嗜熱稠油油藏本源微生物多樣性及提高原油采收率應(yīng)用潛力

張文達(dá)，柴陸軍 ，張 凡 ，董 浩，孫姍姍，喻高明，顧永安，佘躍惠*

(1.長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢430100；2.非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北 武漢 430100；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京 100083)

近年來，中國、俄羅斯和美國的研究人員開發(fā)了微生物提高原油采收率(MEOR)技術(shù)，并成功應(yīng)用于含輕質(zhì)常規(guī)原油油藏[1-3]。微生物產(chǎn)生的氣體、酸、溶劑、聚合物和生物表面活性劑具有與其合成類似物相似的驅(qū)油性能。目前，關(guān)于稠油油藏MEOR技術(shù)的研究相對較少，稠油油藏的微生物生態(tài)學(xué)和控制油藏石油生物降解的因素是面臨的主要課題[4]。在實驗室條件下和儲層中均顯示具有硫酸鹽還原作用和產(chǎn)甲烷作用的群落具有生物降解稠油組分的能力[5-8]。

研究者研究了我國大港高溫(56.9～59.4 ℃)稠油油藏中嗜熱微生物群落的代謝特征，并進(jìn)行了3個油藏區(qū)塊(孔店北二區(qū)塊和一北區(qū)塊及港西油田)現(xiàn)場試驗[6-8]。在以高溫復(fù)雜的地質(zhì)條件和密度為0.955～0.969 g·cm-3的稠油為特征的孔店油藏，MEOR技術(shù)采用將氧氣作為空氣-水混合物或H2O2與氮和磷礦物質(zhì)的水溶液一起注入，以激活油田本源微生物群落[7]。注水井近井地帶稠油被微生物氧化形成低級醇和揮發(fā)性脂肪酸，隨后被深部油藏厭氧微生物利用，產(chǎn)生氣體CH4、CO2等。在室內(nèi)培養(yǎng)和油藏現(xiàn)場試驗中都觀察到生物表面活性劑的產(chǎn)生，導(dǎo)致地層水的表面張力降低。位于孔店油藏北區(qū)的生產(chǎn)油井產(chǎn)出的原油黏度從501.2 mPa·s降至458.9 mPa·s，下降了11%，原油中蠟含量從6.64%降至4.72%[7]。在高溫油藏條件下，發(fā)現(xiàn)在互營營養(yǎng)菌-乙酸氧化菌和利用H2的產(chǎn)甲烷菌的培養(yǎng)過程中，由乙酸產(chǎn)生甲烷；從產(chǎn)甲烷富集培養(yǎng)物中分離出Thermoanaerobacterethanolicus1017-7b菌株和利用H2產(chǎn)甲烷菌株MethanothermobacterthermautotrophicusKZ3的純培養(yǎng)物；盡管這些菌株均無法在乙酸鹽中單獨培養(yǎng)，但其混合培養(yǎng)物中有甲烷生成[8]。大港油田的3個MEOR試驗區(qū)塊共增產(chǎn)46 152 t原油，表明以高溫油田的稠油驅(qū)替為目的的油藏本源微生物活化技術(shù)具有很高的驅(qū)油效率[7]。MEOR技術(shù)在低溫稠油儲層中的應(yīng)用也取得良好效果。在我國新疆六中區(qū)進(jìn)行的現(xiàn)場試驗中，向儲層中注入了空氣、糖蜜和無機礦物鹽，啟動了本源微生物提高原油采收率(IMEOR)的現(xiàn)場試驗，增產(chǎn)1 872 t稠油[9]。稠油采收率的改善主要是由于激活了假單胞菌產(chǎn)生物表面活性劑代謝產(chǎn)物。除大港和新疆油田外，在我國勝利油田、遼河油田以及華北油田部分稠油區(qū)塊的MEOR現(xiàn)場試驗也取得了良好的效果，說明MEOR具有極大的應(yīng)用潛力[1,3]。

為深入了解嗜熱稠油油藏本源微生物，作者采用16S rRNA基因克隆文庫方法對某85 ℃嗜熱稠油油藏3口油井的微生物群落多樣性進(jìn)行研究，并探究其提高原油采收率的潛力，為開展嗜熱稠油油藏IMEOR的現(xiàn)場應(yīng)用提供依據(jù)。

1 實驗

1.1 樣品、試劑與儀器

采出液采自我國東部油田某區(qū)塊嗜熱稠油油藏油井Y12、Y8、Y68井口，油井原始地層溫度82.5～86.0 ℃，采出液置于500 mL無菌瓶中，取樣后24 h內(nèi)運送至實驗室。

引物27F、1492R、T7、SP6，北京中科希林生物科技有限責(zé)任公司；DNA試劑盒、瓊脂糖凝膠回收試劑盒、10×buffer、dNTP和Taq酶，天根生化(北京)生物科技有限公司；T載體(pGEM T-Easy)和感受態(tài)細(xì)胞(Tram1-T1 competent cells)，北京全式金生物技術(shù)有限公司；限制性內(nèi)切酶HaeⅢ和HinfⅠ(Takara)，寶生物工程(大連)有限公司。

3K15型離心機，德國Sigma；DYY-6C型電泳儀，北京六一儀器廠；SNB-1A-J型高溫旋轉(zhuǎn)數(shù)顯黏度計，上海方瑞儀器公司；3H-2000TD型石油密度儀，貝士德儀器科技(北京)有限公司；DIONEX ICS2000型離子色譜儀，戴安中國有限公司；PTC-200型PCR儀，MJ Research； LS-50LJ型立式壓力蒸汽滅菌器；測序儀，諾賽基因組研究中心有限公司。

1.2 油井采出液的物性測定

參照文獻(xiàn)[10]測定嗜熱稠油油藏油井Y12、Y8、Y68采出液原油黏度、原油密度、原油凝固點和采出液總礦化度。

1.3 總DNA的提取

根據(jù)細(xì)菌基因組試劑盒(TIANamp Bacteria DNA Kit)說明提取油井樣品基因組DNA，每個樣品做3個重復(fù)，合并3次抽提總DNA樣品。采用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA濃度和抽提質(zhì)量。

1.4 16S rRNA基因全長擴(kuò)增

使用16S rDNA片段擴(kuò)增通用引物27F(5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′)和1492R(5′-GGCTACCTTGTTACGACTT-3′)，從基因組總DNA中擴(kuò)增16S rDNA片段。PCR擴(kuò)增體系及程序參照文獻(xiàn)[11]。

1.5 克隆文庫的建立

用瓊脂糖凝膠回收試劑盒對16S rDNA擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行純化。然后將回收產(chǎn)物16S rDNA片段pGEM T-Easy克隆載體(Promega)通過化學(xué)法轉(zhuǎn)化到感受態(tài)細(xì)胞。從3個文庫(Y12、Y8和Y68)各挑取100個白斑克隆，以少量菌體作為模板通過載體通用引物T7/SP6擴(kuò)增來檢測陽性克隆。PCR產(chǎn)物用限制性內(nèi)切酶HaeⅢ和HinfⅠ進(jìn)行酶切，再用2%瓊脂糖凝膠電泳分析限制性片段，最后對電泳圖譜進(jìn)行限制性酶切片段多態(tài)性分析(ARDRA)[12]。將酶切圖譜相同的克隆歸為一種分類操作單元(OTU)。通過Rarefaction分析軟件對克隆文庫的庫容飽和度進(jìn)行分析。

1.6 測序和構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹

挑取ARDRA分型歸為一類的代表性克隆接種于含有氨芐青霉素(100 μg·mL-1)的LB液體培養(yǎng)基中，37 ℃過夜培養(yǎng)后送上海美吉生物測序公司測序。通過DNAMAN軟件對所得序列進(jìn)行處理，然后在NCBI(National Center for Biotechnology)數(shù)據(jù)庫中比對分析，依據(jù)親緣關(guān)系最近的序列用Clustalx version 1.83和MEGA version 4.1軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹[13-14]。

2 結(jié)果與討論

2.1 嗜熱油藏油井的物性分析

嗜熱油田構(gòu)造上處于濟(jì)陽凹陷中央隆起帶東段，油田呈狹長狀，東西長28 km，南北寬7.7 km，由一鞍部連接起來的兩個背斜構(gòu)造組成，并被斷塊復(fù)雜化。該油田構(gòu)造復(fù)雜，斷層發(fā)育，斷塊多，含油面積小。原油性質(zhì)以中、低黏度為主，夾帶部分稠油。根據(jù)油井物性分析(表1)，3口油井屬于常規(guī)稠油油藏。

表1 嗜熱油藏油井的物性參數(shù)

2.2 油井克隆文庫庫容分析

從油井Y12、Y8和Y68采出液的16S rRNA基因克隆文庫Y12、Y8和Y68各選擇100個陽性克隆子，通過HaeⅢ和HinfⅠ雙酶切分型分別得到29、23和45個OTU?？寺∥膸靁68比Y12、Y8含有更多的菌群。Rarefaction分析曲線表明，當(dāng)克隆文庫Y12和Y8的陽性克隆子達(dá)到90個時，曲線趨于平穩(wěn)，說明克隆文庫Y12和Y8能夠反映油井Y12和Y8采出液的菌群多樣性；而克隆文庫Y68的曲線仍趨上升，說明克隆文庫Y68挑取的陽性克隆子不足以反映油井Y68采出液的菌群多樣性。

2.3 油井的菌群多樣性

克隆文庫Y12、Y8和Y68屬水平上菌群多樣性如圖1所示，16S rRNA基因克隆文庫Y12、Y8和Y68的系統(tǒng)發(fā)育樹如圖2～4所示。

由圖1可知，克隆文庫Y12、Y8和Y68的菌群多樣性存在差異。首先，在細(xì)菌屬水平比較，克隆文庫Y12、Y8和Y68共存8個OTU；克隆文庫Y12和Y8共存9個OTU；克隆文庫Y12和Y68共存16個OTU；克隆文庫Y8和Y68共存10個OTU。其次，克隆文庫Y12、Y8和Y68的優(yōu)勢菌分別為海桿菌(Marinobacter)(占38%)、Caenispirillum(占34%)和Prolixibacter(占37%)。海桿菌、假單胞菌(Pseudomonas)、未分類細(xì)菌和腸桿菌(Enterobacter)共存于3口油井采出液中。但是腸桿菌的生理生化特性與油藏極端環(huán)境不符，可能是在井筒中或者井口裝置中生存的微生物。

圖1 克隆文庫Y12、Y8和Y68屬水平上菌群多樣性Fig.1 Community diversity in clone libraries Y12，Y8 and Y68 at genus level

圖2 16S rRNA基因克隆文庫Y12的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.2 Phylogenetic tree of 16S rRNA gene of clone library Y12

圖3 16S rRNA基因克隆文庫Y8的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.3 Phylogenetic tree of 16S rRNA gene of clone library Y8

由圖2～4可知，克隆文庫Y12、Y8和Y68所得序列與GenBank中已有的16S rDNA序列同源性小于97%，共存的未分類細(xì)菌表明采出液中存在未報道的新菌，例如，克隆文庫Y12和Y8的Y12-9和Y8-16 OTU對應(yīng)序列的比對結(jié)果為Caenispirillumbisanense(93%和96%序列相似度)；克隆文庫Y12、Y8和Y68的Y12-14、Y8-23、Y68-9和Y68-28 OTU對應(yīng)序列的比對結(jié)果為銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)(92%～95%序列相似度)；克隆文庫Y68的Y68-12、Y68-36和Y68-45 OTU對應(yīng)序列的比對結(jié)果分別為Oreniamarismortui(96%序列相似度)、除烴海桿菌(Marinobacterhydrocarbonoclasticus)(94%序列相似度)和Prolixibacterbellariivorans(95%序列相似度)。因此，該油藏含有未報道的新菌。

2.4 討論

2.4.1 采油功能菌海桿菌

在油井Y12、Y8和Y68采出液微生物群落中存在降解石油烴和產(chǎn)生物表面活性劑菌、產(chǎn)酸產(chǎn)氣發(fā)酵菌、硝酸鹽還原菌(NRB)和鐵還原菌(IRB)等采油功能菌群，它們都有助于MEOR。降解石油烴和產(chǎn)生物表面活性劑的菌群，如海桿菌[15]占克隆文庫Y12的38%，為該油藏的主要優(yōu)勢菌。研究[16-17]表明，該菌為分離于石油化工廠附近的地中海海水中度嗜鹽菌，能夠降解石油烴尤其是芳香烴,還能產(chǎn)生物表面活性劑，促進(jìn)烴類化合物溶解，加速烴類降解；Tripathi等[18]從海洋溢油環(huán)境中分離的Marinobacter能產(chǎn)生物表面活性劑，其中菌株MCTG107b的表面活性最高，可將培養(yǎng)液的表面張力由71 mN·m-1顯著降至31 mN·m-1，并產(chǎn)生穩(wěn)定的煤油乳液(最大乳化指數(shù)EI24為40%)。在優(yōu)化培養(yǎng)基中培養(yǎng)96 h后，MarinobacterMCTG107b產(chǎn)(740±28.3) mg·L-1的生物表面活性劑。采用HPLC-MS和串聯(lián)MS對該生物表面活性劑進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)它是脂肪族鏈(從C8到C14不等)和具有不飽和鍵的各種鼠李糖脂同系物的混合物，其中鼠李糖脂為雙鼠李糖脂，Rha-Rha-C10-C10是最主要的同系物。鼠李糖脂是研究最為深入的一種生物表面活性劑，具有很高的表面活性和原油乳化能力，尤其是雙鼠李糖脂，具有極低的臨界膠束濃度和良好的生物利用度。因此，由Marinobacter生產(chǎn)鼠李糖脂具有非常好的工業(yè)應(yīng)用前景。

圖4 16S rRNA基因克隆文庫Y68的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.4 Phylogenetic tree of 16S rRNA gene of clone library Y68

2.4.2 采油功能菌銅綠假單胞菌

銅綠假單胞菌占克隆文庫Y8的19%。大多數(shù)高溫和低溫油田中都存在銅綠假單胞菌，該菌株能夠降解原油中各種石油烴，并且產(chǎn)生物表面活性劑鼠李糖脂,是一種主要的采油功能菌。銅綠假單胞菌產(chǎn)生的鼠李糖脂混合物一般包含4～28種同系物，能使水的表面張力從72 mN·m-1降到28 mN·m-1，油水界面張力由41 mN·m-1降到1 mN·m-1以下,EI24達(dá)90%[19-22]。

Samir等[23]從位于蘇伊士灣的埃及油田生產(chǎn)的原油中分離出本源銅綠假單胞菌，該細(xì)菌具有以下特征：圓形，粒狀，完整，扁平，無色，半透明，厭氧，負(fù)性，短桿狀，無孢子，不耐酸。他們研究了一種新的培養(yǎng)基，使其能夠承受高溫和高鹽度的惡劣儲藏條件，耐受礦化度達(dá)到1.5×105mg·L-1，在70 ℃高溫油田模擬試驗中提高原油采收率達(dá)到20%，產(chǎn)生的鼠李糖脂具有穩(wěn)定乳化稠油作用。

2.4.3 發(fā)酵菌、硝酸鹽還原菌(NRB)和鐵還原菌(IRB)

從3口油井采出液中還檢測出產(chǎn)酸產(chǎn)氣發(fā)酵菌，利用硝酸鹽和三價鐵作為電子受體的本源菌。仙河海旋菌(Thalassospiraxianhensis)占克隆文庫Y68的1%，分離于中國山東仙河石油污染鹽堿土，是一種降解多環(huán)芳烴的海洋細(xì)菌，最適合3%～6%鹽度，兼性厭氧條件下利用硝酸鹽作為電子受體[24]，好氧生長但不利用葡萄糖發(fā)酵和厭氧生長能夠利用硝酸鹽產(chǎn)N2。利用底物發(fā)酵產(chǎn)酸產(chǎn)氣的菌群，如Pelagibacteriumhalotolerans占克隆文庫Y12的1%，源于我國東海海水樣品，好氧耐鹽(鹽度3%～4%)菌，能夠利用葡萄糖發(fā)酵[25]。P.bellariivorans占克隆文庫Y68的37%，分離于海洋沉積物，好氧嗜冷菌，兼性厭氧菌，發(fā)酵糖產(chǎn)酸[26]。Halanaerobiumkushneri占克隆文庫Y68的1%，分離于美國俄克拉荷馬州油田污水，可利用各種糖類，如利用葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇、乙酸、H2和CO2，嚴(yán)格厭氧中度嗜鹽(鹽度15%～20%)厭氧細(xì)菌[27]。發(fā)酵菌Geoalkalibactersubterraneus源于美國猶他州Red Wash油田，嚴(yán)格厭氧Fe(Ⅲ)-和錳(Ⅳ)-還原菌，能夠利用硝酸鹽作為能量來源，以各種有機酸、醇、H2作為電子受體[28]。其它功能菌株，例如硝酸鹽還原菌Halomonasxinjiangensis占克隆文庫Y8的1%，分離于中國新疆鹽湖水樣，具有硝酸鹽還原功能的好氧中度嗜鹽(鹽度5%～10%)菌[29]。耐鹽菌Martelellamediterranea占克隆文庫Y12的4%，分離于西班牙馬略卡島地下鹽水湖水樣，嚴(yán)格好氧耐鹽(鹽度5%)菌[30]。這些菌群的生理性質(zhì)與該嗜熱油藏油井采出液的高礦化度相吻合。

Tsesmetzis等[31]從東南亞某95 ℃嗜熱儲層的3個層段(井深2 800～2 900 m)巖心樣品得出的本源微生物特征表明，硝酸鹽還原可能是深部油藏一個重要的原位過程。該油藏16S rRNA基因克隆文庫的OTU分類學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，來自草桿菌科的比例很高(38.5%)，其次是假單胞菌科和Comamonadaceae科(分別為29.1%和12.8%)。已知這些科的代表種都能在厭氧條件下降解碳?xì)浠衔锊⑹褂孟跛猁}作為末端電子受體。Gittel等[32]研究了80 ℃嗜熱油藏采用硝酸鹽還原菌抑制硫酸鹽還原菌(SRB)的現(xiàn)場應(yīng)用效果，16S rRNA基因克隆文庫結(jié)果表明，該嗜熱油藏古菌主要為古球狀菌屬，硝酸鹽處理后激活的主要為硝酸鹽還原菌群如脫鐵桿菌屬，硫酸鹽還原活性被完全抑制。本研究中嗜熱稠油油藏含有本源硝酸鹽還原菌結(jié)果與之相符，這種生物抑制SRB技術(shù)在國外海上油田應(yīng)用非常普遍，表明能通過激活硝酸鹽還原菌，控制SRB產(chǎn)H2S進(jìn)而提高原油采收率。

Kim等[33]通過大洋鉆探計劃80 ℃地層取樣分析，證明天然發(fā)生的微生物誘導(dǎo)的蒙脫石-伊利石(S-I)反應(yīng)，微生物在地下引起的S-I反應(yīng)是產(chǎn)甲烷菌和SRB活動的結(jié)果，地層本源微生物通過減少蒙脫石中的Fe(Ⅲ)結(jié)構(gòu)獲得能量，從而促進(jìn)S-I反應(yīng)，導(dǎo)致地層孔隙度增加，表明鐵還原過程也是深部地層一個非常普遍的自然過程。早期文獻(xiàn)報道了從不同溫度油藏分離到鐵還原菌，表明鐵還原微生物和鐵還原過程在油藏中普遍存在，最高溫度達(dá)到85 ℃(西西伯利亞油田)[34]。蘇三寶等[35-36]采用高通量測序技術(shù)分析了我國多個油田鐵還原微生物多樣性，表明40～100 ℃(江漢油田)油藏中都含有豐富的鐵還原菌，與粘土礦物相互作用，促進(jìn)蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化，提高油藏地層滲透性，改善注入水波及效率，在MEOR方面具有廣泛的應(yīng)用前景。翁雪等[37]綜述了油藏鐵還原菌的研究進(jìn)展及其在MEOR方面的潛在應(yīng)用；Cui等[38]研究了低滲透油藏微生物促進(jìn)蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化；胡小麗等[39]研究了油藏嗜熱菌與粘土礦物的作用和儲層防膨及提高原油采收率的應(yīng)用前景。這些研究表明，油藏鐵還原菌在油藏中分布廣泛，在油藏環(huán)境下微生物與礦物相互作用，改善地層滲透性，為MEOR機理研究指明了一個新的研究方向。

2.4.4 嗜熱油藏微生物代謝活動和IMEOR的啟示

營養(yǎng)物質(zhì)和可降解底物的可利用性是地下環(huán)境中微生物生長和活性的最大限制因素[3]。然而，在深層生物圈的大范圍內(nèi)養(yǎng)分和基質(zhì)較差的沉積物中，油藏可能被認(rèn)為是微生物生長的綠洲。油藏中含有大量的碳?xì)浠衔锖?或氣體沉積物，它們可以被微生物降解并用作碳源[3]。 此外，原油中含硫和氮的化合物(例如苯并噻吩和苯并咔唑)可能為這些活動提供營養(yǎng)來源[40]。因此，與其它深層生物圈生境相比，油藏中的本源微生物活性更高，尤其是在油柱底部的油水過渡帶[4,41]。Jones等在4 km深的儲層中觀察到了重油生物降解的最大特征[5]；Fry等[42]在鉆探探井發(fā)現(xiàn)了距海床以下2 km的煤頁巖中的細(xì)菌。這些微生物的存在和代謝活動為IMEOR提供了依據(jù)。

Rathi等[43]報道了激活70～100 ℃嗜熱油藏的本源厭氧微生物提高原油采收率的潛力，在高溫下富集培養(yǎng)嗜熱產(chǎn)甲烷菌群，主要的嗜熱菌為Methanothermobaterthermoautotrophicus(古菌)、Thermoanaerobactersp.(細(xì)菌)，在優(yōu)化培養(yǎng)后產(chǎn)酸產(chǎn)氣和產(chǎn)生物表面活性劑，表面張力從65 mN·m-1降到35 mN·m-1，原油采收率提高了15.49%。Liu等[44]從高溫(87 ℃)油藏的生產(chǎn)水中分離出一種嗜熱孢子兼性厭氧細(xì)菌，其生理、生化和16S rRNA基因的系統(tǒng)發(fā)育樹分析表明，該菌屬于無氧桿菌屬。在實驗室條件下，該菌與脫硫醇假絲酵母(Desulfotomaculumsp.)共培養(yǎng)時，能顯著抑制H2S的產(chǎn)生，表明其在抑制油藏鹽水酸浸和控制SRB引起的生物酸化方面具有很大的潛力。

梁鳳來等[10]報道了解烴細(xì)菌NX-2在華北油田馬二斷塊的現(xiàn)場試驗。在缺氧條件下該菌產(chǎn)酸產(chǎn)氣和產(chǎn)生物表面活性劑鼠李糖脂，在油藏溫度(87 ℃)條件下巖心物理模擬驅(qū)油實驗表明,微生物驅(qū)較水驅(qū)提高原油采收率7.1%。在馬2-410油井進(jìn)行的吞吐處理試驗,共增產(chǎn)原油669 t,少產(chǎn)水超過3 000 t,表明NX-2菌適應(yīng)地層條件,具有增采和改善原油性質(zhì)的作用。Du等[45]、劉濤等[46]報道了我國勝利油田辛 68區(qū)塊微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗，該油藏為深部稠油油藏，具有較高的溫度和含鹽量。該油藏原始地層溫度89～93 ℃，平均孔隙度26.7%，平均滲透率813×10-3μm2，原油黏度321 mPa·s。2016～2018年共注入4 048 t長鏈碳源如淀粉水解液活化劑。在實施MEOR之前，主要細(xì)菌為無色桿菌、沙雷氏菌、嗜熱菌和熱產(chǎn)乙酸菌。注入活化劑后，嗜熱厭氧芽孢桿菌和不動桿菌增加。同時，注水曲線得到改善，注入指數(shù)的差異減小，所產(chǎn)液體的表面張力逐漸降低。這表明本源細(xì)菌被選擇性激活并產(chǎn)生了有利于采油的代謝產(chǎn)物。累計增產(chǎn)量為5 453 t，日產(chǎn)原油從10.7 t·d-1增至19.7 t·d-1，含水率從95.1%降至80.7%，采收率提高了1.39%。

加利福尼亞豪澤組油田地層溫度88～93 ℃，礦化度1.42×105mg·L-1,試驗前，油井產(chǎn)原油4.4 m3·d-1，產(chǎn)水30.3 m3·d-1；微生物單井處理3個月后，平均產(chǎn)原油12.5 m3·d-1，產(chǎn)水30.3 m3·d-1，高峰時產(chǎn)油達(dá)到17.8 m3·d-1，累計增產(chǎn)原油4 500桶[47]。

以上應(yīng)用研究表明，80 ℃以上嗜熱油藏含有解烴產(chǎn)表面活性劑菌、產(chǎn)酸產(chǎn)氣菌以及嗜熱古菌，對研究嗜熱稠油油藏本源微生物及IMEOR應(yīng)用潛力具有重要意義，說明嗜熱稠油油藏也含有豐富的采油功能菌，具備開展IMEOR現(xiàn)場應(yīng)用研究的生物學(xué)基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

(1) 嗜熱油藏油井物性分析表明，3口油井屬于常規(guī)稠油油藏。

(2) 采用16S rRNA基因克隆文庫方法研究了嗜熱油藏3口油井(Y12、Y8和Y68)采出液的微生物菌群多樣性，表明該地層含有豐富的采油功能菌，如海桿菌、假單胞菌、海旋菌等，能降解各種石油烴，同時產(chǎn)生物表面活性劑，激活后有利于提高原油采收率。此外，該油藏還含有嗜熱發(fā)酵菌(Caenispirillum和Prolixibacter)、硝酸鹽還原菌(NRB)和鐵還原菌(IRB)。海桿菌和假單胞菌都能產(chǎn)生物表面活性劑,從而促進(jìn)烴類溶解，降低稠油黏度和乳化分散原油；嗜熱厭氧發(fā)酵菌能產(chǎn)酸產(chǎn)氣；NRB能控制硫酸鹽還原菌產(chǎn)硫化物沉淀；IRB能促進(jìn)粘土礦物由蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化，提高地層滲透率。這些功能微生物及其代謝活動都有助于提高原油采收率，表明IMEOR在嗜熱油藏的應(yīng)用具有廣闊應(yīng)用前景。