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微生物采油论文范文

随着生物技术的发展,微生物在采矿工业及石油开采中作用也十分显著.微生物采矿技术主要有细菌浸出法和金属富集生物技术,生物学家已经将基因工程技术应用到采矿工业,以提高微生物的效能,并使它们能在更多种类的矿产上发挥其功效.石油开采中有许多生物技术,最主要的是微生物勘探技术和微生物采油技术.本文就微生物在矿业及石油开采中的应用和研究动向做一概要介绍.

1. 微生物在采矿工业中的应用

1.1 细菌浸出技术

随着工业的迅猛发展和人民生活水平的不断提高,金属的需求量也日益增长,但是经过多年的开采,高品位,易选矿产资源日趋减少,人们不得不考虑开发利用低品位的资源.目前,细菌浸出技术在铜矿和铀矿的开采中得到广泛应用.1953年葡萄牙开始进行铀矿自然浸出的研究,1956年在第二届国际和平利用原子能大会上发表了“铀的自然浸出法”的报告,随后又发展了堆浸法.1966年加拿大在采空区利用细菌浸出铀的研究中获得成功[1].1958年自美国细菌浸铜法的研究和工业应用成功之后,该技术已在世界50多个国家和地区得到了应用和发展,对开发利用低品位、复杂、难选铜矿石起到了积极的作用,现已成为工业生产铜的主要方法之一.世界上每年用细菌浸铜法生产的铜占总产量的20％以上[2],经济效益和社会效益明显.我国自20世纪60年代末开始细菌浸出研究已取得一定效果,目前已成功将堆浸技术应用于铜矿及铀矿的生产中.近20年来,细菌冶金已成为湿法冶金的热门方向之一,近期,利用细菌浸出高硫高砷金精矿的研究备受关注,应用细菌浸出及细菌调浆浮选脱除煤炭中的黄铁矿硫,也是细菌冶金中一个活跃的方向.

细菌浸出法有直接法和间接法,直接法是指细菌附着在硫化矿物表面的硫相区域并通过细菌内的铁氧化酶和硫氧化酶的酶解作用直接酶解氧化硫化矿物,将不溶性的硫化物转化为可溶性的硫酸盐,同时在此过程中也将二价铁氧化为三价铁.间接法是通过细菌的新陈代谢活动,产生硫酸或硫酸高铁等代谢产物,把矿石中的金属转化成盐类溶浸出来.并且浸出液中的亚铁和单体硫也会被细菌氧化,而生成高铁及硫酸,进行溶浸[3].

目前,重组DNA技术在筛选菌种方面实现了改进,重组DNA技术可以提高细菌再生三价铁的速率,使细菌对酸性条件及高盐环境有更强的耐受性,能降低细菌对某些金属的敏感性,并且能够增加细菌对深层矿床操作时的高温的耐受力.

1.2 金属富集生物技术

从溶液中富集金属是微生物在采矿工业应用的另一个领域.富集金属的生物学方法主要有两种:一种是生物处理或富矿技术,它用微生物除去矿石中的其它金属和元素,以富集主要金属；另一种是生物吸附技术,是利用生物吸附溶液中的金属,即使溶液中的金属浓度很低,通过生物吸附技术金属能被浓缩一万倍[5].假单胞菌、白色链霉菌和酵母菌可从金属溶液中聚集不同的金属阳离子,不仅能从溶液中提取金属,而且可以从工业废水中回收金属.绿铜假单胞菌可吸收镉、钴、铀和钍等离子,白色链霉菌吸收钍和铀离子,酵母菌可除去镉、钴、钠、锌等离子.随着基因工程技术的迅速发展,有可能通过改变微生物的行为增加对金属的吸附力,提高生物选矿的能力和浸出的效率.

2. 微生物在石油开采中的应用

2.1 油气微生物勘探技术

油气微生物勘探技术作为一种新的地表油气勘探方法,以其直接、有效、多解性小且经济等优势日益受到全球油气勘探界的重视,尤其是利用甲烷氧化菌和丁烷氧化菌对非常规油气藏的预测和确定地质构造的含油级别和油气分布,指明油气藏泄油位置均有重要意义.

油气微生物探测是利用微生物探测地下油气位置,其原理是利用油井轻烃(C2-C8)微泡上浮达到土壤表层,会造成表层土壤轻烃氧化菌异常生长.如果能通过微生物技术确定这个异常发酵区就可以预测地表下油气层的存在,并可根据甲烷菌氧化菌和C2-C8烃氧化菌的浓度和活性差异,进一步评价下覆油气层的性质[6].

我国于2000年开始引进德国的油气微生物勘探技术(MPOG),取得了较好的应用效果[10].2001年在华北油田洪特试验区、塔南试验区、廊东试验区以及西柳试验区等地区进行了油气微生物勘探先导试验研究,获得了较好的验证效果,并预测出一些含油气有利区.

油气微生物勘探技术作为一种经济有效的地表油气勘探技术在欧美国家已经广泛的应用.我国也有一些单位和研究者在进行油气微生物勘探技术的研究开发,但是还处于初始阶段,目前国内的一些项目都是和国外合作进行的,缺乏自主性.应此发展本国油气微生物勘探技术,减少对国外技术的依赖是我们今后的工作目标.

2.2 微生物采油技术

石油经过一次采油和二次采油只能开采出地下油藏的30%～40%.如何提高石油的采收率一直是世界许多国家研究的课题.微生物提高原油采收率技术(MEOR)是指将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层,或单纯注入营养液激活油层内微生物,使其在油层内生长繁殖,产生有利于提高采收率的代谢产物,以提高石油采收率的一项高新生物技术,是生物工程技术在石油开采领域开拓性的应用.

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从20世纪50年代起,俄罗斯和东欧一些国家也对MEOR进行深入的研究,结果表明MEOR对低产井效果很好.20世纪70年代,波兰、捷克、罗马尼亚和加拿大等国相继进行了许多矿场实验,均取得了较好的成果.进入90年代,微生物采油技术在美国和俄罗斯矿场中的应用标志着微生物采油技术已进入工业化阶段.利用外源微生物驱油研究和应用方面,美国的发展现状代表着世界微生物采油技术的水平,如今,美国有一千多口井正在利用这项技术增加油田产量,78%的微生物采油项目是成功的.俄罗斯主要侧重本源微生物采油技术的研究,1988年开始在Romashkinskoe油田进行通过激活地下本源微生物提高石油采收率的试验.1985年至1994年,在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物,共增产原油13.49×104t,产量增加10％～46％.1988年至1996年,俄罗斯的11个油田区块的44个注水井组应用本源微生物驱油技术,共增产原油21×104t.

我国微生物采油的研究起步较晚,80年代末在大庆油田率先进行两口单井的吞吐矿场试验,效果良好,产油量增加,含水率下降约10%.90年代后,胜利、大港、新疆、长庆、辽河等10多个油田都参与了微生物采油技术的矿场试验.1996年,吉林油田与日本石油公司合作,开展了微生物采油的技术研究,先后在29口井进行了吞吐试验,其中21口井有一定效果,有效率达70％.2000年,胜利油田东辛采油厂引进了美国NPC公司的耐高温菌种,在Y-16井组进行了耐高温微生物驱油提高采收率研究和现场试验,结果表明,采收率达43.41%,增加可采储量1.81×104t,施工后当年增油615.5t.

微生物采油技术的机理主要有以下几方面.

(1)微生物改变原油组成,使其变成低粘度原油.

(2)微生物能够改变驱油环境,微生物代谢过程中产生的生物表面活性剂能降低油水界面压力,减小水驱油毛细管力,提高驱替毛细管数,同时能使油减岩石从亲油变成亲水,使吸附在岩石表面上的油膜脱落,油藏残余油饱和度降低,从而提高采收率；微生物代谢过程中产生的气体能够使油层部分增压并降低原油粘度,提高原油流动能力；微生物产生的有机酸能溶解碳酸盐,一方面增加孔隙度,提高渗透率；另一方面,可释放二氧化碳,提高油层压力,降低原油粘度,提高原油流动能力.

(3)微生物在地层中产生的生物论文范文物,能在高渗透地带控制流度比,调整注水油层的吸水剖面,增大扫油面积,提高采收率.

(4)微生物能粘附到岩石表面,在油膜下生长,最后把油膜推开,使油释放出来.

随着现代生物技术的发展,构建目的基因,培养较强竞争力的基因工程菌是现代微生物采油技术的主要目标之一.利用基因工程技术,可针对性地培养有利菌株,拓宽微生物采油的菌种资源.

微生物采油技术具有其他三次采油技术无可比拟的优点—— 多功能性,故有望成为未来提高采收率的主要技术之一.

3. 结语

进入21世纪,分子生物学、基因工程等学科飞速发展,也促进了微生物在矿产开发领域的应用,各项技术都得到了发展.如今,研究者利用基因工程技术组建的“超级菌”能适应更恶劣的环境,使菌种的应用更加的广泛,效率也更高.微生物应用于矿产行业可节约大量的开采论文范文,且该方法非常环保,是今后我国矿产开发行业的主要研究方向.

参考文献

[1] 宋翔宇.微生物浸出工艺特点及其历史现状和特点[J].河南地质,1999,17(1):75～77.

[2] 蔡美峰,王双红.地应力状志与围岩性质的关系[J].中国矿业,1997,6(6):38～41.

[3] 孙业志,吴爱祥,黎剑华.微生物在铜矿溶浸开采中的应用[J].金属矿山,2001,295(1):3～8.

[4] 陈顺方,钟文远.应用细菌浸出技术回收利用低品位铜矿资源[J].湿法冶金,1999(2):5～8.

[5] 白松乾.微生物采矿及石油开采.

[6] 谭天伟,王芳,邓利.能源生物技术[J].生物加工过程,2003,1(1):32～36.

[7] 袁志华,李雪.油气微生物勘探方法及其应用[J].物探与化探,2007,31(2):157～159.

[8] Hitzman D O.Prospecting for Petroleum Deposits.US.2880142[P].1959.

[9] Wagner M ,Rasch H J,Piske J,et a1.Mikrobielle prospeck—tion auf erdo 1 und erdgas in ostdeusch1and[J].Ge～logischesJahrbuch,1998,l49:287～301.

[10] 梅论文范文,袁志华,王修垣.油气微生物勘探法[J].中国石油勘探,2002,7(3):42.

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