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渤海湾高温油藏酸化追因与生物控制研究
结题报告
批准号:
31570121
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
史荣久
学科分类:
C0106.微生物与环境互作
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓杰、韩斯琴、杨伟超、赵峰、周纪东、郝钦钦
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中文摘要
硫酸盐还原菌(SRMs)引发渤海湾高温油田的酸化具诸多危害,是石油工业面临的一项亟待解决的重大生产与环境安全问题。已有研究显示,基于硝酸盐添加的生物控制策略可通过调控油藏中硝酸盐还原菌(NRB)代谢活性从而抑制SRMs。但是,受SRMs多样性与油藏环境异质性的影响,硝酸盐抑制不同油藏酸化的效力与作用机制仍复杂不清。“哪些SRMs引发了渤海湾高温油藏的酸化,如何控制?”等核心科学问题仍悬而未决。本项目以渤海湾绥中36-1油田和埕北油田为研究对象,首先采用高通量筛选技术结合高通量测序技术解析油藏中SRMs种群多样性与代谢特征,揭示该区域油藏酸化的生物学原因;再依次通过批次瓶培养实验和油藏原位酸化模拟控制实验对硝酸盐抑制油藏酸化的效力进行验证、评价与优化,并采用高通量测序和功能基因芯片等技术阐明硝酸盐添加条件下SRMs与NRB交互作用机理。研究结果将为我国高温油藏酸化控制提供科学依据与技术支撑。
英文摘要
Oilfield souring caused by sulfate-reducing microorganisms (SRMs) results in various detrimental consequences to oil industry and remains as an unsettled problem related to oil production and environment safety. Previous research indicates that biological control strategy based on nitrate addition can inhibit SRMs by stimulating the activities of heterotrophic nitrate-reducing bacteria (hNRB) and nitrate-reducing, sulfide-oxidizing bacteria (NR-SOB) that are present in oil reservoir. The efficacy and the working mechanisms of nitrate introduction, however, have not been fully addressed due to the heterogeneities among different oil reservoirs and the high diversity of SRMs therein. The fundamental scientific question like what SRMs induce the souring in oil reservoirs at Bohai Bay, and how to control it still remain unclear and to be answered. In this project, we propose to unveil the diversity and metabolic features of SRMs habitats in Suizhong 36-1 Oilfield and Chengbei Oilfield by high-throughput screening of SRMs combined with pyrosequencing technology, aiming to identify the biological causes for souring in oil reservoirs at Bohai Bay. Further, we will verify, evaluate, and optimize the efficacy of nitrate in controlling souring through batch tests coupled with microcosm experiments mimicking the in-situ habitats of the two oilfields. Pyrosequencing as well as functional gene chip analyses will be employed to decipher the interactions of SRMs with hNRB and NR-SOB in the presence of nitrate. The results are expected to throw light on the understanding of microbial souring and its control in offshore high-temperature oil reservoirs in China.
硫酸盐还原菌(SRMs)引发渤海湾高温油藏的酸化具诸多危害,是石油工业面临的一项亟待解决的重大生产与环境安全问题。已有研究显示,基于硝酸盐添加的生物控制策略可通过调控油藏中异养硝酸盐还原菌(hNRB)和自养硝酸盐还原-硫化物氧化菌(NR-SOB)代谢活性从而抑制SRMs。但是,受SRMs多样性与油藏环境异质性的影响,抑制不同油藏酸化的效力与作用机制仍复杂不明。本项目选取渤海湾油田为研究对象,首先采用高通量筛选技术结合高通量测序技术解析油藏中SRMs种群多样性与代谢特征,揭示该区域油藏酸化的生物学原因;再依次通过批次瓶培养实验和油藏原位酸化模拟控制实验对抑制油藏酸化的效力进行验证、评价与优化,并采用高通量测序等技术阐明渤海湾高温油田酸化的微生物学机制,探索酸败控制方法并评估其效力。..研究结果显示:(1)渤海湾海域不同油田间、同一油田不同采出平台采出井中SRMs的微生物多样性存在差异。从渤海湾区域油田采出水中筛选到的优势SRMs纯菌为Desulfovibrio vulgaris、Desulfovibrio thermophilus、Desulfobacter halotolerans、Desulfotignum balticum、Desulfotomaculum acetoxidans、Desulfocurvus thunnarius;优势硫还原菌为Soehngenia saccharolytica和Anaerosolibacter carboniphilus。(2)油田采出水、注水井样品存在多种能够产生H2S的微生物种群,尽管其中SRMs占有一定优势,但其他硫化氢产生菌的贡献值得进一步探究。SRMs的优势类群有:脱硫化杆菌属、脱硫化弧菌属、脱硫化枝菌属、脱硫化曲菌属等;硫还原菌以热幡菌属为优势(注入水中相对丰度更高)。(3)优势SRMs能够利用的碳源种类较多,生长最适pH为6-9之间,大多能够耐热至65~70℃,可在盐度为0~15%条件下生长;这些硫化氢产生菌菌种的获得,可作为杀菌剂筛选、优化的供试菌种资源;(4)溴硝醇、THPS、亚硝酸盐及亚硝酸盐与前两种杀菌剂的复配剂能够有效杀灭SRMs,有必要通过工业规模试验评价其现场应用潜力。.本项目研究结果从理论上初步厘清了我国渤海湾高温油藏微生物酸化成因,获得了一项针对性的具有潜在应用价值的酸化控制技术。
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DOI:--
发表时间:--
期刊:微生物学通报
影响因子:--
作者:杨春璐;闫鹏举;魏宠;史荣久;韩斯琴;张颖;万传明
通讯作者:万传明
DOI:--
发表时间:2016
期刊:安全与环境学报
影响因子:--
作者:史振国;刘洪玉;史荣久;张颖;于亮;赵峰;韩斯琴;殷奎德
通讯作者:殷奎德
DOI:--
发表时间:2017
期刊:应用生态学报
影响因子:--
作者:郝钦钦;史荣久;郝金生;赵劲毅;李国桥;赵峰;韩斯琴;张颖
通讯作者:张颖
硝酸盐抑制渤海湾海域油藏酸化及其微生物学机理研究:以绥中36-1和埕北油田为例
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