一種定向激活原油中采油功能微生物的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微生物采油【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法篩選激活劑，將該激活劑和微生物的菌屬相關(guān)聯(lián)進(jìn)行研究，來(lái)定向激活原油油相中特定的內(nèi)源采油功能微生物的方法。包括以下步驟：A、激活劑營(yíng)養(yǎng)因子篩選；B、內(nèi)源微生物群落結(jié)構(gòu)變化檢測(cè)；C、營(yíng)養(yǎng)因子與微生物的特定關(guān)系分析；D、調(diào)整激活劑營(yíng)養(yǎng)因子配比，定向激活特定采油功能微生物。本發(fā)明的方法能從本質(zhì)上體現(xiàn)激活劑種類與菌種的特定關(guān)系，從而能夠?qū)崿F(xiàn)油藏中微生物的定向激活，本發(fā)明的方法適用范圍廣，不針對(duì)某一特定油藏。
【專利說(shuō)明】一種定向激活原油中采油功能微生物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微生物采油【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法篩選激活劑， 將該激活劑和微生物的菌屬相關(guān)聯(lián)進(jìn)行研究，來(lái)定向激活原油油相中特定的內(nèi)源采油功能 微生物的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 原油中的微生物是在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中隨含有大量細(xì)菌的注入水進(jìn)入油層的，經(jīng)過(guò) 自然選擇的過(guò)程，在一定時(shí)期內(nèi)在數(shù)量和種類上保持相對(duì)穩(wěn)定。這些細(xì)菌通過(guò)自身調(diào)節(jié)而 適應(yīng)了惡劣的地層環(huán)境，能利用地層中有限的營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行緩慢的生長(zhǎng)和代謝。
[0003] 原油中的微生物種類繁多，其營(yíng)養(yǎng)類型和代謝方式各異，有些種類在其生長(zhǎng)繁殖 過(guò)程中，能產(chǎn)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(jìn)石 油乳化。還有一類微生物群落，能利用碳源快速生長(zhǎng)繁殖，抑制其他菌類生長(zhǎng)，或者代謝過(guò) 程產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，而影響在實(shí)際中的應(yīng)用。
[0004] 內(nèi)源微生物在形成過(guò)程中，阻礙其大量繁殖的主要因素是缺乏足夠的營(yíng)養(yǎng)，激活 原油中的微生物，是向原油中注入營(yíng)養(yǎng)液，使得微生物快速繁殖和生長(zhǎng)，而研究微生物生長(zhǎng) 發(fā)育的最佳條件，及分析激活劑種類與內(nèi)源微生物群落結(jié)構(gòu)的分布與變化之間的關(guān)系，可 以達(dá)到定向激活的目的。
[0005] 激活原油中的內(nèi)源菌，是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，過(guò)程中微生物菌系內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)都將 發(fā)生變化，油藏本源是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，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(xiàng)針對(duì)目的功能菌群，一方面可以抑制有害的菌群的生長(zhǎng)，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(fā)明一種定向調(diào)控油藏內(nèi)源微生物驅(qū)油的方法，該方法通過(guò) 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(fā)酵菌（發(fā)明人為胡欣，申請(qǐng)?zhí)枮?01210367875. 6,發(fā)明名稱為"一種定向調(diào)控油 藏內(nèi)源微生物驅(qū)油的方法"）。
[0007] 另外，有發(fā)明能定向激活油藏中產(chǎn)生物乳化劑的內(nèi)源微生物，采用16S rDNA測(cè)序 分析確定產(chǎn)生物乳化劑的微生物種群，分析其關(guān)鍵代謝底物，利用正交試驗(yàn)優(yōu)化激活劑配 方體系（另外發(fā)明人為張邵東等，申請(qǐng)?zhí)枮?01310450633. 8,發(fā)明名稱為"一種激活油藏內(nèi) 源微生物產(chǎn)生物乳化劑的方法")。
[0008] 另外，包木太等用4中激活劑配方對(duì)沾3區(qū)塊注入水中微生物群落進(jìn)行了選擇性 激活，擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所述4種激活劑配方能有效刺激有益菌的生長(zhǎng)，同時(shí)對(duì) 有害菌S R B實(shí)現(xiàn)了較為有效抑制作用(包木太，王兵，袁長(zhǎng)忠.勝利油田沾3區(qū)塊內(nèi)源微 生物室內(nèi)模擬激活實(shí)驗(yàn)研究。化工學(xué)報(bào)，2008, 59 (9))。
[0009] 包木太等將PCR-DGGE技術(shù)應(yīng)用在內(nèi)源菌激活工程中，得到對(duì)優(yōu)勢(shì)菌群的群落結(jié) 構(gòu)分析結(jié)構(gòu)(包木太，王兵，陳慶國(guó)等.PCR-DGGE技術(shù)在內(nèi)源細(xì)菌選擇性激活過(guò)程中的應(yīng) 用。環(huán)境科學(xué)，2009. 30 (6))。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是，以往激活原油中微生物的技術(shù)致使采油功能微生物 和非采油功能微生物均能大量繁殖，造成藥劑大量浪費(fèi)，驅(qū)油效果不明顯等問(wèn)題；特別是 以往的技術(shù)以水相中的微生物為激活目標(biāo)，忽視原油油相中也廣泛存在的更具親油性的內(nèi) 源采油功能微生物。為此，本發(fā)明提供一種具有工藝簡(jiǎn)單，定向激活，操作方便，成本低廉， 經(jīng)濟(jì)適用，無(wú)毒無(wú)害，適用范圍廣的方法，該方法能夠定向激活石油中具有采油功能的微生 物，特別是能夠有效定向激活原油油相中的采油功能微生物的方法。
[0011] 本發(fā)明在普通實(shí)驗(yàn)室正交實(shí)驗(yàn)或相應(yīng)面分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)引用如PCR-DGGE分 子生物學(xué)手段，能夠分析得到營(yíng)養(yǎng)因子與微生物的特定關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整營(yíng)養(yǎng)因 子配比，來(lái)達(dá)到定向激活的目的。
[0012] 具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種定向激活原油中采油功能微生物的方法，包括以下步驟： A、 激活劑營(yíng)養(yǎng)因子篩選； B、 內(nèi)源微生物群落結(jié)構(gòu)變化檢測(cè)； C、 營(yíng)養(yǎng)因子與微生物的特定關(guān)系分析； D、 調(diào)整激活劑營(yíng)養(yǎng)因子配比，定向激活目標(biāo)采油功能微生物。
[0013] 優(yōu)選地，前面所述方法中，其中，所述的微生物是存在于原油中的內(nèi)源微生物；使 用定向激活劑營(yíng)養(yǎng)因子定向激活目標(biāo)采油功能微生物。
[0014] 優(yōu)選地，前面所述方法中，其中，所述的微生物是存在于原油油相中的內(nèi)源微生 物。
[0015] 優(yōu)選地，前面所述方法中，采油功能微生物為假單胞菌屬（Pseudomonas)和/或芽 孢桿菌屬（Bacillus)。
[0016] 優(yōu)選地，前面所述方法中，所述激活劑的營(yíng)養(yǎng)因子是碳源、氮源和磷源。
[0017] 優(yōu)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(yíng)養(yǎng)因子為碳源、氮源和磷源中的任一種或兩種以上； 優(yōu)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(yíng)養(yǎng)因子為氮源。
[0018] 優(yōu)選地，前面所述方法中，激活劑營(yíng)養(yǎng)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(yōu)選地，前面所述方法中，其中，所述氮源為NH4C1。
[0020] 優(yōu)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(yōu)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(fā)明的方法能從本質(zhì)上體現(xiàn)激活劑種類與菌種的特定關(guān)系，從而能夠?qū)崿F(xiàn)油藏 中微生物的定向激活，本發(fā)明的方法適用范圍廣，不針對(duì)某一特定油藏。
[0023]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是C⑶實(shí)驗(yàn)組取樣時(shí)間15天的DGGE結(jié)果圖。
[0025] 圖2是圖1的DGGE結(jié)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(shí)驗(yàn)組樣品菌種組成圖。
[0027] 圖4是CCA分析圖。
[0028]

【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)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(chǔ)上， 分析激活劑營(yíng)養(yǎng)因子與內(nèi)源微生物群落結(jié)構(gòu)的分布與變化之間的關(guān)系，以達(dá)到定向激活的 目的，其主要過(guò)程包括：A、激活劑營(yíng)養(yǎng)因子篩選；B、內(nèi)源微生物群落結(jié)構(gòu)變化檢測(cè)；C、營(yíng)養(yǎng) 因子與微生物的特定關(guān)系分析；D、調(diào)整激活劑營(yíng)養(yǎng)因子配比，定向激活特定采油功能微生 物。
[0030] 本發(fā)明能夠從本質(zhì)上體現(xiàn)激活劑種類與菌種的特定關(guān)系，從而能夠?qū)崿F(xiàn)油藏中微 生物特別是原油油相中微生物的定向激活，本發(fā)明的方法適用范圍廣，不針對(duì)某一特定油 藏。
[0031] 本發(fā)明還提供一種采油功能微生物的激活劑，其特征在于，該激活劑的營(yíng)養(yǎng)因子 是碳源、氮源和磷源中的一種或兩種以上。
[0032] 優(yōu)選地，所述采油功能微生物為假單胞菌屬（Pseudomonas)和/或芽孢桿菌屬 (Bacillus)。
[0033] 本發(fā)明還提供一種針對(duì)假單胞菌屬（Pseudomonas)的激活劑，其特征在于，該激活 劑的營(yíng)養(yǎng)因子是碳源、氮源和磷源中的一種或兩種以上。
[0034] 其中，優(yōu)選地，所述激活劑為使用清水和或油藏注入水配制的糖蜜、NH4C1和k 2hpo4 中的一種或兩種以上。優(yōu)選地，激活劑的濃度為3mg/L以上。
[0035] 本發(fā)明還提供一種針對(duì)芽孢桿菌屬（Bacillus)的激活劑，其特征在于，該激活劑 的營(yíng)養(yǎng)因子為氮源。
[0036] 其中，優(yōu)選地，所述激活劑為NH4C1，優(yōu)選地，激活劑的濃度為3mg/L以上。
[0037] 下面通過(guò)最佳實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的方法，本發(fā)明的方法并不限于下述實(shí)施 例所述的含微生物的原油。
[0038] 實(shí)施例一 (1)激活劑營(yíng)養(yǎng)因子單因素實(shí)驗(yàn) 樣品取至長(zhǎng)慶油田，只有原油油樣，沒(méi)有水樣。根據(jù)油田之前測(cè)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。并 選取玉米漿干粉、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(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，確定最佳碳源、磷源和氮源。
[0039] 具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下： X在模擬地層水中分別添加0. 4%的玉米漿干粉、糖蜜、蔗糖，121 °C滅菌30min后，各加 入4%的長(zhǎng)慶原油油樣。30°C，搖床120rpm/min，振蕩培養(yǎng)。培養(yǎng)15天后測(cè)定不同碳源的 培養(yǎng)體系中的原油乳化現(xiàn)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于紫外分光光度儀600nm波長(zhǎng)下測(cè)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后，各加入4%的長(zhǎng)慶原油油樣。30°C，搖床120rpm/min，振 蕩培養(yǎng)。培養(yǎng)15天后測(cè)定不同碳源的培養(yǎng)體系中的原油乳化現(xiàn)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(shí)驗(yàn) 對(duì)糖蜜、K2HP04、NH4C1、NaN03、MgCl 2、CaCl2六種因素作為激活劑成分進(jìn)行全面的考察， 另外還包括5個(gè)空項(xiàng)作為誤差分析。采用實(shí)驗(yàn)次數(shù)N=12的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，每個(gè)因素取高、低 兩個(gè)水平，分別以"+1 "和"-1"表示。因素水平設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)下表1和表2。
[0042] 表1 Plackett-Burman實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種定向激活原油中采油功能微生物的方法，包括以下步驟： A、 激活劑營(yíng)養(yǎng)因子篩選； B、 內(nèi)源微生物群落結(jié)構(gòu)變化檢測(cè)； C、 營(yíng)養(yǎng)因子與微生物的特定關(guān)系分析；和 D、 調(diào)整激活劑營(yíng)養(yǎng)因子配比，定向激活目標(biāo)采油功能微生物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的微生物是存在于原油中的內(nèi)源微生物；使 用定向激活劑營(yíng)養(yǎng)因子定向激活目標(biāo)采油功能微生物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述的微生物是存在于原油油相中的內(nèi)源微生 物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，采油功能微生物為假單胞菌屬 (Pseudomonas)和 / 或芽抱桿菌屬（Bacillus)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，所述激活劑的營(yíng)養(yǎng)因子是碳源、氮源和磷源 中的任一種或兩種以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)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(yíng)養(yǎng)因子為碳源、氮源和磷源中的任一種或兩種以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)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(yíng)養(yǎng)因子為氮源。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，激活劑營(yíng)養(yǎng)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(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述氮源為NH4C1。
10. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(yōu)選其濃 度為3mg/L以上。
【文檔編號(hào)】E21B43/22GK104152394SQ201410297655
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月29日
【發(fā)明者】聶勇, 李衛(wèi)樂(lè), 趙雅坤, 池昌橋, 來(lái)國(guó)莉, 蔚曉燕, 劉曉霞, 吳曉磊 申請(qǐng)人:北京大學(xué)工學(xué)院包頭研究院