貝萊斯芽孢桿菌B.velezensis B6生長曲線、驅(qū)油功能特性評價（一）
摘要
【目的】篩選油藏內(nèi)源功能微生物并探究其驅(qū)油機理，現(xiàn)場試驗以確定油藏內(nèi)源微生物提高原油采收技術(shù)應用的工藝和技術(shù)可行性?！痉椒ā坎杉|油田樣品，利用原油平板篩選驅(qū)油功能菌，評價其環(huán)境適應性并優(yōu)化培養(yǎng)條件，通過乳化性能、降黏防蠟和烴轉(zhuǎn)化能力等評估其驅(qū)油性能并探索其潛在機制，并在油田現(xiàn)場進行微生物強化驅(qū)油試驗?！窘Y(jié)果】從油水樣品中分離到的貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus velezensis)B6，其乳化活性指數(shù)(emulsifying activity index,EI24)值為100.00%，降黏率為97.20%，防蠟率為86.90%，表明菌株B6具有良好的乳化降黏性能，具有提高原油采收的潛力，并且能夠減少原油中的重質(zhì)組分而增加輕質(zhì)烴類，改善原油物性，提升原油品質(zhì)。進一步在英東油田、躍進油田和花土溝油田進行微生物單井吞吐和清防蠟作業(yè)，共進行62井次現(xiàn)場試驗，累計增油1 460.36 t，平均延長洗井周期47 d，經(jīng)濟效益為342.50萬元，投入產(chǎn)出比為1:4?！窘Y(jié)論】通過室內(nèi)研究和現(xiàn)場試驗，證實內(nèi)源微生物Bacillus velezensis B6具有顯著提高原油采收和油井清防蠟的效果，應用潛力巨大。
1、前言
石油作為當今社會的重要能源之一，在世界經(jīng)濟和人類社會的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。自工業(yè)革命以來，隨著石油化工行業(yè)的深入發(fā)展，全球石油需求量不斷增加，且原油價格持續(xù)上漲。但是，隨著油田開采年限的增加，常規(guī)易采石油資源儲量越來越少，原油采收率越來越低。目前地下油藏環(huán)境中仍有大量原油亟待有效開采，其殘留的剩余原油占60%–70%。因此，如何綠色、高效、經(jīng)濟地開采出地下剩余原油不僅是能源領(lǐng)域的研究熱點，而且事關(guān)國家經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定。
微生物強化采油(microbial enhanced oil recovery,MEOR)是隨著3次采油而發(fā)展的新興技術(shù)，具有工藝簡單、成本低廉和環(huán)境友好等特點，在國內(nèi)外被廣泛推廣使用，是最具有發(fā)展前景的采油技術(shù)之一。微生物強化采油技術(shù)工藝主要包括微生物單井吞吐、微生物清防蠟、微生物驅(qū)替和微生物選擇性封堵，同時也開發(fā)了基于微生物強化采油的多種工藝的整合，如多輪吞吐、清防蠟耦合單井吞吐等驅(qū)油技術(shù)。近20余年來，篩選了大量高產(chǎn)生物表面活性劑或石油烴降解等的微生物，絕大多數(shù)菌株已在室內(nèi)研究中證實了其具有驅(qū)油的性能，為提高剩余原油的采收奠定了堅實的基礎(chǔ)，但目前現(xiàn)場試驗驗證和應用仍嚴重不足。目前，勝利油田和大慶油田等是我國微生物強化驅(qū)油技術(shù)現(xiàn)場應用較為成熟且取得成果的油田。然而，油藏地層環(huán)境具有明顯的地質(zhì)特異性、非均質(zhì)性強，油藏模式復雜多樣，這導致微生物強化采油技術(shù)的具體應用表現(xiàn)出一定的特異性，因而需要依據(jù)油藏環(huán)境和原油物性施用合適的驅(qū)油微生物。
針對青海油田地層油藏環(huán)境礦化度較高和原油采出率較低等現(xiàn)實問題，本文通過對篩選獲得的內(nèi)源微生物貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus velezensis)B6生長及其功能特征的研究，從而評估該菌株對原油的作用效果。該菌株經(jīng)規(guī)?；囵B(yǎng)后在英東油田、躍進油田和花土溝油田開展微生物單井吞吐和清防蠟試驗，實現(xiàn)原位乳化降黏和井筒清防蠟，提高原油流動性并增加油井洗井周期，驗證其實際應用價值。本項研究為開發(fā)適用于較高礦化度油藏中稠油冷采的綠色生物采油體系提供了科學依據(jù)和技術(shù)支撐。
2、結(jié)果與討論
2.1菌株B6的鑒定及其生長性能
基于在線工具NCBI BLAST(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)和EZBioCloud(www.ezbiocloud.net/identify)對篩選獲得的驅(qū)油功能菌株B6的16S rRNA基因全長序列進行比對分析，結(jié)果表明菌株B6屬于Bacillus屬，Bacillus velezensis種。使用MEGA 11.0構(gòu)建進化樹后使用iTOL(https://itol.embl.de/)對進化樹進行美化調(diào)整。菌株B6與B.velezensis CR-502、B.velezensis JK19和B.velezensis JS25R等親緣關(guān)系更近(圖1)，命名為B.velezensis B6，NCBI序列號為OR277460。國內(nèi)外關(guān)于B.velezensis的研究主要集中在拮抗動植物病原菌，促進動植物生長等方面。最近的一篇報道表明B.velezensis由于其高產(chǎn)生物表面活性劑而在微生物強化驅(qū)油中取得了良好的應用效果，但是其環(huán)境適應性和驅(qū)油功能特性與菌株B6存在不同。此外，與菌株B6親緣關(guān)系更近的B.velezensisSRCM102755等菌株基因組中均含有生物表面活性劑合成基因srfAA、srfAB和srfAC。因此，該菌在微生物強化采油中可能具有重要作用。
圖1菌株B6的系統(tǒng)發(fā)育分析
根據(jù)生長曲線(圖2)，B.velezensis B6在培養(yǎng)過程中表現(xiàn)出較短的生長周期，培養(yǎng)5 h即可達到對數(shù)期，12 h后逐漸到達生長穩(wěn)定期。在pH 6.0–8.0時菌株B6表現(xiàn)出良好的生長趨勢，而在pH 9.0時，B6則幾乎不生長(圖2A)，且與B.velezensis BSA1相比在pH 8.0時能更快地到達生長穩(wěn)定期；菌株B6的生長能力隨著培養(yǎng)溫度的升高表現(xiàn)出先增強后降低的趨勢，30℃延緩了其對數(shù)期(圖2B)；在100 g/L以上的礦化環(huán)境中，菌株B6的生長受到了一定的限制(圖2C)；菌株B6在發(fā)酵培養(yǎng)基中比在改良LB培養(yǎng)基中表現(xiàn)出較高的生長優(yōu)勢(圖2D)。綜上所述，B.velezensis B6在pH 6.0–8.0、30–40℃的環(huán)境中能夠良好生長，在100 g/L的礦化度以上生長受到一定抑制，說明本研究分離得到的菌株B6能夠較好地適應油田油藏環(huán)境，具有實際應用的潛在價值。
貝萊斯芽孢桿菌B.velezensis B6生長曲線、驅(qū)油功能特性評價（一）
貝萊斯芽孢桿菌B.velezensis B6生長曲線、驅(qū)油功能特性評價（二）
相關(guān)新聞推薦
1、?微生物生長曲線分析系統(tǒng)研究復雜鹽度下單核細胞增生李斯特菌的生長速度
3、蠅蛆體質(zhì)量生長曲線，生長發(fā)育性能特點、發(fā)育規(guī)律研究