微生物清防蜡技术研究及应用

刘江红　贾云鹏　徐瑞丹　陈逸桐　王鉴

摘要： 利用从大庆含蜡原油中分离、纯化得到的微生物清防蜡菌种和高产表活剂菌种，经鉴定清防蜡菌种和高产表活剂菌种均为芽孢杆菌属.以菌种对固体石蜡的降解率为指标，按照不同的比例将清防蜡菌种和高产表活剂菌种混合接种.当清防蜡菌种与高产表活剂菌种的复配比例是5∶3时，培养7 d后，清蜡率达到59%，防蜡率达到57.4%，原油粘度降粘率为44.7%，原油凝固点降低了3.4 ℃，培养液表面张力降低46.5%.采用微生物清防蜡技术对大庆外围榆树林油田的3口井进行现场试验，井12-36日产油增长41.2%，洗井周期由40 d延长至149 d，减少洗井次数4次；井13-39日产油增长33.3%，洗井周期由45 d延长至158 d，减少洗井次数5次；井14-43日产油增长37.5%，洗井周期由30 d延长至122 d，减少洗井次数5次.

关键词：微生物；芽孢杆菌属；蜡；降解；原油

中图分类号：TE357 文献标识码：A

1材料与方法

1.1设备与材料

主要设备：高速离心机，长沙英泰仪器有限公司；电子天平，岛津国际贸易有限公司； NDS8S旋转粘度计，上海精天电子仪器有限公司；XZD3型界面张力仪，上海平轩科学仪器有限公司；恒温振荡培养箱，上海森信实验仪器有限公司.

菌株来源：从大庆含蜡原油中筛选得到清防蜡和高产表活剂纯菌种.清防蜡、高产表活剂菌种扫描电镜图如图1～2所示.经实验室生理、生化鉴定清防蜡菌种和高产表活剂菌种均为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）.

1.2室内实验

1.2.1微生物清蜡、防蜡效果测定

1）微生物清蜡效果测定：在100 mL无机盐培养基中加入3.00 g固体石蜡，121 ℃灭菌20 min，接入不同比例复配混合的清防蜡菌种和高产表活剂菌种，45 ℃摇床培养7 d，同时接种单一的清防蜡菌种作为对比实验，清水洗净残留的固体，加热溶化后至冷却，风干称重，记录剩余固体石蜡的重量，分别计算不同比例下复配的混合菌种和单一菌种对固体石蜡的降解率.以菌种对固体石蜡降解率高低为指标，判断最佳比例.

2）微生物防蜡效果测定：采用防蜡率测定装置，通过控制原油溶液与结蜡管的温差，启动循环泵运行7 d，使石蜡沉积在结蜡管上，拆下结蜡管并冷却至室温，分别测定加清防蜡菌处理、加混合菌处理与不加菌处理的原油溶液在结蜡管上蜡沉积量，计算防蜡率.

1.2.2菌株作用前、后原油粘度、凝点的测定

1）原油粘度的测定：将待测原油与混合菌液分别以1∶1比例在锥形瓶中混合，45 ℃振荡培养7 d，使原油与微生物清防蜡菌液充分作用.7 d以后将菌液与油分离，测定添加微生物前、后的原油粘度.

2）原油凝点的测定：取清防蜡菌液作用后的脱水原油，采用玻璃套管法进行凝固点测定，与未经微生物处理的脱水原油对照，分析微生物的降凝效果.

1.2.3菌种对培养液表面张力的影响

在100 mL无机盐培养基中加入3.00 g固体石蜡，121 ℃灭菌20 min，接入3 mL混合菌液，45 ℃振荡培养7 d，滤纸过滤后取滤液测定表面张力.

1.3 室外现场试验

1.3.1 微生物清防蜡选井条件

可用微生物进行清防蜡的油井一般选择抽油机井，其原油含蜡大于3%，油井含水小于80%，热洗周期20～45 d，油井环空通畅，无杀菌剂等化学物质.根据上述选井条件标准，本试验选择了大庆外围榆树林油田井12-36，井13-39及井14-43.试验井基本情况如表1所示，符合微生物清防蜡技术应用的选井条件.

2结果与讨论

2.1菌种清蜡、防蜡效果分析

1）清蜡效果分析：清防蜡菌种对固体石蜡的降解率如表2所示，从表2看出清防蜡菌种具有较好的清蜡效果.将筛选得到的清防蜡菌种和高产表活剂菌种按不同比例复配，7 d后混合菌对固体石蜡的降解率如图3所示，从图3可以看出清防蜡菌种和高产表活剂菌种按照 5∶3 的比例复配时对固体石蜡的降解率最高，达到59%，相当于清防蜡菌种单独作用一个月的效果，说明清防蜡菌种和高产表活剂菌种按照5∶3 的复配比例是清蜡的最佳比例.

2）防蜡效果分析：菌种防蜡效果结果如表3所示，可以看出筛选得到的清防蜡菌种和高产表活剂菌种按照5∶3比例复配后的混合菌防蜡率达到57.4%，高于单一清防蜡菌种的29.8%.由此可见，混合菌复配后的清防蜡效果更好.在以下的实验所用微生物菌种都采用清防蜡菌种和高产表活剂菌种按照5∶3比例复配后的混合菌.

2.5现场试验微生物清防蜡效果分析

微生物处理后油井日产油、洗井周期、减少洗井次数和检泵次数见表7.由表7可以看出采用微生物清防蜡技术对试验井12-36，井13-39及井14-43进行现场试验，提高了这三口井的日产油量，延长了洗井周期，并且减少了洗井次数.井12-36日产油增长率为41.2%，洗井周期由40 d延长至149 d，减少洗井4次；井13-39日产油增长率为33.3%，洗井周期由45 d延长至158 d，减少洗井5次；井14-43日产油增长率为37.5%，洗井周期由30 d延长至122 d，减少洗井5次.可以看出微生物清防蜡技术起到了增加油井的原油日产量、延长洗井周期及减少洗井次数的作用.

3结论

1）清防蜡菌种与高产表活剂菌种按照5∶3 比例复配混合，7 d后混合菌对石蜡的降解率达到59%，防蜡率达到57.4%，高于单一清防蜡菌种7 d后对石蜡的降解率和防蜡率，说明这种复配体系提高了细菌对烃的代谢速率，能够更有效地降解石蜡并防止油井结蜡.

2）清防蜡菌种与高产表活剂菌种按照5∶3 比例复配混合，作用于原油7 d后，原油粘度降低44.7%，凝固点降低3.4 ℃，说明两种菌种按最佳比例混合后，具有很好的降凝、降粘效果.混合菌作用于培养液后，表面张力降低46.5%，说明混合菌在代谢过程中产生了表面活性剂，具有降低培养液表面张力的能力.

3）采用微生物清防蜡技术对3口井进行现场试验，能够明显减轻油井负荷及降低开采电流，同时井12-36，井13-39和井14-43日产油增长率分别为41.2%，33.3%和37.5%，洗井周期分别延长了101 d，113 d和92 d，洗井次数依次减少了4次、5次、5次.

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