CN111763245A - 十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物及复合驱油剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种十二烷基磺酸钠‑杆菌肽化合物及复合驱油剂。该十二烷基磺酸钠‑杆菌肽化合物化学结构式如下：

。本发明提供了包含有由十二烷基磺酸钠与杆菌肽反应得到的十二烷基磺酸钠‑杆菌肽化合物的十二烷基磺酸钠‑杆菌肽复合驱油剂。该复合驱油剂可以很好地实现与采油功能菌的复配从而形成一种微生物‑化学复合驱油剂。该微生物‑化学复合驱油剂既具有微生物驱对原油降解降黏功效又具有化学驱的乳化降黏效果，并且通过生物携载方式，扩大化学驱油剂在油层中的波及体积和分散效率，有效提高微生物与化学剂的协同反应效率，实现1+1>2的目的。

Description

十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物及复合驱油剂

技术领域

本发明属于三次采油技术领域，涉及一种微生物-化学复合驱油剂的制备及应用，特别涉及一种十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物及复合驱油剂。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，对石油的需求量不断增加，石油消费与供给的矛盾更加突出，为解决上述矛盾，除了加大勘探力度，继续寻找石油资源外，提高已开发油田的原油采收率也是行之有效的途径之一。

微生物采油技术(Microbial enhanced oil recovery-MEOR)是一项通过利用微生物活体细胞的自然生物化学作用(生物降解和代谢产物)来提高原油采收率的技术，通过向油藏注入具备采油功能的微生物和/或营养液，使采油功能菌在油层内生长繁殖，通过微生物的生物化学作用，改变原油的物理(表、界面性能)化学性质(原油组分)，降低原油分子链长和剪切粘度，提高原油流动性，从而提高原油采收率。

微生物采油技术虽然能够很好地解决如新疆油田等稠油油藏原油流动性问题，但要达到较高的原油采收率，仍然需要配合化学驱油剂驱油。简单地将两者进行混合虽然具有操作简单、运行成本低廉的优势，但两者进入油层后扩散速度存在较大差异，极易产生分离，无法达到协同驱油的效果。如何实现微生物驱油和化学驱油的良好结合，提高原油采收率已成为人们广泛关注且亟待解决的重要难题。

将化学驱油剂修饰于采油功能微生物的表面，由微生物协载进入油层，是解决化学驱油剂与微生物两者分离问题，实现两者协同驱油的重要途径。

但是，化学驱油剂的加入及其反应过程往往会破坏微生物的生理功能，降低微生物驱油效果，甚至造成微生物大规模死亡，导致微生物驱油无法实现。此外，化学驱油剂的加入，也会导致微生物运动能力减弱、渗透能力下降，难以对低渗透油藏产生实质性的驱油作用。因此，化学剂的选择、加入方法、加入量的控制以及反应条件的控制，就成为微生物-化学复合驱油的关键所在。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物。

本发明的目的还在于提供一种十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂，该十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂可以很好地实现与采油功能菌的复配形成微生物-化学复合驱油剂。

本发明的目的还在于提供一种适用于油田驱油，特别是高粘油田驱油的微生物-化学复合驱油剂。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现。

本发明提供了一种十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物，该十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物的结构式为：

上述结构的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物可以通过十二烷基磺酸钠与杆菌肽反应得到，化学反应式具体如下：

本发明提供了一种十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂，该复合驱油剂含有由十二烷基磺酸钠与杆菌肽反应得到的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物；优选地，所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物为上述结构的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物。

本发明提供了一种上述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂的制备方法，具体包括如下步骤：

在杆菌肽溶液中加入十二烷基磺酸钠反应后得到所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂，其中所述杆菌肽与十二烷基磺酸钠的质量比为1:1.5-3。

在上述制备方法中，优选地，所述反应为在37-40℃下反应6-12h。

在上述制备方法中，优选地，所述杆菌肽溶液的质量浓度为40％-60％，在该制备方法中，杆菌肽溶液的质量浓度的高低并不会影响到反应本身，但其对反应最终的产率会有一定影响。

在上述制备方法中，优选地，所述杆菌肽溶液为杆菌肽溶于水形成，其中所述杆菌肽的制备方法如下所述：

1)在空气浴摇床中对已接种至培养基中的菌株进行培养，直至细菌生长至对数后期，离心，收集菌体；

2)将收集到的菌体用稀硫酸洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成悬液；

3)将所述悬液进行分装，离心，收集下层细菌体；

4)将收集到的下层细菌体洗脱、离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤1)中所述离心为在6000-10000转/分钟下离心10-20min；进一步优选地，所述离心为在8000转/分钟下离心15min。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤1)中所述培养基为200mL。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤1)中所述对已接种至培养基中的菌株进行培养选用500mL三角瓶为容器。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤1)中所述菌株为代谢产物中含有杆菌肽的任意菌株。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤1)中所述培养在63-68℃和160-180r/min下进行；进一步优选地，所述培养在65℃和170r/min下进行。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤2)中所述悬液在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤2)中所述稀硫酸的pH值为2-3；进一步优选地，pH值为2。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤3)所述离心为在6000-8000转/分钟下离心10-15min；进一步优选地，所述离心为在8000转/分钟下离心10min。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤3)中所述分装为分装成每份20mL。

在上述制备杆菌肽的方法中，优选地，步骤4)所述洗脱为在38-40℃下清水洗脱10-12h；进一步优选地，述洗脱为在40℃下清水洗脱12h。

在上述制备杆菌肽的方法中，步骤4)中进行色谱分离时，上层荚膜溶液的保留时间可根据杆菌肽标准样品的保留时间确定。在色谱分析中，被分离样品组分从进样开始到柱后出现该组分浓度极大值时的时间，也即从进样开始到出现某组分色谱峰的顶点时为止所经历的时间，称为此组分的保留时间。

该制备方法得到的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂经提纯可得到所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物。

本发明还提供了一种微生物-化学复合驱油剂，该复合驱油剂由本发明提供的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配制成。

在上述微生物-化学复合驱油剂中，优选地，所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂通过上述的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂的制备方法制得的。

在上述微生物-化学复合驱油剂中，优选地，其十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂中的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物修饰于采油功能菌表面。

在上述微生物-化学复合驱油剂中，优选地，所述微生物-化学复合驱油剂通过下述制备方法制备得到：

1)在500mL三角瓶中添加已接种菌株的培养基200mL，置于空气浴摇床中在65℃和170r/min下培养，待菌生长至对数后期时，8000r/min下离心15min收集细胞，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的悬液(1cm比色皿)，每份20mL分装，8000转/分钟下离心10min，收集下层细菌体；

2)将细菌体在40℃下清水洗脱12h，离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽(色谱分离时，上层荚膜溶液的保留时间可根据杆菌肽标准样品的保留时间确定)；

3)将质量浓度为40％-60％的杆菌肽溶液置于39℃水浴中，加入杆菌肽质量2.5倍的十二烷基磺酸钠，反应12h即得到所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂；

4)将上述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌菌剂形成混合物，其中，十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌菌剂的体积比为10:1-5:1，培养增殖24-36h直至培养基中的混合物在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1，即得到所述微生物-化学复合驱油剂。

本发明还提供了一种上述微生物-化学复合驱油剂的制备方法，具体包括如下步骤：

将本发明提供的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌形成混合物，培养增殖，得到所述微生物-化学复合驱油剂。

在上述微生物-化学复合驱油剂的制备方法中，优选地，所述培养增殖为培养增殖至培养基中的混合物在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1。

在上述微生物-化学复合驱油剂的制备方法中，优选地，所述培养增殖的时间为24-36h。

在上述微生物-化学复合驱油剂的制备方法中，优选地，所述移入采油功能菌通过移入采油功能菌菌剂的方式进行，其中，所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与所述采油功能菌菌剂的体积比为10:1-5:1；更优选地，体积比为10:1。

在上述微生物-化学复合驱油剂的制备方法中，优选地，所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂由上述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂的制备方法制备得到。

本发明提供的技术方案从微生物与化学剂油协同驱油考虑，对其进行研究，给出了一种全新的微生物-化学复合驱油体系，为油田提高原油采收率提供了解决方案。本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明的方法简单、可操作性及适用性极强，能够适应实际油田生产的需求。

(2)本发明提供的微生物-化学复合驱油剂具有微生物驱对原油的降解降黏功效，和化学驱的乳化、降黏效果，并且可以通过生物携载方式，扩大化学剂在油层中的波及体积和分散效率，有效提高微生物与化学剂的协同反应效率，实现1+1>2的目的。

(3)本发明提供的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂可以很好地实现与采油功能菌的共存，为采油功能菌的生长繁殖提供有利条件。

(4)本发明提供的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物对原油具有良好的乳化性能，是很好的驱油用表面活性剂，且该化合物可以修饰到采油功能菌的表面。

(5)本发明提供的微生物-化学复合驱油剂制备方法制备得到的微生物-化学复合驱油剂成功将十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物修饰到了采油功能菌表面上。

附图说明

图1为实施例1中提供的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物的红外图。

图2为十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂、水、采油功能菌、十二烷基磺酸钠分别与白油发生乳化的乳化稳定表征曲线对比图。

图3为微生物菌落在实施例1中提供的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂中的生长状况图。

图4为十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂、采油功能菌、十二烷基磺酸钠降低原油粘度的效果对比图。

图5为十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂、十二烷基磺酸钠化学驱油剂驱油波及效率对比图。

图6为十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物、十二烷基磺酸钠与采油功能菌复配时的负载效率对比图。

图7为十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂、采油功能菌、十二烷基磺酸钠原油乳化粒径分布对比图。

图8为波及效率验证所用的驱油装置物理模拟图。

图9为波及效率验证岩心注入段塞示意图。

图10为波及效率验证对照实验岩心注入段塞示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种微生物-化学复合驱油剂，其是通过以下步骤制备的：

(1)在500mL三角瓶中添加已接种菌株的培养基200mL，置于空气浴摇床中在65℃和170r/min下培养，待菌生长至对数后期时，8000r/min离心15min收集细胞，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的悬液(1cm比色皿)，每份20mL分装，8000转/分钟下离心10min，收集下层细菌体；

(2)将细菌体在40℃下清水洗脱12h，离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽(色谱分离过程中，上层荚膜溶液的保留时间根据杆菌肽标准样品的保留时间确定)；

(3)将质量浓度为50％杆菌肽溶液置于39℃水浴中，加入杆菌肽质量2.5倍的十二烷基磺酸钠，反应12h，得到十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂；

(4)将上述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌菌剂形成混合物，其中，加入细菌培养基中的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌菌剂的体积比为10:1，培养增殖24-36h直至培养基中的混合物在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1后即得到所述微生物-化学复合驱油剂。

将步骤(3)得到的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂通过聚焦色谱法进行分离、并提纯，得到十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物。

图1为本实施例提供的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物的红外谱图，从该红外谱图中可以清晰地看出，产物在3200cm^-1-3500cm^-1处的宽峰，为缔合O-H形成；2960cm^-1-2930cm^-1处两个吸收峰为饱和C-H伸缩振动吸收峰；1646cm^-1处的中强吸收峰为羰基峰；1533cm^-1处为芳环C＝C基骨架振动峰,1406cm^-1处为酰胺中C-N伸缩振动。1204cm^-1-1135cm^-1为胺基中C-N伸缩振动吸收峰，838cm^-1、800cm^-1、724cm^-1三处峰为芳环上C-H面外弯曲振动峰，3391cm^-1分子间氢键O-H。这些特征峰说明，在此条件下的合成，成功地使杆菌肽修饰了十二烷基磺酸钠，在此条件下合成的产物分子发生了聚合反应。

用VPO法测定反应前后物质的相对分子量，来进一步验证反应产物的生成是否成功。经检测，十二烷基磺酸钠的相对分子质量为271.3，杆菌肽的相对分子质量为1419.6，十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物的相对分子质量为1676.8。相较于十二烷基磺酸钠，其反应前后的相对分子质量差值为1405.5，近似于杆菌肽的相对分子质量，可以进一步证明杆菌肽成功修饰了十二烷基磺酸钠。

实施例2

本实施例提供了一种微生物-化学复合驱油剂，其是通过以下步骤制备的：

(1)在500mL三角瓶中添加已接种菌株的培养基200mL，置于空气浴摇床中在65℃和170r/min下培养，待菌生长至对数后期时，8000r/min离心15min收集细胞，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的悬液(1cm比色皿)，每份20mL分装，8000转/分钟下离心10min，收集下层细菌体；

(2)将细菌体在40℃下清水洗脱12h，离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽(色谱分离过程中，上层荚膜溶液的保留时间根据杆菌肽标准样品的保留时间确定)；

(3)将质量浓度为50％杆菌肽溶液置于37℃水浴中，加入杆菌肽质量1.5倍的十二烷基磺酸钠，反应12h，得到十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂；

(4)将上述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌菌剂形成混合物，其中，加入细菌培养基中的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌菌剂的体积比为10:1，培养增殖24-36h直至培养基中的混合物在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1后即得到所述微生物-化学复合驱油剂。

实施例3

本实施例提供了一种微生物-化学复合驱油剂，其是通过以下步骤制备的：

(1)在500mL三角瓶中添加已接种菌株的培养基200mL，置于空气浴摇床中在65℃和170r/min下培养，待菌生长至对数后期时，8000r/min离心15min收集细胞，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的悬液(1cm比色皿)，每份20mL分装，8000转/分钟下离心10min，收集下层细菌体；

(2)将细菌体在40℃下清水洗脱12h，离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽(色谱分离过程中，上层荚膜溶液的保留时间根据杆菌肽标准样品的保留时间确定)；

(3)将质量浓度为50％杆菌肽溶液置于40℃水浴中，加入杆菌肽质量3倍的十二烷基磺酸钠，反应6h，得到十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂；

(4)将上述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌菌剂形成混合物，其中，加入细菌培养基中的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌菌剂的体积比为10:1，培养增殖24-36h直至培养基中的混合物在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1后即得到所述微生物-化学复合驱油剂。

实施例4

本实施例提供了一种微生物-化学复合驱油剂，其是通过以下步骤制备的：

(1)在500mL三角瓶中添加已接种菌株的培养基200mL，置于空气浴摇床中在65℃和170r/min下培养，待菌生长至对数后期时，8000r/min离心15min收集细胞，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的悬液(1cm比色皿)，每份20mL分装，8000转/分钟下离心10min，收集下层细菌体；

(2)将细菌体在40℃下清水洗脱12h，离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽(色谱分离过程中，上层荚膜溶液的保留时间根据杆菌肽标准样品的保留时间确定)；

(3)将质量浓度为50％杆菌肽溶液置于38℃水浴中，加入杆菌肽质量2.8倍的十二烷基磺酸钠，反应10h，得到十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂；

(4)将上述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌菌剂形成混合物，其中，加入细菌培养基中的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌菌剂的体积比为10:1，培养增殖24-36h直至培养基中的混合物在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1后即得到所述微生物-化学复合驱油剂。

实施例5

本实施例提供了一种微生物-化学复合驱油剂，其是通过以下步骤制备的：

(1)在500mL三角瓶中添加已接种菌株的培养基200mL，置于空气浴摇床中在65℃和170r/min下培养，待菌生长至对数后期时，8000r/min离心15min收集细胞，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的悬液(1cm比色皿)，每份20mL分装，8000转/分钟下离心10min，收集下层细菌体；

(2)将细菌体在40℃下清水洗脱12h，离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽(色谱分离过程中，上层荚膜溶液的保留时间根据杆菌肽标准样品的保留时间确定)；

(3)将质量浓度为50％杆菌肽溶液置于40℃水浴中，加入杆菌肽质量2倍的十二烷基磺酸钠，反应9h，得到十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂；

(4)将上述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌菌剂形成混合物，其中，加入细菌培养基中的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌菌剂的体积比为10:1，培养增殖24-36h直至培养基中的混合物在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1后即得到所述微生物-化学复合驱油剂。

实施例6

本实施例提供了一种微生物-化学复合驱油剂，其是通过以下步骤制备的：

(1)在500mL三角瓶中添加已接种菌株的培养基200mL，置于空气浴摇床中在65℃和170r/min下培养，待菌生长至对数后期时，8000r/min离心15min收集细胞，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的悬液(1cm比色皿)，每份20mL分装，8000转/分钟下离心10min，收集下层细菌体；

(2)将细菌体在40℃下清水洗脱12h，离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽(色谱分离过程中，上层荚膜溶液的保留时间根据杆菌肽标准样品的保留时间确定)；

(3)将质量浓度为50％杆菌肽溶液置于39℃水浴中，加入杆菌肽质量2.4倍的十二烷基磺酸钠，反应10h，得到十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂；

(4)将上述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌菌剂形成混合物，其中，加入细菌培养基中的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌菌剂的体积比为10:1，培养增殖24-36h直至培养基中的混合物在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1后即得到所述微生物-化学复合驱油剂。

验证实验

实验组：

将实施例1中得到的微生物-化学复合驱油剂进行纯化，具体操作为：8000r/min离心实施例1中得到的微生物-化学复合驱油剂15min，收集下层细胞，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的悬液(1cm比色皿)，按照悬液与液体培养基体积比为1:10重新转移到液体培养基中，进行细菌再培养，具体为放置37℃恒温培养箱中培养48小时，得到实验组微生物-化学复合驱油剂。

对照样1：

(1)在500mL三角瓶中添加已接种采油功能菌菌株的培养基200mL，置于空气浴摇床中在65℃和170r/min下培养，待采油功能菌生长至对数后期时，8000r/min离心15min收集细胞，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的采油功能菌悬液(1cm比色皿)；

(2)将浓度为5‰的十二烷基磺酸钠水溶液与上述采油功能菌悬液按1:1的质量比混合，在40℃水浴反应10h得到第二采油功能菌悬液；

(3)将第二采油功能菌悬液进行洗脱杂质并纯化，具体操作为：将步骤2)得到的第二采油功能菌悬液弃上清液，8000r/min下离心10min，收集下层细菌，稀硫酸(pH值＝2)洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下的吸光值为1的悬液(1cm比色皿)，按照悬液与液体培养基体积比为1:10重新转移到液体培养基中，进行细菌再培养，具体为放置37℃恒温培养箱中培养48小时，以做对照样1。

对照样2：

配制浓度为5‰的十二烷基磺酸钠水溶液，以做对照样2。

对照样3：

配制600nm波长下用1cm比色皿测试吸光值为1的采油功能菌悬液，以做对照样3。

验证实验1-乳化性能验证

化学复合驱油剂是目前油田提高原油采收率的主要技术之一，其驱油机理复杂。对于驱油剂的驱油效果，通常用测定乳化剂的乳化稳定性来评价表面活性剂驱油体系的乳化性能，即乳化法，乳化层体积越大且稳定性越好则驱油效果越好。

实验步骤如下：

将5ml的实验组微生物-化学复合驱油剂置于烧杯中，并加入5ml白油，保温30min。取出后，用高速分散乳化仪搅拌10min(轴转速1000r/min)，倒入量筒中静置72h，并记录在这72小时时间内乳化层体积的变化情况。

将5ml对照样1置于烧杯中，并加入5ml白油，保温30min。取出后，用高速分散乳化仪搅拌10min(轴转速1000r/min)，倒入量筒中静置72h，并记录在这72小时时间内乳化层体积的变化情况，以做对照实验1。

将5ml对照样2置于烧杯中，并加入5ml白油，保温30min。取出后，用高速分散乳化仪搅拌10min(轴转速1000r/min)，倒入量筒中静置72h，并记录在这72小时时间内乳化层体积的变化情况，以做对照实验2。

将5ml水置于烧杯中，并加入5ml白油，保温30min。取出后，用高速分散乳化仪搅拌10min(轴转速1000r/min)，倒入量筒中静置72h，并记录在这72小时时间内乳化层体积的变化情况，以做对照实验3。

实验结果参见图2。图2为十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂(实验组、图2中简称复合剂)、水、采油功能菌(对照样1、图2中简称生物剂)、十二烷基磺酸钠(对照样2、图2中简称化学剂)分别与白油发生乳化的乳化稳定表征曲线对比图。微生物-化学复合驱油剂与白油经高速分散乳化仪搅拌发生乳化后8小时内下降速率较快，而40小时后基本不再变化，保持稳定。水与白油则因为高速分散乳化仪的机械搅拌而产生少量不稳定的乳浊液层，基本无乳化层，且2小时内分层明显。对照样2(化学驱油剂)与白油在高速分散乳化仪搅拌后产生少量稳定存在的乳化层。对照样1(微生物驱油剂)与白油在高速分散乳化仪搅拌后产生少量乳浊液层，8小时后消失，不再稳定存在。

验证实验2-降粘性能验证

化学复合驱油剂是目前油田提高原油采收率的主要技术之一，其驱油机理复杂。对于驱油剂的驱油效果，通常用测定加入驱油剂后的原油粘度来评价驱油剂的降粘性能，即降粘法，降粘效果越明显则驱油效果越好。

实验步骤如下：

将实验组微生物-化学复合驱油剂置于烧杯中，并加入体积比1:1的原油，保温30min。取出后，用机械搅拌仪搅拌5min(轴转速500r/min)，充分混合后用粘度仪测得粘度。

将对照样1置于烧杯中，并加入体积比1:1的原油，保温30min。取出后，用机械搅拌仪搅拌5min(轴转速500r/min)，充分混合后用粘度仪测得粘度，以做对照实验1。

将对照样2按1:1的体积比加入原油，保温30min。取出后，用机械搅拌仪搅拌5min(轴转速500r/min)，充分混合后用粘度仪测得粘度，以做对照实验2。

将原油保温30min，用粘度仪测得粘度，以做对照实验3。

实验结果请参见图4。图4为十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂(实验组、图4中简称复合剂)、采油功能菌(对照样1、图4中简称生物剂)、十二烷基磺酸钠(对照样2、图4中简称化学剂)降低原油粘度的效果对比图。由图4可知，对照样1即生物驱油剂对原油降粘效果最差，对照样2即化学驱油剂相对较好，而微生物-化学复合驱油剂降粘效果最好，可降低至原来原油粘度的55％左右。

验证实验3-负载效率验证

负载效率是评价微生物负载化学驱油剂能力高低的指标之一。负载效率越高，微生物携带化学剂的量越大，在地下的驱油效果越好。微生物负载化学驱油剂驱油的效率通常用紫外可见分光光谱仪测定。

实验步骤如下：

将实验组微生物-化学复合驱油剂置于比色皿中，用紫外可见分光光谱仪测定其负载效率。每半小时测定一次，直至观察时间至24h，实验结果请参见图6中图例为实验组的曲线。

将对照样1置于比色皿中，用紫外可见分光光谱仪测定其负载效率。每半小时测定一次，直至观察时间至24h，以做对照实验1，实验结果请参见图6中图例为对照组的曲线。

实验结果请参见图6。图6为实验组和对照样1负载效率随时间变化的曲线可以看出十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂中十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物随时间变化的负载效率曲线中负载效率并未出现大幅度的降低，变化十分缓慢，且数值较高。说明十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂中十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物负载效率较高，且不易脱落。而对照实验的负载效率曲线则载效率逐渐下降，幅度明显，且数值较低，说明十二烷基磺酸钠与采油功能菌复配得到的驱油剂中十二烷基磺酸钠负载效率不高，且易脱落。

验证实验4-乳化粒径验证：

乳液粒子呈多分散性，粒径的大小与分布对乳液的粘度及稳定性均有影响。驱油剂驱油效果中，乳化粒径大小是重要指标之一。通常用离心沉降法测定加入驱油剂后的乳化粒径大小及分布。粒径越小则乳液越稳定，驱油效果越好。

实验步骤：

将实验组微生物-化学复合驱油剂置于烧杯中，并加入体积比1:1的白油，保温30min。取出后，用高速分散乳化仪搅拌10min(轴转速1000r/min)，倒入量筒中静置72h后取乳液部分，用Joyce-Loebl盘式离心仪测得乳液粒径分布图。

将对照样3液置于烧杯中，并加入体积比1:1的白油，保温30min。取出后，用高速分散乳化仪搅拌10min(轴转速1000r/min)，倒入量筒中静置72h后取乳液部分，用Joyce-Loebl盘式离心仪测得乳液粒径分布图，以做对照实验1。

将对照样2按1:1的体积比加入白油，保温30min。用高速分散乳化仪搅拌10min(轴转速1000r/min)，倒入量筒中静置72h后取乳液部分，用Joyce-Loebl盘式离心仪测得乳液粒径分布图，以做对照实验2。

实验结果请参见图7。图7为十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂(实验组、图7中简称复合)、化学驱油剂(对照样2、图7中简称化学)、生物驱油剂(对照样3、图7中简称生物)乳化白油后所得的乳化粒径分布图。如图7所示，无论是最大值，最小值或是平均值，化学驱油剂作用后的乳化粒径最大，生物驱油剂作用后的乳化粒径次之，相较于化学驱油剂和生物驱油剂作用和的粒径，可以明显地发现，微生物-化学复合驱油剂作用后的乳化粒径均小于另外两种粒径。

验证实验5-波及效率验证

波及效率是目前油田提高原油采收率的主要评判标准之一，对于注水开发的油田来说，油层采收率的高低,主要取决于波及效率。波及效率通常用通过驱替模拟装置出口端的采出液的生物指标进行检测。

本次采用如图8所示的模拟装置图，该装置包括盐水(Brine)存放装置1、蒸馏水(Water)存放装置2、注入泵3、压力表(Pressure gauge)4、生化驱油剂储罐(tank)5、备用储罐6、原油储罐(oil tank)7、岩心夹持器(Core holder)8、围压泵(Confining pump)9、回压泵(Back-pressure pump)10、收集器(Produced fluid collector)11。其中，盐水存放装置1与一注入泵3相连，该注入泵的出口与一压力表4相连，该压力表4的另一端分别通过有阀门控制的管路与生化驱油剂储罐5的下端接口以及一六通的第一接口相连，原油储罐的上端接口与上述六通的第二接口相连，且原油储罐的上端接口与上述六通的第二接口相连的管路上设有另一压力表4；蒸馏水存放装置2与另一注入泵3相连，该注入泵的出口与另一压力表4相连，该压力表的另一端分别通过有阀门控制的管路与原油储罐7以及备用储罐6的下端接口相连，原油储罐7以及备用储罐6的上端接口分别通过有阀门控制的管路与上述六通的第三、第四接口相连；上述流通的第6接口与岩心夹持器8的入口相连，岩心夹持器8的出口分别与回压泵10以及收集器11相连，围压泵9与岩心夹持器8连接用以施加围压。

实验步骤：

(1)将岩心夹持器8中的岩心，进行饱和油，然后水驱；水驱至采出油含水率达到98％后结束，然后进行驱油段塞注入，具体为：采取两个段塞注入的方式，注入实验组微生物-化学复合驱油剂，注入总量为0.5PV。如图9所示先注入0.2PV盐水，然后依次注入0.25PV的实验组微生物-化学复合驱油剂、0.1PV盐水、0.25PV的实验组微生物-化学复合驱油剂、0.2PV的盐水。

(2)驱油段塞注入后，开始后续水驱过程，在后续水驱过程中，从岩心夹持器8的出口端每0.1PV取样一次，进行菌落涂布和红外表征，得到得到随驱出液PV数增加，驱出液中复合驱油剂的浓度变化曲线。

对照实验：

(1)将岩心夹持器8中的岩心，进行饱和油，然后水驱；水驱至采出油含水率达到98％后结束，然后进行驱油段塞注入，具体为：采取两个段塞注入的方式，注入对照样2(化学驱油剂)，注入总量为0.5PV，如图10所示先注入0.2PV盐水，然后依次注入0.25PV的对照样2(化学驱油剂)、0.1PV盐水、0.25PV的对照样2(化学驱油剂)、0.2PV的盐水。

(2)驱油段塞注入后，开始后续水驱过程，在后续水驱过程中，从岩心夹持器8的出口端每0.1PV取样一次，进行菌落涂布和红外表征，得到随驱出液PV数增加，驱出液中化学驱油剂的浓度变化曲线。

与对照实验相比，在驱出液中，越早出现微生物-化学复合驱油剂的踪影，说明微生物-化学复合驱油剂扩散效果越好。图5为十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配得到的微生物-化学复合驱油剂(实验组、图5中简称复合剂浓度)、十二烷基磺酸钠化学驱油剂(对照样2、图5中简称化学剂浓度)驱油波及效率对比图。在对照实验中，在后续水驱的前0.2PV取样中未发现十二烷基磺酸钠有效浓度，说明十二烷基磺酸钠本身没有扩散能力，仅停留在其注入段塞附近；相比而言，在注入微生物-化学复合驱油剂的实验中，在后续水驱过程中，第一次取样，0.1PV里即发现微生物-化学复合驱油剂痕迹，经平板涂布发现，生物浓度为10¹个/ml，说明微生物-化学复合剂较化学剂拥有自主运移能力。从整体岩心布局观察，化学剂的浓度与注入段塞复合，呈两个峰值；而微生物-化学复合剂波及效率有显著提高，整体呈现一个峰值，覆盖整个岩心。化学剂的浓度与注入段塞复合，呈两个峰值，化学驱注入，驱油效果提高，而化学驱从岩心出来后，驱油效率也随之下降。而微生物-化学复合剂波及效率整体呈现一个峰值，说明微生物-化学复合剂的运动范围覆盖了整个岩心，并未随着后水驱的注入，而从岩心中出来，波及效率相较化学驱，有显著提高。

验证实验6-十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配时菌落生长情况验证

实验步骤如下：

稀释操作：

(1)将分别盛有9ml水的6支试管灭菌,并按10-1到10-6的顺序进行编号。

(2)用移液试管吸取1ml实施例1中制备所得的微生物-化学复合驱油剂，注入10-1号试管中进行稀释得到稀释液。

(3)从10-1号试管中吸取1ml稀释液，注入10-2号试管中。以此类推，直到完成最后一支试管的稀释。

涂布操作：

(1)取少量10-6号试管中的稀释液滴加到采油微生物固体培养基表面。

(2)将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却8-10s。

(3)用涂布器将稀释液均匀地涂布在培养基表面。

观察涂布后的微生物-化学复合驱油剂的生长情况，上述实施例1中制备所得的微生物-化学复合驱油剂加入采油微生物固体培养基后，微生物菌落生长情况如图3所示。由图3中可见，采油功能菌菌落生长良好。

在该验证实验中，实施例1得到的微生物-化学复合驱油剂经稀释步骤后留下的化学驱油剂仅为成功修饰到采油功能菌表面的化学驱油剂(因为稀释了6倍，此时化学剂的浓度为10^-6，默认为不存在)后续增殖培养过程中不存在。

Claims (10)

1.一种十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物，其中，该十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物的结构式为：

2.一种十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂，其中，该复合驱油剂含有由十二烷基磺酸钠与杆菌肽反应得到的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物；优选地，所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物为权利要求1所述的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物。

3.权利要求2所述的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂的制备方法，其中，该制备方法包括：

在杆菌肽溶液中加入十二烷基磺酸钠，反应后得到所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂，其中所述杆菌肽与十二烷基磺酸钠的质量比为1:1.5-3；优选地，所述反应为在37-40℃下反应6-12h。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述杆菌肽溶液的质量浓度为40％-60％；优选地，所述杆菌肽溶液为杆菌肽溶于水形成，其中所述杆菌肽通过以下步骤制得：

1)在空气浴摇床中对已接种至培养基中的菌株进行培养，直至细菌生长至对数后期，离心，收集菌体；优选地，所述离心为在6000-10000转/分钟下离心10-20min；进一步优选地，所述离心为在8000转/分钟下离心15min；

2)将收集到的菌体用稀硫酸洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成悬液；优选地，所述悬液在600nm波长下用1cm比色皿测定的吸光值为1；

3)将所述悬液进行分装，离心，收集下层细菌体；优选地，所述离心为在6000-8000转/分钟下离心10-15min；进一步优选地，所述离心为在8000转/分钟下离心10min；

4)将收集到的下层细菌体洗脱、离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽；优选地，所述洗脱为在38-40℃下清水洗脱10-12h；进一步优选地，所述洗脱为在40℃下清水洗脱12h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤1)中，所述菌株为代谢产物中含有杆菌肽的任意菌株；优选地，所述培养在63-68℃和160-180r/min下进行，进一步优选地，所述培养在65℃和170r/min下进行。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤2)中，所述稀硫酸的pH值为2-3；优选地，所述稀硫酸的pH值为2。

7.一种微生物-化学复合驱油剂，其中，所述微生物-化学复合驱油剂由权利要求2所述的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌复配而成；优选地，所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂通过权利要求3-6任一项所述的制备方法制得。

8.根据权利要求7所述的微生物-化学复合驱油剂，其中，所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂中的十二烷基磺酸钠-杆菌肽化合物修饰于采油功能菌表面。

9.根据权利要求7所述的微生物-化学复合驱油剂，其中，所述微生物-化学复合驱油剂通过下述制备方法得到：

1)在500mL三角瓶中添加已接种菌株的培养基200mL，置于空气浴摇床中在65℃和170r/min下培养，待菌生长至对数后期时，8000r/min下离心15min收集细胞，利用pH值＝2的稀硫酸洗涤除去杂质，并悬浮菌体，制成在600nm波长下1cm比色皿测定吸光值为1的悬液，每份20mL分装，8000转/分钟下离心10min，收集下层细菌体；

2)将细菌体在40℃下清水洗脱12h，离心分离，取上层荚膜溶液进行色谱分离、提纯，获得杆菌肽；

3)将质量浓度为40％-60％的杆菌肽溶液置于39℃水浴中，加入杆菌肽质量2.5倍的十二烷基磺酸钠，反应12h即得到所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂；

4)将步骤3)得到的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌菌剂形成混合物，其中，十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与采油功能菌菌剂的体积比为10:1-5:1，培养增殖24-36h直至溶液在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1后即得到所述微生物-化学复合驱油剂。

10.权利要求7-9任一项所述的微生物-化学复合驱油剂的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：

将权利要求2所述的十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂加入细菌培养基中，移入采油功能菌形成混合物，培养增殖，得到所述微生物-化学复合驱油剂；

优选地，所述培养增殖为培养增殖至混合物在600nm波长下用1cm比色皿测定吸光值为1；

优选地，所述培养增殖的时间为24-36h；

优选地，所述移入采油功能菌通过移入采用功能菌菌剂的形式实现，其中，所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂与所述采油功能菌菌剂的体积比为10:1-5:1；更优选地，体积比为10:1；

优选地，所述十二烷基磺酸钠-杆菌肽复合驱油剂由权利要求3-6任一项所述的制备方法制备得到。

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