[发明专利]嗜热脲芽孢杆菌及其菌剂和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株应用于石油开采的微生物，特别涉及一株能够降解、乳化石油原油并提高石油采油率的嗜热脲芽孢杆菌及其菌剂，本发明进一步涉及它们在石油开采中的应用，属于微生物驱油剂领域。

背景技术

石油是工业的血液，是现代文明的神经动脉，在人类社会的发展进程中起着极其重要的作用。同时石油作为一种不可再生资源，随着石油资源的日益短缺和勘探费用的不断增加，二次注水采油技术效率变低，已不能满足人们对石油资源有增无减的需求。为了有效地利用石油资源，世界各国正在努力寻找提高石油采收率的办法，以开采那些滞留在地层岩心中用常规方法难以开采的石油。

近年来以微生物提高原油采收率（Microbial EnhancedOil Recovery，MEOR）为代表的三次采油方法正逐渐受到广泛的重视。该技术是继热力驱、化学驱、混相驱等传统“三采”方法之后的一项综合性技术。微生物采油技术是指将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层或单纯注入营养液激活油藏内源微生物，使注入微生物或油层内微生物生长繁殖，产生有利于提高采收率的代谢产物或者微生物的生命活动直接作用于原油改善原油的某些物化特性，从而改善原油的流动性以提高原油采收率的采油方法。该方法具有工艺简单、成本低、环境友好、可循环使用等优点，是目前最具发展前景的一项采油技术。

历史上，美国科学家Beckman于1926年最早提出微生物采油的设想，到1946年，Zobell获得了第一项微生物采油专利，该项技术研究取得了明显进展。苏联于1954年在Lisbon油田开始了第一次微生物提高采收率矿场实验,美国BAc公司和NPC公司于1986年联合开发出了油田专用系列的微生物产品，促进了微生物采油技术的进一步发展。中国的微生物采油技术开始于“七五”和“八五”期间，大庆油田是中国最早开始该项技术研究的单位，在此期间取得一些进展。20世纪90年代以后微生物采油技术发展日趋成熟，已从单纯的微生物采油实验研究发展到建立系统的数学模型和数值模拟模型，微生物采油技术正在形成一整套系统的研究方法。

在油藏的轻质油和中质油是较容易被采出的，随着这些油逐渐被采尽，油井的产油量也逐渐下降，而油藏中的重油、稠油、高凝油和沥青砂较难采出，但是逐渐成为已知可采原油资源中的最大潜能部分。目前在中国已探明石油储量中，重油、稠油接近40亿吨，而世界范围内约有1000x10⁸t重油和沥青质资源。重油，稠油，高凝油中含有丰富的蜡质，胶质和沥青质，具有高凝固点、难流动等特点因此难开采并且开采成本高。利用微生物作用于稠油可以从两个方面改善稠油物性：1、通过降解作用减少稠油中的大分子组分，降低其平均分子量，从而使原油凝固点得到降低；2、微生物产生的生物表面活性物质、酸、气等代谢产物能够大幅度降低原油粘度。通过上述两个方面的作用，微生物可以使原油流动性增加，进而使残余稠油的洗油效率得到提高，从而达到提高采收率的作用。

尽管如此，到目前为止，中国乃至世界范围内仍未形成一套专门用于重油开采的微生物体系，主要是因为油藏中的环境条件如：温度、盐度、pH、压力、可利用的营养物质等比较复杂，要求采油功能微生物具有较强的适应能力。利用微生物采收重质高凝原油的成功与否，关键取决于微生物能否适应诸如温度、压力和盐度等油层环境条件并很好的生长。特别是在一些高温油藏进行微生物采油，采油功能菌种的嗜热性就显得十分重要。采油功能菌种需要在高温、缺氧的环境条件下利用原油为碳源和能源物质，进行生长繁殖和有效代谢。上世纪末辽河油田率先在国内开展稠油、高凝油微生物开采技术的室内研究和现场试验，取得一定成果。长江大学2001-2004年在大港孔店油田（稠油胶质沥青质含量27%，59℃黏度73mPa.s）进行了本源微生物开采稠油技术的实验研究和现场应用，增油16000余吨。Singer等人从含稠油、沥青的土壤中富集培养分离出产表活剂的菌，对委内瑞拉Monagas稠油（粘度＞25000mPa.s）降粘率达到98%。Potter等人对Cerro Negro稠油沥青质进行微生物降解，降解率达到40%。张廷山于2001分离选育出能降解沥青质（降解率为69.6%）、降低稠油粘度（降粘率为30.41%），耐高温的高效稠油采油功能菌，并成功应用于稠油开采。因此利用微生物进行稠油、高凝油开采是一项技术上可行、成本上节约；环境上友好的方法。