[农学]微生物资源讲义——第七章.ppt

2：高压 地层压力梯度范围在104~2.3 X 105Pa(1.4~32. 8psi)之间变化，过高的压力对微生物的繁殖和代谢都有显著影响。低于(10~20 ) MPa的地层压力对微生物无明显影响，但(50~60) MPa对于大多数地下微生物采油工程来说，井不需要嗜压细菌，使用承受一般地层压力的细菌即可。高压下微生物会变形。微生物承受压力的能力取决于生物物理条件。高压下微生物繁殖能力与能源、无机盐、pH和温度有关。 3：高盐 深层贮油层的地下水是不流动的，盐度很高，其盐浓度梯度为每1000m深度50000mg/L，最高可达350000mg/L。油田产出的盐水总离子浓度从不到100mg/L到200 000mg/ L以上不等。为了微生物生长，注人采油微生物之前，应仔细考虑微生物对油层水或注人水盐含量的适应性。 4：缺氧 深层贮油层一般是无氧或少氧环境。好氧微生物不能生存，厌氧或兼性厌氧微生物能生长。 5：pH 90%以上的油藏pH在3.0~9.9之间，个别油藏的pH超过10或低于3.0。总的来说，微生物在4.0~9.0的pH范围内生长最佳，现已分离到能在pH1.0或pH12.0条件下生长的微生物。 6：某些营养物质缺乏 大多数贮油层缺乏微生物生长所必需的钥、磷、铁、镁、钾、钙等元素，缺乏益于发酵代谢所需的蔗糖或硝酸盐。为保证微生物注人后正常生长代谢，必须将这些营养物质注人贮油层。 7：有毒化学物质 地层盐水的某些化学物质和重金属元素如浓度太高，对微生物可能有毒性。砷、汞、镍、硒含量应小于10~15mg/L，如这些重金属浓度超过10mol/L时对许多细菌都有毒性，而高浓度轻金属离子对细菌有抑制作用。0.3m mol/L的H2S会阻止反硝化细菌的反硝化作用。反硝化作用是反硝化细菌在油层内无氧条件下的一种代谢方式。各种强化采油施工中使用的许多化学剂，如一些表面活性剂、杀菌剂、乙二胺四乙酸脂、甲苯等，对微生物也有毒性作用。 8：油相 地层中的油相对微生物的生存与繁殖也有限制作用。这种限制包括原油中碳原子数少于10的轻质挥发性组分造成的毒性作用以及由重的沥青质原油造成的高密度。 以上论述涉及到油层极端环境与油层条件如岩性、孔隙度、渗透率、温度、压力、pH、氧气、矿化度、地层水化学组分、有毒化学物质、重油密度等，对采油微生物生理学有重大影响。筛选的采油微生物必须与地下油层中的这些条件相适应相配伍，否则其生长繁殖和代谢将受到限制或完全被抑制。 四、采油微生物必须具备的生物学特性 注入的采油微生物必须具备如下基本的生物学特性： (1) 厌氧或兼性厌氧。在地层无氧条件下能生长繁殖并进行厌氧发酵，在地上有氧条件下也能生长繁殖。 (2) 在油层高温、高压、高盐等极端环境下能生长繁殖并代谢。 (3) 多数采油微生物能以烃类作碳源，能以贮油层内的无机盐作氮源或作营养元素。 (4) 采油微生物必须与其注人油层的环境条件相配伍相适应。能在油层内运移，能生长繁殖，能产生有机酸、气体、表面活性物质、生物聚合物、有机溶剂等多种代谢产物。 能在50℃以上的温度及缺氧条件下生长的中度嗜盐细菌，是用于微生物采油的最有力的竞争者。 五、适于微生物采油的油藏标准 并非所有油藏皆适于微生物采油。实施微生物采油工程对油藏有其选择标准。美国国家石油和能源研究所制定的油藏选择标准见下表。 第七节 重要的地下微生物采油技术—微生物驱油 地下微生物采油技术在矿场应用时虽有六种不lft]方式，但真正提高原油采收率且效果最好、显效最长的是微生物驱油技术。 微生物驱油是指将筛选的微生物菌种与营养物从注水井高压泵注人贮油层。微生物要在油层内部迁移，生长繁殖，产生多种代谢产物。代谢产物发挥各自的驱油功能，驭替原油从油井采出。 一 、微生物驱替原油的机理 细菌对油层的直接作用及细菌代谢产物对油层的作用是微生物驱替原油而提高采收率的基本要素。 细菌对油层的直接作用是：在贮油岩石表面生长繁殖，占据孔隙空间而驱出孔隙中的原油;降解原油中的某些组分而降低原油粘度。 细菌聚集在油一岩石和油一水界面的孔隙中，分解原油中的某些组分，产生如溶剂、表面活性剂、生物聚合物、有机酸和气体等多种代谢产物。这些代谢产物作用于原油，或降低原油粘度，或减小油一岩石及油一水界面的表面张力，或控制水的流动性，增加水驱油波及系数，或提高地层压力，或清除孔隙喉道的沥青质和结垢堵塞物来增大有效率，综合作用而提高原油采收率。微生物代谢产物驱替原油的机理见下表。 微生物激励释放原油的机理可概括为如下7种方式:就