模拟油藏条件下激活剂运移与微生物生长调控实验研究

摘要

随着现代科技的发展，微生物采油技术也得到不断的改善与提高。当前微生物采油技术在国内外许多油田已经得到了应用，提高了原油的采收率，并且取得了一定的效果。同时微生物采油技术也面临着诸多的问题和挑战。在以前的研究中多集中在油藏理化性质对微生物的影响，油藏本身可培养微生物筛选及油藏中可培养微生物的菌种鉴定等。但是对激活剂在油藏条件下有效的运移激活，受激活微生物的群落动态变化，以及物模实验过程中深入细致的考察激活剂、微生物及其代谢产物、驱油效果的系统性研究较少。基于此本论文开展了如下研究工作：1.在激活剂注入地层的过程中不可避免受地层多孔介质会对激活剂的运移产生一定影响，如果激活剂运移过程中产生吸附甚至对多孔介质产生堵塞，激活剂达不到应有的激活效果，就会对微生物驱油起到限制作用。研究表明：
　　 1)不同的激活剂溶液在模拟地层岩心中运移时会出现不同程度的堵塞，岩心的多孔介质不会对葡萄糖运移产生明显影响，而玉米浆和淀粉溶液都有不同程度的堵塞。改变不同玉米浆浓度时非饱和原油岩心比饱和原油岩心运移困难。当浓度为10g·L-1时，注入压力最高为1.7MPa，并没有严重堵塞，而注入速度不同时，注入速度过快也出现了明显的堵塞，这在含油岩心中和非含油岩心中的实验结果是一致的。2.由于油藏高温、高压极端环境的限制，利用传统的培养方法并不能完全反映地层中微生物的生长情况。本部分利用PCR-DGGE技术，模拟油藏条件考察不同激活剂激活以后微生物群落DGGE条带的变化，并对胜利油田沾三区块内源微生物激活的可行性条件进行了优化，从而确定了激活剂的合理化用量，为后续微生物驱油现场应用提供参考和依据。
　　 1)实验利用分子生物学技术，在模拟地层条件下用不同的激活剂将区块特定的油井产出水及注入水中的微生物进行了激活。结果表明，激活20天以后.水样中微生物种群发生了显著变化，而且不同的激活剂激活以后微生物的种类有明显的不同。
　　 2)在不同的激活剂激活实验的基础上，改变葡萄糖浓度进行了微生物激活实验研究。结果表明对于注入水和产出水水样，激活以后微生物种群的数量是不同的，产出水激活以后种群数量更多一些。葡萄糖作为激活剂时，适宜浓度范围是5-7.5g·L-1。3.利用物理模拟系统模拟油藏环境，监测微生物群落结构、驱油效果、代谢产物以及环境参数变化，同时对比了不同配方及激活条件对微生物活性的影响。
　　 1)物模驱油实验表明淀粉水解液对微生物的激活效果显著，驱油效果明显，同时根据不同的激活时间得出，随着培养时间的增加微生物群落结构发生明显的变化。细菌的数量种群在培养后期比前期有所降低，而古菌的则是在培养的后期逐渐占据优势，同时种类也趋于稳定单一。整个实验过程中从细菌到古菌的变化反映了微生物在油藏中从好氧到厌氧的变化过程，这为探索油藏微生物群落以及激活后动态变化过程提供了依据。
　　 2)对微生物驱油过程中的小分子酸的检测表明培养70天时，乙酸的量较40天时有较大幅度降低，这反映了实验过程中微生物的生长代谢作用，同时从检测气体的生成得出甲烷在培养后期逐渐增多。同时实验表明微生物代谢产物的积累对驱油效果有较大影响。

目录

文摘

英文文摘

谨献

0 前言

1 文献综述

1.1 微生物采油技术

1.1.1 影响微生物活动的油藏环境

1.1.2 国内外微生物采油技术的研究进展

1.2 分子生物学技术在微生物采油中的应用

1.2.1 变性梯度凝胶电泳技术

1.2.2 末端限制性酶切片段长度多态性分析技术的应用

1.3 油藏微生物群落研究的发展趋势

1.3.1 静态描述向调控条件下动态过程的研究

1.3.2 非培养、大通量分子生物学方法

1.3.3 多领域研究力量整合，加强研究基础、提升研究水平

1.4 论文研究内容及实验技术路线框图

1.4.1 主要研究内容

1.4.2 技术路线图

2 微生物驱油过程中多孔介质对激活剂运移的影响

2.1 实验材料与方法

2.1.1 实验仪器与材料

2.1.2 实验方法

2.2 实验结果与讨论

2.2.1 注入水运移实验

2.2.2 非饱和原油岩心运移堵塞实验

2.2.3 饱和原油岩心运移堵塞实验

2.3 小结

3 不同激活剂条件下油藏内源微生物激活过程中DGGE分析

3.1 油藏状况

3.1.1 油藏基本参数

3.1.2 油藏井网分布

3.2 实验材料与方法

3.2.1 实验材料及样品的采集

3.2.2 样品的分析

3.2.3 样品的激活培养方法

3.2.4 DNA的提取

3.2.5 16S rDNA的PCR扩增

3.2.6 扩增16S rDNA序列中可变区DGGE分析

3.2.7 不同浓度葡萄糖激活效果分析

3.3 结果与讨论

3.3.1 样品总DNA提取结果

3.3.2 16S rDNA的聚合酶链反应扩增结果

3.3.3 变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析结果

3.3.4 激活剂为葡萄糖时提取DNA分析结果

3.3.5 激活剂为葡萄糖时聚合酶链式反应扩增结果

3.3.6 激活剂为葡萄糖时DGGE分析结果

3.4 小结

4 微生物驱油物模实验研究

4.1 实验材料与方法

4.1.1 实验对象及实验材料

4.1.2 实验步骤

4.1.3 分析检测方法

4.2 结果与讨论

4.2.1 调控因素确定及配方设计

4.2.2 物模实验驱油效果及微生物相关分析结果

4.3 结论

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 存在问题及展望

参考文献

附录

致谢

硕士期间发表的论文