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微生物作用下原油的地球化学特征研究

窦启龙  
【摘要】:我国东部的主要油田已进入高含水期,目前普遍面临着开采难度大、成本高、采收率低等难题和巨大压力。微生物采油技术(Microbial Enhanced Oil Recovery,MEOR)和传统的三次采油技术相比,具有适应范围广、工艺简单、经济效益好等特点,是目前具有良好发展前景的一项三次采油技术。它的应用和推广对我国老油田的“挖潜增效”和“稳产战略”意义重大,对我国石油工业的可持续发展有十分积极的意义。 本论文主要分析在实验室条件下,微生物作用前后原油在族组分、各种分子标志化合物、各族组分的碳同位素值,以及原油作用培养基内表面张力的变化等等,从而研究微生物在实验室条件下如何作用降解原油的,以此探讨在自然界条件下微生物降解原油的机理,并为MEOR矿场试验提供依据。获得的主要结论与认识如下: (1)微生物作用后的正常原油,其族组分和微生物作用前发生变化,其饱和烃的相对含量降低,芳香烃、非烃和沥青质的相对含量升高,饱/芳比也明显降低。说明微生物优先降解饱和烃。经过微生物作用的稠油,其饱和烃、非烃和沥青质的相对含量降低,芳香烃的相对含量升高,饱/芳比降低。 (2)短期内经过微生物作用的正常原油的各族组分碳同位素值的变化不明显。经过微生物作用的稠油的族组分的碳同位素值的变化比较一致,微生物作用以后的各族组分的碳同位素值比微生物作用前变轻。 (3)微生物对正常原油作用以后,正构烷烃被严重降解。微生物对原油饱和烃降解的先后顺序是:正构烷烃>类异戊二烯烷烃,nC_(21)~->nC_(22)~+。 (4)微生物作用后的原油的Ts/Tm值明显增大,表明微生物对Tm的降解要优先于TS。这反映出微生物对藿烷骨架上的角甲基有明显的重排作用-即由不稳定位向稳定位转移。微生物作用后的C_(31)αβ22S/22(S+R)值基本没有发生变化,表明在本实验条件下,微生物对其有手性碳(22位)的藿烷对映异构体的立体构型并不起改造作用。微生物对藿烷的降解先后顺序是,C_(29)Ts先于C_(29)NH。三环萜烷和藿烷的抗微生物降解的能力比较强,一般不发生变化。 (5)C_(29)20R 甾烷比C_(29)20S甾烷更易于被微生物作用,C_(29)αα甾烷比C_(29)ββ甾烷易于被微生物作用。甾烷微生物降解的难易程度是C_(27)20R>C_(28)20R>C_(29)20R。因 而,在用几7、Qs、q舜aa20R做母质类型三角图时,要考虑微生物降解作用的 因素。p一甲基蔡比。一甲基蔡更容易被微生物作用,优先被降解;在微生物作用下, p一甲基蔡比Q-甲基蔡值越小,表明细菌微生物的作用越强烈;同时也表明,在热 作用和细菌微生物也发育的古环境中生成的有机质中p一甲基蔡比。一甲基蔡值并 不是良好的演化程度参数。微生物对菲和蔡系列的芳香烃化合物的降解有选择 性,优先降解无甲基取代或少甲基取代的,多甲基取代的得到较好的保存。这与 热作用正好是相反的。 (6)微生物作用原油后培养基表面张力的降低,表明微生物降解原油以后能产 生生物表面活性剂。


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