响应面法优化采油菌株Bacillus FH-1-2产脂肽发酵培养基

运用Plackett-Burman法确定了影响脂肽产量的3个重要因素:FeSO4、MnSO4和酵母粉,通过最陡爬坡试验确定了以上3个重要影响因素的最佳质量浓度范围,再利用Box-Behnken设计得出回归方程并利用Minitab软件进行回归分析,得到各因素的最佳质量浓度(g/L):FeSO40.011,MnSO40.204,酵母粉0.205,KH2PO43.4,Na2HPO41.5,NaNO34,MgSO4.7H2O 0.2,液体石蜡25。采用优化后的培养基进行发酵,发酵液的表面张力值降至38.4 mN/m,脂肽产量达到401 mg/L,提高了19.7%。

采油菌株Bacillus FH-1-2的培养特性研究

以液体石蜡为碳源,对采油菌株Bacillus FH-1-2进行好氧和兼性厌氧培养。通过测定培养过程中发酵液的表面张力、菌体密度、pH值以及细胞疏水性,发现好氧和兼性厌氧培养过程中各项指标的变化趋势相近,兼性厌氧条件下的生长较慢;细胞疏水性和发酵液pH值均无显著变化;发酵液接近中性,有利于菌体生长。结果表明,细胞疏水性强能促进菌体生长。对数生长期发酵液的表面张力随菌体密度的增大而减小,在菌体生长的稳定期和衰亡期,发酵液的表面张力和菌体密度正相关。兼性厌氧培养更有利于菌株Bacillus FH-1-2应用于原油采收。

采油菌株的分离及其特性研究

从采油菌剂及原油中共分离出11株细菌,并对其发酵特性和生理生化特性进行研究。结果表明,分离菌株可以利用石蜡产表面活性物质,但不产气;菌株发酵液的pH值没有明显的变化,对原油有不同程度的乳化作用;Y-1和Y-5为芽孢杆菌属(Bacillus),Y-2和Y-6为节杆菌属(Arthrobacter),Y-3为棒杆菌属(Corynebacterium),Y-4、J-1、J-2、J-4、J-5和J-6为不动杆菌属(Acinetobacter)。大多数分离菌株为兼性厌氧菌,具有运动性,不产生硫化氢,能够利用蔗糖、葡萄糖等廉价碳源产生有机酸和气体,这些特性有利于菌株应用于微生物采油。

一株采油功能菌株的筛选和评价

从大庆油田采出液中分离得到一株采油功能菌Z25,经16S rDNA序列分析鉴定为Rhodococcus ruber。该菌株能利用烃类为唯一碳源生长并代谢生成生物表面活性剂,达到稳定期发酵液的乳化系数EI24为64%,最佳发酵时间为48小时。原油降解实验表明,该菌株能够降低油品的胶质沥青质含量和原油凝固点,使大庆油田3个稠油样的胶质沥青质含量分别从38.76%,33.25%,35.38%降至36.55%,30.31%,33.73%,凝固点分别从13.5℃,-5℃,3.3℃下降至8℃,-12℃,1℃,改善了原油的物性。同时,Rhodococcus ruberZ25菌株发酵液能够乳化原油,形成稳定的水包油型乳液,降低原油黏度,提高原油流动性;微生物发酵液还能够改善介质表面润湿性,将亲油表面转化为亲水表面。通过物理模拟驱油实验发现,该菌株能大幅提高低温稠油油藏的原油采收率,对三个油藏的采收率提高幅度分别为14.52%、11.71%和17.29%。