CN115873737A - 一株地衣芽孢杆菌及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)BN‑5，其保藏编号为CGMCC No.22584。上述地衣芽孢杆菌在石油开采中、在微生物单井吞吐中、在微生物驱油中、及在页岩油开采中的应用。本发明的有益效果在于：1、本发明提供的地衣芽孢杆菌BN‑5具有很强的降低表面张力、乳化降粘能力，物理模拟实验提高采收率大于15％；2、该菌株发酵液应用于微生物单井吞吐，平均单井增油量大于300t；该菌株发酵液应用于微生物驱油，井组平均日增油4t以上；3、该菌株发酵液应用于非常规页岩油开采，平均单井增油200t，有效期200d以上。

Description

一株地衣芽孢杆菌及其应用

技术领域

本发明属于能源生物技术和环境生物技术领域，具体涉及一株地衣芽孢杆菌及其应用。

背景技术

当前科学技术飞速发展，工业生产规模庞大，社会各行各业对石油的需求量不断上升，这对于石油企业来说既是机遇又是挑战。

为了适应我国石油资源地质环境多样、差异大的特点，各种各样的开发技术和生产技术不断出现和创新，为提高石油开采工作效率和企业效益做出巨大贡献。其中，因为我国低渗透油田分布广泛，资源丰富，但是低渗透油田本身渗透能力差、开发难度大、产量不高。为了更加高效地开发低渗透油田使其增加产量，压裂技术是首选方法，强化压裂技术在低渗透油田开采中的使用至关重要。

压裂技术主要是指借助水的作用力，在油田上方产生裂缝，也称之为油层水力压裂。压裂液是压裂工艺技术的一个重要组成部分，主要功能是造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂。成功的压裂作业要求液体除在裂缝中具有较高的粘度外，还能够迅速破胶，作业后能够快速返排。胍胶及其衍生物、聚丙烯酰胺、黄原胶等高分子化合物是压裂液的主要组分，在水平井分段压裂中，由于分段压裂施工周期较长，压裂液得不到及时的返排，造成压裂液滞留在岩石孔隙中，形成不同程度的堵塞，影响储层改造的效果，导致注入压力大幅提高，注入量降低，影响原油产量，直接影响区块整体开采效果。因此如何降解储层中有机大分子物质，进而有效提高原油采收率成为一个急需解决的问题。

地衣芽孢杆菌是一种革兰氏阳性嗜热细菌，在良好环境下则可以生长态存在，以孢子形式存在时能够抵抗恶劣的环境。该细菌可调整菌群失调达到治疗目的，可促使机体产生抗菌活性物质、杀灭致病菌；还能产生抗活性物质，并具有独特的生物夺氧作用机制，能抑制致病菌的生长繁殖。

目前地衣芽孢杆菌的用途主要集中在益生菌制备、饲料添加剂、污水治理、有机垃圾生物降解等四个方面。例如，发明名称为“降低氟及氟化物的益生菌剂及其制备方法和应用”，申请号：201911366038.X的中国发明专利申请公开的地衣芽孢杆菌作为益生菌剂组分中的一种，能改良盐碱土地，消除异味及臭味，降低氟及氟化物。发明名称为“一株抑制细菌生物膜形成的饲用地衣芽孢杆菌及其应用”，申请号：201911303744的中国发明专利申请公开的地衣芽孢杆菌RM17对细菌生物膜的形成具有抑制能力，耐胆盐能力强，将其制成菌剂后用于饲喂动物，提高饲料转化效率，促进生长方面有积极作用。发明名称为“一株地衣芽孢杆菌及其应用”，申请号：201510956636.8的中国发明专利申请公开的地衣芽孢杆菌B2具有高效好氧反硝化能力，能应用于处理硝酸盐废水或含NO_x的烟气，解决了温度波动对生物脱氮脱硝影响大的难题。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一株地衣芽孢杆菌，其能在油藏条件下原位生长、降解储层中有机大分子物质，并能有效提高原油采收率。

本发明的目的之二是提供一种含有上述微生物菌株的菌剂或由该微生物菌株制备的发酵液。

本发明的目的之三是将上述微生物菌株、其菌剂或其发酵液应用于油井的微生物单井吞吐处理或微生物驱油，实现油藏原位条件下生长代谢降解有机大分子，恢复储层渗透率，提高油井产量。

本发明的目的之四是将上述微生物菌株、其制剂或其发酵液应用于页岩油的采收，其能够消除压裂过程中有机大分子对储层造成伤害，有效提高开发有效期和投入产出比。

技术方案：一株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)BN-5，其保藏编号为CGMCC No.22584。

一种菌剂，其有效成分为上述的地衣芽孢杆菌。

一种发酵液，其是由上述的地衣芽孢杆菌和营养培养基经过代谢后的液体，其中：

所述发酵液的活性成分为上述的地衣芽孢杆菌；

所述营养培养基包括：碳源5～30g/L；氮源3～15g/L，磷酸二氢钾0.2～0.8g/L,磷酸氢二钾0.15～0.85g/L，氯化钠0.1～1.0g/L，氯化钙0.1～0.8g/L、硫酸镁0.4～1.2g/L、硫酸亚铁0.05～0.65g/L，余量为水，pH值为7～8。

进一步地，所述营养培养基包括：槐豆胶10～35g/L，谷氨酸钠2～8g/L，磷酸二氢钾0.2～0.8g/L,磷酸氢二钾0.15～0.85g/L，氯化钠0.2～0.8g/L，氯化钙0.2～0.6g/L、硫酸镁0.5～1.0g/L、硫酸亚铁0.15～0.55g/L，余量为水，pH值为7.5。

进一步地，碳源为葡萄糖、淀粉、纤维素、槐豆胶中的一种，氮源为酪蛋白、胰蛋白胨、谷氨酸钠、尿素、氯化铵、硝酸钠中的一种。

进一步地，接种量1～4％，接种龄8～12h，温度40～60℃，静置培养24～48h。

物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ在石油开采中的应用，其中：

物质Ⅰ为上述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为上述的菌剂；

物质Ⅲ为上述的发酵液。

物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ在微生物单井吞吐中的应用，其中：

物质Ⅰ为上述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为上述的菌剂；

物质Ⅲ为上述的发酵液。

进一步地，上述应用，包括：

用泵车将配制好的上述的发酵液50～150m³和营养培养基100～500m³经油井油套环空注入地层，注入速度为10～30m³/h，油井关井培养5～30d后开井生产。

进一步地，上述应用，包括：

用泵车将上述的菌剂10～60m³、营养培养基50～100m³、生物表面活性剂发酵液50～150m³，经油套环空注入地层，注入速度为10～30m³/h，油井关井培养5～30d后开井生产，其中：

生物表面活性剂为脂肽、鼠李糖脂、槐糖脂中的一种。

物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ在微生物驱油中的应用，其中：

物质Ⅰ为上述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为上述的菌剂；

物质Ⅲ为上述的发酵液。

进一步地，上述应用，包括：

将上述的发酵液50～100m³和营养培养基50～100m³段塞式注入注水井2d，然后正常注水7d，然后停注7d，再正常注水14d，完成一个周期的注入，其中：

上述的发酵液的浓度为5％～10％。

物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ作为有机大分子降解剂在微生物采油中的应用，其中：

物质Ⅰ为上述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为上述的菌剂；

物质Ⅲ为上述的发酵液。

物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ在页岩油开采中的应用，其中：

物质Ⅰ为上述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为上述的菌剂；

物质Ⅲ为上述的发酵液。

进一步地，上述应用中，页岩油开采包括三个段塞，前置段塞为胍胶降解酶，利用酶的专一性和高效性，强化对地层中残留的压裂液组分胍胶及衍生物的降解，充分恢复储层的渗透率；中间段塞为乙酰木聚糖酯酶，利用该酶对原油乳化作用，将微生物难以动用的大块原油分散呈水包油乳状液，促进水相中功能微生物对原油的附着与摄取；第三段塞为上述地衣芽孢杆菌和营养培养基复合制剂，利用油藏内源微生物和外源微生物生长代谢活动，一方面激活的微生物可在油藏内生长代谢降解地层中残留压裂液中的有机大分子，有效提高油层渗透率，另一方面微生物代谢产生生物表面活性剂，降低油水界面张力、降低原油粘度，有效改善原油流动性，从而提高非常规页岩油的采收率，具体步骤如下：

(1)油井的筛选

油藏温度＜95℃、地层水矿化度＜200000mg/L、地层渗透率＞10×10^-3μm²、地面原油粘度＜8000mPa.s；

(2)生物酶复合制剂注入量的确定

生物酶复合制剂注入量由如下公式确定：

V＝3.14R²HФβ

式中：V——生物酶复合制剂注入体积总量，m³；

R——处理半径，m，取值范围为3～10；

H——油井油层有效厚度，m；

Ф——油井油层孔隙度，无量纲；

β——用量系数，无量纲，取值范围0.8～1.0；

(3)现场试验的具体步骤如下：

首先注入第一段塞为胍胶降解酶，注入浓度为0.2～0.5％，注入50～80m³地层水；

其次注入第二段塞为乙酰木聚糖酯酶，注入浓度为1～5％，注入50～80m³地层水；

然后注入第三段塞为微生物复合制剂，注入浓度为20～40％，注入50～100m³地层水；注入完成后关井培养10～20d后开井生产，其中：

所述的酶和微生物复合制剂采用高压泵车经油井油套环空注入，所述的第一段塞胍胶降解酶的注入速度为15～20m³/h，所述的第二段塞乙酰木聚糖酯酶的注入速度为10～15m³/h，所述的第三段塞微生物复合制剂和地层水的注入速度为5～8m³/h。

物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ作为有机大分子降解剂在页岩油开采中的应用，其中：

物质Ⅰ为上述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为上述的菌剂；

物质Ⅲ为上述的发酵液。

一种产品，其活性成分为物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ；

物质Ⅰ为上述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为上述的菌剂；

物质Ⅲ为上述的发酵液；

所述产品的功能为如下的(a)或(b)或(c)或(d)；

(a)石油开采；

(b)微生物驱油；

(c)页岩油开采；

(d)微生物单井吞吐。

一种石油开采方法，在开采过程中向注入液中加入物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ；

物质Ⅰ为上述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为上述的菌剂；

物质Ⅲ为上述的发酵液。

有益效果：本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5生长温度30～60℃，能够在油藏条件下原位生长，降解储层中残留的有机大分子物质，同时代谢产生生物表面活性剂，具有很强的降低表面张力、乳化降粘能力，发酵液表面张力小于30mN/m，乳化降粘率大于85％，有机大分子物质降解率大于90％，物理模拟实验提高采收率大于15％。

2、该菌株发酵液应用于微生物单井吞吐，平均单井增油量大于300t；该菌株发酵液应用于微生物驱油，井组平均日增油4t以上；

3、该菌株发酵液应用于非常规页岩油开采，平均单井增油200t，有效期200d以上。

附图说明

图1为本发明地衣芽孢杆菌BN-5的菌株形态图；

图2为本发明地衣芽孢杆菌BN-5的系统发育树。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式详细说明。

本申请中若无特别说明，营养培养基成分相同，包括：槐豆胶20g/L，谷氨酸钠5g/L，磷酸二氢钾0.5g/L,磷酸氢二钾0.5g/L，氯化钠0.5g/L，氯化钙0.5g/L、硫酸镁0.65g/L、硫酸亚铁0.35g/L，余量为水，pH值为7.5。

地衣芽孢杆菌BN-5的性能评价参数：油藏条件下原位生长能力、发酵液表面张力、乳化降粘能力、菌株降解有机大分子能力、物理模拟实验提高采收率值。

一株地衣芽孢杆菌BN-5的性能评价方法：

(1)油藏条件下原位生长能力评价

地衣芽孢杆菌BN-5接种于营养培养基中，50℃条件下静置培养2d，进行发酵液细菌密度测试。

(2)发酵液表面张力评价

取发酵液10mL置于培养皿中，按照表面张力仪操作步骤测定发酵液与空气间的表面张力值。

(3)发酵液乳化降粘能力评价

脱水脱气原油在50℃用旋转粘度计测其粘度μ₀，原油和地衣芽孢杆菌菌液按照7:3的比例在50℃水浴中恒温30min，迅速搅拌测其50℃的粘度μ₁，根据降粘率计算公式f＝[(μ_0-μ₁)/μ₀]×100％，测其乳化降粘率。

(4)菌株降解有机大分子能力评价

将胍胶、黄原胶、聚丙烯酰胺按1:1:1比例配置成浓度0.3％的均匀溶液，测定初始粘度uo，在其中按5％比例加入微生物发酵液，作用24h后再次测定溶液粘度u1，其粘度降低程度则表征菌株降解有机大分子的能力。

(5)物理模拟实验提高采收率值评价

①岩心准备：装填岩心和灭菌，测定空气渗透率；

②抽真空、饱和模拟地层水，测定岩心PV(孔隙体积)；

③饱和原油，岩心老化7d，计算束缚水饱和度；

④一次水驱，水驱至采出水含水98％以上，计算一次水驱采收率；

⑤注入地衣芽孢杆菌BN-5发酵液0.2～0.5PV；

⑥二次水驱，水驱至产出液含水100％，计算地衣芽孢杆菌BN-5提高采收率值。

地衣芽孢杆菌BN-5的性能：细菌浓度大于4×10⁸个/mL；发酵液表面张力小于35mN/m；乳化降粘率大于85％；菌株对有机大分子降解率大于90％；物理模拟实验提高采收率大于15％。

实施例1：地衣芽孢杆菌BN-5的获得与鉴定

一、菌株的获得

发明人从胜利油田的某油井的油水井样品中分离出一株菌，将其命名为BN-5。

二、菌株的鉴定

如图1所示，菌株BN-5的形态学特征如下：

(1)菌落特征：菌落呈圆形，表面粗糙褶皱，白色。

(2)细胞形态特征：细胞呈杆状，大小为(0.2～2)×(1.5～5.5)μm。

菌株BN-5的生理生化特性：厌氧，生长温度30～75℃，最适生长温度50℃，生长pH范围6～9，最佳生长pH范围7～8，NaCl的耐受性0～15％。

参照《Bergey’sMannual of Systematic Bacteriology》的实验方法进行，检测其革兰氏染色，菌体大小和形态，生长温度，耐pH、耐盐等生化特征以及参照该菌16SrDNA基因序列在GenBank中的比对结果构建系统发育树(图2)进行分析，菌株BN-5为革兰氏染色阳性，其为一新菌，属于地衣芽孢杆菌属(Bacillus licheniformis)。

三、地衣芽孢杆菌BN-5的保藏

本发明提供了一株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)BN-5菌株，以下简称BN-5，筛选自胜利油田油水井样品。该菌株于2021年5月24日提交保藏，保藏编号为CGMCCNo.22584；保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；保藏地址：中国北京朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所；分类命名中文名称为“地衣芽孢杆菌”，拉丁文名称为“Bacillus licheniformis”。

实施例2：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5发酵液性能评价。

培养基：槐豆胶20g/L，谷氨酸钠5g/L，磷酸二氢钾0.5g/L,磷酸氢二钾0.5g/L，氯化钠0.5g/L，氯化钙0.5g/L、硫酸镁0.65g/L、硫酸亚铁0.35g/L，pH值7.5。121℃灭菌20min，接种量2％，接种龄10h，温度50℃，静置培养2d后评价。

发酵液性能参数评价方法：

(1)油藏条件下原位生长能力评价

地衣芽孢杆菌BN-5接种于营养培养基中，50℃条件下静置培养2d，进行发酵液细菌密度测试，菌浓达到5×10⁸个/mL。

(2)发酵液表面张力评价

取发酵液10mL置于培养皿中，按照表面张力仪操作步骤测定发酵液与空气间的表面张力值，表面张力达到23.8mN/m。

(3)发酵液乳化降粘能力评价

脱水脱气原油在50℃用旋转粘度计测其粘度μ₀＝2680mPa.s，原油和地衣芽孢杆菌菌液按照7:3的比例在50℃水浴中恒温30min，迅速搅拌测其50℃的粘度μ₁＝225mPa.s，根据降粘率计算公式f＝[(μ_0-μ₁)/μ₀]×100％，测其乳化降粘率为91.6％。

(4)菌株降解有机大分子能力评价

将胍胶、黄原胶、聚丙烯酰胺按1:1:1比例配置成浓度0.3％的均匀溶液，测定初始粘度uo＝185mPa.s，在其中按5％比例加入微生物发酵液，作用24h后再次测定溶液粘度u1＝5mPa.s，菌株对有机大分子降解率达到97.3％。

(5)物理模拟实验提高采收率值评价

①岩心准备：装填岩心和灭菌，测定空气渗透率；

②抽真空、饱和模拟地层水，测定岩心PV(孔隙体积)；

③饱和原油，岩心老化7d，计算束缚水饱和度；

④一次水驱，水驱至采出水含水98％以上，计算一次水驱采收率；

⑤注入地衣芽孢杆菌BN-5发酵液0.2～0.5PV；

⑥二次水驱，水驱至产出液含水100％，计算地衣芽孢杆菌BN-5提高采收率值为18％。

实验结果表明，该菌种厌氧条件下生长，细菌浓度可达5×10⁸个/mL，菌液表面张力23.8mN/m，乳化降粘率91.6％，有机大分子降解率97.3％，物理模拟实验提高采收率值18％，该菌的生长、乳化、增油、降解有机大分子性能良好。

实施例3：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液在胜利油田某区块稠油油井A的应用。

油井概况：地层温度55℃，地层水矿化度5.8×10⁴mg/L，油层有效厚度10m，孔隙度0.1，渗透率20×10^-3μm²，原油粘度2486mPa.s，2019年10月压裂，生产6个月后低产低液。

其具体实施步骤如下：用泵车将配制好的地衣芽孢杆菌BN-5发酵液150m³和营养液500m³经油井油套环空注入地层，注入速度为30m³/h，油井关井培养20d后开井生产。

试验结果：该井恢复生产后产液和产油量均上升，单井平均日液提高12t，日增油达到3.5t，累计增油1020t，原油粘度最低降至385mPa.s，降幅达到了84.5％，有效期达到了280d，现场试验效果良好。

实施例4：

本发明提供的地衣芽孢杆菌的发酵液在胜利油田某区块的D井组应用。

井组概况：地层温度50℃，地层水矿化度2.8×10⁴mg/L，孔隙度0.3，渗透率50×10^-3μm²，井组内1注5采。

其具体实施步骤如下：将地衣芽孢杆菌BN-5发酵液和营养液按照10％浓度采用段塞式注入，从注水井注入2d，正常注水7d，然后停注7d，再正常注水14d，完成一个周期的注入。

试验结果：试验完成后，该井组日注水量提高50％，日增油5.6d，现场试验效果良好。

实施例5：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的菌剂在胜利油田某区块稠油油井F1的应用。

油井概况：地层温度60℃，地层水矿化度4.5×10⁴mg/L，油层有效厚度8m，孔隙度0.2，渗透率20×10^-3μm²，原油粘度1258mPa.s，2019年5月压裂，生产4个月后低产低液。

具体步骤：

用泵车将地衣芽孢杆菌BN-5菌剂40m³、营养培养基60m³、生物表面活性剂发酵液100m³，经油套环空注入地层，注入速度为20m³/h，油井关井培养20d后开井生产，其中：

生物表面活性剂为脂肽。

所述营养培养基包括：碳源10g/L；氮源10g/L，磷酸二氢钾0.5g/L,磷酸氢二钾0.5g/L，氯化钠0.5g/L，氯化钙0.5g/L、硫酸镁1g/L、硫酸亚铁0.5g/L，余量为水，pH值为7.5。

进一步地，碳源为葡萄糖，氮源为酪蛋白。

试验结果：该井恢复生产后产液和产油量均上升，单井平均日液提高15t，日增油达到3t，累计增油780t，原油粘度最低降至158mPa.s，降幅达到了87.4％，有效期达到了260d，现场试验效果良好。

实施例6：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的菌剂在胜利油田某区块稠油油井F2的应用。

油井概况：地层温度58℃，地层水矿化度6×10⁴mg/L，油层有效厚度7.2m，孔隙度0.21，渗透率18×10^-3μm²，原油粘度1302mPa.s，2019年6月压裂，生产5个月后低产低液。

具体步骤：

用泵车将地衣芽孢杆菌BN-5菌剂1m³、营养培养基50m³、生物表面活性剂发酵液50m³，经油套环空注入地层，注入速度为10m³/h，油井关井培养30d后开井生产，其中：

生物表面活性剂为鼠李糖脂。

所述营养培养基包括：碳源5g/L；氮源3g/L，磷酸二氢钾0.2g/L,磷酸氢二钾0.15g/L，氯化钠0.1g/L，氯化钙0.1g/L、硫酸镁0.4g/L、硫酸亚铁0.05g/L，余量为水，pH值为7。

进一步地，碳源为淀粉，氮源为胰蛋白胨。

试验结果：该井恢复生产后产液和产油量均上升，单井平均日液提高10t，日增油达到1.9t，累计增油456t，原油粘度最低降至301mPa.s，降幅达到了76.9％，有效期达到了240d，现场试验效果良好。

实施例7：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的菌剂在胜利油田某区块稠油油井F3的应用。

油井概况：地层温度62℃，地层水矿化度5.1×10⁴mg/L，油层有效厚度8.6m，孔隙度0.24，渗透率19×10^-3μm²，原油粘度1243mPa.s，2019年7月压裂，生产6个月后低产低液。

具体步骤：

用泵车将地衣芽孢杆菌BN-5菌剂60m³、营养培养基100m³、生物表面活性剂发酵液150m³，经油套环空注入地层，注入速度为30m³/h，油井关井培养5d后开井生产，其中：

生物表面活性剂为槐糖脂。

所述营养培养基包括：碳源30g/L；氮源15g/L，磷酸二氢钾0.8g/L,磷酸氢二钾0.85g/L，氯化钠1.0g/L，氯化钙0.8g/L、硫酸镁1.2g/L、硫酸亚铁0.65g/L，余量为水，pH值为8。

进一步地，碳源为纤维素，氮源为谷氨酸钠。

在另一个实施例中：碳源为槐豆胶，氮源为尿素。

在又一个实施例中：碳源为槐豆胶，氮源为氯化铵。

在另一个实施例中：碳源为槐豆胶，氮源为硝酸钠。

试验结果：该井恢复生产后产液和产油量均上升，单井平均日液提高14t，日增油达到2.6t，累计增油782.6t，原油粘度最低降至142mPa.s，降幅达到了88.6％，有效期达到了301d，现场试验效果良好。

实施例8：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液在胜利油田某区块的E1井组应用。

井组概况：地层温度55℃，地层水矿化度6.5×10⁴mg/L，孔隙度0.25，渗透率80×10^-3μm²，井组内1注7采。

具体实施步骤如下：

用泵车将配制好的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液100m³和营养培养基200m³经油井油套环空注入地层，注入速度为20m³/h，油井关井培养15d后开井生产。

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液是由地衣芽孢杆菌BN-1和营养培养基经过代谢后的液体，其中：

所述发酵液的活性成分为地衣芽孢杆菌BN-1；

所述营养培养基包括：碳源10g/L；氮源10g/L，磷酸二氢钾0.5g/L,磷酸氢二钾0.5g/L，氯化钠0.5g/L，氯化钙0.5g/L、硫酸镁0.6g/L、硫酸亚铁0.3g/L，余量为水，pH值为7.5。

发酵液，其接种量2％，接种龄10h，温度50℃，静置培养36h。

试验结果：试验完成后，该井组日注水量提高45％，日增油6.0t，有效期达到了250d，累计增油1500t，现场试验效果良好。

实施例9：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液在胜利油田某区块的E2井组应用。

井组概况：地层温度58℃，地层水矿化度7×10⁴mg/L，孔隙度0.22，渗透率78×10^-3μm²，井组内1注6采。

具体实施步骤如下：

用泵车将配制好的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液50m³和营养培养基100m³经油井油套环空注入地层，注入速度为10m³/h，油井关井培养30d后开井生产。

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液是由地衣芽孢杆菌BN-1和营养培养基经过代谢后的液体，其中：

所述发酵液的活性成分为地衣芽孢杆菌BN-1；

所述营养培养基包括：碳源5g/L；氮源3g/L，磷酸二氢钾0.2g/L,磷酸氢二钾0.15g/L，氯化钠0.1g/L，氯化钙0.1g/L、硫酸镁0.4g/L、硫酸亚铁0.05g/L，余量为水，pH值为7。

发酵液，其接种量1％，接种龄12h，温度40℃，静置培养48h。

试验结果：试验完成后，该井组日注水量提高42％，日增油6.4t，有效期达到了220d，累计增油1408t,现场试验效果良好。

实施例10：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液在胜利油田某区块的E3井组应用。

井组概况：地层温度50℃，地层水矿化度7×10⁴mg/L，孔隙度0.2，渗透率65×10^-3μm²，井组内1注5采。

具体实施步骤如下：

用泵车将配制好的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液150m³和营养培养基500m³经油井油套环空注入地层，注入速度为30m³/h，油井关井培养5d后开井生产。

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液是由地衣芽孢杆菌BN-1和营养培养基经过代谢后的液体，其中：

所述发酵液的活性成分为地衣芽孢杆菌BN-1；

所述营养培养基包括：碳源30g/L；氮源15g/L，磷酸二氢钾0.8g/L,磷酸氢二钾0.85g/L，氯化钠1.0g/L，氯化钙0.8g/L、硫酸镁1.2g/L、硫酸亚铁0.65g/L，余量为水，pH值为8。

发酵液，其接种量4％，接种龄8h，温度60℃，静置培养24h。

试验结果：试验完成后，该井组日注水量提高40％，日增油8t，有效期达到了302d，累计增油2416t,现场试验效果良好。

实施例11：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液在胜利油田某区块的G1井应用。

井组概况：地层温度53℃，地层水矿化度7×10⁴mg/L，孔隙度0.18，渗透率72×10^-3μm²，井组内1注5采。

具体步骤：

将地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液60m³和营养培养基60m³段塞式注入注水井2d，然后正常注水7d，然后停注7d，再正常注水14d，完成一个周期的注入，其中：

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液的浓度为80％。

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液是由的地衣芽孢杆菌BN-1和营养培养基经过代谢后的液体，其中：

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液的活性成分为地衣芽孢杆菌BN-1；

所述营养培养基包括：槐豆胶20g/L，谷氨酸钠6g/L，磷酸二氢钾0.6g/L,磷酸氢二钾0.5g/L，氯化钠0.6g/L，氯化钙0.4g/L、硫酸镁0.75g/L、硫酸亚铁0.25g/L，余量为水，pH值为7.5。

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液，其接种量2％，接种龄9h，温度55℃，静置培养30h。

试验结果：试验完成后，该井组日注水量提高36％，日增油6t，有效期达到了251d，累计增油1506t,现场试验效果良好。

实施例12：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液在胜利油田某区块的G2井应用。

井组概况：地层温度51℃，地层水矿化度6.8×10⁴mg/L，孔隙度0.24，渗透率69×10^-3μm²，井组内1注4采。

具体步骤：

将地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液50m³和营养培养基50m³段塞式注入注水井2d，然后正常注水7d，然后停注7d，再正常注水14d，完成一个周期的注入，其中：

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液的浓度为5％。

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液是由的地衣芽孢杆菌BN-1和营养培养基经过代谢后的液体，其中：

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液的活性成分为地衣芽孢杆菌BN-1；

所述营养培养基包括：槐豆胶10g/L，谷氨酸钠2g/L，磷酸二氢钾0.2g/L,磷酸氢二钾0.15g/L，氯化钠0.2g/L，氯化钙0.2g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸亚铁0.15g/L，余量为水，pH值为7.5。

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液，其接种量1％，接种龄8h，温度40℃，静置培养24h。

试验结果：试验完成后，该井组日注水量提高38％，日增油4t，有效期达到了240d，累计增油960t,现场试验效果良好。

实施例13：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液在胜利油田某区块的G3井应用。

井组概况：地层温度55℃，地层水矿化度6.5×10⁴mg/L，孔隙度0.24，渗透率70×10^-3μm²，井组内1注5采。

具体步骤：

将地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液100m³和营养培养基100m³段塞式注入注水井2d，然后正常注水7d，然后停注7d，再正常注水14d，完成一个周期的注入，其中：

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液的浓度为10％。

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液是由的地衣芽孢杆菌BN-1和营养培养基经过代谢后的液体，其中：

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液的活性成分为地衣芽孢杆菌BN-1；

所述营养培养基包括：槐豆胶35g/L，谷氨酸钠8g/L，磷酸二氢钾0.8g/L,磷酸氢二钾0.85g/L，氯化钠0.8g/L，氯化钙0.6g/L、硫酸镁1.0g/L、硫酸亚铁0.55g/L，余量为水，pH值为7.5。

地衣芽孢杆菌BN-5的发酵液，其接种量4％，接种龄12h，温度60℃，静置培养48h。

试验结果：试验完成后，该井组日注水量提高48％，日增油9t，有效期达到了320d，累计增油2880t,现场试验效果良好。

实施例14：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-1的发酵液在页岩油开采中的应用。

具体步骤：页岩油开采包括三个段塞，前置段塞为胍胶降解酶，利用酶的专一性和高效性，强化对地层中残留的压裂液组分胍胶及衍生物的降解，充分恢复储层的渗透率；中间段塞为乙酰木聚糖酯酶，利用该酶对原油乳化作用，将微生物难以动用的大块原油分散呈水包油乳状液，促进水相中功能微生物对原油的附着与摄取；第三段塞为地衣芽孢杆菌BN-1和营养培养基复合制剂，利用油藏内源微生物和外源微生物生长代谢活动，一方面激活的微生物可在油藏内生长代谢降解地层中残留压裂液中的有机大分子，有效提高油层渗透率，另一方面微生物代谢产生生物表面活性剂，降低油水界面张力、降低原油粘度，有效改善原油流动性，从而提高非常规页岩油的采收率，具体步骤如下：

(1)油井的筛选

胜利油田某油井H1：油藏温度90℃、地层水矿化度100000mg/L、地层渗透率20×10^-3μm²、地面原油粘度2480mPa.s，符合筛选条件；

(2)生物酶复合制剂注入量的确定

生物酶复合制剂注入量由如下公式确定：

V＝3.14R²HФβ

式中：V——生物酶复合制剂注入体积总量，m³；

R——处理半径，m，取值范围为3～10；

H——油井油层有效厚度，m；

Ф——油井油层孔隙度，无量纲；

β——用量系数，无量纲，取值范围0.8；

(3)现场试验的具体步骤如下：

首先注入第一段塞为胍胶降解酶，注入浓度为0.2％，注入80m³地层水；

其次注入第二段塞为乙酰木聚糖酯酶，注入浓度为1％，注入80m³地层水；

然后注入第三段塞为微生物复合制剂，注入浓度为20％，注入100m³地层水；注入完成后关井培养10d后开井生产，其中：

所述的酶和微生物复合制剂采用高压泵车经油井油套环空注入，所述的第一段塞胍胶降解酶的注入速度为15m³/h，所述的第二段塞乙酰木聚糖酯酶的注入速度为10m³/h，所述的第三段塞微生物复合制剂和地层水的注入速度为5m³/h。

试验结果：该井恢复生产后产液和产油量均上升，单井平均日液提高15t，日增油达到4t，累计增油1200t，有效期达到了300d，现场试验效果良好。

实施例15：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-1的发酵液在页岩油开采中的应用。

具体步骤：页岩油开采包括三个段塞，前置段塞为胍胶降解酶，利用酶的专一性和高效性，强化对地层中残留的压裂液组分胍胶及衍生物的降解，充分恢复储层的渗透率；中间段塞为乙酰木聚糖酯酶，利用该酶对原油乳化作用，将微生物难以动用的大块原油分散呈水包油乳状液，促进水相中功能微生物对原油的附着与摄取；第三段塞为地衣芽孢杆菌BN-1和营养培养基复合制剂，利用油藏内源微生物和外源微生物生长代谢活动，一方面激活的微生物可在油藏内生长代谢降解地层中残留压裂液中的有机大分子，有效提高油层渗透率，另一方面微生物代谢产生生物表面活性剂，降低油水界面张力、降低原油粘度，有效改善原油流动性，从而提高非常规页岩油的采收率，具体步骤如下：

(1)油井的筛选

胜利油田某油井H2：油藏温度89℃、地层水矿化度145000mg/L、地层渗透率19×10^-3μm²、地面原油粘度2320mPa.s，符合筛选条件；

(2)生物酶复合制剂注入量的确定

生物酶复合制剂注入量由如下公式确定：

V＝3.14R²HФβ

式中：V——生物酶复合制剂注入体积总量，m³；

R——处理半径，m，取值范围为3～10；

H——油井油层有效厚度，m；

Ф——油井油层孔隙度，无量纲；

β——用量系数，无量纲，取值范围1.0；

(3)现场试验的具体步骤如下：

首先注入第一段塞为胍胶降解酶，注入浓度为0.5％，注入50m³地层水；

其次注入第二段塞为乙酰木聚糖酯酶，注入浓度为5％，注入50m³地层水；

然后注入第三段塞为微生物复合制剂，注入浓度为40％，注入50m³地层水；注入完成后关井培养20d后开井生产，其中：

所述的酶和微生物复合制剂采用高压泵车经油井油套环空注入，所述的第一段塞胍胶降解酶的注入速度为20m³/h，所述的第二段塞乙酰木聚糖酯酶的注入速度为15m³/h，所述的第三段塞微生物复合制剂和地层水的注入速度为8m³/h。

试验结果：该井恢复生产后产液和产油量均上升，单井平均日液提高20t，日增油达到4.8t，累计增油1392t，有效期达到了290d，现场试验效果良好。

实施例16：

本发明提供的地衣芽孢杆菌BN-1的发酵液在页岩油开采中的应用。

具体步骤：页岩油开采包括三个段塞，前置段塞为胍胶降解酶，利用酶的专一性和高效性，强化对地层中残留的压裂液组分胍胶及衍生物的降解，充分恢复储层的渗透率；中间段塞为乙酰木聚糖酯酶，利用该酶对原油乳化作用，将微生物难以动用的大块原油分散呈水包油乳状液，促进水相中功能微生物对原油的附着与摄取；第三段塞为地衣芽孢杆菌BN-1和营养培养基复合制剂，利用油藏内源微生物和外源微生物生长代谢活动，一方面激活的微生物可在油藏内生长代谢降解地层中残留压裂液中的有机大分子，有效提高油层渗透率，另一方面微生物代谢产生生物表面活性剂，降低油水界面张力、降低原油粘度，有效改善原油流动性，从而提高非常规页岩油的采收率，具体步骤如下：

(1)油井的筛选

胜利油田某油井H3：油藏温度93℃、地层水矿化度120000mg/L、地层渗透率23×10^-3μm²、地面原油粘度2560mPa.s，符合筛选条件；

(2)生物酶复合制剂注入量的确定

生物酶复合制剂注入量由如下公式确定：

V＝3.14R²HФβ

式中：V——生物酶复合制剂注入体积总量，m³；

R——处理半径，m，取值范围为3～10；

H——油井油层有效厚度，m；

Ф——油井油层孔隙度，无量纲；

β——用量系数，无量纲，取值范围0.9；

(3)现场试验的具体步骤如下：

首先注入第一段塞为胍胶降解酶，注入浓度为0.3％，注入60m³地层水；

其次注入第二段塞为乙酰木聚糖酯酶，注入浓度为3％，注入60m³地层水；

然后注入第三段塞为微生物复合制剂，注入浓度为30％，注入60m³地层水；注入完成后关井培养15d后开井生产，其中：

所述的酶和微生物复合制剂采用高压泵车经油井油套环空注入，所述的第一段塞胍胶降解酶的注入速度为18m³/h，所述的第二段塞乙酰木聚糖酯酶的注入速度为12m³/h，所述的第三段塞微生物复合制剂和地层水的注入速度为6m³/h。

试验结果：该井恢复生产后产液和产油量均上升，单井平均日液提高14t，日增油达到3.8t，累计增油1045t，有效期达到了275d，现场试验效果良好。

上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (18)

1.一株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)BN-5，其特征在于，其保藏编号为CGMCC No.22584。

2.一种菌剂，其特征在于，其有效成分为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌。

3.一种发酵液，其特征在于，其是由权利要求1所述的地衣芽孢杆菌和营养培养基经过代谢后的液体，其中：

所述发酵液的活性成分为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌；

所述营养培养基包括：碳源5～30g/L；氮源3～15g/L，磷酸二氢钾0.2～0.8g/L,磷酸氢二钾0.15～0.85g/L，氯化钠0.1～1.0g/L，氯化钙0.1～0.8g/L、硫酸镁0.4～1.2g/L、硫酸亚铁0.05～0.65g/L，余量为水，pH值为7～8。

4.如权利要求3所述一种发酵液，其特征在于，所述营养培养基包括：槐豆胶10～35g/L，谷氨酸钠2～8g/L，磷酸二氢钾0.2～0.8g/L,磷酸氢二钾0.15～0.85g/L，氯化钠0.2～0.8g/L，氯化钙0.2～0.6g/L、硫酸镁0.5～1.0g/L、硫酸亚铁0.15～0.55g/L，余量为水，pH值为7.5。

5.如权利要求3所述一种发酵液，其特征在于，碳源为葡萄糖、淀粉、纤维素、槐豆胶中的一种，氮源为酪蛋白、胰蛋白胨、谷氨酸钠、尿素、氯化铵、硝酸钠中的一种。

6.如权利要求3所述一种发酵液，其特征在于，接种量1～4％，接种龄8～12h，温度40～60℃，静置培养24～48h。

7.物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ在石油开采中的应用，其中：

物质Ⅰ为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为权利要求2所述的菌剂；

物质Ⅲ为权利要求3所述的发酵液。

8.物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ在微生物单井吞吐中的应用，其中：

物质Ⅰ为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为权利要求2所述的菌剂；

物质Ⅲ为权利要求3所述的发酵液。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，包括：

用泵车将配制好的权利要求3所述的发酵液50～150m³和营养培养基100～500m³经油井油套环空注入地层，注入速度为10～30m³/h，油井关井培养5～30d后开井生产。

10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，包括：

用泵车将权利要求2所述的菌剂10～60m³、营养培养基50～100m³、生物表面活性剂发酵液50～150m³，经油套环空注入地层，注入速度为10～30m³/h，油井关井培养5～30d后开井生产，其中：

生物表面活性剂为脂肽、鼠李糖脂、槐糖脂中的一种。

11.物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ在微生物驱油中的应用，其中：

物质Ⅰ为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为权利要求2所述的菌剂；

物质Ⅲ为权利要求3所述的发酵液。

12.如权利要求11所述的应用，其特征在于，包括：

将权利要求3所述的发酵液50～100m³和营养培养基50～100m³段塞式注入注水井2d，然后正常注水7d，然后停注7d，再正常注水14d，完成一个周期的注入，其中：

权利要求3所述的发酵液的浓度为5％～10％。

13.物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ作为有机大分子降解剂在微生物采油中的应用，其中：

物质Ⅰ为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为权利要求2所述的菌剂；

物质Ⅲ为权利要求3所述的发酵液。

14.物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ在页岩油开采中的应用，其中：

物质Ⅰ为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为权利要求2所述的菌剂；

物质Ⅲ为权利要求3所述的发酵液。

15.如权利要求14所述的应用，其特征在于，页岩油开采包括三个段塞，前置段塞为胍胶降解酶，利用酶的专一性和高效性，强化对地层中残留的压裂液组分胍胶及衍生物的降解，充分恢复储层的渗透率；中间段塞为乙酰木聚糖酯酶，利用该酶对原油乳化作用，将微生物难以动用的大块原油分散呈水包油乳状液，促进水相中功能微生物对原油的附着与摄取；第三段塞为权利要求1所述地衣芽孢杆菌和营养培养基复合制剂，利用油藏内源微生物和外源微生物生长代谢活动，一方面激活的微生物可在油藏内生长代谢降解地层中残留压裂液中的有机大分子，有效提高油层渗透率，另一方面微生物代谢产生生物表面活性剂，降低油水界面张力、降低原油粘度，有效改善原油流动性，从而提高非常规页岩油的采收率，具体步骤如下：

(1)油井的筛选

油藏温度＜95℃、地层水矿化度＜200000mg/L、地层渗透率＞10×10^-3μm²、地面原油粘度＜8000mPa.s；

(2)生物酶复合制剂注入量的确定

生物酶复合制剂注入量由如下公式确定：

V＝3.14R²HФβ

式中：V——生物酶复合制剂注入体积总量，m³；

R——处理半径，m，取值范围为3～10；

H——油井油层有效厚度，m；

Ф——油井油层孔隙度，无量纲；

β——用量系数，无量纲，取值范围0.8～1.0；

(3)现场试验的具体步骤如下：

首先注入第一段塞为胍胶降解酶，注入浓度为0.2～0.5％，注入50～80m³地层水；

其次注入第二段塞为乙酰木聚糖酯酶，注入浓度为1～5％，注入50～80m³地层水；

然后注入第三段塞为微生物复合制剂，注入浓度为20～40％，注入50～100m³地层水；注入完成后关井培养10～20d后开井生产，其中：

所述的酶和微生物复合制剂采用高压泵车经油井油套环空注入，所述的第一段塞胍胶降解酶的注入速度为15～20m³/h，所述的第二段塞乙酰木聚糖酯酶的注入速度为10～15m³/h，所述的第三段塞微生物复合制剂和地层水的注入速度为5～8m³/h。

16.物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ作为有机大分子降解剂在页岩油开采中的应用，其中：

物质Ⅰ为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为权利要求2所述的菌剂；

物质Ⅲ为权利要求3所述的发酵液。

17.一种产品，其特征在于，其活性成分为物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ；

物质Ⅰ为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为权利要求2所述的菌剂；

物质Ⅲ为权利要求3所述的发酵液；

所述产品的功能为如下的(a)或(b)或(c)或(d)；

(a)石油开采；

(b)微生物驱油；

(c)页岩油开采；

(d)微生物单井吞吐。

18.一种石油开采方法，其特征在于，在开采过程中向注入液中加入物质Ⅰ和/或物质Ⅱ和/或物质Ⅲ；

物质Ⅰ为权利要求1所述的地衣芽孢杆菌；

物质Ⅱ为权利要求2所述的菌剂；

物质Ⅲ为权利要求3所述的发酵液。

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