饒?zhí)炖?韓利寶,張文來(lái) (中石油長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠，寧夏 銀川 750001)

黃黎陽(yáng)，楊歡 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

進(jìn)入中含水開(kāi)發(fā)階段后，隨采出程度增加，油藏水驅(qū)狀況變差，注水利用率下降，剖面水驅(qū)不均問(wèn)題突出，含水率上升速度加快，采出程度低，常規(guī)調(diào)剖措施效果差、有效期短。如何進(jìn)一步提高侏羅系油藏采收率，關(guān)鍵是開(kāi)展改善水驅(qū)，提高采收率新技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)油田“有質(zhì)量、有效益、可持續(xù)發(fā)展”[1,2]。微生物驅(qū)油提高采收率具有成本低、原料來(lái)源廣、安全環(huán)保、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方便等優(yōu)勢(shì)，是改善水驅(qū)，提高采收率技術(shù)攻關(guān)方向之一，應(yīng)用潛力巨大[3,4]。筆者根據(jù)采出水分析，培養(yǎng)出4種微生物菌株并對(duì)其從油藏適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 試驗(yàn)藥品及儀器

1.1 試驗(yàn)藥品

牛肉粉、蛋白胨、瓊脂、血瓊脂平板、酵母膏，生物試劑；NaCl，分析純。

長(zhǎng)慶油田某區(qū)水樣，水樣離子分析結(jié)果如表1所示。

表1 水樣離子組成

1.2 試驗(yàn)儀器

HZ250LG型恒溫光照搖床、GR60DA型立式自動(dòng)壓力蒸汽滅菌器、SPX-150-GB智能型光照培養(yǎng)箱、TX500C全量程界面張力測(cè)量?jī)x。

2 試驗(yàn)方法

2.1 篩選細(xì)菌

1)取水樣，把水樣進(jìn)行梯度稀釋，選取分布均勻、菌群全面、生長(zhǎng)情況良好的培養(yǎng)基將水樣分別接種到培養(yǎng)基上，依據(jù)菌落的顏色、大小及形狀等標(biāo)記出不同的菌落，挑出菌落，使用液體培養(yǎng)基增殖，并低溫保種，用血平板對(duì)各個(gè)菌株進(jìn)行試驗(yàn)，利用生物表面活性劑使血細(xì)胞破裂，排除部分菌株，初步選出目標(biāo)菌株。

2)制作培養(yǎng)基，取10g蛋白胨、3g牛肉粉、5gNaCl在無(wú)菌操作臺(tái)里用接種環(huán)挑取出各株標(biāo)記的菌株，接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中，操作結(jié)束后，放到恒溫振蕩器(28℃，130r/min)中振蕩培養(yǎng)(使細(xì)菌均勻分布)。培養(yǎng)2～4d，培養(yǎng)基中產(chǎn)生絮狀物，溶液不再澄清透亮，略帶渾濁。

3)產(chǎn)表面活性劑的生物菌會(huì)使血細(xì)胞破裂，在血平板上會(huì)形成溶血圈現(xiàn)象?？瞻讓?duì)照樣是同期的液體培養(yǎng)基。

2.2 優(yōu)選菌株

1)對(duì)菌株的生長(zhǎng)條件從培養(yǎng)時(shí)間和培養(yǎng)溫度2個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化并設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以菌液的界面張力作為優(yōu)化依據(jù)，確定菌株最適合的生長(zhǎng)環(huán)境。

2)選定有溶血圈現(xiàn)象且溶血圈直徑與菌落直徑比值較大的菌株，用接種環(huán)挑出，加到液體培養(yǎng)液中，再放到恒溫振蕩器(28℃，130r/min)中培養(yǎng)，增殖富集得到大量目標(biāo)菌。

3)培養(yǎng)溫度的優(yōu)化。在培養(yǎng)基上接種菌種，在不同的溫度下培養(yǎng)3d，每天取出30mL菌液測(cè)定其界面張力，作為衡量菌體生長(zhǎng)的指標(biāo)。

3 菌株培養(yǎng)及評(píng)價(jià)

3.1 菌株培養(yǎng)條件優(yōu)化

1#、2#、3#、4#都在培養(yǎng)基上產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，說(shuō)明這4個(gè)菌株能夠產(chǎn)表面活性劑(見(jiàn)圖1)。在不同的溫度下，先在培養(yǎng)基上接種菌株，再分別測(cè)定第1、2、3天菌液的界面張力，結(jié)果如圖2所示。隨溫度的升高菌液的界面張力呈現(xiàn)正相關(guān)變化，在28～34℃時(shí)，界面張力變化幅度小，適宜大部分菌液產(chǎn)生表面活性劑；1#菌在第3天中28℃時(shí)界面張力相對(duì)較低，2#、3#、4#菌在第3天中31℃時(shí)界面張力相對(duì)較低；因此1#菌最適宜的培養(yǎng)溫度為28℃，2#、3#、4#菌最適宜的培養(yǎng)溫度為31℃。

圖1 菌株溶血現(xiàn)象

3.2 NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)

微生物所處環(huán)境的礦化度對(duì)微生物的代謝活動(dòng)影響較大，大多數(shù)微生物適宜在與自身細(xì)胞內(nèi)滲透壓相當(dāng)?shù)牡偷V化度下生長(zhǎng)，如果菌體內(nèi)外滲透壓相差太大，就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞收縮或者破裂。

圖2 菌液界面張力隨溫度變化

分別配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、5%、10%、15%、20%的NaCl溶液，將每一種菌株分別接種于不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaCl液體培養(yǎng)基中，置于31℃恒溫振蕩器(135r/min)培養(yǎng)3d，測(cè)定各礦化度下菌液的界面張力，結(jié)果如圖3所示。隨NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加菌液的界面張力隨之增加，當(dāng)?shù)V化度到達(dá)臨界值時(shí)菌液的界面張力基本保持不變；4#菌的抗鹽性較好。

3.3 含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)

將每一種菌株分別接種于含有原油的液體培養(yǎng)基中，置于31℃恒溫振蕩器(135r/min)培養(yǎng)3d，測(cè)定各含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)下菌液的界面張力，以此作為衡量菌株適應(yīng)性生長(zhǎng)的指標(biāo)，結(jié)果如圖4所示。隨含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加菌液的界面張力隨之增加；兩者符合對(duì)數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系，其中2#和4#菌株隨含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增長(zhǎng)幅度較小。

圖3 菌液界面張力隨NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化 圖4 菌液界面張力隨含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

3.4 pH值

圖5 界面張力隨pH值變化

環(huán)境中的pH值與微生物的生命活動(dòng)有密切關(guān)系，它影響到微生物生命活動(dòng)的多個(gè)方面。環(huán)境的pH值不但會(huì)通過(guò)影響細(xì)胞膜所帶的電荷而影響細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收狀況，從而直接影響微生物的生長(zhǎng)和代謝，而且還通過(guò)改變環(huán)境中有機(jī)化合物的離子化程度改變某些化合物分子進(jìn)入細(xì)飽的狀態(tài)，從而間接影響微生物的代謝活動(dòng)。

將每一種菌株分別接種于不同pH值的液體培養(yǎng)基中，置于31℃恒溫振蕩器(135r/min)培養(yǎng)3d，測(cè)定菌液的界面張力，結(jié)果如圖5所示。隨pH值的增加菌液的界面張力有隨之減小的趨勢(shì)，說(shuō)明菌株有抗堿性；界面張力隨pH值的變化趨勢(shì)符合對(duì)數(shù)關(guān)系，后期變化平緩；4#菌株的變化幅度較小，并且整體的界面張力最小。

4 結(jié)論

1)培養(yǎng)出4種能產(chǎn)表面活性劑的菌株，其生長(zhǎng)條件從培養(yǎng)時(shí)間和培養(yǎng)溫度2個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，以菌液的界面張力作為優(yōu)化依據(jù)，確定菌株最適合的生長(zhǎng)環(huán)境。1#菌株最適溫度為28℃，2#、3#、4#菌株最適溫度為31℃。

2)分別從NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)、含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)、pH值3個(gè)方面對(duì)4種菌株進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)。4種菌株均具有良好的耐鹽性、抗堿性，且能夠形成水包油乳液。