[背景]海上油田见聚后产出水硫化物超标,影响到注聚水的配聚黏度,采用生物脱硫时,由于常规除硫菌难以适应除油后产出液的高温,使得脱硫效果不佳.[目的]分析海上采出液水处理过程的菌群结构,明确生物处理各节点的菌群构成变化;开展耐高温脱硫菌驯化筛选,获得耐高温的高效脱硫菌.[方法]采集来自胜利油田海三站的水样,以 16S rRNA基因高通量测序技术分析样本菌群结构,并分别在不同温度(55、60 和 65℃)下的无机富集培养基中进行多轮转接驯化,结合常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变技术筛选获得耐高温的脱硫菌群,采用宏基因组测序技术分析富集菌群的组成,并测定其脱硫能力.[结果]处理前的采出液水样含有较多的嗜热菌和硫酸盐还原菌,如 Thermodesulfovibrio、Pseudothermotoga、Thermolithobacter、Fervidobacterium、Thermovenabulales和Pseudomonas;以厌氧气浮除油工艺处理的出水中,嗜氢菌属(Hydrogenophilus)成为最主要的优势菌,该菌在中心三平台外输水中相对丰度占比为 76%,在注聚平台水中相对丰度占比为 84%.然而经过不断提高温度的驯化富集后,菌群中栖热菌属(Thermus)微生物占主要优势,相对丰度占比可达 89.4%,此外也有少量嗜氢菌等;等离子体诱变后进一步提高了脱硫的效率,筛选获得的诱变后菌群在 65℃可将培养液中 8.88 mg/L的硫化物快速去除,去除率最高达 100%,去除速率高达 0.49 mg/(L·h).[结论]通过对水样中菌群进行高温驯化和等离子体诱变,获得了耐 65℃高温的高效脱硫菌群,提升了配聚水硫化物脱除效果,对高温油田的开发意义重大.

氧气是影响油藏内源微生物生长代谢及驱油效果的关键因素.通过理论计算得出微生物生长代谢过程中对氧气的需要量,设计不同配气比实验,利用测定氧化还原电位的方法分析配气量对微生物生长代谢变化过程的影响,通过分子生物学高通量测序方法解析不同配气条件下微生物群落结构特征.结果表明不同液气比条件下微生物群落结构组成存在差异,但随着培养时间的增加(30 d),氧气逐渐消耗,微生物群落趋向一致,微生物群落中主要存在6种驱油功能菌,其比例占到了所有种群的70％以上.物模驱油实验得出液气比为1∶5时不同种类的微生物能形成彼此相互稳定的微生物群落构成,驱替效率最高11.08％.本研究明确了微生物驱油过程中适合的氧气配比,可为微生物驱油现场实施配气工艺参数的确定提供理论和数据支撑.

周返地区盐湖盆地发育复杂的盐韵律地层,储层密度可以对该区砂岩储层进行识别,但该区砂岩储层与非储层之间密度差异小,传统基于Aki-Richards近似公式的叠前密度反演结果精度低,无法满足对该区储层预测的要求.本文将精确Zoeppritz方程直接代入广义线性反演误差泛函,推导新的宽角度叠前反演公式,以克服近似公式对大角度叠前地震信号无法正确利用的缺点,进而提高反演结果的精度.对合成地震数据和工区实际数据的反演结果表明,该方法对密度反演结果的精度明显优于近似公式,满足周返地区盐湖盆地岩性油藏的高精度预测.

油藏是一个高温、高压、少氧、寡营养和封闭的极端环境,油田经过多年注水开发后,在油藏内部形成了相对稳定的微生物群落体系,这些微生物以石油烃分解为起始,形成了一个复杂的食物链,对油藏碳、硫和金属离子的元素地球化学循环起着非常重要的作用.微生物提高原油采收率技术(MEOR)是利用微生物及其代谢产物与油藏和原油发生作用来提高原油采收率的一种新技术,具有成本低、适应性强和环境友好等特点,因此有望成为未来化学驱后油藏和高含水油藏进一步提高采收率的重要手段.对油藏内源微生物及其介导的生化反应,微生物采油原理、发展历程和现场试验进行综述,并提出了未来的发展方向.

天然气在开发过程中,储层有效压力和含气饱和度均会发生变化,研究有效压力和含气饱和度的变化对地震响应特征的影响,在基于时移地震的剩余气分布预测研究中具有重要意义.天然气和石油的声学性质有着明显的差异,油藏时移地震的研究成果不能直接应用于气藏,因此需要开展气藏的时移地震研究.利用Shapiro模型表征干岩石弹性模量随有效压力的变化,借助Batzle-Wang方程描述流体速度随压力的变化关系,联合Gassmann理论进行流体替代,表征饱和流体岩石速度随含气饱和度的变化,建立了饱和流体岩石速度随有效压力和饱和度变化的岩石物理模型.基于该模型,对不同含气饱和度和不同有效压力下的气藏储层模型进行了多波时移地震叠前振幅变化(AVO)模拟.结果表明多波时移地震AVO技术可以有效地区分有效压力变化和含气饱和度变化,为进一步开展气藏多波时移地震流体监测提供了理论参考依据.

互营代谢是微生物之间的重要种间互作关系之一,参与互营代谢的微生物广泛存在于土壤、淡水和海水沉积物、厌氧消化反应器、动物肠道和极端环境中(如地下油藏),在有机物厌氧降解转化为二氧化碳和甲烷的过程中发挥着关键性的作用.研究互营细菌的物质代谢和能量传递的分子机制,对认识缺氧环境中的元素生物地球化学循环具有重要意义,也为解决全球能源危机、缓解气候变暖提供理论指导.但是,互营细菌生长缓慢、对氧气敏感,其分离培养的难度大.本文主要回顾了互营细菌的分离策略及其生理生化特征,展望了互营细菌分离培养的发展趋势,并指出以高通量筛选与定向分离相结合的方法,获得具有特定生理生态学功能的互营细菌,是互营微生物资源和分类学研究的发展方向.

地下深部油藏通常为高温、高压以及高盐的极端环境,含有非常丰富的本源嗜热厌氧微生物,按代谢类群可分为发酵细菌、硫酸盐还原菌、产甲烷古菌和铁还原菌.从油田环境已经分离出90株铁还原微生物,如热袍菌目、热厌氧杆菌目、脱铁杆菌目、δ-变形菌纲脱硫单胞菌目、γ-变形菌纲希瓦氏菌属和广古菌门栖热球菌属等,这些菌株生长温度范围为4-85℃,生长盐度范围为0.1％-10.0％ NaCl,还未见到文献报道油藏铁还原菌的耐压性研究.在油藏环境中存在微生物、矿物和流体(油/水)三者之间的相互作用,油藏中的粘土矿物能够作为微生物生命活动的载体,也能为微生物代谢作用提供电子受体.本文综述了油藏铁还原菌分离和表征的研究进展,简述了油藏铁还原菌的环境适用性,并展望了铁还原菌在提高原油采收率方面的应用前景.

为揭示模拟油藏环境的岩心与真实油藏的微生物群落结构之间存在的差异程度,应用高通量分析方法,一方面分析具体油藏沾3区块注入水和6口油井的产出液,另一方面分析模拟沾3区块油藏条件的物模实验岩心产出液,对比分析注入水、油井产出液和物模实验岩心产出液三者细菌及古菌的群落结构.结果显示,同一油藏不同油井之间细菌群落结构差异明显,每口油井在不同时间其优势细菌变化较大,常见的细菌有Desulfacinum、Thermodesulforhabdus、Pseudomonas等属;而古菌群落结构保持相对稳定,常见的古菌有Methanosaeta和Methanomethylovorans等属.将注入水、油藏产出液和岩心产出液三者所有的样品分析结果在属水平上进行相对含量排序,对比三者细菌和古菌排序前15个属,结果表明油藏和岩心中的细菌群落结构差异明显,仅有4个共有属,分别是Pseudomonas、Syntrophomonas、Petrobacter和Acinetobacter,而两者主要古菌群落结构非常相近.本研究说明物理模型还不能完全模拟真实油藏,只能部分接近油藏环境.

[背景]油藏内源微生物群落是开展内源微生物驱油技术的物质基础,由于油藏多孔介质取样技术难度大、成本高,实施内源微生物驱油后从注入端到产出端多孔介质中的内源微生物空间分布规律尚不明确.[目的]通过室内长岩心连续驱替实验模拟油藏内源微生物驱油过程,分析实施后不同空间位点油砂上吸附的内源微生物群落结构,揭示从注入端到产出端内源微生物群落的空间分布规律.[方法]借助高通量测序技术及荧光定量PCR技术解析不同空间位点油砂原位微生物群落信息.[结果]注入端到产出端不同空间位点生态环境的差异及菌属间的相互作用造成油藏内源微生物群落空间分布差异,存在明显的好氧、厌氧空间演替变化规律.岩心前端主要存在一些好氧类的产生物表面活性剂类微生物如假单胞菌属,岩心中部主要存在兼性和厌氧类的微生物如地芽孢杆菌、厌氧杆菌属,岩心末端主要分布严格厌氧类细菌和产甲烷古菌,厌氧类微生物代谢产生的H2、CO2和乙酸分子可以为产甲烷古菌提供代谢底物.[结论]通过室内物模油砂研究,首次明确了内源微生物群落在多孔介质中从注入端到产出端的空间分布规律,证实油藏内源微生物的好氧、厌氧空间接替分布规律,深化了对油藏内源微生物的认识.

[目的]本文从胜利油田沾3区块的高温油藏的原油采出液中分离得到一株嗜热菌,通过其与膨润土的相互作用,尝试探讨油藏微生物作为油藏储层中水敏性矿物(如蒙皂石)改性剂的可能性.[意义]研究结果将在降低水敏矿物的膨胀性能,为解决水驱采油中遇到的水敏效应的瓶颈问题提供微生物的新途径.[结果]所得菌株为革兰氏阳性菌,呈杆状,具芽孢,兼性厌氧,鉴定为Geobacillus icigianus SL-1.菌株SL-1在厌氧条件下能够还原蒙皂石的结构铁.扫描电镜(SEM)结果显示,无菌对照体系中,蒙皂石呈不规则薄片状.而经微生物作用后,除薄片状蒙皂石外,另有板状次生矿物的生成.进一步能谱(EDS)分析表明,与薄片状蒙皂石相比,板状矿物含有较高的A1/Si比值,且含有明显的K+信号.XRD结果显示,经过微生物作用后,固相物质中蒙皂石的百分比下降至47.7％,伊利石百分比上升至29.1％,而无菌对照组中蒙皂石的百分含量则为70.4％,伊利石的百分比则为19.8％.XRD物相分析和EDS结果均证实经过微生物作用后,部分蒙皂石转化成了伊利石.膨胀性能的分析进一步揭示菌株SL-1作用后,矿物膨胀性较初始矿物显著降低,缩膨率达到25.9％.以上结果为油藏储层防膨提供了重要的实验依据.