本源菌采油矿场应用先导技术研究

本文介绍了本源菌采油技术的特点和优势,综述了扶余油田先导性试验中实施的几种本源菌采油技术包括油井激活本源菌采油技术、注水井激活本源菌采油技术、油井吞吐本源菌堵水采油技术和注水井本源菌调驱采油技术等的基本方法、原理、特点及矿场实施工艺及效果。

大庆油田聚驱后油藏驱油本源菌研究

从大庆油田聚合物驱后油藏中分离培养产生物表面活性剂本源菌,并对其代谢特性,生化特征和原油降解降黏性能进行了综合评价。实验结果表明,筛选出的3株本源菌XDS1,XDS2和XDS3,均为短杆状,属芽孢杆菌类;培养试验表明3株菌发酵液排油圈大于4.5 cm、表面张力30 mN/m左右。这3株菌在45℃较优条件下培养,6小时即达到高峰期;3株菌对大庆5个原油样的降解率均达50%以上,最高达84%,三株菌按体积比1∶1∶1的混合菌XDS123降解率高达90%。3株菌中,XDS3作用于307号原油后发酵液表面张力降低到25.3 mN/m,XDS1作用后的306号原油黏度降低23.6%,发酵液pH值均小于7,说明产出了低相对分子质量有机酸,3株菌及代谢物与307号大庆原油协同作用后乳化较好,表现出较好的驱油应用潜力。

本源菌降解褐煤的生物学特性及微观结构分析

从原位褐煤中筛选本源菌并分析其降解特性是探索原位微生物降解转化煤炭的有效途径。经过原位取样,富集培养,纯化分离得到一株本源真菌,以形态学观测和ITS测序,确定为镰刀菌属(F.spp.NF01)。通过本源菌F.spp.NF01生长曲线、pH-t曲线及褐煤的降(溶)解实验研究了其生理学特性,并利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、电子顺磁共振分析了残煤表面形貌、官能团及自由基。结果表明:在MM-SGC培养基中,本源菌F.spp.NF01生长液呈现碱性,菌液含煤时pH值达9.41,0.5 g褐煤可被生长6 d的气生菌丝溶解,且褐煤的降(溶)解率随pH值升高而增大;本源菌F.spp.NF01作用后的残煤,表面离散颗粒更小,粗糙和裂隙度更大,芳环侧链基团、醚键、芳香族■、脂肪族-CH2-和-CH3-吸收峰强度减弱,自由基浓度Ng、朗德因子g值和线宽ΔH明显增大。说明本源菌F.spp.NF01可以降(溶)解褐煤,使其形貌和结构改变,产生的碱性物质参与了褐煤的降(溶)解。该研究为本源菌降解褐煤的微观结构研究起到积极地促进作用。

稠油炼制污水中的本源菌群分析

在稠油炼制污水处理过程中对污水进行菌群分析,其中含有本源菌群腐生菌、铁细菌、硫细菌、反硝化菌、硫酸盐还原菌。通过对微生物菌群生长数据的分析,明确了本源反硝化菌与硫酸盐还原菌群之间的相互影响和竞争关系,揭示了反硝化菌抑制硫酸盐还原菌生长的规律。

褐煤本源菌在煤层生物气生成中的微生物学特征

为探明微生物菌群在褐煤生物气生成过程中的作用机制,利用厌氧手套箱为操作平台,从云南昭通盆地新鲜褐煤样品中富集培养本源产甲烷菌群,并通过褐煤生物气生成模拟实验,研究了产气过程中发酵细菌、产氢产乙酸菌数量和纤维素酶、辅酶F420活性的变化特征.结果表明:在生物气产生过程中,发酵细菌始终保持着较高活性(大于7.5×106个/mL),产氢产乙酸菌数量和增殖速率明显小于发酵细菌,但其数量变化趋势与发酵细菌相似,两者在营养生态位上显示出明显的承继关系;纤维素酶始终保持较高的活性(0.018～0.023mg/(mL.h));辅酶F420活性会受到产酸发酵菌所产生的酸性物质的抑制,其最低活性值为峰值的55.91%～67.61%;辅酶F420活性在褐煤生物气产出过程中经历了两个高峰期,指示着褐煤的煤层气生成过程具有阶段性.

不同菌源作用下煤微生物产甲烷的对比研究

以矿井水为本源菌,以沼液、活性污泥和底泥为外源菌.从微生物群落构成和产气特征两个方面,分析4种菌源作用下5种煤样的微生物气化过程和产甲烷的差异性.结果表明:4种菌源的微生物主要由细菌和古菌构成,细菌占85%以上,古菌占整个菌群的5.8%～9.5%.本源菌和外源菌的微生物群落构成有共性,也存在一定差异,主要体现在细菌的芽孢杆菌科和古菌的广古菌门,本源菌中几乎未检出芽孢杆菌科,而3种外源菌中均有检出,所占比例随成气时间增加而增加.本源菌中广古菌门的初始比例高于3种外源菌;4种菌源的优势菌群均为Methanomassiliicoccaceae科.本源菌和外源菌作用下煤产甲烷过程分为三个阶段,表明本源菌和外源菌具有相似的成气特征.不同菌源作用下煤产甲烷的效率不同.与外源菌相比,本源菌作用下不同煤样的甲烷产生效率无明显优势.成气过程中,本源菌产氢气体积分数比3种外源菌低一个数量级,氢气生成量很少,说明本源菌中的产氢微生物群落较少,证明二氧化碳的氢还原过程并不主导第二阶段甲烷的生成.

发酵罐中不同菌源降解甘肃煤和内蒙古煤产甲烷效果分析

以甘肃煤层气井排采水和内蒙古地区煤层缝隙渗水作为本源菌,活性污泥作为外源菌,经驯化后分别对两地区煤在190 L大型发酵罐内进行生物降解产甲烷实验。分析了两种菌源降解煤过程中发酵罐压力、甲烷体积分数、产甲烷总量、产气规律及两种菌源降解本地区煤产甲烷的代谢途径。结果表明:经驯化后的甘肃地区本源菌在对本地区煤生物降解产气过程中,发酵罐最高压力在第32天达45.80 kPa,甲烷体积分数为30.57%,产甲烷总量为8.97 L,加入营养液后,发酵罐最高压力在第15天达121.00 kPa,甲烷体积分数为38.22%,产甲烷总量为29.55 L,产甲烷率为2.95 mL/g;经驯化后的内蒙古地区本源菌对本地区煤生物降解产气过程中,发酵罐最高压力在第21天达70.56 kPa,甲烷体积分数为32.78%,产甲烷总量为14.89 L,加入营养液后,发酵罐最高压力在第14天达140.73 kPa,甲烷体积分数为40.02%,产甲烷总量为36.10 L,产甲烷率为3.61 mL/g;在加入营养液后,经驯化后的活性污泥外源菌分别对甘肃煤和内蒙古煤生物降解的产气实验均出现了产气高峰提前、产气速率提高、产甲烷总量增加的现象,说明营养液的加入对煤生物降解产气产生了促进作用,经驯化后的活性污泥外源菌分别对甘肃煤和内蒙古煤生物降解的产气规律相似,加入营养液后,甘肃煤产甲烷出现两个高峰期,分别出现在第14天和第41天,发酵罐最高压力达183.58 kPa,最高甲烷体积分数为50.22%,最终产甲烷总量为59.08 L,甘肃煤和内蒙古煤产甲烷率分别为5.91 mL/g和5.90 mL/g;驯化后的活性污泥外源菌较本源菌对甘肃煤和内蒙古煤降解产甲烷效果更好,且外源菌在煤生物降解产甲烷后期,利用CO_(2)还原产甲烷途径较为明显。甘肃地区本源菌对本地区煤生物降解产甲烷能力较差,原因可能为本源菌液中硫酸盐含量较高,硫酸盐还原菌生长成为优势菌种,并对产甲烷菌产生了抑制作用,不利于煤中有机质被利用产生甲烷。

预处理前后褐煤与外源菌的产气特征分析

为提高褐煤的经济效益,以煤地质微生物产CH4为基础,采取实验室稳定菌源和褐煤中的本源菌,用厌氧培养的方法,分别对原煤和预处理后的煤样开展为期49 d的煤炭生物转化试验,分析成气过程中的产气规律,结果显示外源菌和本源菌混合所产生的CH4含量低于只用外源菌所产生的CH4含量;褐煤预处理前后产CH4气含量分别为30.84%、40.04%。预处理后的褐煤与外源产甲烷微生物菌群的结合可以有效提高CH4气体的含量。

扶余油田微生物采油矿场试验

介绍了扶余油田微生物采油矿场试验的基本概况,不同微生物采油工艺方法的原理、特点及应用状况。通过扶余油田单井微生物吞吐、微生物清防蜡、微生物堵水调剖以及激活本源菌矿场试验的基因跟踪检测和动态分析,分析了影响矿场试验增产效果的主要因素。微生物吞吐、微生物清防蜡、微生物堵水调剖和激活本源菌共进行341井次,增加原油产量28375t,投入产出比均大于1∶2.微生物采油技术工艺简单、实施方便、成本低、效益高。

褐煤发酵制生物氢过程中关键液相产物的变化规律

过去对于煤发酵产氢过程中液相中间产物内有机物的变化及相互转化关系鲜有研究,而液相产物的种类和浓度不仅关系到煤转化成生物氢的效率,而且还是研究煤制生物氢生成机理的重要内容之一。为此,以陕西省大柳塔褐煤为研究对象,在适宜环境条件下进行生物发酵产氢实验,利用气相色谱法、气质联用法对煤发酵产氢过程中的氢气浓度及关键液相产物进行阶段性测试,以揭示制氢过程中关键液相产物的转化规律。实验结果表明:①煤制生物氢过程中关键液相产物的变化规律和产氢量变化相对应,饱和烷烃及环烃类的相对丰度先增加后减少再增加,而蛋白质类物质的相对丰度则先减少后增加再减少,分别对应产氢初期、产氢高峰期和产氢末期3个阶段;②小分子挥发性脂肪酸在产氢过程中逐渐积累,芳香小分子酸在产氢过程中发生的增加、减少、再增加、再减少的震荡式变化过程,对应小分子物质释放、微生物利用、烃类氧化及大分子再被降解这一系列生物化学反应过程;③液相产物中检测出的脂类、醛类、酮类物质是产酸的母源物质,其变化量与酸类增长具有一定的关联性。结论认为,研究煤制生物氢过程中液相产物的变化规律,不仅揭示了气—液两相之间相互对应的生物化学效应,而且也进一步丰富了煤发酵产氢理论。

印染废水生物处理工艺的影响因子探讨

以本源微生物菌为母菌接种于印染废水中,向改造后工艺复合生化池、接触氧化池中投加培养驯化后的复合微生物菌和生物铁填料,在稳定运行期研究了生物量、水力停留时间、溶解氧、pH、温度等因子对系统处理效果的影响,结果显示各控制因子的最佳值或范围是:在本源菌剂投加量为池有效容积的0.5%;水力停留时间复合生化池为38 h左右、接触氧化池为28 h左右;溶解氧启动初期为1.1～1.8 mg/L、稳定运行期为3.0～4.1 mg/L;调节池进水pH在9～10内;温度控制在35～38℃。在最佳处理条件下,排水口最终出水达标,出水色度13倍,去除率99.3%;出水COD 93 mg/L,去除率95.24%。

煤炭生物气化培养基优化研究

本文使用正交实验的方法,优化了煤炭生物气化的培养基配方,确定N系为控制产气结果的关键因素,应精确控制添加量,优化后的配方为N系40 m L/L,BR系20 m L/L,SL系40 m L/L,BE系1 g/L.

驱油功能微生物的初步筛选

目的对大庆油田本源菌筛选得到高效驱油备用菌株。方法采用血平板实验、排油活性测定、原油凝固点测定、乳化性能测定等方法。结果筛选得到能够利用石油为唯一碳源生长的菌株13株,其中5株菌株分别在不同驱油性能方面有突出作用。结论综合筛选结果得到2株在产表面活性剂、较强的排油性能和乳化性能方面均具有较好效果的菌株。