CN101778949A - 烃提取的生物增强 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于从含有石油的岩层回收石油的微生物增强的石油回收方法。该方法采用包括产表面活性剂的细菌和产非表面活性剂酶的细菌的混合物的细菌聚生体，该细菌聚生体可以从沥青的砂中释放烃。所描述的生物工艺可以与现有的石油回收方案合作。该微生物聚生体还可用于处理上述油砂，地表废尾矿，地下石油回收和类似材料，以提高附加的烃从所述材料中的补救和/或回收。

Description

烃提取的生物增强
根据联邦资助的研究和开发完成的发明的权益的声明
本发明是在政府支持下进行的，美国能源部资助合同号为DE-AC0996-SR18500。政府对本发明拥有一定的权益。
相关申请
本申请是2007年8月1日提交的申请序列号为11/888,463的美国申请的部分继续申请，该美国申请通过引用结合在此。
技术领域
本发明涉及微生物增强的烃提取、加工和回收方法。本发明还涉及降解烃、加工副产物和与油田和石油提取设备相关的烃废料的方法。
发明背景
可能存在于地下岩层的石油通常可以通过钻井并且允许油田内的压力迫使石油上升到钻孔而移出。当现有的过压变小时，可以通过向地层中注水实现人为油压，从而以称为二次移出的工艺将另外的游离油冲出。
存在于沥青砂中的石油通常可以通过以下方法移出：在一个工艺中搅拌、加热和混合，以通过浮选移出石油。可以采用撇渣以移出来自该工艺的含水径流中的另外的石油。已知来自这些处理的沥青砂的尾矿仍可能含有高百分比的烃。
对于许多类型的土壤，在二次移出后，剩余大量的石油。对于某些地质材料，二次移出后剩余的石油可以轻易地超过已移出石油的体积的50％。剩余的含有石油的地层在其钻孔或通道中含有显著量的石油。
这种残余石油的一部分可以被微生物排出，其采用微生物增强的石油回收(MEOR)，其中微生物的代谢引起石油的排出，随后可以通过生产井回收。
在美国专利4,522,261中，该美国专利通过引用结合在此，公开了使用产生表面活性剂的地衣形芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)，其可用于使石油增溶。这些表面活性剂可以直接注入储层中使用，以避免堵塞困难。然而，同样已知的是，可以将微生物注入生产井中以提高回收油的产量。
美国专利4,905,761，该美国专利通过引用结合在此，描述了一种微生物增强的石油回收方法，其中通过注入井将微生物和营养物溶液一起引入，以从含有石油的储层中获取另外的石油。这种方法包括使用分泌表面活性剂的第一种微生物，分泌溶剂的第二种微生物，其组合在一起造成石油的排出，从而可以从井中回收另外的石油。
在现有技术中还已知，使用各种营养物如维生素，磷酸盐和各种电子供体以刺激天然细菌，或者引入细菌以产生足够的生物质层，所述生物质层起到使石油与岩石/土壤层分离的作用，从而允许收集分离的石油。一种这样的方法描述于美国专利6,758,270中，该美国专利通过引用结合在此。
来自现有工艺的废烃是主要的环境问题。来自这些低效率石油回收工艺的尾矿和含有石油的径流可能潜在地污染新生地表水，地下水，沉积物和土壤数年。另外，其它化学品中，如石蜡，经常被添加到沥青砂中以提高烃移出。尽管采用通风以除去这些石蜡中的一些，但是残余的石蜡仍剩余并且污染水径流。因此石蜡有正在增加的管理问题。
在现有技术中还已知，烃提取可以包括开采沥青砂，其作为地上回收工艺的一部分。沥青砂，即使在常规的加工和处理后，仍含有不容易提取的高百分比的烃。来自沥青砂回收工艺的废产物仍含有不能采用常规技术容易地分离的高百分比的烃。而且，还已知，从沥青砂回收烃和类似工艺将导致沥青浮渣尾矿，沥青浮渣尾矿也具有高含量的烃，对环境造成危害。仍需要能够同时提高从这种废尾矿回收可用产物以及降解任何剩余的不可回收的烃内含物，以防止来自尾矿和烃回收废料的环境污染。
尽管针对使用微生物提供石油回收率有大量的教导，但是仍有对现有技术进行改进和变化的空间。
发明概述
至少一个本发明实施方案的一个方面提供一种微生物增强的石油回收的方法。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种用于从地上或地下处理的沥青砂，含有石油的岩石，含油砂原料，和其它含油淤浆中回收有用的石油级分的方法。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种微生物增强的石油回收方法，其中所述微生物能耐受最高可达约65℃的温度，并且可以通过使用加热的水或低温流引入地上或地下含油岩石基质中。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种微生物聚生体，所述微生物聚生体包含至少一种产表面活性剂的有机体，多种具有代谢在含有石油的岩层中的石油的能力的有机体。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种用于从含有石油的储层回收石油的方法，所述储层具有至少一个注入井和至少一个生产井，所述方法包括以下步骤：向所述储层的注入井中引入微生物聚生体和营养物组合物，所述微生物聚生体选自基本上纯的微生物培养物，所述微生物选自由ATCC Nos.PTA-5570至PTA-5581组成的组，并且所述营养物组合物包括能够支持所述配方的微生物生长的营养物的水溶液，所述注入的微生物能够在约20℃至约65℃的温度范围内在所述储层中生长；将所述微生物聚生体在所述注入井内保持，保持时间的量足以使所述微生物聚生体在所述储层内建群；和在所述保持所述微生物聚生体的步骤之后，将流体注入所述注入井中以将排出的石油驱使到所述生产井。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，其中所述引入微生物聚生体的步骤还包括引入聚生体，其包括从由ATCC Nos.PTA-5570至PTA-5581以及它们的组合组成的组中选择产表面活性剂的微生物。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，其中在注入微生物营养物之前注入痕量的营养物。由于这些营养物在性质上是痕量的(即，矿物)，因此它们在处理工艺中不是计量体积引入的。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，其中可以加入微生物聚生体以在沥青砂加工的下游工艺中除去残余石蜡。砂尾矿中的石蜡的处理可以在通风步骤过程中完成，所述通风步骤在传统上用于部分除去石蜡组分。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，其中可以使用微生物聚生体以在从沥青砂分离后升级(upgrade)烃。升级烃包括逐步处理，所述逐步处理控制微生物酶活性以打开分离的PAHS的环结构，从而降低加工成本。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种用于从含有石油的岩层回收石油的微生物增强的石油回收方法，所述岩层包括一个入口，所述方法包括注入含选自由ATCC No.PTA-5570至ATCC No.PTA-5581组成的组中的细菌的混合物的水；使所述微生物利用所述石油作为主要碳源在所述含有石油的岩层内建群，从而建立生物质层，所述生物质层起到使所述石油与所述岩层分离的作用；和经由所述入口或分开的出口中的任何一个移走所分离的石油。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，其中将微生物与营养物混合物同时引入。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，其中至少一种微生物产生表面活性剂，该表面活性剂起到将石油从含有石油的岩层中移出的作用。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，其中至少一种微生物产生表面活性剂，该表面活性剂起到将石油与沥青砂分离的作用。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，其中至少一种微生物产生至少一种表面活性剂或酶，所述表面活性剂或酶起到将石油与包括沥青砂的含有石油的岩层分离的作用。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，其中将选自由ATCC No.PTA-5570至ATCC No.PTA-5581组成的组中的至少一种细菌引入到地下产油田中，并且使至少一种细菌将烃升级到更轻的烃结构，所述更轻的烃结构是更容易转化成燃料油的化学物种，并且在升级处理的适宜间隔之后，任选地改变至少一种细菌的环境条件以基本上停止升级过程。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，该方法包括使含有石油的岩层的供给物与选自由ATCC No.PTA-5570至ATCC No.PTA-5581组成的组中至少一种细菌反应，并且使至少一种细菌将含有石油的岩层中存在的烃升级至更轻分子量的烃，所述更轻分子量的烃具有便于其加工成终端燃料油如汽油、柴油或其它石油-基燃料的特性。
至少一个本发明实施方案的另一方面提供一种方法，该方法包括将微生物聚生体与油砂废水和或来自尾矿池的径流混合，并且使细菌与包括粘土和残余烃的悬浮固体反应，从而沉降并且使水澄清。该作用改善水质并且使环境影响最小化。
参考以下说明和后附的权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。
附图简述
在说明书中余下部分中，包括参考附图，将更具体地阐述本发明的完整充分公开内容，包括对本领域普通技术人员而言的其最佳方式。
图1是显示根据本发明用于从含有石油的地层获取石油的方法的示意图。
图2是显示根据本发明的一个方面的地上处理含有石油的砂的方法的示意图。
图3是说明在与本文公开的微生物一起温育后，从砂中分离石油的改善的比较结果的图表。
图4A和4B是描述有用微生物分别在65℃和30℃的温度的代谢活性的图表，所述微生物利用在油砂中的石油作为烃源。
图5是显示在本发明备选实施方案中，地上处理含有石油的沥青砂的方法的示意图。
图6和7是描述在共代谢研究中所指示的微生物的代谢活性的图表。
优选实施方案的描述
现在将具体涉及本发明的实施方案，其一个或多个实施例如下阐述。每一个实施例是以解释本发明的方式提供的，而不限制本发明。事实上，对本领域技术人员显而易见的是，在不偏离本发明范围或实质的情况下，在本发明中可以进行各种改进和变化。例如，作为一个实施方案的一部分说明或描述的特征可以用于另一个实施方案，以得到还更进一步的实施方案。因此，意图是，本发明覆盖在后附权利要求及其等价物范围内的这些改进和变化。在以下的发明详述中公开本发明的其它目的、特征和方面。本领域普通技术人员应理解，目前的论述仅是示例性实施方案的描述，并不意在限制本发明的更广方面，所述更广方面体现在示例性的构造中。
在本文描述各个附图时，通篇采用相同的附图标记描述相同的材料、装置或工艺路线。为了避免冗余，许多装置一旦与图相关地描述过，则在随后的附图描述中不再重复其详细描述，尽管这种装置或工艺是用相同的附图标记来标记的。
图1显示了具有注入井10的油井。在各种岩心地层12中，存在含有石油的地层14并且其位于下面的岩床16之上。
引出井(钻孔)18和注入井10延伸到地层14中。地层14可以处于多种含有石油的基质的形式，包括固定的砂石。另外，地层14还可以存在与二次移出活动有关的注入水。
其它典型的含有石油的地层可以包括任意数量的含油储层岩石，其包括在消耗性注水法或使用盐水或盐水溶液后的含有石油的地层中剩余的原油。
可用于微生物辅助的石油回收工艺的细菌已经在2003年10月9日被保藏在马里兰州，罗克维尔(Rockville)的美国典型培养物保藏中心(American Type Culture Collection)(ATCC)，并且如表1中分离株1至12所示具有指示的ATCC编号。
分离株号            鉴定                                     ATCC登记号
1)CZOR-L1B(KN-1)    皮氏产碱菌(ALCALIGENES-PIECHAUDII SRS)   PTA-5580
2)BP-20(KN-2)       RALSTONIA PICKETTII SRS.                 PTA-5579
3)CZOR-L1Bsm        恶臭假单胞菌生物型B
                                                             PTA-5581
(KN-3)              (PSEUDOMONAS-PUTIDA BIOTYPE B SRS)
                    仙氏屈挠杆菌(FLEXIBACTER CF.SANCTI
4)BPB                                                        PTA-5570
                    SRS)
5)BPC               PSEUDOMONAS FREDRIKSBERGENSIS SRS        PTA-5571
                    沃氏葡萄球菌(STAPHYLOCOCCUS WARNERI.
6)BPE                                                        PTA-5572
                    LMG 19417 SRS)
7)BPF               鞘氨醇单胞菌(SPHINGOMONAS SRS)           PTA-5573
8)BPH               鞘氨醇单胞菌(SPHINGOMONAS SP.S37 SRS)    PTA-5574
                    叶杆菌(PHYLOBACTERIUM SRS)
9)BPI                                                        PTA-5575
                    (αPROTEOBACTERIUM TA-A1)
               无花果沙雷氏菌(SERRATIA FICARIA SRS)
10)BPJ                                               PTA-5576
               (αPROTEOBACTERIUM TA 12-21)
               根癌土壤杆菌(AGROBACTERIUM
11)BPK                                               PTA-5577
               TUMEFA CIENS SRS)
12)BPL         根瘤菌(RHIZOBIUM SP.SDW045 SRS)       PTA-5578
表1
分离株鉴定
ATCC登记号PTA-5570至PTA-5581鉴定的分离株的详情具体描述于2003年11月13日提交的美国专利申请10/712,491中，该美国专利通过引用结合在此。
上述鉴定的分离株可用于从岩层和沥青砂回收石油。除非另外指出，下面所述的所有实施例均使用上面表1中涉及的全部12种分离株的聚集聚生体。某些分离株产生有助于释放石油和使石油移动的生物表面活性剂。另外，所有分离株都具有在有氧条件下结合和代谢石油的能力。微生物的活性足够强，使得通过维生素、电子供体和其它添加剂的最少补充保持在最小。根据本发明，已经发现通过调节可利用的氧的供应，可以控制微生物活性量。
考虑到微生物具有使用石油基质作为碳源的能力，据信可以将与油田堵塞相关的问题最小化，所述油田堵塞由以补充碳源为食并且在现有技术中采用以从岩层回收石油的微生物的过度生长造成。
实施例1
采用石油工业中通常采用的油/水/沉积物分离浮选测试，比较在用微生物聚生体预先温育和不用微生物聚生体预先温育情况下的油砂的热水提取。与未接种的对照相比，用微生物处理的油砂沉积物样品在4小时处理后显示出分离效率的50％改善，并且在24小时温育时间后，增加了7倍。如参考图3可见，与油砂相关的剩余石油残余物的量下降，同时如以沥青(克)回收量测量的回收的石油产品(“浮渣”)增加。
实施例2
通过比较在含油砂的烧瓶中的烃分离，也证实了从含沥青的油砂(Canadian Athabasca沥青砂)分离烃的分离效率。对照烧瓶除了添加生长培养基外没有改变，而实验烧瓶向烧瓶中引入在培养基中的BioTigerTM微生物。为了向沥青砂接种，每克沥青砂24小时需要来自生长培养物中的106细胞BioTigerTM。对两类烧瓶进行持续搅动整整24小时。在24小时的处理间隔后，视觉证据确定在含烧瓶中烃与砂基质的分离。这些类型的烧瓶条件模拟了地下条件，其中可以用BioTigerTM聚生体处理由二次移出工艺淹没的油田，以产生石油从基质的另外的释放。注入的流和/或水的搅动和冲洗作用可用于从地下岩层回收释放的石油。此处使用的微生物聚生体的一个优点在于，有机体显示出对高温的抵抗性，从而使用注入的流和/或热水不破坏有机体的效力。目前，沥青砂位置没有采用常规的MEOR有机体，其原因部分在于有机体被超过40℃的温度所灭活。另外，用于地下提取的常规微生物为了在沥青砂上生长需要较高浓度的昂贵营养物，这使得该工艺不经济。
实施例3
如图4A和4B所示，BioTigerTM微生物在被引入油砂中时显示出代谢活性。如从接种样品放出的CO2气体看出，代谢活性反映了BioTigerTM有机体的活跃生长和代谢。光学显微镜研究证实，BioTigerTM有机体附着于油砂。尽管不愿局限于理论，采用微生物进行石油回收时常规的想法暗示，有机体附着于基质的能力在随后采用天然产生的表面活性剂以及通过微生物的物理生长和建群产生的基质的油粒子的移出的组合将石油从地层的释放中是重要的。图4A和4B所示的数据证明，有机体能够代谢存在于油砂中的石油。处理条件是在65℃和30℃，不对样品进行任何营养物改变。微生物降解和代谢已有烃的能力允许将更复杂的烃级分分解成较低分子量的更适宜的化合物。另外，据信，给微生物补偿另外的营养物的最小需要降低了注入位置的生物污着或堵塞(其否则可能发生)。BioTigerTM有机体采用的唯一碳源可以是在基质中找到的烃。
实施例4
如图6和7所示，针对丙酮(ACE)，如在汽油中发现的直链烷烃(nAlk)，菲(PHE)和芘(PY)的化学成分的共-代谢，评价分离株PTA-5574和整个微生物聚生体的代谢活性(图7)。在96孔微量滴定板上进行评价，其中微量滴定板含5毫摩尔的指示的化学基质，接着以5体积％引入指示的微生物或有机体的聚生体。向引入的微生物提供1％的酵母提取物培养基。如所示，微生物能够共-代谢所述化学物种，如图6和7中所示的，其是通过培养基的光密度测量评价的。
尽管没有单独阐述，但是柴油的类似共-代谢研究导致各种微生物的变化的生长滞后时间。通过至多40小时的时滞间隔，观察到类似的共-代谢活性，其在一些化学物种的明显共-代谢出现前是显著的。
如图6和7中所陈列的数据所示，此处所述的微生物显示出将重烃如芘升级至较轻的烃如菲的能力。这种从芘至菲的生物转化的有用之处在于，微生物可以带来石油品质的代谢升级，而以另外的方式，这种升级将需要在精炼厂中高能量的石油裂解技术。预想，此处鉴定的微生物可以在含油岩石、砂和其它基质的地下处理以及地上处理两者中使用，以将较重的烃组分化学改性成较轻的更适宜的烃组分。
烃升级的程度可以通过调节营养物的供应、温度、氧化、混合或其它微生物生长必需的环境条件而控制。以这种方式，可以实现目标烃的期望程度的处理或升级，而不过度代谢或降解烃源。
研究还显示，采用非生物工艺，菲将转化成二苯并噻吩(dibenzothithene)。迄今研究显示，这是非生物过程，并不是由此处描述的微生物直接进行的。
实施例5
整个微生物聚生体的代谢活性用于评价减少油砂/水混合物中悬浮固体的能力。评价是在250ml烧瓶中进行的，其中烧瓶含有25克的油砂，接着添加以5体积％引入的有机体聚生体。引入的微生物完全由油砂中的营养物作为唯一的碳源和能源以及一些磷酸盐支持。一周后，微生物能够沉淀出大多数悬浮固体(如与不含微生物的对照相比，通过视觉观察而评价的)。
为了更快速响应，据信，在应用于地下注入或尾矿、油砂或其它废物的地上处理之前，可以用目标基质烃，即，地下烃，致敏(primed)BioTigerTM微生物。还据信，BioTigerTM有机体可用于多种地下地层进行使用和烃回收。当与已有的或新的井一起使用时，这样的地层可以包括粘土、岩石、砂、地下水、沉积物和页岩。
而且，这些微生物在约20℃至约65℃范围内的温度对于油/烃回收是有效的。较低的温度范围对于降低能耗是有益的。另外，耐受超过40℃的温度的能力相对于其它微生物辅助方案是一个改善，从而引入的微生物种群不被引入微生物或除去移出的石油所需的高温而耗尽。
据信，微生物聚生体提供了代谢含沥青的油砂的独特能力，并且其还在本文陈述的温度范围内表现出有用的代谢活性。众所周知，油砂烃具有焦油-样的多芳烃组成，这使得石油和其它烃的分离困难。本发明的微生物聚生体能够产生烃与基质的快速和高产率的分离。据信，用所述微生物处理，也可以得到较少问题的烃如位于岩石、页岩、粘土、沉积物、砾石和其它地层中的那些烃的同样有效的分离。优化该工艺将导致从沥青砂的提高的石油回收率。
作为需氧菌，有机体在分离的石油产品中的代谢活性可以简单地通过降低温度和/或消除可用的氧而控制。如已经用其它微生物演示并且在本领域中已知的，可以从工艺用水或回收石油中再循环微生物用于新的应用。
BioTigerTM微生物的另外用途可以在与环境清除或含烃尾矿处理相关的土壤清洗工艺中找到。如美国专利6,074,558中所述，该美国专利题目为“沥青浮渣尾矿的生物化学处理(Biochemical Treatment of BitumenFroth Tailings)”，转让给BHP国际矿业公司(BHP Minerals International，Inc.)，并且通过引用结合在此，公开了代谢天然沥青砂烃的微生物的用途，其用于处理包含粘土、细砂、水和沥青的淤泥的工艺尾矿。尽管‘558专利中的教导利用了存在于沥青砂中的天然细菌，据信本文报道的本发明微生物聚生体的使用将提供提高的烃回收和分离，同时产生体积减少的废物。还据信，上述工艺可有效处理石蜡添加剂，所述石蜡添加剂可以是为了提高烃回收效率而引入的。迄今观察显示，微生物聚生体减少了连接有另外的侧链或芳族基团的石蜡。似乎石蜡被完全降解，因为石蜡没有作为含更复杂石蜡化合物的代谢降解的结果而积聚。基于发明人的观察，微生物聚生体以以下次序优先降解石油组分：萘和甲基-萘，轻质正-链烷烃(石蜡)，然后是逐渐变重的正-链烷烃。通过降低废物中的石蜡含量，可以显著降低由来自该废物的水径流造成的污染。
据信，微生物聚生体可用于沥青砂调制(conditioning)和开采，因为其产生生物表面活性剂和酶，并且使沥青砂中所含的沥青更有效地与粘土和砂固体分离。聚生体悬浮体的一个用途包括直接注入沥青砂矿床中，所述沥青砂矿床包括部分废弃的或未-废弃的石油储层。随后微生物生长和建群，使得沥青砂更适于包括回收在内的工艺，所述回收通过注入/抽出井或者通过基本上将沥青与其中含有的砂和粘土分离，开采处理的沥青砂而进行。
微生物聚生体还可用于地上沥青砂加工步骤，如在‘558专利所公开并且如图2中所示。以这种方式，作为沥青浮渣生成的副产物产生的沥青砂尾矿不含除去的(disbursed)将阻碍沥青砂尾矿集水区中固体沉降的粘土。而且，在随后的加工之前将微生物聚生体与沥青砂一起使用，导致尾矿的降低的沥青损耗和更高水平的沥青浮渣产生。
题目为“从沥青浮渣尾矿提取沥青和从含油砂产生的沥青浮渣尾矿的生物处理(Extraction of Bitumen From Bitumen Froth and Biotreatment ofBitumen Froth Tailings Generated From Tar Sands)”的美国专利5,968,349，该美国专利通过引用结合在此，还描述了一种工艺，该工艺将天然微生物用于提取和回收工艺以生产基本上不含水、固体、沉淀的沥青质和沥青浮渣尾矿的沥青产品。据信，使用本文描述的微生物聚生体代替内在微生物或除内在微生物外还使用本文描述的微生物聚生体的类似工艺是有利的。据信，微生物聚生体具有更宽的活性温度范围，已经证明了在产生芳族烃的适宜分离的表面活性剂生产中的效力，并且可以使用烃源作为代谢的唯一碳源。
如参考图5所看出的，存在可用于沥青砂以及与石油回收工艺相关的各种废品和废流的各种地上处理工艺的示意性途径。如在示意图中看出的，生物反应器可用于容纳所需的先前描述的微生物聚生体的混合物。如从图5看出，微生物聚生体可以以众多水平引入到各种工艺途径中，包括将调制淤浆用于浮选槽中的初级分离池，在浮选尾矿的处理，浮渣处理，二次尾矿，以及尾矿池基质以及来自尾矿池的循环水的处理。如所示，可以在工艺处理中的多个位置引入微生物。另外，预想，一旦引入到工艺途径中，则引入的微生物的一部分可以被分割在各种分离区，使得先前引入的微生物通过适宜的工艺流程逐个工艺步骤地循环，从而可以提高处理工艺。以这种方式，提高整个工艺的效率。另外，到微生物适应工艺流中烃成分的程度，据信，适宜的是在随后的工艺步骤中保持那些适应的有机体。
然而，在需要或有利时，可以引入来自生物反应器的另外的微生物以进一步促进该工艺。
在沥青砂加工中还已知，将石蜡添加到沥青砂混合物以提高烃移出。在随后的沥青砂加工过程中，采用通风工艺，其部分地除去石蜡。然而，显著的石蜡组分保留在沥青砂尾矿中。已知这些尾矿将石蜡释放到水径流中，这造成正在增加的环境问题。石蜡烃是这样一种类型的烃，据信其可以通过使用微生物聚生体而降解。因此，据信，添加到常规废尾矿和沥青砂工艺流处理中的微生物聚生体可以有效地从沥青砂残余物中基本上移除添加的石蜡。
注入井和其它烃回收技术通常产生水和烃的混合物，其需要分离。通常，需要再循环回收的水以用于另外的工艺步骤。到微生物聚生体存在于回收的水中的程度，所分离的含聚生体的水可以被再次注回井中。常规的油/水分离工艺是足够温和的，从而微生物在水回收工艺后保持有活力。回收的水可以直接使用，或者可以在再次注入到井中之前引入另外的微生物和/或营养物。
到回收的水不再次使用并且要引入到地上蓄水池或否则排放的程度，存在于废水中的微生物聚生体可以用于进一步“润饰(polish)”或处理回收的水以额外降解剩余的烃内含物。
微生物聚生体在烃回收工艺中的另外的用途涉及微生物减少各种烃级分中的芳族键的能力。另外，据信，本文描述的微生物还可以减少烃中存在的硫、氮和磷键。减少芳族键以及与石油中其它成分反应的能力在随后的下游加工以及便于回收产物通过管线运输方面提高了回收的产品的品质。减少(打开)芳族键的能力提供粘性较小的产物，其更容易流动并且通过管线系统移动需要较少的能量。
因此，据信，所演示的微生物聚生体的特征使得它们可用于从地下岩层以及废尾矿或开采的沥青砂的地上处理中处理和回收烃。这种用途实现了有用烃的较高产率，同时使废物的产生最小化。上述工艺不需要使用危险溶剂，而依赖于天然产生的生物表面活性剂与通过微生物聚生体对含有石油的基质建群所实现的有益效果的组合。可以进行通过加氧、营养物添加、温度(即，温水)和混合对聚生体活性的控制，以对于任何可处理的基质进行优化。改变氧含量、营养物含量、处理温度和混合水平的能力可以在不进行不适当的实验的情况下实现，并且是本领域普通技术人员熟知的。
因此，据信，所例举的微生物聚生体的特征使得它们可用于处理来自尾矿池焦油的废水和径流中的悬浮固体。许多悬浮固体是可能有水质问题的环境忧虑的粘土颗粒。这种用途包括应用于更高的废水或径流质量，这可以使环境影响最小化。上述工艺不需要使用危险化学品(例如沉淀剂)，而依赖于天然产生的生物表面活性剂与微生物聚生体的生长特性的组合。可以进行通过加氧、温度(即，温水)和混合对聚生体活性的控制，以对于任何水处理体系进行优化。控制生物水处理的能力可以在不进行不适当的实验的情况下实现，并且是本领域普通技术人员熟知的。
尽管已经采用具体的术语、装置和方法描述了本发明的优选实施方案，这样的描述仅用于说明目的。所用的文字是描述性的而非限制性。应理解，在不偏离由后附权利要求阐述的本发明的实质或范围的情况下，本领域普通技术人员可以进行更改和变化。另外，应理解，各种实施方案的特征是可以整体或部分互换的。因此，后附权利要求的实质和范围不应限于本文中包含的优选形式的描述。

Claims (12)

1.一种处理含烃基质的方法，所述含烃基质选自含有石油的岩层，油砂，含油废尾矿，沥青砂和含烃径流中的至少一种，所述方法包括以下步骤：
供应含烃基质；
向所述含烃基质中引入选自由ATCC Nos.PTA-5570至PTA-5581以及它们的组合组成的组中的至少一种细菌；和
使所述至少一种细菌与所述含烃基质联合生长，直至出现烃处理的期望水平。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括注入聚生体的步骤，所述注入聚生体的步骤包括从由ATCC Nos.PTA-5570至PTA-5581以及它们的组合组成的组中选择产表面活性剂的微生物。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在注入所述微生物培养物之前注入所述营养物。
4.一种用于从含有石油的岩层回收石油的微生物增强的石油回收方法，所述岩层包括一个入口，所述方法包括：
注入含有选自由ATCC No.PTA-5570至ATCC No.PTA-5581组成的组中的细菌的混合物的水；
使所述微生物利用所述石油作为主要碳源在所述含有石油的岩层内建群，从而建立生物质层，所述生物质层起到使所述石油与所述岩层分离的作用；和
经由所述入口或分开的出口中的任何一个移走所分离的石油。
5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述微生物与营养混合物同时引入。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物中的至少一种产生表面活性剂，所述表面活性剂起到将石油从含有石油的岩层或油砂中移出的作用。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物中的至少一种产生酶，并且所述酶活性起到将石油从所述含有石油的基质中移出的作用。
8.一种用于从地上废尾矿材料或油砂中的至少一种回收石油的方法，所述方法包括以下步骤：
向烃基质中引入微生物聚生体和营养物组合物，所述微生物聚生体选自基本上纯的微生物培养物，所述微生物选自由ATCC Nos.PTA-5570至PTA-5581组成的组，并且所述营养组合物包括能够支持所述微生物生长的营养物的水溶液，所述微生物能够在约20℃至约65℃的温度范围内在所述烃基质上生长；
将所述微生物聚生体保持在所述烃基质内，保持的时间的量足以使所述微生物聚生体建群并且代谢所述基质内的烃；和
将不含烃基质与所述烃基质分离，从而提供体积减小的烃污染废料或分离的烃级分中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物培养物中的至少一种产生酶，并且所述酶活性起到在所述注入井内将石油从含有石油的岩层中移出的作用。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述废尾矿或所述油砂还包含石蜡材料。
11.根据权利要求4所述的方法，其中所述注入的水还包含循环水，所述循环水含有从所述移走的分离石油中回收的所述细菌的有生活力的混合物。
12.一种用于从含有石油的储层回收石油的方法，所述储层具有至少一个注入井和至少一个生产井，所述方法包括以下步骤：
向所述储层的所述注入井中引入微生物聚生体和营养物组合物，所述微生物聚生体选自基本上纯的微生物培养物，所述微生物选自由ATCC Nos.PTA-5570至PTA-5581组成的组，并且所述营养物组合物包括能够支持所述配方的所述微生物生长的营养物水溶液，所述注入的微生物能够在约20℃至约65℃的温度范围内在所述储层中生长；
将所述微生物聚生体在所述注入井内保持，保持的时间的量足以使所述微生物聚生体在所述储层内建群；和
在保持所述微生物聚生体的所述步骤之后，将流体注入所述注入井中以将排出的石油驱使到所述生产井。
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