贝莱斯芽孢杆菌B.velezensis B6生长曲线、驱油功能特性评价（一）
摘要
【目的】筛选油藏内源功能微生物并探究其驱油机理，现场试验以确定油藏内源微生物提高原油采收技术应用的工艺和技术可行性。【方法】采集英东油田样品，利用原油平板筛选驱油功能菌，评价其环境适应性并优化培养条件，通过乳化性能、降黏防蜡和烃转化能力等评估其驱油性能并探索其潜在机制，并在油田现场进行微生物强化驱油试验。【结果】从油水样品中分离到的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)B6，其乳化活性指数(emulsifying activity index,EI24)值为100.00%，降黏率为97.20%，防蜡率为86.90%，表明菌株B6具有良好的乳化降黏性能，具有提高原油采收的潜力，并且能够减少原油中的重质组分而增加轻质烃类，改善原油物性，提升原油品质。进一步在英东油田、跃进油田和花土沟油田进行微生物单井吞吐和清防蜡作业，共进行62井次现场试验，累计增油1 460.36 t，平均延长洗井周期47 d，经济效益为342.50万元，投入产出比为1:4。【结论】通过室内研究和现场试验，证实内源微生物Bacillus velezensis B6具有显著提高原油采收和油井清防蜡的效果，应用潜力巨大。
1、前言
石油作为当今社会的重要能源之一，在世界经济和人类社会的发展中起着至关重要的作用。自工业革命以来，随着石油化工行业的深入发展，全球石油需求量不断增加，且原油价格持续上涨。但是，随着油田开采年限的增加，常规易采石油资源储量越来越少，原油采收率越来越低。目前地下油藏环境中仍有大量原油亟待有效开采，其残留的剩余原油占60%–70%。因此，如何绿色、高效、经济地开采出地下剩余原油不仅是能源领域的研究热点，而且事关国家经济发展和社会稳定。
微生物强化采油(microbial enhanced oil recovery,MEOR)是随着3次采油而发展的新兴技术，具有工艺简单、成本低廉和环境友好等特点，在国内外被广泛推广使用，是最具有发展前景的采油技术之一。微生物强化采油技术工艺主要包括微生物单井吞吐、微生物清防蜡、微生物驱替和微生物选择性封堵，同时也开发了基于微生物强化采油的多种工艺的整合，如多轮吞吐、清防蜡耦合单井吞吐等驱油技术。近20余年来，筛选了大量高产生物表面活性剂或石油烃降解等的微生物，绝大多数菌株已在室内研究中证实了其具有驱油的性能，为提高剩余原油的采收奠定了坚实的基础，但目前现场试验验证和应用仍严重不足。目前，胜利油田和大庆油田等是我国微生物强化驱油技术现场应用较为成熟且取得成果的油田。然而，油藏地层环境具有明显的地质特异性、非均质性强，油藏模式复杂多样，这导致微生物强化采油技术的具体应用表现出一定的特异性，因而需要依据油藏环境和原油物性施用合适的驱油微生物。
针对青海油田地层油藏环境矿化度较高和原油采出率较低等现实问题，本文通过对筛选获得的内源微生物贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)B6生长及其功能特征的研究，从而评估该菌株对原油的作用效果。该菌株经规模化培养后在英东油田、跃进油田和花土沟油田开展微生物单井吞吐和清防蜡试验，实现原位乳化降黏和井筒清防蜡，提高原油流动性并增加油井洗井周期，验证其实际应用价值。本项研究为开发适用于较高矿化度油藏中稠油冷采的绿色生物采油体系提供了科学依据和技术支撑。
2、结果与讨论
2.1菌株B6的鉴定及其生长性能
基于在线工具NCBI BLAST(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)和EZBioCloud(www.ezbiocloud.net/identify)对筛选获得的驱油功能菌株B6的16S rRNA基因全长序列进行比对分析，结果表明菌株B6属于Bacillus属，Bacillus velezensis种。使用MEGA 11.0构建进化树后使用iTOL(https://itol.embl.de/)对进化树进行美化调整。菌株B6与B.velezensis CR-502、B.velezensis JK19和B.velezensis JS25R等亲缘关系更近(图1)，命名为B.velezensis B6，NCBI序列号为OR277460。国内外关于B.velezensis的研究主要集中在拮抗动植物病原菌，促进动植物生长等方面。最近的一篇报道表明B.velezensis由于其高产生物表面活性剂而在微生物强化驱油中取得了良好的应用效果，但是其环境适应性和驱油功能特性与菌株B6存在不同。此外，与菌株B6亲缘关系更近的B.velezensisSRCM102755等菌株基因组中均含有生物表面活性剂合成基因srfAA、srfAB和srfAC。因此，该菌在微生物强化采油中可能具有重要作用。
图1菌株B6的系统发育分析
根据生长曲线(图2)，B.velezensis B6在培养过程中表现出较短的生长周期，培养5 h即可达到对数期，12 h后逐渐到达生长稳定期。在pH 6.0–8.0时菌株B6表现出良好的生长趋势，而在pH 9.0时，B6则几乎不生长(图2A)，且与B.velezensis BSA1相比在pH 8.0时能更快地到达生长稳定期；菌株B6的生长能力随着培养温度的升高表现出先增强后降低的趋势，30℃延缓了其对数期(图2B)；在100 g/L以上的矿化环境中，菌株B6的生长受到了一定的限制(图2C)；菌株B6在发酵培养基中比在改良LB培养基中表现出较高的生长优势(图2D)。综上所述，B.velezensis B6在pH 6.0–8.0、30–40℃的环境中能够良好生长，在100 g/L的矿化度以上生长受到一定抑制，说明本研究分离得到的菌株B6能够较好地适应油田油藏环境，具有实际应用的潜在价值。
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