油藏内源微生物高效激活剂筛选与评价

摘要

作为一项新的三次采油技术，微生物采油技术以其在化学驱后的油藏和枯竭油藏再次进行强化采油的潜力，己经引起世界各国的普遍重视。与外源微生物采油不同，内源微生物采油通过激活油藏中原有微生物提高原油采收率，是一项极具发展潜力的微生物采油技术。本文主要针对油藏内源微生物高效激活剂的筛选和评价方法进行了研究，旨在为激活油藏内源微生物提高原油采收率技术提供技术支撑。　　 根据不同油藏生物化学特征和功能菌群的营养需求，初步建立包括激活剂组分筛选原则、激活剂组分筛选、激活剂组分初步定量和激活剂组分优化等方面内容的激活剂体系筛选方法。　　 初步建立以对激活剂自身评价和对激活效果评价为主体的油藏内源微生物高效激活剂及其激活效果评价方法；从经济技术可行性、微生物指标、生物化学指标和物模提高采收率幅度四个方面初步构建激活剂及其激活效果评分细则和激活剂体系等级划分方法。　　 采用最大或然数法(MPN)和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术解析胜利油田沾3区块注入水和产出液中微生物群落结构组成，采用离子色谱和电感耦合等离子体发射光谱技术分析了油藏地层水的离子组成，从而确定该区块实施内源微生物激活的基础背景资料。以微生物提高采收率机理为基础，同时考虑在激活过程中抑制有害菌（SRB）的生长繁殖，确立了以激活前后水样中总菌浓的变化、SRB数量变化和对原油的乳化效果作为主要评价指标作为激活剂优化的评价方法。在单因素实验基础上采用最陡爬坡实验逼近最大响应区域，并成功的将Box-Benhnke中心组合试验和响应面分析法应用到激活剂体系各因素的优化组合，最终得到玉米浆干粉0.33％、磷酸氢二铵0.312%和硝酸钠0.2%的激活配方。油水样激活后，总菌浓达到1.57×108cells·ml-1，烃降解菌数量增至107cells·ml-1，产甲烷菌数量增至104cells·ml-1，硫酸盐还原菌数量得到有效控制；激活后原油在整个培养基介质中均匀分散，静置后能长时间不分层，激活水样稀释三倍后OD550nm值0.9208;原油粘度降低30%；厌氧激活，产气率50%;物理模拟驱油实验提高采收率6.9%。经效果评价与等级划分，优化激活体系为Ⅰ类激活剂，得分81分。　　 从胜利油田沾3块N12注水井分离得到3株高效乳化降解原油的细菌，编号为N12-1、N12-2和N12-3。16S rDNA序列分析表明，N12-1与Geobacillus pallidus strain WJ-1相似性为99%，N12-2与Bacillus thermoamylovorans strainDKP相似性为99%，N12-3与Bacillus firmus相似性为97%。单菌原油总降解率均在50%以上，混合菌群原油降解率高达60%。经混合菌群作用后原油饱和烃相对含量降低3.59%，芳香烃含量降低11.24%，胶质含量降低10.08%;短链正构烷烃相对含量减少，而长链烷烃相对含量增加，∑C21-/∑C22+由作用前2.62降至0.74，主峰碳仍为nC20;芳香烃中萘系列相对含量降低28.74%。原油降粘实验表明三株单菌能够降低原油粘度19%-37%。比色法结合光学显微镜观察评价混合菌群对原油的乳化分散效果，表明油水混合体系较为稳定，油滴粒径在10-60μm之间。三株单菌能在盐浓度高于40g/L情况下乳化降解原油，具有较强的耐盐性；同时，菌株能够在pH5-10下生长，具有较宽的pH适应范围。综上表明，激活的烃降解菌具有良好驱油性能。