专利名称：一种采油菌趋向原油条件控制方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于生物驱油技术领域，特別是涉及ー种采油菌趋向原油条件控制方法及其在确定生物驱油剂组配方案中的应用。
背景技术：
在采油技术领域中，原油趋向性是在地下油层中能够利用原油的微生物，对原油中烃类化学物质的浓度梯度产生响应，主动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趋向性研究方法有三种(a)琼脂平板法-肉眼可见如图IA所示，在含有一定浓度诱导剂(主要是碳源)的半固体平板中央加入一定量的经过处理的菌液(菌在达到对数生长期后，离心获得菌体，并用运动缓冲液清洗菌体)，在适宜温度下静止培养，在不同时间取出观察，出现趋化圏。(b)毛細管法-暗视野显微镜/相差显微镜如图IB所示，为建立一个微观的趋化性体系，用极细的毛細管弯成U型，平放在载玻片上，在其上放置ー块盖玻片形成ー个一端开ロ的小室，期内充满用运动缓冲液稀释的菌体，把一根加有诱导剂的毛細管从开ロ端插入菌液里，观察菌体运动的过程。(c)琼脂糖内塞法-暗视野显微镜/相差显微镜如图IC所示，在载玻片上用橡胶条及盖玻片构成ー个小室，两端用凡士林封ロ， 中间滴ー小滴含有诱导剂的琼脂糖，四周加上菌液，显微镜下观察细菌趋化性。上述方法不足之处ー是操作比较复杂，不容易得到相应的結果；ニ是不能够对采油微生物的原油趋向性进行定量的研究。解烃微生物利用烃类有三种方式一是主动接近并附着在大分子烃类物质上，利用細胞膜上的烷烃加氧酶改变烃类性质；二是产生表面活性剂类物质将石油烃乳化成小液滴，进而靠主动运输摄取交換；三是将摄取水介质中的溶解烃。无论是哪种方式，能主动与原油亲和的微生物必定占有生存优势。油藏中的营养物质匮乏，多数微生物以石油为唯一碳源，加上水驱动カ和压カ等外力因素，因此存在一定程度的趋化性。如果能提供适当的营养，便可激活这些微生物的生长动力，加速其原油趋化性，并使其在油藏中大量繁殖，产生表活剂、有机酸、气体等有利于采油的物质，与原油/岩石/水相互作用，井能刺激油藏深部的厌氧微生物(主要是硝酸盐还原菌、发酵菌和产甲烷古菌等)，最终达到提高石油采收率的目的。国内在采油菌株对原油的趋化性方面研究还没有成型的方法和理论。
发明内容
本发明ー个目的是提供ー种采油菌趋向原油条件控制方法。本发明所提供的采油菌趋向原油条件控制方法，可包括以下步骤ー种采油菌趋向原油条件控制方法，用于确定生物驱油剂方案，包括以下步骤1)建立一种微观可视化模型单凹载玻片在载玻片单面开设ー圆形凹槽，添加待检菌液，加入原油，然后使用一盖片盖住凹槽并密封；2)改变待检菌液的組成，包括采油菌的种类和培养液的成分和浓度，制作对应的单凹载玻片；3)将各单凹载玻片放置，用显微镜观察细菌运移情况并记录；细菌运移情况包括細菌分布状态、細菌与原油接触状态以及细菌摄取原油状态；4)通过比对研究微生物以原油为碳源的化学趋向性运动规律，确定采油菌趋向原油条件的控制条件。本发明另一目的是用以上方法来确定合理的生物驱油剤。本发明确定的生物驱油剤，包括采油菌和培养液，所述培养液中含有激活剂和 Ca2+。在生物驱油剂中，激活剂浓度为0. 2-1. 3g/L ；Ca2+浓度为0. lg/L。其中，所述激活剂为脂肽、石油磺酸盐、吐温-80、糖脂和酵母粉中的ー种或酵母粉与其它几种激活剂复配使用。所述培养液的碳源优选葡萄糖，在生物驱油剂中的质量百分比浓度为 0. 018-0. 18%。所述采油菌为适合油层环境的ー种或多种采油菌的混合，菌浓为1-5% (体积百分比)；优选2%。所述采油菌可选自1#DQ(波茨坦短芽孢杆(Brevibacillusborstelensis) CGMCC No. 2441)、3#HX(赌状芽孢杆菌(Bacillus cereus)CGMCCNo. 1141)和 5#LD(铜绿假单胞菌菌株(Pseudomonas aeruginosa) CCTCC No. 208114)。具体的，所述生物驱油剂包含以下终浓度的组分采油菌1-5% (体积百分比)，葡萄糖 0. 018-0. 18% (质量百分比)，KH2PO4 1. 5 克 / 升，Na2HPO4 3 克 / 升，NH4Cl 2. 0 克 / 升，NaCl 2. 0 克 / 升，CaCl2 0. lg/L，激活剂 0. 2-1. 3g/L ；自来水配制，pH 值 5. 0-9. 0。更详尽的，所述生物驱油剂为包括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，还含有以下所列组配之组配一所述采油菌为1#、3#和5#菌按体积1 1 1的混合菌，菌浓2%;所述葡萄糖浓度为0. 018% ；所述激活剂为脂肽，浓度为0. 8g/L ；组配ニ 所述采油菌为3#菌，菌浓2% ；所述葡萄糖浓度为0. 05% ；所述激活剂为吐温-80，浓度为0. 2g/L ；组配三所述采油菌为1#菌，菌浓5% ；所述葡萄糖浓度为0. 18% ；所述激活剂为糖脂，浓度为1. Og/L ；组配四所述采油菌为3#菌，菌浓；所述葡萄糖浓度为0. 02% ；所述激活剂为酵母粉，浓度为0. 5g/L；组配五所述采油菌为1#、3#和5#菌按体积1 1 1的混合菌，菌浓2% ；所述葡萄糖浓度为0. 018% ；所述激活剂为脂肽0. 8g/L和酵母粉0. 5g/L ；组配六所述采油菌为1#、3#和5#菌按体积1 1 1的混合菌，菌浓2% ；所述葡萄糖浓度为0. 018% ；所述激活剂为吐温-800. 2g/L和酵母粉0. 5g/L ；组配七所述采油菌为3#菌，菌浓2% ；所述葡萄糖浓度为0.018% ；所述激活剂为脂肽，浓度为0. 8g/L。本发明还提供一种使采油菌种趋向原油条件的微生物采油方法，包括将上述确定的生物驱油剂注入油层的微生物驱油过程。本发明试验结果表明1)微生物采油菌在生长过程中，其疏水性发生变化，导致微生物菌体能够主动向原油方向运动ク)采油菌由于疏水性的逐步提高，最终能够聚集到原油附近，并通过乳化烃或溶解烃为碳营养源进行在位繁殖，也可以直接接触和作用原油； 3)疏水性的大小，体现了微生物趋向并作用原油的速度，一般疏水性大的菌种，其乳化原油的速率也更快；4)在微生物培养液中添加一定浓度的激活剂，可以增强采油菌的疏水性， 并提高微生物细胞个体向原油运动和聚集的速度力)在微生物营养液中引入适量的Ca2+， 可以调节和促进细菌細胞鞭毛或纤毛的摆动，井向原油作趋向性运动；6)可将细胞疏水性作为筛选和评价微生物采油菌的一种技术方法。本发明的采油菌趋向原油条件控制方法明显优于现有的采油菌趋向原油条件控制方法，具有检测速度快、对仪器设备要求低和成本低廉等优点，适合推广和应用。本发明由此确定的生物驱油剂组配更为合理，可明显提高采收率，将在微生物驱油领域发挥巨大作用。下面结合具体实施例对本发明做进ー步详细说明。
图IA-图IC为常采用的微生物原油趋向性研究方法示意图；图2为本发明采油菌趋向原油条件控制方法的可视化模型；图3为采油菌在油水中的初始及运移后分布特点微观观察结果(20X)，a初始状， b初始状态，c最终状态；图4为采油菌向原油趋化性运动的过程及在位繁殖观察結果，a細菌向原油方向运动，b細菌集中于油水界面，c細菌在原油附近繁殖；图5为采油菌在油水中的作用和变化观察結果，a细菌摄取油滴，b細菌在原油附近的繁殖；图6为采油菌的生长曲线；图7为采油菌在不同生长阶段的疏水值变化曲线图8为不同浓度脂肽有机物对采油菌3#HX疏水性的影响图9为同一浓度)脂肽对不同菌株疏水性的影响图10为pH值对采油菌疏水性的影响图11为温度对采油菌疏水性的影响图12为不同碳源对采油菌疏水性的影响图13为Ca2+对采油菌株4#015采油菌趋化性的影响，a对照，b加Ca2+ ；图14为培养1小时菌株3#HX在不同蔗糖浓度下的趋化性及繁殖现象显微观察结果图15为培养96小时菌株3#HX在不同蔗糖浓度下的趋化性及繁殖现象显微观察
结果图16为培养1小时菌株4#015在不同葡萄糖浓度下的趋化性及繁殖现象显微观
察结果图17为培养96小时菌株4#015在不同葡萄糖浓度下的趋化性及繁殖现象显微观
察结果
图18为微生物原油趋化性调控途径
具体实施例方式实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。实施例1、采油菌趋向原油条件控制方法的建立本发明采油菌趋向原油条件控制方法，包括以下步骤1)如图2所示，建立一种微观可视化模型单凹载玻片在载玻片单面开设ー圆形凹槽，先在凹槽内添加待检菌液，然后在凹槽一端加入原油，然后使用一盖片盖住凹槽并密封；2)改变待检菌液的組成，包括采油菌的种类和培养液的成分和浓度，制作对应的单凹载玻片；3)将各单凹载玻片放置，用显微镜观察细菌运移情况并记录；细菌运移情况包括細菌分布状态、細菌与原油接触状态以及细菌摄取原油状态；4)通过比对研究微生物以原油为碳源的化学趋向性运动规律，确定采油菌趋向原油条件的控制条件。试验一、用实施例1方法检测采油菌在油水中的趋向性运动规律及试验结果验证一、用实施例1方法检测采油菌在油水中的趋向性运动规律选取5株降解原油效果较好的菌种1#DQ(专利号CN200810227860. 3已公开)、 2#QF (研究用菌，实验室保藏)、3#HX (菌种专利号ZL200410038054. 3)、4#015(研究用菌， 实验室保藏)、5#LD (菌种保藏号CCTCC NO =208114)作为试验菌株，菌种的生物特性见表 1。用实施例1建立的采油菌趋向原油条件控制方法对微生物采油菌在油水中的运动特点进行观察和检测。表1微生物原油趋向性研究菌种筛选结果
权利要求
1.ー种生物驱油剤，包括采油菌和培养液，其特征在于所述培养液中含有激活剂和
2.根据权利要求1所述的生物驱油剂，其特征在于所述激活剂为脂肽、石油磺酸盐、 吐温-80、糖脂和酵母粉中的ー种或酵母粉与其它几种激活剂复配使用。
3.根据权利要求1或2所述的生物驱油剂，其特征在于所述培养液的碳源优选葡萄糖，在生物驱油剂中的质量百分比浓度为0.018-0. 18%。
4.根据权利要求1或2或3所述的生物驱油剂，其特征在于所述采油菌为适合油层环境的ー种或多种采油菌的混合，菌浓为1-5% (体积百分比)；优选2%。
5.根据权利要求4所述的生物驱油剤，其特征在干所述采油菌可选自1#DQ(波茨坦短芽孢杆(Brevibacillus borstelensis) CGMCC No. M41)、3#HX(蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)CGMCC No. 1141)和 5#LD(铜绿假单胞菌菌株(Pseudomonas aeruginosa)CCTCC No. 208114)。
6.根据权利要求1至5任一所述的生物驱油剂，其特征在于在生物驱油剂中，激活剂浓度为 0. 2-1. 3g/L ；Ca2+ 浓度为 0. lg/L。
7.根据权利要求1至6任一所述的生物驱油剂，其特征在于其包含以下终浓度的组分采油菌1-5% (体积百分比)，葡萄糖0.018-0. 18% (质量百分比)，KH2PO4L 5克/升， Na2HPO4 3 克 / 升，NH4Cl 2. 0 克 / 升，NaCl 2. 0 克 / 升，CaCl2 0. lg/L,激活剂 0. 2-1. 3g/L ； 自来水配制，PH值5. 0-9.0。
8.根据权利要求7所述的生物驱油剤，其特征在于，为包括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，还含有以下所列组配之一组配一所述采油菌为1#、3#和5#菌按体积1 1 1的混合菌，菌浓2%;所述葡萄糖浓度为0. 018% ；所述激活剂为脂肽，浓度为0. 8g/L ；组配ニ所述采油菌为3#菌，菌浓2% ；所述葡萄糖浓度为0. 05% ；所述激活剂为吐温-80，浓度为0. 2g/L ；组配三所述采油菌为1#菌，菌浓5%;所述葡萄糖浓度为0. 18%;所述激活剂为糖脂， 浓度为1. Og/L ；组配四所述采油菌为3#菌，菌浓；所述葡萄糖浓度为0. 02% ；所述激活剂为酵母粉，浓度为0. 5g/L；组配五所述采油菌为1#、3#和5#菌按体积1 1 1的混合菌，菌浓2%;所述葡萄糖浓度为0. 018% ；所述激活剂为脂肽0. 8g/L和酵母粉0. 5g/L ；组配六所述采油菌为1#、3#和5#菌按体积1 1 1的混合菌，菌浓2%;所述葡萄糖浓度为0. 018% ；所述激活剂为吐温-800. 2g/L和酵母粉0. 5g/L ；组配七所述采油菌为3#菌，菌浓2% ；所述葡萄糖浓度为0. 018% ；所述激活剂为脂肽，浓度为0. 8g/L。
9.一种使采油菌种趋向原油条件的微生物采油方法，包括将生物驱油剂注入油层的微生物驱油过程，其特征在于使用权利要求1至8任一所述的生物驱油剤。
10.ー种采油菌趋向原油条件控制方法，用于确定权利要求1至8任一所述的生物驱油剂方案中，包括以下步骤1)建立一种微观可视化模型单凹载玻片在载玻片单面开设ー圆形凹槽，添加待检菌液，加入原油，然后使用一盖片盖住凹槽并密封；2)改变待检菌液的組成，包括采油菌的种类和培养液的成分和浓度，制作对应的单凹载玻片；3)将各单凹载玻片放置，用显微镜观察细菌运移情况并记录；细菌运移情况包括細菌分布状态、細菌与原油接触状态以及细菌摄取原油状态；4)通过比对研究微生物以原油为碳源的化学趋向性运动规律，确定采油菌趋向原油条件的控制条件。
全文摘要
本发明公开了一种采油菌趋向原油条件控制方法及其应用。该方法包括建立一种微观可视化模型单凹载玻片，在凹槽内添加待检菌液和原油，用显微镜观察细菌运移情况，并通过比对研究微生物以原油为碳源的化学趋向性运动规律，确定采油菌趋向原油条件的控制条件。由该方法确定的生物驱油剂，包括采油菌和培养液，培养液中含有激活剂0.2-1.3g/L和Ca2+0.1g/L，激活剂为脂肽、石油磺酸盐、吐温-80、糖脂和酵母粉中的一种或酵母粉与其它几种激活剂复配使用。本发明的采油菌趋向原油条件控制方法明显优于现有方法，具有检测速度快、对仪器设备要求低和成本低廉等优点，由此确定的生物驱油剂更加合理，可明显提高采收率。
文档编号C09K8/582GK102559165SQ20111040774
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者乐建君, 刘洋, 张明哲, 李蔚, 柏璐璐, 王蕊 申请人:大庆油田有限责任公司