微生物清防蠟技術研究及應用

劉江紅　賈云鵬　徐瑞丹　陳逸桐　王鑒

摘要： 利用從大慶含蠟原油中分離、純化得到的微生物清防蠟菌種和高產表活劑菌種，經鑒定清防蠟菌種和高產表活劑菌種均為芽孢桿菌屬.以菌種對固體石蠟的降解率為指標，按照不同的比例將清防蠟菌種和高產表活劑菌種混合接種.當清防蠟菌種與高產表活劑菌種的復配比例是5∶3時，培養7 d后，清蠟率達到59%，防蠟率達到57.4%，原油粘度降粘率為44.7%，原油凝固點降低了3.4 ℃，培養液表面張力降低46.5%.采用微生物清防蠟技術對大慶外圍榆樹林油田的3口井進行現場試驗，井12-36日產油增長41.2%，洗井周期由40 d延長至149 d，減少洗井次數4次；井13-39日產油增長33.3%，洗井周期由45 d延長至158 d，減少洗井次數5次；井14-43日產油增長37.5%，洗井周期由30 d延長至122 d，減少洗井次數5次.

關鍵詞：微生物；芽孢桿菌屬；蠟；降解；原油

中圖分類號：TE357 文獻標識碼：A

1材料與方法

1.1設備與材料

主要設備：高速離心機，長沙英泰儀器有限公司；電子天平，島津國際貿易有限公司； NDS8S旋轉粘度計，上海精天電子儀器有限公司；XZD3型界面張力儀，上海平軒科學儀器有限公司；恒溫振蕩培養箱，上海森信實驗儀器有限公司.

菌株來源：從大慶含蠟原油中篩選得到清防蠟和高產表活劑純菌種.清防蠟、高產表活劑菌種掃描電鏡圖如圖1～2所示.經實驗室生理、生化鑒定清防蠟菌種和高產表活劑菌種均為芽孢桿菌屬（Bacillus sp.）.

1.2室內實驗

1.2.1微生物清蠟、防蠟效果測定

1）微生物清蠟效果測定：在100 mL無機鹽培養基中加入3.00 g固體石蠟，121 ℃滅菌20 min，接入不同比例復配混合的清防蠟菌種和高產表活劑菌種，45 ℃搖床培養7 d，同時接種單一的清防蠟菌種作為對比實驗，清水洗凈殘留的固體，加熱溶化后至冷卻，風干稱重，記錄剩余固體石蠟的重量，分別計算不同比例下復配的混合菌種和單一菌種對固體石蠟的降解率.以菌種對固體石蠟降解率高低為指標，判斷最佳比例.

2）微生物防蠟效果測定：采用防蠟率測定裝置，通過控制原油溶液與結蠟管的溫差，啟動循環泵運行7 d，使石蠟沉積在結蠟管上，拆下結蠟管并冷卻至室溫，分別測定加清防蠟菌處理、加混合菌處理與不加菌處理的原油溶液在結蠟管上蠟沉積量，計算防蠟率.

1.2.2菌株作用前、后原油粘度、凝點的測定

1）原油粘度的測定：將待測原油與混合菌液分別以1∶1比例在錐形瓶中混合，45 ℃振蕩培養7 d，使原油與微生物清防蠟菌液充分作用.7 d以后將菌液與油分離，測定添加微生物前、后的原油粘度.

2）原油凝點的測定：取清防蠟菌液作用后的脫水原油，采用玻璃套管法進行凝固點測定，與未經微生物處理的脫水原油對照，分析微生物的降凝效果.

1.2.3菌種對培養液表面張力的影響

在100 mL無機鹽培養基中加入3.00 g固體石蠟，121 ℃滅菌20 min，接入3 mL混合菌液，45 ℃振蕩培養7 d，濾紙過濾后取濾液測定表面張力.

1.3 室外現場試驗

1.3.1 微生物清防蠟選井條件

可用微生物進行清防蠟的油井一般選擇抽油機井，其原油含蠟大于3%，油井含水小于80%，熱洗周期20～45 d，油井環空通暢，無殺菌劑等化學物質.根據上述選井條件標準，本試驗選擇了大慶外圍榆樹林油田井12-36，井13-39及井14-43.試驗井基本情況如表1所示，符合微生物清防蠟技術應用的選井條件.

2結果與討論

2.1菌種清蠟、防蠟效果分析

1）清蠟效果分析：清防蠟菌種對固體石蠟的降解率如表2所示，從表2看出清防蠟菌種具有較好的清蠟效果.將篩選得到的清防蠟菌種和高產表活劑菌種按不同比例復配，7 d后混合菌對固體石蠟的降解率如圖3所示，從圖3可以看出清防蠟菌種和高產表活劑菌種按照 5∶3 的比例復配時對固體石蠟的降解率最高，達到59%，相當于清防蠟菌種單獨作用一個月的效果，說明清防蠟菌種和高產表活劑菌種按照5∶3 的復配比例是清蠟的最佳比例.

2）防蠟效果分析：菌種防蠟效果結果如表3所示，可以看出篩選得到的清防蠟菌種和高產表活劑菌種按照5∶3比例復配后的混合菌防蠟率達到57.4%，高于單一清防蠟菌種的29.8%.由此可見，混合菌復配后的清防蠟效果更好.在以下的實驗所用微生物菌種都采用清防蠟菌種和高產表活劑菌種按照5∶3比例復配后的混合菌.

2.5現場試驗微生物清防蠟效果分析

微生物處理后油井日產油、洗井周期、減少洗井次數和檢泵次數見表7.由表7可以看出采用微生物清防蠟技術對試驗井12-36，井13-39及井14-43進行現場試驗，提高了這三口井的日產油量，延長了洗井周期，并且減少了洗井次數.井12-36日產油增長率為41.2%，洗井周期由40 d延長至149 d，減少洗井4次；井13-39日產油增長率為33.3%，洗井周期由45 d延長至158 d，減少洗井5次；井14-43日產油增長率為37.5%，洗井周期由30 d延長至122 d，減少洗井5次.可以看出微生物清防蠟技術起到了增加油井的原油日產量、延長洗井周期及減少洗井次數的作用.

3結論

1）清防蠟菌種與高產表活劑菌種按照5∶3 比例復配混合，7 d后混合菌對石蠟的降解率達到59%，防蠟率達到57.4%，高于單一清防蠟菌種7 d后對石蠟的降解率和防蠟率，說明這種復配體系提高了細菌對烴的代謝速率，能夠更有效地降解石蠟并防止油井結蠟.

2）清防蠟菌種與高產表活劑菌種按照5∶3 比例復配混合，作用于原油7 d后，原油粘度降低44.7%，凝固點降低3.4 ℃，說明兩種菌種按最佳比例混合后，具有很好的降凝、降粘效果.混合菌作用于培養液后，表面張力降低46.5%，說明混合菌在代謝過程中產生了表面活性劑，具有降低培養液表面張力的能力.

3）采用微生物清防蠟技術對3口井進行現場試驗，能夠明顯減輕油井負荷及降低開采電流，同時井12-36，井13-39和井14-43日產油增長率分別為41.2%，33.3%和37.5%，洗井周期分別延長了101 d，113 d和92 d，洗井次數依次減少了4次、5次、5次.

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