王玲玲 張學英 馬艷君
摘 要:本論文介紹了微生物在石油開采、石油污水處理以及石油污染土修復方面的應用研究;同時也提出來石油微生物發展的新動向。論文基于石油微生物學相關的知識展開研究,為微生物在石油方面的應用發展提供了理論指導。
關鍵詞:石油;微生物;應用研究
1 概述
據相關數據統計,全球能量消耗中,石油和天然氣占比45%與28%;全球的石油儲量高達2×1012~4×1012bbl(其中1bbl約等于0.159m3),其中1.5×1012bbl被開采。隨著石油的不斷開采,石油能源不斷的消耗,世界各組織、政府紛紛提出石油預警,號召不斷的提高石油開采率、石油利用率。于是,各地紛紛研究在石油方面的先進技術;微生物技術在石油方面的研究也逐漸走入人們的視野。
2 微生物在石油方面的應用研究
2.1 微生物在石油開采方面的應用研究
上世紀80年代,美國、加拿大、英國等基于“石油在地層中會隨著外界壓力、溫度、注入水和細菌的作用變化而變化,微生物的作用愈發明顯”的思想展開微生物石油開采技術方面的研究,石油開采效率、石油治理等方面取得諸多成就。新世紀以來,國內對大慶、勝利等油田也展開了關于微生物石油技術開采方面的研究,效果顯著。
微生物石油開采技術是指在石油開采的過程中,利用微生物技術提高石油的采收率的技術過程。在常規的石油開采技術中選用的化學劑缺乏“活”性,在注入地層的過程中,隨著深度的增加,消耗加大,往往容易出現還未達到預定位置就已經消耗完或者失效;而微生物是“活”物質,活躍度高、數量龐大,引起的化學反應的催化能力很強,能夠迅速的改造、分解有機質,利于促進原油流動,并且可以保護環境。
微生物石油開采技術主要是利用了微生物的降解作用。微生物注入石油儲存后,會和該環境下的原有細菌形成競爭的關系,經過競爭淘汰,留下優勢菌種,迅速繁殖,并作用于石油和巖石表面其他物質。在整個過程中,微生物通過微生物降解作用消耗烴類,通過酶的作用將高分子量蛋白質、酯類化合物分解為容易吸收的簡單分子,進一步導致原油結構、組分發生變化,使得原油發生降解(原油中根據降解難易度排序順序是正構烷烴、芳香烴、環烷烴)。在次基礎上原油的沸點、溶解度隨之發生變化。
微生物石油開采技術中的微生物的驅油理論。微生物驅油是一個物理、生物、化學綜合的過程。其中,主要包括五個方面。第一,微生物的酶等中間代謝物可以分解原油中長鏈飽和烴、脫出原油中的硫氮,進而進一步改變其粘度、凝固點、流動性。第二,微生物的代謝產出的二氧化碳、氫氣等氣體融入原油,原油膨脹,粘度降低。第三,微生物表面活性劑等能降低原油的油水表面張力、粘度,引起水包油乳化作用,同時改變巖石的濕潤性,增加巖石孔隙度。第四,微生物代謝的生物聚合物和油層中的菌種共同形成物理堵塞,選擇性的封堵水流向。第五,微生物在巖石表面形式生物沉淀膜,利于菌種活動,擴大驅油面積。
2.2 微生物在石油污水處理方面的應用研究
在石油開采與利用的過程中,給人們帶來了利益,也帶來了環境污染的問題。例如在石油開采、石油煉制、運輸的過程中會產生許多石油污水,也容易由于原油泄漏導致水體污染。通過物理化學等方法處理原油可以極大的減少石油污水污染,但是,石油中的微乳液、長鏈飽和烴分子等,很難通過分離溶解的方法去除,難以達到無公害排放的標準。為了解決這一問題,人們開始關注微生物處理石油污水的技術。
微生物的酶等中間代謝物可以分解原油中長鏈飽和烴、脫出原油中的硫氮,改變石油污水中石油的粘度、凝固點、流動性,有利于分離石油污水。另外通過微生物降解作用可以消耗烴類,微生物酶可以將石油污水中的高分子量蛋白質、酯類化合物分解為容易吸收的簡單分子,改變油污水的結構、組分,使得油污水中的原油的沸點、溶解度隨之發生變化,進而分離與處理石油污水。
2.3 微生物修復石油在土壤污染方面的應用研究
在石油開采、石油煉制、運輸的過程中產生的土壤污染,會破壞土壤的生態平衡,降低土壤的肥沃性,影響農作植物生長。常規物理化學方法在土壤修復中的效果不明顯,無法得到根除,并且容易造成二次污染;利用微生物修復,可以高效、環保的根除與修復石油在土壤方面的污染。
微生物的酶分解原油中長鏈飽和烴、消耗烴類,將石油中的高分子量蛋白質、長鏈飽和烴、酯類化合物分解為容易吸收的簡單分子,有利于處理土壤中的石油污染物。另外,微生物的生長慢、種類多、代謝活度不高、具有很強的降解能力,可以改變土壤的透氣性、濕潤度、溫度、含鹽量,對土壤修復有更廣的應用前景。
3 結束語
石油作為重要的能源資源,隨著全球的發展,石油能源不斷被開采、被消耗,石油資源逐步減少。對于此,我們應當節約石油資源,不斷的提高石油開采率、石油利用率。
參考文獻:
[1]姚振中,周永毅.絲網蒸汽除油、洗滌與微生物降解組合技術在石油煉化污水站除臭中的應用[J].環境與發展,2019,31(4):100-101.
[2]張秀霞,武海杰,白雪晶,等.土壤修復過程中微生物數量、酶活性與石油降解率的關系[J].石油學報(石油加工),2014,30(1):94-99.
[3]李鍵,梅進華,張衛平,等.微生物降黏法 提高石油采收率的可行性分析[J].遼寧化工,2019,48(9):926-928.
[4]張博凡,徐文斐,王加華,等.菌糠炭與微生物協同吸附-降解石油烴類污染物[J].石油學報(石油加工),2019,35(4):736-743.