LJ25塊微生物降粘技術(shù)研究

張淑穎

【摘?要】LJ25塊原油密度大，粘度高，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，屬特稠油，流動(dòng)性差，常規(guī)的蒸汽吞吐周期短，為此，我們?cè)谠搮^(qū)塊開展微生物降粘技術(shù)研究，研究表明，微生物采油技術(shù)能有效的延長(zhǎng)油井生產(chǎn)周期，降低原油粘度，提高原油流動(dòng)性，增加油井產(chǎn)量。

【關(guān)鍵詞】特稠油;微生物;降粘

1概述

LJ25塊原油物性較差，密度大，粘度高，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，屬特稠油，地層水為NaHCO3型，地層水礦化度1508 mg/L。LJ25塊進(jìn)行的微生物稠油降粘技術(shù)主要針對(duì)稠油注汽開采末期的油井而采用的一項(xiàng)生物冷采技術(shù)，主要對(duì)部分生產(chǎn)周期短、注汽效果差的油井開展了此項(xiàng)技術(shù)的研究。

微生物降粘技術(shù)以其成本低、無污染、經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)勢(shì)，日漸成為一項(xiàng)重要的三次采油技術(shù)[1]。該技術(shù)的機(jī)理就是利用微生物降解稠油中的重質(zhì)組分，或者產(chǎn)生生物表面活性劑、生物氣和有機(jī)溶劑分子，降低稠油的粘度和凝固點(diǎn)，以達(dá)到改善原油物化性質(zhì)的目的。不僅如此，利用微生物進(jìn)行稠油降粘還具有施工方式靈活，施工周期相對(duì)較短，環(huán)保無污染、提高驅(qū)替和吞吐的掃油面積，經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)點(diǎn)。

2 研究?jī)?nèi)容

2.1原油粘度分析

通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，對(duì)LJ25塊的原油成分進(jìn)行分析測(cè)定;通過對(duì)常溫、油層溫度、50℃脫氣原油粘度的測(cè)定，總結(jié)出該區(qū)塊原油粘度區(qū)域分布以及變化規(guī)律。

LJ25塊共采集獲得27個(gè)樣品，對(duì)其進(jìn)行初始粘度的測(cè)定。稱取100 g左右的油樣，在50°C的恒溫水浴中恒溫1 h，攪拌除去其中的游離水和氣泡，取適量上層稠油，在50°C的恒溫水浴中靜置15 min，用粘度計(jì)測(cè)定粘度。油樣的初始粘度差別較大，從400 mPa·s到82000 mPa·s不等。

2.2 原油組分分析

采用溶劑法對(duì)原油中瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定。分別稱取兩種稠油各10 g，加入正庚烷，攪拌2 h，靜置12 h過濾;減壓蒸餾濾液，得去瀝青質(zhì)的原油（濾渣為瀝青質(zhì)）;向去瀝青質(zhì)的原油中加入正庚烷和硅膠;50°C恒溫?cái)嚢? h，放置12 h;過濾，正庚烷洗滌濾餅;用甲苯-甲醇溶液溶解濾餅，50°C恒溫?cái)嚢? h，放置12 h;甲苯-甲醇溶液洗滌濾餅至無色，收集濾液;減壓蒸餾苯-甲醇溶液，瓶中所剩物質(zhì)為膠質(zhì)。根據(jù)粘度測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了組分分析。原油中膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量較高，平均占總含量的18.23%左右，而蠟的含量相對(duì)較低，一般不足3%，分析可知在原油中膠質(zhì)瀝青質(zhì)是影響原油粘度的主要因素，一般來說膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量越高，稠油粘度越大

2.3區(qū)塊油水樣品中功能菌種篩選

從油水樣品中獲得了53株內(nèi)源微生物，可用于稠油降粘的優(yōu)勢(shì)菌種20株，其中產(chǎn)表活微生物12株，產(chǎn)聚合物微生物3株，原油降解微生物5株，其余功能菌將作為儲(chǔ)備菌種。2.3.1 產(chǎn)表面活性劑菌JC-6

產(chǎn)表面活性劑菌株JC-6，該菌株在60°C條件下培養(yǎng)2 d后發(fā)酵液成黃綠色，劇烈搖動(dòng)后產(chǎn)生大量泡沫。離心去除菌體后測(cè)定了上清液的表面張力為29.47 mN/m，排油圈直徑約為5 cm，液體石蠟乳化率為80%左右，煤油乳化率為50%左右。

通過乙酸乙酯萃取法提取發(fā)酵液中的表面活性劑，得到粗品粉末2.7 g/L，再次進(jìn)行純化后得到白色蓬松的粉末，質(zhì)量為1.9 g/L。將純品粉末溶于水后進(jìn)行薄層層析和紅外光譜分析，可初步判斷其為糖脂類的表面活性劑。該類型的表面活性劑具有顯著降低油水界面張力，促進(jìn)石油烴降解的能力。

2.3.2 產(chǎn)聚合物菌株JC-BP2

產(chǎn)聚合物菌株JC-BP2在60°C條件下培養(yǎng)2 d，發(fā)酵液呈棕黃色，搖動(dòng)時(shí)整個(gè)體系同時(shí)運(yùn)動(dòng)，粘度較大，利用品氏粘度計(jì)測(cè)定發(fā)酵液的粘度為87 mPa·s。

利用醇沉旋蒸法對(duì)JC-BP2的胞外多糖進(jìn)行提取，得到灰色粗品粉末3.1 g/L。將該粗品粉末復(fù)溶后利用二氯甲烷除去其中的蛋白組分，得到純品2.7 g/L。該多糖粉末具有良好的增粘效果，粘度可調(diào)空間大，性能相對(duì)穩(wěn)定。

2.3.3原油降解菌株JC-OD3

原油降解菌株JC-OD3在60°C條件下培養(yǎng)2 d，微生物大量生長(zhǎng)，原油均勻分散在培養(yǎng)基中，靜止不分層，過濾去除原油后，測(cè)定發(fā)酵液的表面張力為35.14 mN/m，說明菌株能夠利用原油為碳源進(jìn)行生長(zhǎng)，同時(shí)代謝產(chǎn)生一定量的生物表面活性劑。

通過紫外分光光度法檢測(cè)原油降解率，顯示菌株JC-OD3對(duì)原油的降解率為40.1%，通過氣相色譜法檢測(cè)原油成分的變化情況表明原油中直鏈烷烴被不同程度的降解。

2.4高效生物降粘劑研究

2.4.1微生物乳化

利用獲得的內(nèi)源產(chǎn)表面活性劑菌株JC-6進(jìn)行乳化實(shí)驗(yàn)。其中不同菌株對(duì)LJ25塊不同原油樣品乳化效果不同，說明同一菌株對(duì)不同區(qū)塊的原油作用效果出現(xiàn)顯著差別，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的菌株進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

2.4.2 微生物降粘

利用內(nèi)源菌株JC-6對(duì)LJ25塊的稠油進(jìn)行降粘實(shí)驗(yàn)，顯示株菌具有較好的降粘效果，降粘率均可達(dá)60%以上。

2.4.3 微生物解烴機(jī)理

通過氣相色譜法檢測(cè)菌株降粘前后原油直鏈烷烴組分的變化情況，菌株作用后短鏈烷烴的相對(duì)含量增加，且增幅較大;中長(zhǎng)鏈烷烴的相對(duì)含量降低，說明在作用過程中，微生物降解了一部分的中長(zhǎng)鏈烷烴以及原油中其它組分，使其轉(zhuǎn)變成部分短鏈烷烴，從而增加了短鏈烷烴含量，降低原油粘度。

利用溶劑法測(cè)定菌株作用前后原油中膠質(zhì)瀝青質(zhì)和蠟含量的變化情況，顯示油樣中膠質(zhì)瀝青質(zhì)和蠟含量均出現(xiàn)不同程度的減少，其中該三種組分的降解率大的降粘效果也較好，說明菌株在稠油降粘過程中，對(duì)膠質(zhì)瀝青質(zhì)和蠟的降解也是稠油降粘的重要環(huán)節(jié)。

為了更好的達(dá)到稠油降粘的效果，實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)表面活性劑的原油降粘效果。稱取原油樣，加入水，再加入表面活性劑純品，輕微攪拌，使藥劑與原油充分混勻，置于50°C烘箱毎小時(shí)測(cè)粘度。

3結(jié)論

實(shí)驗(yàn)表明所用菌株具有高效的降粘效果，對(duì)大部分原油的降粘率均大于80%，因此，可作為高效的生物降粘劑進(jìn)行大面積推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙壽增.微生物采油技術(shù)[J].油氣采收率技術(shù)，1996.3（1）：14～22

（作者單位：中油遼河油田公司錦州采油廠）