專利名稱：一種采油菌趨向原油條件控制方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于生物驅油技術領域，特別是涉及ー種采油菌趨向原油條件控制方法及其在確定生物驅油劑組配方案中的應用。
背景技術：
在采油技術領域中，原油趨向性是在地下油層中能夠利用原油的微生物，對原油中烴類化學物質的濃度梯度產生響應，主動向油水界面靠近并富集的特性。目前，通常采用的微生物原油趨向性研究方法有三種(a)瓊脂平板法-肉眼可見如圖IA所示，在含有一定濃度誘導劑(主要是碳源)的半固體平板中央加入一定量的經過處理的菌液(菌在達到對數生長期后，離心獲得菌體，并用運動緩沖液清洗菌體)，在適宜溫度下靜止培養，在不同時間取出觀察，出現趨化圏。(b)毛細管法-暗視野顯微鏡/相差顯微鏡如圖IB所示，為建立一個微觀的趨化性體系，用極細的毛細管彎成U型，平放在載玻片上，在其上放置ー塊蓋玻片形成ー個一端開ロ的小室，期內充滿用運動緩沖液稀釋的菌體，把一根加有誘導劑的毛細管從開ロ端插入菌液里，觀察菌體運動的過程。(c)瓊脂糖內塞法-暗視野顯微鏡/相差顯微鏡如圖IC所示，在載玻片上用橡膠條及蓋玻片構成ー個小室，兩端用凡士林封ロ， 中間滴ー小滴含有誘導劑的瓊脂糖，四周加上菌液，顯微鏡下觀察細菌趨化性。上述方法不足之處ー是操作比較復雜，不容易得到相應的結果；ニ是不能夠對采油微生物的原油趨向性進行定量的研究。解烴微生物利用烴類有三種方式一是主動接近并附著在大分子烴類物質上，利用細胞膜上的烷烴加氧酶改變烴類性質；二是產生表面活性劑類物質將石油烴乳化成小液滴，進而靠主動運輸攝取交換；三是將攝取水介質中的溶解烴。無論是哪種方式，能主動與原油親和的微生物必定占有生存優勢。油藏中的營養物質匱乏，多數微生物以石油為唯一碳源，加上水驅動カ和壓カ等外力因素，因此存在一定程度的趨化性。如果能提供適當的營養，便可激活這些微生物的生長動力，加速其原油趨化性，并使其在油藏中大量繁殖，產生表活劑、有機酸、氣體等有利于采油的物質，與原油/巖石/水相互作用，井能刺激油藏深部的厭氧微生物(主要是硝酸鹽還原菌、發酵菌和產甲烷古菌等)，最終達到提高石油采收率的目的。國內在采油菌株對原油的趨化性方面研究還沒有成型的方法和理論。
發明內容
本發明ー個目的是提供ー種采油菌趨向原油條件控制方法。本發明所提供的采油菌趨向原油條件控制方法，可包括以下步驟ー種采油菌趨向原油條件控制方法，用于確定生物驅油劑方案，包括以下步驟1)建立一種微觀可視化模型單凹載玻片在載玻片單面開設ー圓形凹槽，添加待檢菌液，加入原油，然后使用一蓋片蓋住凹槽并密封；2)改變待檢菌液的組成，包括采油菌的種類和培養液的成分和濃度，制作對應的單凹載玻片；3)將各單凹載玻片放置，用顯微鏡觀察細菌運移情況并記錄；細菌運移情況包括細菌分布狀態、細菌與原油接觸狀態以及細菌攝取原油狀態；4)通過比對研究微生物以原油為碳源的化學趨向性運動規律，確定采油菌趨向原油條件的控制條件。本發明另一目的是用以上方法來確定合理的生物驅油剤。本發明確定的生物驅油剤，包括采油菌和培養液，所述培養液中含有激活劑和 Ca2+。在生物驅油劑中，激活劑濃度為0. 2-1. 3g/L ；Ca2+濃度為0. lg/L。其中，所述激活劑為脂肽、石油磺酸鹽、吐溫-80、糖脂和酵母粉中的ー種或酵母粉與其它幾種激活劑復配使用。所述培養液的碳源優選葡萄糖，在生物驅油劑中的質量百分比濃度為 0. 018-0. 18%。所述采油菌為適合油層環境的ー種或多種采油菌的混合，菌濃為1-5% (體積百分比)；優選2%。所述采油菌可選自1#DQ(波茨坦短芽孢桿(Brevibacillusborstelensis) CGMCC No. 2441)、3#HX(賭狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)CGMCCNo. 1141)和 5#LD(銅綠假單胞菌菌株(Pseudomonas aeruginosa) CCTCC No. 208114)。具體的，所述生物驅油劑包含以下終濃度的組分采油菌1-5% (體積百分比)，葡萄糖 0. 018-0. 18% (質量百分比)，KH2PO4 1. 5 克 / 升，Na2HPO4 3 克 / 升，NH4Cl 2. 0 克 / 升，NaCl 2. 0 克 / 升，CaCl2 0. lg/L，激活劑 0. 2-1. 3g/L ；自來水配制，pH 值 5. 0-9. 0。更詳盡的，所述生物驅油劑為包括KH2PO4 1. 5克/升，Na2HPO4 3克/升，NH4Cl 2.0 克/升，NaCl 2. 0克/升，CaCl2 0. lg/L, pH值5. 0-9. 0的水溶液，還含有以下所列組配之組配一所述采油菌為1#、3#和5#菌按體積1 1 1的混合菌，菌濃2%;所述葡萄糖濃度為0. 018% ；所述激活劑為脂肽，濃度為0. 8g/L ；組配ニ 所述采油菌為3#菌，菌濃2% ；所述葡萄糖濃度為0. 05% ；所述激活劑為吐溫-80，濃度為0. 2g/L ；組配三所述采油菌為1#菌，菌濃5% ；所述葡萄糖濃度為0. 18% ；所述激活劑為糖脂，濃度為1. Og/L ；組配四所述采油菌為3#菌，菌濃；所述葡萄糖濃度為0. 02% ；所述激活劑為酵母粉，濃度為0. 5g/L；組配五所述采油菌為1#、3#和5#菌按體積1 1 1的混合菌，菌濃2% ；所述葡萄糖濃度為0. 018% ；所述激活劑為脂肽0. 8g/L和酵母粉0. 5g/L ；組配六所述采油菌為1#、3#和5#菌按體積1 1 1的混合菌，菌濃2% ；所述葡萄糖濃度為0. 018% ；所述激活劑為吐溫-800. 2g/L和酵母粉0. 5g/L ；組配七所述采油菌為3#菌，菌濃2% ；所述葡萄糖濃度為0.018% ；所述激活劑為脂肽，濃度為0. 8g/L。本發明還提供一種使采油菌種趨向原油條件的微生物采油方法，包括將上述確定的生物驅油劑注入油層的微生物驅油過程。本發明試驗結果表明1)微生物采油菌在生長過程中，其疏水性發生變化，導致微生物菌體能夠主動向原油方向運動ク)采油菌由于疏水性的逐步提高，最終能夠聚集到原油附近，并通過乳化烴或溶解烴為碳營養源進行在位繁殖，也可以直接接觸和作用原油； 3)疏水性的大小，體現了微生物趨向并作用原油的速度，一般疏水性大的菌種，其乳化原油的速率也更快；4)在微生物培養液中添加一定濃度的激活劑，可以增強采油菌的疏水性， 并提高微生物細胞個體向原油運動和聚集的速度力)在微生物營養液中引入適量的Ca2+， 可以調節和促進細菌細胞鞭毛或纖毛的擺動，井向原油作趨向性運動；6)可將細胞疏水性作為篩選和評價微生物采油菌的一種技術方法。本發明的采油菌趨向原油條件控制方法明顯優于現有的采油菌趨向原油條件控制方法，具有檢測速度快、對儀器設備要求低和成本低廉等優點，適合推廣和應用。本發明由此確定的生物驅油劑組配更為合理，可明顯提高采收率，將在微生物驅油領域發揮巨大作用。下面結合具體實施例對本發明做進ー步詳細說明。
圖IA-圖IC為常采用的微生物原油趨向性研究方法示意圖；圖2為本發明采油菌趨向原油條件控制方法的可視化模型；圖3為采油菌在油水中的初始及運移后分布特點微觀觀察結果(20X)，a初始狀， b初始狀態，c最終狀態；圖4為采油菌向原油趨化性運動的過程及在位繁殖觀察結果，a細菌向原油方向運動，b細菌集中于油水界面，c細菌在原油附近繁殖；圖5為采油菌在油水中的作用和變化觀察結果，a細菌攝取油滴，b細菌在原油附近的繁殖；圖6為采油菌的生長曲線；圖7為采油菌在不同生長階段的疏水值變化曲線圖8為不同濃度脂肽有機物對采油菌3#HX疏水性的影響圖9為同一濃度)脂肽對不同菌株疏水性的影響圖10為pH值對采油菌疏水性的影響圖11為溫度對采油菌疏水性的影響圖12為不同碳源對采油菌疏水性的影響圖13為Ca2+對采油菌株4#015采油菌趨化性的影響，a對照，b加Ca2+ ；圖14為培養1小時菌株3#HX在不同蔗糖濃度下的趨化性及繁殖現象顯微觀察結果圖15為培養96小時菌株3#HX在不同蔗糖濃度下的趨化性及繁殖現象顯微觀察
結果圖16為培養1小時菌株4#015在不同葡萄糖濃度下的趨化性及繁殖現象顯微觀
察結果圖17為培養96小時菌株4#015在不同葡萄糖濃度下的趨化性及繁殖現象顯微觀
察結果
圖18為微生物原油趨化性調控途徑
具體實施例方式實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法。實施例1、采油菌趨向原油條件控制方法的建立本發明采油菌趨向原油條件控制方法，包括以下步驟1)如圖2所示，建立一種微觀可視化模型單凹載玻片在載玻片單面開設ー圓形凹槽，先在凹槽內添加待檢菌液，然后在凹槽一端加入原油，然后使用一蓋片蓋住凹槽并密封；2)改變待檢菌液的組成，包括采油菌的種類和培養液的成分和濃度，制作對應的單凹載玻片；3)將各單凹載玻片放置，用顯微鏡觀察細菌運移情況并記錄；細菌運移情況包括細菌分布狀態、細菌與原油接觸狀態以及細菌攝取原油狀態；4)通過比對研究微生物以原油為碳源的化學趨向性運動規律，確定采油菌趨向原油條件的控制條件。試驗一、用實施例1方法檢測采油菌在油水中的趨向性運動規律及試驗結果驗證一、用實施例1方法檢測采油菌在油水中的趨向性運動規律選取5株降解原油效果較好的菌種1#DQ(專利號CN200810227860. 3已公開)、 2#QF (研究用菌，實驗室保藏)、3#HX (菌種專利號ZL200410038054. 3)、4#015(研究用菌， 實驗室保藏)、5#LD (菌種保藏號CCTCC NO =208114)作為試驗菌株，菌種的生物特性見表 1。用實施例1建立的采油菌趨向原油條件控制方法對微生物采油菌在油水中的運動特點進行觀察和檢測。表1微生物原油趨向性研究菌種篩選結果
權利要求
1.ー種生物驅油剤，包括采油菌和培養液，其特征在于所述培養液中含有激活劑和
2.根據權利要求1所述的生物驅油劑，其特征在于所述激活劑為脂肽、石油磺酸鹽、 吐溫-80、糖脂和酵母粉中的ー種或酵母粉與其它幾種激活劑復配使用。
3.根據權利要求1或2所述的生物驅油劑，其特征在于所述培養液的碳源優選葡萄糖，在生物驅油劑中的質量百分比濃度為0.018-0. 18%。
4.根據權利要求1或2或3所述的生物驅油劑，其特征在于所述采油菌為適合油層環境的ー種或多種采油菌的混合，菌濃為1-5% (體積百分比)；優選2%。
5.根據權利要求4所述的生物驅油剤，其特征在干所述采油菌可選自1#DQ(波茨坦短芽孢桿(Brevibacillus borstelensis) CGMCC No. M41)、3#HX(蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)CGMCC No. 1141)和 5#LD(銅綠假單胞菌菌株(Pseudomonas aeruginosa)CCTCC No. 208114)。
6.根據權利要求1至5任一所述的生物驅油劑，其特征在于在生物驅油劑中，激活劑濃度為 0. 2-1. 3g/L ；Ca2+ 濃度為 0. lg/L。
7.根據權利要求1至6任一所述的生物驅油劑，其特征在于其包含以下終濃度的組分采油菌1-5% (體積百分比)，葡萄糖0.018-0. 18% (質量百分比)，KH2PO4L 5克/升， Na2HPO4 3 克 / 升，NH4Cl 2. 0 克 / 升，NaCl 2. 0 克 / 升，CaCl2 0. lg/L,激活劑 0. 2-1. 3g/L ； 自來水配制，PH值5. 0-9.0。
8.根據權利要求7所述的生物驅油剤，其特征在于，為包括KH2PO41.5克/升，Na2HPO4 3 克 / 升，NH4Cl 2. 0 克 / 升，NaCl 2. 0 克 / 升，CaCl2 0. lg/L, pH 值 5. 0-9. 0 的水溶液，還含有以下所列組配之一組配一所述采油菌為1#、3#和5#菌按體積1 1 1的混合菌，菌濃2%;所述葡萄糖濃度為0. 018% ；所述激活劑為脂肽，濃度為0. 8g/L ；組配ニ所述采油菌為3#菌，菌濃2% ；所述葡萄糖濃度為0. 05% ；所述激活劑為吐溫-80，濃度為0. 2g/L ；組配三所述采油菌為1#菌，菌濃5%;所述葡萄糖濃度為0. 18%;所述激活劑為糖脂， 濃度為1. Og/L ；組配四所述采油菌為3#菌，菌濃；所述葡萄糖濃度為0. 02% ；所述激活劑為酵母粉，濃度為0. 5g/L；組配五所述采油菌為1#、3#和5#菌按體積1 1 1的混合菌，菌濃2%;所述葡萄糖濃度為0. 018% ；所述激活劑為脂肽0. 8g/L和酵母粉0. 5g/L ；組配六所述采油菌為1#、3#和5#菌按體積1 1 1的混合菌，菌濃2%;所述葡萄糖濃度為0. 018% ；所述激活劑為吐溫-800. 2g/L和酵母粉0. 5g/L ；組配七所述采油菌為3#菌，菌濃2% ；所述葡萄糖濃度為0. 018% ；所述激活劑為脂肽，濃度為0. 8g/L。
9.一種使采油菌種趨向原油條件的微生物采油方法，包括將生物驅油劑注入油層的微生物驅油過程，其特征在于使用權利要求1至8任一所述的生物驅油剤。
10.ー種采油菌趨向原油條件控制方法，用于確定權利要求1至8任一所述的生物驅油劑方案中，包括以下步驟1)建立一種微觀可視化模型單凹載玻片在載玻片單面開設ー圓形凹槽，添加待檢菌液，加入原油，然后使用一蓋片蓋住凹槽并密封；2)改變待檢菌液的組成，包括采油菌的種類和培養液的成分和濃度，制作對應的單凹載玻片；3)將各單凹載玻片放置，用顯微鏡觀察細菌運移情況并記錄；細菌運移情況包括細菌分布狀態、細菌與原油接觸狀態以及細菌攝取原油狀態；4)通過比對研究微生物以原油為碳源的化學趨向性運動規律，確定采油菌趨向原油條件的控制條件。
全文摘要
本發明公開了一種采油菌趨向原油條件控制方法及其應用。該方法包括建立一種微觀可視化模型單凹載玻片，在凹槽內添加待檢菌液和原油，用顯微鏡觀察細菌運移情況，并通過比對研究微生物以原油為碳源的化學趨向性運動規律，確定采油菌趨向原油條件的控制條件。由該方法確定的生物驅油劑，包括采油菌和培養液，培養液中含有激活劑0.2-1.3g/L和Ca2+0.1g/L，激活劑為脂肽、石油磺酸鹽、吐溫-80、糖脂和酵母粉中的一種或酵母粉與其它幾種激活劑復配使用。本發明的采油菌趨向原油條件控制方法明顯優于現有方法，具有檢測速度快、對儀器設備要求低和成本低廉等優點，由此確定的生物驅油劑更加合理，可明顯提高采收率。
文檔編號C09K8/582GK102559165SQ20111040774
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者樂建君, 劉洋, 張明哲, 李蔚, 柏璐璐, 王蕊 申請人:大慶油田有限責任公司