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生物表面活性剂在采油工程中的应用
微生物在一定的条件培养下,在其代谢过程中会分泌出具有一定表面
活性的代谢物,如糖脂、多糖脂、脂肽或中性类脂衍生物。它们与一
般的表面活性剂分子在结构上相似,即在分子中不仅有脂肪烃链构成
的非极性憎水基,而且含有极性的亲水基。这些物质称为生物表面活
性剂(Biosurfactant )。其中最大的一类生物表面活性剂是糖脂类。
生物表面活性剂通常比合成表面活性剂拥有更为复杂和和庞大的分子
结构。单个分子占据更大的空间,因而显示较低的临界胶团浓度(C
MC )。它们能显著地降低表面张力、改善界面性质。和和化学合成表
面活性剂相比,生物表面活性剂具有选择性好、用量少、无毒、能够
被生物降解、不对环境造成污染、可用微生物引入化学方法难以合成
的新化学基团等优点。微生物采油可以提高采油率,近两年来在这个
领域的研究开始受到重视,我国油藏及储集层类型多,原油性质变化
大,对微生物驱油机理的研究非常重要。
1 采油用生物表面活性剂微生源的研究
采油用生物表面活性剂同一般的生物表面活性剂一样,其生产首先依
赖于生产菌,不同的生产菌产生不同的表面活性剂。由于采油对生物
表面活性剂属于粗放型,对生物表面活性剂的提取和和纯化要求不高,
因此对采油用生物表面活性剂的研究主要集中在生产菌(微生物)的
筛选改良和和培养上。
生物表面活性剂是微生物在一定条件下代谢过程的产物。这些微生物
大部分来自自然界,从沙特和和埃及的地层原油及地层水中分离出来 1
0 多种菌株;中国石化胜利油田公司采油工艺研究院从胜利油田井口
土壤中分离并培育出一株可以产生生物表面活性剂的假单胞菌,命命名
为 SP-7。梁凤来等针对华北油田马二断块的油藏条件和和流体特征选
育出解烃细菌 NX-2,并在缺氧的条件下对菌的代谢和和改善原油性质
等方面进行了评价。在油藏藏温度(87 ℃)条件下用人造均质岩芯进
行的物理模拟驱油实验表明,NX-2 菌适应地层条件,具有增采和和改
善原油性质的作用。谢丹平等由实验室筛选保存的一株能以石油为碳
源生长,并能产生表面活性物质的假单胞菌 XD-1(Pseudomonas
sp-XD-1)。通过营养培养基和和原油培养基的培养,用正交优化法实
验出产生表面活性剂的最佳发酵条件,并进行了菌 XD-1 产表面活性
剂与原油降解关系的测定和和表面活性剂万分的鉴定。宋茂勇等从胜利
油田污水中分离到的一株假单胞菌(Pseudomonas sp. )G31 ,并对
该菌进行培养,经过测试,该菌能够产生有机酸和和表面活性物质,可
以用于微生物三次采油。BDM 石油技术的前期研究表明,杆菌(标
记为 NIPERIA )和和梭菌(标记为 NIPER6 ),能使岩石的湿润性向更
加亲水性转变。Singer 等人从含稠油和和沥青烯的土壤中富集、培养、
分离出在原油中生长的表面活性剂产生菌,并测试了它们形成的乳状
液对原油开采的影响响。
现阶段的生物表面活性剂的微生源的研究主要集中在从原油开采地
土壤中分离选育生物表面活性剂的产生菌,即对于本源微生物进行研
究和和探索,然后对其进行培养并用于三次采油。上述的实验中通过室
内实验或实际应用验证了生物表面活性剂对于采渍的作用。根据生物
表