一種調控微生物採油的方法

2024-04-05 20:29:05

專利名稱：一種調控微生物採油的方法
技術領域：
本發明涉及原油勘探及開採技術，尤其是涉及一種調控微生物採油的方法。
背景技術：
由於我國陸相儲層地質條件複雜，水驅以後仍有近三分之二的原油殘留在地下， 油田原油採收率普遍較低，加之儲量接替困難等嚴峻形勢，迫切需要研究開發高效、適應性 強的提高原油採收率技術以滿足社會對能源的需求。 研究表明，微生物驅油是一項適應範圍寬、具有提高原油採收率潛力的技術，應用 前景廣闊。該技術通過微生物的有益活動(降解原油等)和代謝產物(生物表面活性劑 等)來提高原油採收率。微生物驅油技術研究起始於20世紀20年代，70年代世界石油危 機推動了該技術的進展。近35年來，波蘭、美國、前蘇聯、羅馬尼亞等國家先後開展了30餘 個微生物驅油礦場試驗，見到較好的試驗效果。微生物採油的現實有效性已經在礦場試驗 中得到證實，但是，試驗同時顯示微生物提高採收率的幅度有限，技術水平不高。對油藏中 的微生物缺乏全面系統的認識是導致這種局面的原因之一。 研究證實，長期水驅的油藏是一個複雜的生態系統，其中孕育著物種多樣的微生
物，在整個生態系統中佔有重要的位置。但是，由於分析手段的限制，長期以來應用基於純
培養的方法只能認知油藏中很少一部分微生物(約1-3% )，絕大多數的微生物因無法培養
而不能被認知，這些微生物的群落結構與功能已成為認識油藏微生物的一個盲區。 分子生物學手段、尤其是分子生態學的出現，克服了傳統培養方法的缺陷，已經應
用於土壤、活性汙泥、生物肥料等環境微生物生態的分析，為系統認識微生物生態提供了一
個可行的手段。將這種原理和手段應用於油藏環境微生物群落結構的分析，必將獲得油藏
微生物的嶄新的、系統的、完整的認識。事實上，微生物驅油就是要對油藏微生物群落結構
進行調整，建立或優化驅油功能種群的生物環境，使油藏環境中的驅油功能種群成為優勢
種群。以此為基礎進行微生物驅油設計及試驗更具科學性和實踐性，從而達到大幅度提高
採收率的目的。 現有技術採用培養的方法分析油藏中微生物的群落結構，所得結果只反映出油藏 微生物的很小的一部分，無法獲得油藏微生物群落及功能的全面系統的認識，在這種認識 基礎上，通過注入營養體系、或少數菌種來改變系統中群落組成，發揮驅油功能菌的作用， 這往往具有較大的盲目性和隨機性，從而很難達到穩定提高採收率的目的。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種針對性強、利用 率高、能充分發揮其性能優點的調控微生物採油的方法。 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種調控微生物採油的方法，其特 徵在於，該方法包括如下步驟(l)採用分子生物學方法分析油藏產出液中微生物群落結 構和/或檢測產出液中代謝產物；(2)調節準備注入油藏中的微生物和/或該微生物對應的營養體系；(3)經由注水井向油藏中注入調節後的微生物和/或該微生物對應的營養體 系；(4)由對應的受益採油井收穫原油。 步驟(1)所述的分子生物學方法是採集試驗油藏產出水樣，提取微生物群落基因 組DNA，擴增16S rRNA基因，測序後構建基因組文庫，採用RFLP方法分析油藏微生物群落多 樣性，由此獲得油藏環境微生物的群落結構，通過RT-PCR，分析功能微生物的豐度，獲得油 藏中微生物的組成結構信息；所述的檢測產出液中代謝產物是通過分析產出液中糖脂含量 或脂肽含量獲得代謝產物信息。 步驟(2)所述的調節準備注入油藏中的微生物和/或該微生物對應的營養體系是 根據步驟(1)分析結果判斷，如果某種功能微生物濃度高於室內培養所達到濃度的1%，則 不需要向油藏中補註該微生物及對應的營養體系；如果某種功能微生物濃度低於室內培養 所達到濃度的1%、代謝產物濃度高於室內培養所達到濃度的0. 1%，則向油藏中補註該微 生物對應的營養體系；如果某種功能微生物濃度低於室內培養所達到濃度的1%、代謝產 物濃度低於室內培養所達到濃度的0. 1%，則向油藏中補註該微生物和對應的營養體系。
所述的調節準備注入油藏中的微生物包括具有代謝產生生物表面活性劑、降解烴 性能的一種或兩種以上的微生物。 所述的調節準備注入油藏中的微生物還包括能夠剌激油藏中本源存在的微生物 群落代謝糖脂或脂肽產物的微生物。 所述的微生物包括枯草芽孢桿菌、丙酮丁醇梭菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、 G. uzenensis、地下地桿菌、遲緩芽孢桿菌、銅綠假單胞菌、陰溝腸桿菌、鹽生鹽桿菌、螢光假 單胞菌、惡臭單胞菌。 所述的微生物包括枯草芽孢桿菌、惡臭假單胞菌或嗜熱脂肪芽孢桿菌。 所述的微生物對應的營養體系為調節其中的碳源與氮源的質量比例為
(5-25) : l，以剌激功能微生物或代謝產物演化為優勢微生物或主要代謝產物。 所述的碳源包括蔗糖、葡萄糖、澱粉、原油，所述的氮源包括蛋白腖、氯化銨、硝酸胺。 步驟(3)所述的向油藏中注入調節後的微生物和/或該微生物對應的營養體系注
入方式為將微生物發酵液或該微生物對應的營養體系分別由注水井注入到試驗油層，或將
微生物發酵液與該微生物對應的營養液混合均勻後由注水井注入到試驗油層。 與現有技術相比，本發明按照"群落結構分析_調節注入微生物和/或營養體
系_注入微生物和/或營養體系"方法，對試驗油藏進行多次操作，可以促使油藏中的微生
物群落演變為以注入微生物為優勢菌、其他菌共生互利的有利於微生物採油的體系，發揮
協同驅油作用，進一步提高注入的功能微生物的驅油性能。由此可見，本發明能夠最大限度
地發揮了注入微生物和營養液的作用。 本發明所述方法即先對油藏本源存在的微生物群落結構進行分析，然後據此設計 調節注入的微生物類型和營養體系質構成，由此調節功能菌成為油藏中的優勢菌，進而最 大限度地發揮功能微生物的驅油作用。而現有技術是在對油藏微生物群落結構和活性缺乏 全面系統認識的情況下開展微生物採油試驗的，與此比較，本發明方法具有注入微生物和 營養體系針對性強、利用率高、能充分發揮其性能的優點，還有助於發揮油藏中本源微生物 驅油的性能，因此是一種既科學又經濟有效的微生物驅油方法。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。
實施例1 1)不同營養體系及溫度對微生物生長代謝的調節作用 體系構成某油田地層水+原油或蔗糖+驅油菌種+基線菌種(地層水中微生 物和活性汙泥中微生物)+營養體系。其中，驅油菌包括烴降解菌TF2和生物表面活性劑 產生菌HN1。 TF2能夠以葡萄糖和正十六烷為碳源生長。在以正十六烷至正二十二烷混合 烴為碳源培養時，TF2優先利用正十六烷。TF2在溫度50°C 65°C、 pH = 6 9、礦化度 <2% (NaCl)條件下生長良好，在55t:、pH二 7、礦化度0. 5% (NaCl)時獲得最佳生長。 經鑑定烴降解菌TF2為地下地桿菌G. subterraneus Str. 34T。 HN1菌大小均一，顏色較淡， 運動頻率較高。其菌落細密，表面平坦，顏色呈淡黃色，不透明，表面較乾燥且粗糙有褶皺 感，菌落邊緣不規則，單個菌落較小，易挑起。經鑑定HN1為枯草芽孢桿菌(B.subtilis)。 營養體系中碳源為蔗糖(1% )或原油(1% )或蔗糖和原油混合物(0.5% +0.5% )，氮 源為蛋白腖(0. 25% )或氯化銨(0.2% )，另外補加酵母膏(0.2% )和1(2昍04(0 . 08% )、 NaH2P04(0 . 04% )、 MgS04 7H20(0.02% )、 CaCl2 2H20(0.01% )、 NaCl (0.02% )。分別在 37t:、55t:、65t:下培養，轉接4次，分別考察不同碳源、氮源對微生物代謝性能和群落結構 的調控作用。 調控培養結果，即使由同樣的體系出發，經不同的碳源、氮源及不同溫度的調控 下，體系的群落和功能均發生了明顯的變化。 37t:下，微生物群系濃度最高，主菌為HNl，蔗糖和原油混合碳源不論蛋白腖為氮 源或氯化銨為氮源均表現出較好的乳化效果，在蔗糖為碳源、蛋白腖為氮源體系中脂肽含 量達到180mg/L，表面張力降低29%。 55t:下，微生物群系濃度稍低，主菌為TF2，以原油為碳源、蛋白腖為氮源獲得了較 好的乳化效果，而蔗糖和原油混合碳源和蛋白腖為氮源的體系中脂肽含量達到320mg/L，表 面張力降低25%。 65t:下，微生物群系濃度最低，基線中的菌種繁殖發育成為微生物群系主菌，蔗糖 和原油混合碳源、氯化銨為氮源時乳化效果較好。在蔗糖為碳源、蛋白腖為氮源體系中脂肽 含量達到200mg/L，表面張力降低30%。 由上可見，在不同溫度下，採用不同碳源、氮源構成的營養體系培養同一菌群，培 養後體系的主菌不同，所得培養體系中表面活性劑產量不同，表面張力降低情況不同。因 此根據不同油藏溫度，針對性地選擇營養體系可以將目標微生物的性能最大程度地發揮出 來，從而增強微生物採油的作用效果。
2)銅綠假單胞菌最佳營養體系 經正交設計實驗研究，銅綠假單胞菌發酵生產糖脂的最佳碳源和氮源分別為豆油 和硝酸鈉。最佳培養基配方為酵母膏0. 2g/L，豆油120g/L， NaN036 . 5g/L， KH2P041. Og/L， Na2HP04 12H20 1. 0L， MgS04 7H20 0. lg/L， FeS04 7H20 0. 2g/L。
3)惡臭假單胞菌最佳營養體系 通過單因素實驗和正交實驗，對惡臭假單胞菌發酵生產糖脂的營養體系進行了研究，最佳組成(％ ):碳源為蔗糖0.5% +原油0.5%、氮源為氯化銨0.2%，酵母膏0.2%，
K2HP040. 08 % 、 NaH2P040 . 04 % 。 4)油藏微生物群落結構分析 運用RFLP指紋圖譜分析方法評估了某油藏產出水樣細菌多樣性，結果表明，在74 個操作分類單元中，數量最多的4個佔克隆子總數的73. 6%，另外70個的豐度均處於較低 水平，有57個僅含有l個克隆子。油藏環境中優勢菌群十分明顯，主要菌種類型的數量佔 到總量的一半以上，其中數量最多的佔到總數的47. 7%，表明該菌種可能比較適合油藏高 溫、高壓的環境條件。 採用16S rRNA基因文庫分析方法，並聯合使用RFLP指紋圖譜法分 析國內陸上某高溫水驅油藏環境中的細菌和古菌群落多樣性。得到的細菌 禾中類禾口 數量為Gamme—Proteobacteria(85. 7 % ) 、 Thermotogales (6. 8 %)、 Epsilon-Proteobacteria(2.4 % ) 、 Low_G+C Gram-positive(2.1 % ) 、 High-G+C Gram-positive、 Beta-Proteobacteria和Nitrospira(均< 1. 0% )。其中高溫菌種類型 比較多，但Pseudomonas等常溫菌的數量卻比較多。得到的古菌主要屬於產甲烷古菌，包 括Methanobacteriales、Methanococcales、Methanomicrobiales禾口 Methanosarcinales， 其中Methanomicrobiales是優勢菌群。總共28個序列類型主要分為三類(1)嗜溫 性產甲烷菌，主要包括MethanosarcinEi、 Methanohalophilus、 Methanocalculus禾口 Methanosaeta等；(2)嗜熱性產甲烷菌，主要包括Methanothermobacter、 Methanococcus 和Methanoculleus;(3)未培養的古菌類型。其中大部分菌種類型都是以前發現過的，但 是也有少數跟早先報導的菌種類型相似性較低，可能是新的菌種類型。檢測到的幾株嗜熱 產甲烷古菌以前也在其他油藏環境中發現過，表明它們可能廣泛分布於各地的高溫油藏環 境。研究發現該油田油藏中氫營養型產甲烷菌和乙酸營養型產甲烷菌同時存在。
選取國內典型的海上某高溫水驅油藏，用16S rRNA序列分析法研究了其中的微 生物群落多樣性。結果表明，細菌類型主要屬於Firmicutes、 Thermotogae、 Nitrospirae 禾口 Proteobacteria，而古菌類型主要屬於產甲烷菌類群的Methanothermobacter、 Methanobacter、 Methanobrevibacter禾口 Methanococcus等屬，只有 一 個克隆屬於 Thermoprotei。其中細菌的多樣性要高於古菌，優勢菌群為產甲烷古菌、發酵菌和硫酸鹽 還原菌等少數幾個類型，表明該油藏環境的微生物多樣性相較其他環境還是比較低的。首 次在油藏環境中發現了與Hydrocarboniphagaeffusa親緣關係很近的菌種，這種細菌具有 分解烷烴和芳烴能力，可能比較適於在油藏環境中生長。另外，尚有部分序列類型在資料庫 中找不到親緣關係97%以上的菌種。 5)同時注入營養體系和微生物發酵液提高微生物採油技術應用效果
微生物驅試驗區為某油田3注8採井組，試驗區儲層平均孔隙度為28 % ，平均空氣 滲透率為0. 7um2，油層溫度53°C ，地層原油粘度21mPa. s，地面脫氣原油密度為0. 92g/cm3， 含蠟量8.8%，含膠質瀝青14. 6% ，凝固點-8°C 。地質儲量75 X 104t ;地層水水型為NaHC03， 礦化度為5528mg/L。 微生物驅試驗首次注入菌液及營養液7426m 其中，注入菌液120m3(GX_043 :惡臭 假單胞菌，60m3 ;GX-104 :地下地桿菌，40m3 ;GX_118 :嗜熱脂肪芽孢桿菌，20m3)。注入微生物 後26個月時，油井產量接近注入微生物前的水平。採用RT-PCR技術檢測注入菌豐度
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嗜熱脂肪芽孢桿菌B. Stearothermophilus 上遊引物5' -CCCTGACAACCCAAGAGATT-3' 下遊引物5' -ATCTCACGACACGAGCTGAC-3' 螢光探針基因序列 5' -AACCATGCACCACCTGTCACCC-3' 地下地桿菌G. subterra腦s 上遊引物5' -CCCTGACAACCCAAGAGATT-3' 下遊引物5' -ATCTCACGACACGAGCTGAC-3' 螢光探針基因序列5' -AACCATGCACCACCTGTCACCC-3' 惡臭單胞菌P. putida 上遊引物5' -GTCAGCTCGTGTCGTGAGAT-3' 下遊引物5' -CTCCTTAGAGTGCCCACCAT-3' 螢光探針基因序列5' -CCCGTAACGAGCGCAACCCT-3' 探針基因序列5'端標記的報告螢光基團是FAM，探針基因序列3'端標記的淬滅 螢光基團是TAMRA。結果發現與見效高峰時比較，GX-043濃度由107cell/ml降低到105cell/ ml，群落群繫結構已發生明顯改變，注入的功能微生物的相對比例GX-043 :GX-104 :GX_118
由7 : 4 : 2變為5 : 5 : 3 ;檢測此時油井產出液糖脂含量僅為室內培養時的o. oe%。
因此向試驗油藏中同時補充GX-043發酵液54m3及對應的營養液540m3。根據室內研究，碳 源為蔗糖0. 5% +原油0. 5%、氮源為氯化銨0. 2%時該菌生長代謝旺盛，考慮到油藏中存 在原油，故實際補充注入營養體系蔗糖0. 5 % ，氯化銨0.2%，酵母膏0.2%， K2HP040 . 08 % 、 NaH2P040. 04%。將發酵液與菌液混合均勻後由注水井注入油藏。 補註營養液和主菌發酵液後，GX-043豐度逐漸提高，三個菌比例恢復到接近開始 時的水平。受益油井平均單井日產油由2. 2t上升到4. 7t，綜合含水由93. 7%降低90. 2%， 該區塊微生物採油累計增產原油3400t。 6)單獨注入營養體系提高微生物採油技術應用效果 微生物驅試驗區為某油田2注5採井組，試驗區儲層平均孔隙度為22%，平均空 氣滲透率為0. 83咖2，油層溫度38t:，地層原油粘度19mPa. s，地面脫氣原油密度為0. 90g/ cm3，含蠟量20. 2%，含膠質瀝青10.6%。地質儲量60X10H ;地層水水型為NaHC03，礦化度 為7137mg/L。 微生物驅試驗首次注入菌液及營養液4320m 其中，注入菌液320m3。注入微生物
後18個月時採用RT-PCR技術檢測注入菌豐度枯草芽孢桿菌B. subtilis 上遊引物5' -GTGTCTCAGTCCCAGTGTGG-3' 下遊引物5' -GCGCATTAGCTAGTTGGTGA-3' 螢光探針基因序列5' -ACGGCTCACCAAGGCAACGA-3' 總細菌 上遊引物5' -AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'
下遊引物5' -TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3' 探針基因序列5'端標記的報告螢光基團是FAM，探針基因序列3'端標記的淬滅螢光基團是TAMRA。分析發現與見效高峰時比較，群落群繫結構已發生改變，但注入的功能微生物DQ-003(枯草芽孢桿菌，B. subtilis)豐度變化不大(由最高時的9. 1%降低到7.8% );濃度仍然維持在7W6cell/ml，檢測此時油井產出液脂肽含量僅為室內培養時的0.2%。因此向試驗油藏中補充DQ-003對應的營養液650m3。根據室內研究，營養液組成蔗糖1%、蛋白腖0. 25%，另外補加酵母膏(0. 2% )和1(2昍04(0 . 08% )、NaH2P04(0 . 04% )。該菌在以下營養體系下生長代謝旺盛。 補註營養液後，功能微生物DQ-003(枯草芽孢桿菌，B. subtilis)濃度恢復到2氺l(fcells/ml，受益油井平均單井日產油由1. 2t上升到1.9t，綜合含水由95. 7%降低95. 0%，該區塊微生物採油累計增產原油605t。
實施例2 —種調控微生物採油的方法，具體包括如下步驟 (1)採用16S rDNA文庫、PCR-DGGE、 RT-PCR等分子生物學方法分析油藏產出液中微生物群落結構 採集試驗油藏產出水樣，採用《油藏微生物群落多樣性的分子分析》(華東理工大學博士論文，李輝，2007年)公開的方法提取微生物群落基因組DNA，擴增16SrRNA基因，測序後構建基因組文庫，採用RFLP方法分析油藏微生物群落多樣性，由此獲得油藏環境微生物的群落結構。採用《實時螢光定量PCR法檢測環境假單胞菌屬細菌豐度》(趙傳鵬等，東南大學學報，第36巻第l期，2006年)公開的方法，通過RT-PCR，分析功能微生物的豐度。通過以上方法獲得油藏中微生物的組成結構信息。
(2)調節準備注入油藏中的微生物組成 某種功能微生物室內培養濃度為2X108cell/ml，根據步驟(1)分析結果，如果該種功能微生物濃度高於室內培養濃度的1%，不需要向油藏中補註該菌；如果某種功能微生物濃度低於室內培養濃度的1 % ，則向油藏中補註該菌。 採油常用的微生物包括枯草芽孢桿菌(例如B. subtilis, CGMCC1. 400)、丙酮丁醇梭菌(例如C. acetobutylicum， CGMCC 1. 244)、嗜熱脂肪芽孢桿菌(例如B. stearothermophilus， CGMCC 1. 1923) 、 G. uzenensis(例如CGMCC 1. 2674)、地下地桿菌(例如G. subterraneus CGMCC 1. 2673)、遲緩芽孢桿菌(例如B. lentus， CGMCC1. 2013)、銅綠假單胞菌(例如:P. aeruginosa, CGMCC1. 1785)、陰溝腸桿菌(例如E. cloacae,CGMCC1. 2022)、鹽生鹽桿菌(例如H. salinari咖，CGMCC1. 1952)、螢光假單胞菌(例如:P. fluorescens， CGMCC1. 1802)、惡臭單胞菌(例如P. putida， CGMCC1. 1820)等，但不局限於上述菌種。優選枯草芽孢桿菌、惡臭假單胞菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌。
(3)經由注水井向油藏中注入調節後的微生物或營養體系 注入方式為微生物發酵液按試驗井組控制孔隙體積的0. 01%注入，菌液經由注水井注入到試驗油層。
(4)由對應的受益採油井收穫原油 按照油田開發正常工作制度，不改變任何採油工藝參數生產，直接由受益採油井
收穫原油。 實施例3 —種調控微生物對應的營養體系採油的方法，該方法包括如下步驟
(1)檢測產出液中代謝產物 按照文獻"微生物發酵製備鼠李糖最佳條件的研究"(李祖義等，《生物工程學報》，1999年01期)公開的方法分析油井產出液中糖脂含量，利用文獻"微生物發酵液中脂肽類生物表面活性劑的測定"(陳濤等，《油田化學》，2004年04期)公開的方法分析脂肽含量，由此獲得油藏中功能微生物代謝產物的信息。根據代謝產物的變化分析獲得產生該代謝產物的微生物的豐度和活性等信息。 (2)調節準備注入油藏中的營養體系的組成通過分析產出液中糖脂含量或脂肽含量獲得代謝產物信息，根據步驟(1)分析結果判斷，如果某種功能微生物濃度高於室內培養所達到濃度的1% (該種功能微生物室內培養濃度為2X106cell/ml)，則不需要向油藏中補註該菌對應的營養體系；如果某種功能微生物濃度低於室內培養所達到濃度的1 % 、代謝產物濃度高於室內培養所達到濃度的0. 1 % ，則向油藏中補註該菌對應的營養體系。以蔗糖為碳源，以蛋白腖為氮源，調節油藏中的碳源與氮源的質量比例為5 : l，以剌激功能微生物或代謝產物演化為優勢微生物或主要代謝產物。 (3)經由注水井向油藏中注入調節後的營養體系營養液量按試驗井組控制孔隙體積的0. 1%注入，營養液經由注水井注入到試驗油層。
(4)由對應的受益採油井收穫原油。
實施例4 —種調控微生物及其對應的營養體系採油的方法，包括如下步驟 (1)採用16S rDNA文庫、PCR-DGGE、 RT-PCR等分子生物學方法分析油藏產出液中
微生物群落結構和利用儀器分析方法檢測產出液中生物表面活性劑、有機酸等微生物代謝產物。 採集試驗油藏產出水樣，採用《油藏微生物群落多樣性的分子分析》(華東理工大學博士論文，李輝，2007年)公開的方法提取微生物群落基因組DNA，擴增16SrRNA基因，測序後構建基因組文庫，分析微生物的系統發育信息，構建進化樹，採用RFLP方法分析油藏微生物群落多樣性，由此獲得油藏環境微生物的群落結構。採用《油藏微生物群落多樣性的分子分析》(華東理工大學博士論文，李輝，2007年)公開的方法利用PCR-DGGE指紋圖譜法分析油藏環境烴降解基因(alkB)的多樣性；採用《實時螢光定量PCR法檢測環境假單胞菌屬細菌豐度》(趙傳鵬等，東南大學學報，第36巻第1期，2006年)公開的方法，通過RT-PCR，分析功能微生物的豐度；採用顯微鏡-血球計數板計數的方法分析細菌濃度。通過以上方法獲得油藏中微生物的組成結構信息。 按照文獻"微生物發酵製備鼠李糖最佳條件的研究"(李祖義等，《生物工程學報》，1999年01期)公開的方法分析油井產出液中糖脂含量，利用文獻"微生物發酵液中脂肽類生物表面活性劑的測定"(陳濤等，《油田化學》，2004年04期)公開的方法分析脂肽含量，由此獲得油藏中功能微生物代謝產物的信息。根據代謝產物的變化分析獲得產生該代謝產物的微生物的豐度和活性等信息。 (2)調節準備注入油藏中的微生物和營養體系的組成 根據步驟(1)分析結果，如果某種功能微生物濃度高於室內培養濃度的1% (該種功能微生物室內培養濃度為2X106cell/ml)，不需要向油藏中補註該菌及對應的營養體系；如果某種功能微生物濃度低於室內培養濃度的1%、代謝產物濃度高於室內培養濃
9度的O. 1%，則向油藏中補註該菌對應的營養體系；如果某種功能微生物濃度低於室內培 養濃度的1%、產物濃度低於室內培養濃度的0. 1%，則向油藏中補註該菌和對應的營養體 系。 採油常用的微生物包括枯草芽孢桿菌(例如B. subtilis， CGMCC1. 400)、 丙酮丁醇梭菌(例如C. acetobutylicum, CGMCC1. 244)、嗜熱脂肪芽孢桿菌(例如 B. stearothermophilus， CGMCC1. 1923) 、 G. uzenensis(例如CGMCC 1. 2674)、地下地桿菌 (例如G. subterraneus CGMCC 1. 2673)、遲緩芽孢桿菌(例如B. lentus， CGMCC1. 2013)、 銅綠假單胞菌(例如:P. aeruginosa, CGMCC1. 1785)、陰溝腸桿菌(例如E. cloacae, CGMCC1. 2022)、鹽生鹽桿菌(例如H. salinari咖，CGMCC1. 1952)、螢光假單胞菌(例如: P. fluorescens， CGMCC1. 1802)、惡臭單胞菌(例如P. putida， CGMCC1. 1820)等，但不局限 於上述菌種。優選枯草芽孢桿菌、惡臭假單胞菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌。 以葡萄糖為碳源，以蛋白腖為氮源，調節油藏中的碳源與氮源的質量比例為 25 : l，以剌激功能微生物或代謝產物演化為優勢微生物或主要代謝產物。
(3)經由注水井向油藏中注入調節後的微生物或營養體系 注入方式為微生物發酵液按試驗井組控制孔隙體積的0. 01%注入，營養液量按試 驗井組控制孔隙體積的0. 1%注入；如果同時補充營養液和菌液，則將菌液在營養液中混 合均勻後注入；菌液和營養液均經由注水井注入到試驗油層。
(4)由對應的受益採油井收穫原油 按照油田開發正常工作制度，不改變任何採油工藝參數生產，直接由受益採油井 收穫原油。
權利要求
一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟(1)採用分子生物學方法分析油藏產出液中微生物群落結構和/或檢測產出液中代謝產物；(2)調節準備注入油藏中的微生物和/或該微生物對應的營養體系；(3)經由注水井向油藏中注入調節後的微生物和/或該微生物對應的營養體系；(4)由對應的受益採油井收穫原油。
2. 根據權利要求1所述的一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，步驟(1)所述的 分子生物學方法是採集試驗油藏產出水樣，提取微生物群落基因組DNA，擴增16S rRNA基 因，測序後構建基因組文庫，採用RFLP方法分析油藏微生物群落多樣性，由此獲得油藏環 境微生物的群落結構，通過RT-PCR，分析功能微生物的豐度，獲得油藏中微生物的組成結構 信息；所述的檢測產出液中代謝產物是通過分析產出液中糖脂含量或脂肽含量獲得代謝產 物信息。
3. 根據權利要求l所述的一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，步驟(2)所述的 調節準備注入油藏中的微生物和/或該微生物對應的營養體系是根據步驟(1)分析結果 判斷，如果某種功能微生物濃度高於室內培養所達到濃度的1%，則不需要向油藏中補註該 微生物及對應的營養體系；如果某種功能微生物濃度低於室內培養所達到濃度的1%、代 謝產物濃度高於室內培養所達到濃度的O. 1%，則向油藏中補註該微生物對應的營養體系； 如果某種功能微生物濃度低於室內培養所達到濃度的1%、代謝產物濃度低於室內培養所 達到濃度的0. 1%，則向油藏中補註該微生物和對應的營養體系。
4. 根據權利要求3所述的一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，所述的調節準備 注入油藏中的微生物包括具有代謝產生生物表面活性劑、降解烴性能的一種或兩種以上的 微生物。
5. 根據權利要求3所述的一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，所述的調節準備 注入油藏中的微生物還包括能夠剌激油藏中本源存在的微生物群落代謝糖脂或脂肽產物 的微生物。
6. 根據權利要求4或5所述的一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，所述的微生物 包括枯草芽孢桿菌、丙酮丁醇梭菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、G. uzenensis、地下地桿菌、遲緩芽 孢桿菌、銅綠假單胞菌、陰溝腸桿菌、鹽生鹽桿菌、螢光假單胞菌、惡臭單胞菌。
7. 根據權利要求6所述的一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，所述的微生物包 括枯草芽孢桿菌、惡臭假單胞菌或嗜熱脂肪芽孢桿菌。
8. 根據權利要求1或3所述的一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，所述的微生物 對應的營養體系為調節其中的碳源與氮源的質量比例為(5-25) : l，以剌激功能微生物或 代謝產物演化為優勢微生物或主要代謝產物。
9. 根據權利要求8所述的一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，所述的碳源包括 蔗糖、葡萄糖、澱粉、原油，所述的氮源包括蛋白腖、氯化銨、硝酸胺。
10. 根據權利要求1所述的一種調控微生物採油的方法，其特徵在於，步驟(3)所述的 向油藏中注入調節後的微生物和/或該微生物對應的營養體系注入方式為將微生物發酵 液或該微生物對應的營養體系分別由注水井注入到試驗油層，或將微生物發酵液與該微生 物對應的營養液混合均勻後由注水井注入到試驗油層。
全文摘要
本發明涉及一種調控微生物採油的方法，該方法包括如下步驟(1)採用分子生物學方法分析油藏產出液中微生物群落結構和/或檢測產出液中代謝產物；(2)調節準備注入油藏中的微生物和/或該微生物對應的營養體系；(3)經由注水井向油藏中注入調節後的微生物和/或該微生物對應的營養體系；(4)由對應的受益採油井收穫原油。與現有技術相比，本發明方法調節油藏微生物群落結構向有利於採油的方向演變，能夠充分發揮功能微生物的性能；有針對性地注入營養體系，避免了營養體系質使用的盲目性，因此是一種科學、經濟、有效的微生物採油方法。
文檔編號C12R1/385GK101699025SQ20091019799
公開日2010年4月28日 申請日期2009年10月30日 優先權日2009年10月30日
發明者劉金峰, 剛洪澤, 楊世忠, 牟伯中 申請人:華東理工大學