（遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部，遼寧撫順113001）

地層殘余原油的開(kāi)采目前面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，在經(jīng)歷二次甚至三次采油后，油藏中仍然有50%的殘余原油未被開(kāi)采出來(lái)，嚴(yán)重影響了能源的利用率［1］。利用產(chǎn)甲烷微生物菌群在嚴(yán)格厭氧環(huán)境下將地層原油轉(zhuǎn)化為甲烷等氣體，然后直接開(kāi)采出甲烷氣體或?qū)⑵淙﹂]地層中形成氣藏作為戰(zhàn)略性資源就地儲(chǔ)備。這種將油藏變氣藏的開(kāi)采方法為地層殘余原油的有效利用提供了很好的途徑。

作者以勝利油田某區(qū)塊6口不同類型油井的原油和采出水為對(duì)象進(jìn)行微生物氣化研究，以探索在該區(qū)塊范圍內(nèi)進(jìn)行地層殘余原油氣化開(kāi)采的可行性。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與培養(yǎng)基

原油、采出水均采自勝利油田某區(qū)塊6 口油井。通過(guò)取樣閥收集采出水樣品到5L 容器（容器在使用前洗凈并充滿高純氮?dú)?，密封待用）中，待容器完全充滿油水混合物，密封后于4 ℃保存。

培養(yǎng)基：NaCl 18g，KCl 1.5g，NH4Cl 0.5g，

K2HPO4·3H2O 0.2 g，KH2PO40.1 g，MgCl2·6H2O 1.0g，MgSO4·7H2O 3.0g，CaCl2·2H2O 0.15g，微量元素混合液10 mL，維生素溶液10 mL，酵母提取液1.0g，蛋白胨1.0g，L－半胱氨酸鹽酸鹽0.5g，刃天青0.1g，蒸餾水1L［2］。

1.2 原油微生物的培養(yǎng)

在1L燒杯中加入少量蒸餾水，依次稱量溶解培養(yǎng)基配方各個(gè)組分，最后加水至1L。加入0.5g L－半胱氨酸鹽酸鹽，調(diào)pH 值至7.0，加入0.1g刃天青，通氮?dú)馊コ囵B(yǎng)基中的溶解氧，煮沸20min后將培養(yǎng)基分裝置于厭氧血清瓶中，每個(gè)血清瓶裝40 mL 培養(yǎng)基，滅菌。Na2S·9H2O 和NaHCO3無(wú)菌濾膜過(guò)濾除菌，在接種前補(bǔ)加Na2S·9H2O（終濃度0.03%）和NaHCO3（終濃度0.2%），用無(wú)菌注射器加入60 mL采出水（按照6口油井進(jìn)行標(biāo)記，對(duì)號(hào)加入相應(yīng)的原油1g），通氮?dú)?0min，橡膠蓋封口并用塑料蓋密封，使其處于嚴(yán)格厭氧狀態(tài)。每組設(shè)3個(gè)重復(fù)，在55℃暗箱培養(yǎng)箱中富集培養(yǎng)。

1.3 氣體種類與含量分析

所產(chǎn)氣體用排水法進(jìn)行收集，采用Varian GC－3800型氣相色譜儀測(cè)定富集厭氧瓶頂空氣體，采用面積歸一法測(cè)定甲烷氣體含量。

測(cè)定條件：Al2O3色譜柱（50 m×0.53 mm，20μm），柱溫從40 ℃開(kāi)始，2min升至100 ℃，然后再以10℃·min－1的速率升溫至170℃，保持25min；進(jìn)樣口溫度為100℃；FID 檢測(cè)器溫度為150℃，載氣為高純度氦氣［3］，進(jìn)樣體積為0.5mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 原油和采出水?dāng)?shù)據(jù)

取6口油井的原油和采出水水樣進(jìn)行性質(zhì)分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 6口井的原油和采出水?dāng)?shù)據(jù)Tab.1 Data of crude oil and produced water from six different types of oil wells

從表1可以看出，同一區(qū)塊范圍內(nèi)，原油的性質(zhì)差別較大，3＃和4＃油井的原油黏度和密度較低，其它油井的密度和黏度較高，尤其是2＃和6＃油井已經(jīng)達(dá)到稠油的范疇。

從表1還可以看出，6口油井采出水的性質(zhì)差別不大。pH 值為6.5～7.4，鹽度為1.2%～3.5%，均符合微生物生長(zhǎng)要求。

2.2 采出水微生物培養(yǎng)產(chǎn)氣種類及含量

采出水微生物培養(yǎng)240d后對(duì)血清瓶頂空氣體進(jìn)行氣相色譜分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 產(chǎn)氣種類及含量Tab.2 Type and content of gas components

從表2可以看出，2＃、4?！?＃油井產(chǎn)生氣體中甲烷含量都超過(guò)95%，其它氣體含量均低于1%。3＃油井產(chǎn)生氣體中甲烷含量為71.43%，其余含量超過(guò)1%的氣體種類有9種。1＃油井產(chǎn)生氣體中甲烷含量?jī)H為0.78%，而正戊烷含量達(dá)到21.10%。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在所產(chǎn)生的氣體中無(wú)論甲烷含量的高低，其中異戊烷和正戊烷的含量均普遍高于其它氣體組分。

以上結(jié)果表明，同一區(qū)塊范圍內(nèi)6口不同類型油井在產(chǎn)氣種類上差別不大，但含量有差異，2＃、4?！?＃油井產(chǎn)生的甲烷氣體含量能夠滿足實(shí)驗(yàn)預(yù)期，在該區(qū)塊范圍內(nèi)進(jìn)行地層殘余原油的氣化開(kāi)采具有可行性。

2.3 微生物菌群與豐度分析

對(duì)240d的富集培養(yǎng)物進(jìn)行DNA 提取，PCR 擴(kuò)增，變形梯度凝膠電泳（DGGE）［4］分析得到細(xì)菌DGGE圖譜，見(jiàn)圖1。

圖1 油井細(xì)菌的DGGE圖譜Fig.1 DGGE Diagram of bacteria from oil wells

從圖1可以看出，6口油井的微生物結(jié)構(gòu)存在明顯差異。3＃和4＃油井同處于ES3Z－ES3Z斷塊區(qū)域，井深2 900～3 100m，都屬于稀油的范疇，而且地面井口距離很近，驅(qū)替類型都是水驅(qū)，但在微生物群落結(jié)構(gòu)上卻有著明顯的差異。5＃和6＃油井都是聚合物驅(qū)油藏，同處于2 000～2 100m 深度范圍，都屬于稠油，中度礦化度，同樣微生物群落結(jié)構(gòu)差異明顯。1＃、2＃和3＃油井有著類似的微生物群落結(jié)構(gòu)，豐度也相當(dāng)。4＃、5＃和6＃油井微生物群落豐度類似，微生物群落結(jié)構(gòu)差別不大。雖然6口油井在物理性質(zhì)上差別較大，但是有著部分相似的微生物菌群，且這類微生物是油田普遍存在的。

3 結(jié)論

（1）勝利油田某區(qū)塊6口不同類型油井采出水在pH 值和鹽度上差別不大，均利于微生物的激活生長(zhǎng)。

（2）6口油井的微生物群落豐度差別較大，但是有著部分相似的微生物菌群。

（3）6口油井采出水培養(yǎng)產(chǎn)生的氣體種類相似，含量相異，除了甲烷是主要含量氣體外，異戊烷和正戊烷的含量普遍高于其它氣體組分。

（4）同一區(qū)塊范圍內(nèi)可以進(jìn)行相同策略的微生物強(qiáng)化措施，可為油田地層殘余原油氣化工業(yè)化開(kāi)采提供理論指導(dǎo)。

［1］王立影，MBADINGA S M，李輝，等.石油烴的厭氧生物降解對(duì)油藏殘余油氣化開(kāi)采的啟示［J］.微生物學(xué)通報(bào)，2010，37（1）：96－102.

［2］馮一瀟.油藏發(fā)酵細(xì)菌的鑒定及石油烴厭氧生物代謝機(jī)理初探［D］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2009.

［3］周蕾.厭氧烴降解產(chǎn)甲烷菌系的組成及其代謝產(chǎn)物的特征［D］.上海：華東理工大學(xué)，2012.

［4］包木太，劉濤，高光軍，等.不同激活劑條件下油藏內(nèi)源微生物激活過(guò)程中DGGE分析［J］.湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，36（11）：67－72.