LJ25塊微生物降粘技術研究

張淑穎

【摘?要】LJ25塊原油密度大，粘度高，膠質瀝青質含量高，屬特稠油，流動性差，常規的蒸汽吞吐周期短，為此，我們在該區塊開展微生物降粘技術研究，研究表明，微生物采油技術能有效的延長油井生產周期，降低原油粘度，提高原油流動性，增加油井產量。

【關鍵詞】特稠油;微生物;降粘

1概述

LJ25塊原油物性較差，密度大，粘度高，膠質瀝青質含量高，屬特稠油，地層水為NaHCO3型，地層水礦化度1508 mg/L。LJ25塊進行的微生物稠油降粘技術主要針對稠油注汽開采末期的油井而采用的一項生物冷采技術，主要對部分生產周期短、注汽效果差的油井開展了此項技術的研究。

微生物降粘技術以其成本低、無污染、經濟效益好的優勢，日漸成為一項重要的三次采油技術[1]。該技術的機理就是利用微生物降解稠油中的重質組分，或者產生生物表面活性劑、生物氣和有機溶劑分子，降低稠油的粘度和凝固點，以達到改善原油物化性質的目的。不僅如此，利用微生物進行稠油降粘還具有施工方式靈活，施工周期相對較短，環保無污染、提高驅替和吞吐的掃油面積，經濟效益好的優點。

2 研究內容

2.1原油粘度分析

通過室內實驗，對LJ25塊的原油成分進行分析測定;通過對常溫、油層溫度、50℃脫氣原油粘度的測定，總結出該區塊原油粘度區域分布以及變化規律。

LJ25塊共采集獲得27個樣品，對其進行初始粘度的測定。稱取100 g左右的油樣，在50°C的恒溫水浴中恒溫1 h，攪拌除去其中的游離水和氣泡，取適量上層稠油，在50°C的恒溫水浴中靜置15 min，用粘度計測定粘度。油樣的初始粘度差別較大，從400 mPa·s到82000 mPa·s不等。

2.2 原油組分分析

采用溶劑法對原油中瀝青質和膠質含量進行測定。分別稱取兩種稠油各10 g，加入正庚烷，攪拌2 h，靜置12 h過濾;減壓蒸餾濾液，得去瀝青質的原油（濾渣為瀝青質）;向去瀝青質的原油中加入正庚烷和硅膠;50°C恒溫攪拌2 h，放置12 h;過濾，正庚烷洗滌濾餅;用甲苯-甲醇溶液溶解濾餅，50°C恒溫攪拌2 h，放置12 h;甲苯-甲醇溶液洗滌濾餅至無色，收集濾液;減壓蒸餾苯-甲醇溶液，瓶中所剩物質為膠質。根據粘度測定結果進行了組分分析。原油中膠質瀝青質含量較高，平均占總含量的18.23%左右，而蠟的含量相對較低，一般不足3%，分析可知在原油中膠質瀝青質是影響原油粘度的主要因素，一般來說膠質瀝青質含量越高，稠油粘度越大

2.3區塊油水樣品中功能菌種篩選

從油水樣品中獲得了53株內源微生物，可用于稠油降粘的優勢菌種20株，其中產表活微生物12株，產聚合物微生物3株，原油降解微生物5株，其余功能菌將作為儲備菌種。2.3.1 產表面活性劑菌JC-6

產表面活性劑菌株JC-6，該菌株在60°C條件下培養2 d后發酵液成黃綠色，劇烈搖動后產生大量泡沫。離心去除菌體后測定了上清液的表面張力為29.47 mN/m，排油圈直徑約為5 cm，液體石蠟乳化率為80%左右，煤油乳化率為50%左右。

通過乙酸乙酯萃取法提取發酵液中的表面活性劑，得到粗品粉末2.7 g/L，再次進行純化后得到白色蓬松的粉末，質量為1.9 g/L。將純品粉末溶于水后進行薄層層析和紅外光譜分析，可初步判斷其為糖脂類的表面活性劑。該類型的表面活性劑具有顯著降低油水界面張力，促進石油烴降解的能力。

2.3.2 產聚合物菌株JC-BP2

產聚合物菌株JC-BP2在60°C條件下培養2 d，發酵液呈棕黃色，搖動時整個體系同時運動，粘度較大，利用品氏粘度計測定發酵液的粘度為87 mPa·s。

利用醇沉旋蒸法對JC-BP2的胞外多糖進行提取，得到灰色粗品粉末3.1 g/L。將該粗品粉末復溶后利用二氯甲烷除去其中的蛋白組分，得到純品2.7 g/L。該多糖粉末具有良好的增粘效果，粘度可調空間大，性能相對穩定。

2.3.3原油降解菌株JC-OD3

原油降解菌株JC-OD3在60°C條件下培養2 d，微生物大量生長，原油均勻分散在培養基中，靜止不分層，過濾去除原油后，測定發酵液的表面張力為35.14 mN/m，說明菌株能夠利用原油為碳源進行生長，同時代謝產生一定量的生物表面活性劑。

通過紫外分光光度法檢測原油降解率，顯示菌株JC-OD3對原油的降解率為40.1%，通過氣相色譜法檢測原油成分的變化情況表明原油中直鏈烷烴被不同程度的降解。

2.4高效生物降粘劑研究

2.4.1微生物乳化

利用獲得的內源產表面活性劑菌株JC-6進行乳化實驗。其中不同菌株對LJ25塊不同原油樣品乳化效果不同，說明同一菌株對不同區塊的原油作用效果出現顯著差別，需要根據實際情況選擇合適的菌株進行現場應用。

2.4.2 微生物降粘

利用內源菌株JC-6對LJ25塊的稠油進行降粘實驗，顯示株菌具有較好的降粘效果，降粘率均可達60%以上。

2.4.3 微生物解烴機理

通過氣相色譜法檢測菌株降粘前后原油直鏈烷烴組分的變化情況，菌株作用后短鏈烷烴的相對含量增加，且增幅較大;中長鏈烷烴的相對含量降低，說明在作用過程中，微生物降解了一部分的中長鏈烷烴以及原油中其它組分，使其轉變成部分短鏈烷烴，從而增加了短鏈烷烴含量，降低原油粘度。

利用溶劑法測定菌株作用前后原油中膠質瀝青質和蠟含量的變化情況，顯示油樣中膠質瀝青質和蠟含量均出現不同程度的減少，其中該三種組分的降解率大的降粘效果也較好，說明菌株在稠油降粘過程中，對膠質瀝青質和蠟的降解也是稠油降粘的重要環節。

為了更好的達到稠油降粘的效果，實驗室評價表面活性劑的原油降粘效果。稱取原油樣，加入水，再加入表面活性劑純品，輕微攪拌，使藥劑與原油充分混勻，置于50°C烘箱毎小時測粘度。

3結論

實驗表明所用菌株具有高效的降粘效果，對大部分原油的降粘率均大于80%，因此，可作為高效的生物降粘劑進行大面積推廣應用。

參考文獻：

[1]趙壽增.微生物采油技術[J].油氣采收率技術，1996.3（1）：14～22

（作者單位：中油遼河油田公司錦州采油廠）