一種耐高溫強(qiáng)乳化微生物菌種及其在清防蠟中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油微生物技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域，具體公開一種耐高溫強(qiáng)乳化微生物菌種及 其在清防蠟中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 原油開采過程中，原油中的蠟質(zhì)由于壓力和溫度的降低而析出，形成晶體，附著在 近井地帶、井筒和栗閥等處，影響開采、提液系統(tǒng)的正常工作。需要周期性進(jìn)行清蠟作業(yè)，除 去附著在井筒提液系統(tǒng)中的蠟晶。
[0003] 微生物采油技術(shù)是指各種利用微生物及其代謝產(chǎn)物提高原油產(chǎn)量和采收率的技 術(shù)。其應(yīng)用范圍涉及地下驅(qū)油、地層解堵與降粘，井筒清防蠟，集輸過程中的原油破乳、助輸 減阻，以及污水處理等。在世界上技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家已廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)也在開展微生物采油技 術(shù)的研究和應(yīng)用，但菌種多是耐高溫性能欠佳，如中國(guó)發(fā)明專利CN201210137276.5，公開了 一株耐高溫石蠟降解菌及其在清防蠟中的應(yīng)用，該發(fā)明微桿菌NS02的清蠟率達(dá)59%，并能在 30~70°C條件下生長(zhǎng)。
[0004]中國(guó)發(fā)明專利CN201410284537.5，公開了一種強(qiáng)乳化性微生物清防蠟菌劑及其 應(yīng)用，防蠟菌劑在45°C下最高達(dá)78.3%的防蠟率。
[0005] 實(shí)踐證明，微生物清防蠟技術(shù)能有效地延長(zhǎng)油井熱洗周期，與化學(xué)、機(jī)械清防蠟方 法相比，投資少、作用時(shí)間長(zhǎng)，施工簡(jiǎn)便，能夠降低生產(chǎn)成本。通過有效地改善原油流動(dòng)條 件，減緩或防止油管結(jié)蠟，提高油井產(chǎn)量，降低能量。
[0006] 利用微生物技術(shù)清防蠟，可以有效的降低原油粘度和表面張力，提高油井產(chǎn)量。微 生物清防蠟的作用機(jī)理主要有四個(gè)方面。
[0007] 1、對(duì)原油的降解作用 通常情況下，碳?xì)浠衔镌跓o氧的環(huán)境中降解的速度極慢，然而由于微生物的作用，通 過生物化學(xué)的途徑，烷烴的無氧分解是容易實(shí)現(xiàn)的。從而降低蠟、瀝青、膠質(zhì)，這些重質(zhì)組分 的含量，改善原油的品質(zhì)和原油的流動(dòng)性。
[0008] 2、微生物的新陳代謝，可產(chǎn)生多糖、糖脂、類脂體等多種生物表面活性劑，它們可 以和蠟晶發(fā)生作用而改變蠟晶形態(tài)，阻止蠟結(jié)晶生長(zhǎng)，從而降低蠟、瀝青、膠質(zhì)，這些重質(zhì)組 份沉積的作用。
[0009] 3、微生物自身具有粘附在金屬或黏土礦物表面的特性，能夠在金屬和黏土礦物表 面形成一層保護(hù)膜。因此具有屏蔽晶核，阻止蠟晶粘附管壁的作用。
[0010] 4、在微生物的新陳代謝過程中，產(chǎn)生大量醇類、醛類和有機(jī)酸等多種有機(jī)溶劑，他 們可以使重質(zhì)組份在原油中的溶解度大大增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 本發(fā)明的目的是提供一種清防蠟菌種，該菌種包括98-32、98-11、乂6-2、如-23、56-3、G104-5-l、G104-5-2和G104-5-3，該菌種分類命名為：短芽孢桿菌屬JDYT，拉丁文名稱 為：Brevibacillus sp.JDYT，保藏編號(hào)為CCTCC No: M2015695。
[0012] 本發(fā)明的另外目的是提供保藏編號(hào)為CCTCC No: M2015695的菌種在石油開采中 清防蠟的應(yīng)用和菌種制備清防蠟液體菌劑的生產(chǎn)方法。
[0013] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種清防蠟菌種，該菌種包括98-32、98-ll、XG-2、NG-23、SG-3、G104-5-l、G104-5-2 和 G104-5-3菌珠，屬于短芽孢桿菌屬JDYT(Brevibacillus sp.JDYT)，保藏編號(hào)為CCTCC No: M2015695,由中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，保藏日期:2015年11月24日。
[0014] 在油田中采集油水樣210個(gè)，經(jīng)富集培養(yǎng)獲得清防蠟菌種18個(gè)，再經(jīng)原油定向馴化 和配伍優(yōu)化，最終優(yōu)選到八個(gè)菌株，分別為98-32、98-ll、XG-2、NG-23、SG-3、G104-5-l、 G104-5-2和G104-5-3。
[0015]將選育的菌種分別于營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上劃線，37°C培養(yǎng)48h，室溫放置24h觀察描述 菌落特征并拍照，選典型單菌落制懸滴片，觀察其運(yùn)動(dòng)性；同時(shí)用革蘭氏染色，觀察菌體形 態(tài)并測(cè)量其大小。電鏡觀察菌體細(xì)胞鞭毛著生情況并拍照結(jié)果見表1和圖5、圖6和圖7。
[0016] 8個(gè)菌株的形態(tài)學(xué)如下表1: 表1菌種中主要菌株的形態(tài)學(xué)特征
上述菌種的性能評(píng)價(jià)項(xiàng)目包括耐高溫性能、對(duì)原油的乳化、代謝性能、原油中生長(zhǎng)情 況、降粘及降解作用。
[0017] 1、耐高溫性能 將菌液無菌操作注入試管中，封固，90°C處理10天。
[0018] 計(jì)算處理前后的活菌數(shù)，得出存活率(％)。在無新鮮營(yíng)養(yǎng)供給，于90°c高溫下靜止 處理10天后仍有70%以上存活。在篩選過程中，其存活率低于70%的菌種均被淘汰。
[0019] 2、對(duì)原油的乳化效果 250ml錐形瓶加入100ml地層水和少量無機(jī)鹽和5g原油，接種菌液10ml，皮塞封口，置于 65°C恒溫水浴振蕩培養(yǎng)7天，與空白對(duì)照比較，觀察微生物作用于原油后的乳化分散狀態(tài)。 結(jié)果見表2和圖1。
[0020] 試驗(yàn)結(jié)果表明，所選菌種對(duì)原油都顯示出良好的乳化效果，并且與地層水均具有 較好的配伍性。
[0021] 表2微生物與原油和地層水的配伍性能
注:3+表不乳化分散極其顯著，2+表不顯著，1+表不稍有分散 3、在原油中生長(zhǎng)情況 500ml錐形瓶加入250ml無機(jī)鹽培養(yǎng)基，15gG104-6原油，0.5%NH4CL，0.5%Na2HP〇4,接種 NG-23新鮮菌液20ml，密封，置于65°C恒溫水浴振蕩培養(yǎng)14天，間隔24h取樣，測(cè)定菌的生長(zhǎng) 量，生長(zhǎng)情況如圖2所示。
[0022]結(jié)果表明，在65°C條件下，菌液利用原油能生長(zhǎng)增殖，但菌數(shù)增至一定數(shù)量后則驅(qū) 于相對(duì)穩(wěn)定。
[0023] 4、在原油培養(yǎng)基中的代謝性能 250ml錐形瓶加入100ml無機(jī)鹽培養(yǎng)基和5g原油，接入10ml菌液，密封，置65 °C恒溫水浴 振蕩培養(yǎng)7天。濾紙過濾，取濾液用酸度計(jì)測(cè)PH值，用界面張力儀測(cè)表面張力，以不接種的反 應(yīng)瓶為對(duì)照，以表面張力降低值和PH變化表示菌體代謝產(chǎn)表面活性劑和酸的能力。
[0024] 結(jié)果見表3,產(chǎn)氣試驗(yàn)采用改進(jìn)杜氏管法，密封，65°C恒溫水浴靜止培養(yǎng)10天，計(jì)算 產(chǎn)氣量(見表3和圖3)。結(jié)果表明，所選菌種以烴為碳源均能產(chǎn)生一定量的有機(jī)酸、表面活性 劑和氣體。
[0025]表3微生物在油培養(yǎng)中的代謝性能
5、對(duì)原油乳化降粘作用 250ml錐形瓶加入40ml原油，60ml菌液，0.5%NH4CL，0.5%Na2HP〇4，密封，置于65 °C恒溫水 浴振蕩培養(yǎng)7天。瀝出液體，密封，于75 °C脫水24h，冷卻取水，在脫水24h，冷卻取水。用粘度 計(jì)測(cè)粘度，以用水代替菌液的反應(yīng)瓶為對(duì)照，計(jì)算降粘率，見表4。
[0026] 結(jié)果表明，所選菌種對(duì)G104-5區(qū)塊，該區(qū)塊包括G119-7、G113-6和G104-6原油均有 較明顯的降粘作用。
[0027]表4原油的乳化降粘作用
注:在50°C下測(cè)定粘度。
[0028]微生物作用前后的原油組分變化 250ml錐形瓶加入90ml無機(jī)培養(yǎng)基及10g原油，在加入0.5%NH4CL，0.5%Na2HP〇4，接入菌 液l〇ml，密封，置于65°C恒溫水浴振蕩7天。瀝出液體，取殘油進(jìn)行氣相色譜分析，以用水代 替菌液的反應(yīng)瓶為對(duì)照。結(jié)果見表5和圖4。
[0029]結(jié)果表明，經(jīng)微生物作用后的原油，輕質(zhì)組分增加，重質(zhì)組分減少；正構(gòu)烷烴產(chǎn)生 異構(gòu)化，因而可使原油粘度降低，流動(dòng)性增強(qiáng)。
[0030] 表5微生物作用原油的色譜分析
注:Pr為姥鮫烷，Ph為植烷，二者均為重質(zhì)組分。
[0031] 防蠟率測(cè)定 1)對(duì)待測(cè)原油進(jìn)行分析，測(cè)試其凝點(diǎn)和析蠟點(diǎn)、析蠟點(diǎn)測(cè)定曲線。
[0032] 2)將一定量待測(cè)原油加熱到析蠟點(diǎn)溫度以上。
[0033] 3)將稱重好的試片(W0)放入原油中。
[0034] 4)將原油冷卻至析蠟點(diǎn)溫度一下，但高于凝點(diǎn)。
[0035] 5)2天后將掛片取出。
[0036] 6)用蒸餾水或甲醛沖洗試片，然后放入已稱重的燒杯中，干燥后稱出帶蠟試片重 量(Wl)〇
[0037] 7)將原油中加入一定量的微生物防蠟劑，重復(fù)(2M6)步驟，測(cè)出試片重量(W2)。
[0038] 8)計(jì)算防蠟率=(W1-W2V(W1-W0)*100%。
[0039] 測(cè)定結(jié)果是防蠟率71.4-80.6%。
[0040] 清蠟效果評(píng)價(jià) 稱lg固蠟，裝入250ml錐形耐高溫玻璃瓶中，塞好棉塞。在130°C，0.14-0.16Mpa壓力下， 滅菌30min。然后放入恒溫箱內(nèi)，使固蠟融化。趁熱滾動(dòng)錐形瓶，使固蠟均勻涂布于錐形