱桿菌屬（Bacillus)。
5. 根據權利要求1-4任一項所述的方法，所述激活劑的營養因子是碳源、氮源和磷源 中的任一種或兩種以上。
6. 根據權利要求1-5任一項所述的方法，其中，定向激活原油中的假單胞菌屬 (Pseudomonas)的定向激活劑營養因子為碳源、氮源和磷源中的任一種或兩種以上。
7. 根據權利要求1-6任一項所述的方法，其中，定向激活原油中的芽孢桿菌屬 (Bacillus)的定向激活劑營養因子為氮源。
8. 根據權利要求1-6任一項所述的方法，激活劑營養因子碳源、氮源和磷源分別為使 用清水和/或油藏注入水配置的糖蜜、NH4C1和K2HP04中的一種或兩種以上。
9. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述氮源為NH4C1。
10. 根據權利要求8所述的方法，使用清水和/或油藏注入水配置的糖蜜、NH4C1和 K2HP04的濃度分別為3mg/L以上。
11. 根據權利要求9所述的方法，所述NH4C1使用清水和或油藏注入水配置，優選其濃 度為3mg/L以上。
【文檔編號】E21B43/22GK104152394SQ201410297655
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月29日 優先權日:2014年6月29日
【發明者】聶勇, 李衛樂, 趙雅坤, 池昌橋, 來國莉, 蔚曉燕, 劉曉霞, 吳曉磊 申請人:北京大學工學院包頭研究院