微生物在石油开采中的应用(精选8篇)
1.微生物在石油开采中的应用 篇一
保护环境在石油开采中的必要性
1含油污水处理技术
如果是作为蒸汽发生器或锅炉的给水(污水回用),则要严格控制水中的钙、镁等易结垢的离子含量、总矿化度以及水中的油含量等。如果处理后排放,则根据当地环境要求,将污水处理到排放标准。
1.1含油污水处理后回注。从井里采出的液体,通过管道送到联合站,进入三相分离器,将油、水、泥三相分离,油收集后外输,污水中含油,不能直接外排或回用、回注,需要进行继续处理。含油污水进入两级大罐,进行加药、沉降分离,通过物理和化学变化过程,分离后的污水进入气浮装置,污水中的杂质、污油随着水中的溶解气泡上浮,去除效率达90%以上,之后再进行一次过滤就可以把水注回地下。
1.2含油污水处理后回用。因为锅炉对水质的要求非常高,除了水中杂质要非常低之外,对水中的离子(Ca2+、Mg2+)要求更高,因此从气浮装置出来的污水还需要进行深度精细过滤处理,去除掉水中不溶解的杂质,然后通过离子交换树脂,将水中的Ca2+、Mg2+交换掉,不对锅炉造成结垢等安全影响,然后加热成蒸汽后再注到地下,替代清水采油。稠油开采需要注水蒸气,注水蒸气就要用大量的水。河南油田将稠油污水处理合格后回用到注汽锅炉,节约大量清水资源,达到节水减排、清洁生产的目的。
1.3含油污水处理后外排。除去注水的净化污水,如果要外排,还需要通过生物处理,使水中的COD(化学需氧量)达到外排标准要求。因此在稠油联合站采用的是“生物膜水解酸化-生物膜接触氧化”工艺,净化污水先进入冷却塔,然后进缓冲水池、生物膜水解酸化池、中沉池再进入生物膜接触氧化池、二沉池后达标外排。在生物膜水解酸化池中,有机物在水解酸化菌和兼性厌氧菌的作用下,经过水解酸化过程,把难降解的有机物转化为易降解的有机物。如把大分子的有机化学物质,转化为短链脂肪酸、醇类、酯类等低分子量的简单有机物,使水解酸化池出水的生物可生化性提高。在生物膜好氧氧化池中好氧菌进一步把这些易降解的有机物氧化分解成为无机物、C02和水,达到外排的要求。
2固体废物治理的.技术与效果
石油开采固体废物是石油勘探、开发过程中产生的丧失原有利用价值或被抛弃、放弃的固态、半固态物质。主要有三类:一是钻井施工中产生的废弃泥浆。泥浆在施工中具有带出破碎岩屑、降低井下温度、保护井壁的重要作用,但施工后就被废弃,其含有重金属、盐碱、油等污染物。据技术人员介绍,每口井产生废弃泥浆都在200方以上;二是采油生产中产生的含油污泥。它包括施工现场遗留的含油污泥和石油集输过程中沉淀产生的油泥砂,其含有大量铜、锌等有毒有害物质;三是石油生产或事故状态的落地油。
2.1石油开采固体废物对土壤生态的危害。石油开采产生的固体废物均属于国家严格控制的危险废物,产量大,处置困难,如果处置不当会造成二次污染。对土壤的危害表现在三方面:一是石油排入土壤后,能破坏土壤结构,侵蚀土层。它常常聚集在土壤表层,阻碍植物根系的呼吸与吸收功能,甚至引起根系的腐烂;二是固体废物中的盐、碱成分,导致土壤板结,对植物生长不利或无法生长,致使土壤无法复耕;三是各种重金属滞留于土壤,影响植物的生长和微生物的繁殖,植物吸收后使污染物进入食物链,直接危害到人和动物健康。
2.2河南油田构建了控制石油开采对土壤生态危害的技术路线。河南油田非常重视石油开采对土壤生态危害防范处理,已经从控制危害、达标处置,从减量化、无害化到资源化等阶段,建立了一套责任控制措施体系,目前实现了全面清洁生产。其最有效的措施是通过技术对策实现危害可控。可概括如上图。
2.3废弃泥浆无害化处置技术对策。钻井废弃泥浆是泥状工业废弃物,通常是半固态,常规的技术对策是固化填埋。它的基本原理是:向废弃泥浆中加入固化剂,使其转化为固态,就地覆埋或再利用,抑制废弃泥浆中金属离子及有机物质对土壤的侵害。
2.4含油污泥多种处置技术对策。油泥砂和无法回收的落地油都作为含油污泥来处理。目前河南油田介绍有六种处理方法:一是直接或固化后的简单填埋;二是回收原油的物理化学处理;三是使固液分离的生物技术处理;四是作燃料制砖;五是热解回收原油;六是锅炉焚烧。
这六种方法中最有效、处理最彻底的是锅炉焚烧法。它的基本原理是:将脱水干燥后的含油污泥加入锅炉燃煤,利用煤作为含油污泥的固化剂,利用含油污泥中的可燃物进行助燃,使高温燃烧后的油泥成为稳定残渣,既得到了彻底处理也实现了热能利用。它的关键技术路径是:油泥就地脱水(使含水率降至65%)→控制掺拌比例→进行炉膛技术改造实现型煤燃烧→调整工艺流程确保充分燃烧→炉渣与烟尘集中排放处理,确保环保达标。这项技术在河南油田已形成了较为成熟配套的工艺技术,并获得了两项国家实用新型专利技术。在环保和节能方面收到了很好的社会和经济效益。
3调查思考与总结
3.1经济发展不能以牺牲环境为代价。河南油田在资金十分紧张的情况下,每年投入12807万元专项生产维修资金,进行环境治理,确保实现废水、废液、废渣循环利用和无害化处理率100%,土地复耕率100%的绿色开发目标。调查发现,由于石油石化企业大都远离城市,没有生活污水、垃圾处理的依托,全靠企业自己投资治理。建议政府和企业共同关注环保问题,加大对生活污水、垃圾处理的研究、治理力度,提高综合治理效果。
3.2环境治理要依靠技术、管理来破解。环境治理是一个复杂的高技术、高风险过程,企业面临多项技术难点和工艺难题,既需要国家优惠政策扶持,也需要企业组织技术攻关保障。企业应着力推广环境保护及资源化利用先进技术,实现关键技术的破解和创收增效。如河南油田从可持续发展战略高度出发,制定了切实可行的河流、水系水资源保护规划,将采油过程中产生的污水变废为宝,实现改善水质的目标,还社会一个碧水蓝天。坚持理论研究与现场试验结合,河南油田研发应用的“含油污泥锅炉焚烧技术”已经成熟并成为国家和行业推广项目,取得经济效益和环境保护的双丰收。同时,建立完善的环境保护管理制度,引入项目化管理机制,提高项目运行效率,落实责任和控制措施,量化、细化管理控制环节,增强安全环保目标的可控性,才能持续管理好环保工作。
3.3加大环保执法检查和处罚违法违纪的力度。近年发生的食品安全事故、环境安全事故再次提醒人们,只看企业有无环保制度不行,关键要看执行落实效果。河南油田每季度组织开展HSE大检查,发现并处理一些环保问题,这种做法很值得借鉴。各企业上级管理部门要检查下级单位制度是否落实到位,加大制度执行情况检查监督力度。
3.4做好环境保护、节约资源的知识普及和文化的培育工作。树立全社会保护资源、节约资源的意识,才能真正实现节能减排,建设好我们的家园。
作者:项佩元单位:南阳市油田第一中学
2.微生物在石油开采中的应用 篇二
一、三元复合驱采油技术概述
三元复合驱采油技术属于伴随着时代发展进而演化的一种采油技术,其属于化学采油模式,改变了传统的表面活性剂驱,进而使得三种原本的驱材料复合成为了一种,具有更加良好的生产效率。其产生于二十世纪八十年代,主要将传统的一二元驱作为基础,然后通过它们的共同作用发挥。我国应用三元复合驱采油技术起步较晚,不过伴随着我国技术的进步,使得其应用理念更加完善,成功的帮助了行业的发展。三元复合驱采油技术主要是由于传统中的化学驱等的淘汰,使得相关工作人员开展对应的而研究,将三种驱成功的结合在了一起。三元复合驱采油技术采油时,便是一边注水,而另外一方面向其中注射对应的碱类物质和其他驱,使得当石油开采完成后,整体原油的密度更高,并且提高了整体的出油率。在实际的应用中,三元复合驱采油技术需要根据具体情况确定驱的种类,并且根据具体情况确定其具体比例,并且不同比例的驱所产生的效果同样不同。不能让碱类物质过量,通过表面活性剂和高分子聚合物提升石油整体的采用率。在我国的应用时,很容易由于三种驱比例不当进而造成了三元复合驱采油技术的应用问题,应该注意。三元复合驱采油技术属于一种通过复合驱并且在开采中注水的方式实现了基本的石油开采,很多时候三元复合驱采油技术的使用都会因为配比不正确造成麻烦,而且由于一系列的复杂的化学反应,很容易造成对应的材料出现相关问题,将原本的材料的正常使用造成影响,并且酸碱一旦不中和,还可能造成后续开采的困难。因此,三元复合驱采油技术不是万能的技术,不过其在石油开采行业中确实发挥了自设你的功能,我国在应用时更应该清楚的认识其利弊,良好的应用。
二、三元复合驱采油技术在石油开采中的应用
我国的石油开采主要分为三类,根据具体的次数命名,分别命名为一次采油、二次采油和三次采油。三种开采石油方法的命名便代表了其基本的开采困难,以一最低,以三最高,通常三次采油中才会应用三元复合驱采油技术。而石油开采的原理主要便是,油储量基本在暗无天日的地下,整体空气流通较慢,并且伴随着地壳变化以及压力负荷,其空间逐渐的减小,一旦当外力进入到油田部位,便会使其内部发生对应的空气流通,将石油引出来。此种石油开采便属于一次采油。一次采油也是石油开采中最简单的,接下来便到了二次采油,二次采油通过空间压力压迫提升了整体出油量,不过所消耗的时间会增多。当二次采油完成后,便到了三次采油,三次采油是石油开采中效果最好的,结合了二次采油的特点,通过外加试剂使得石油和水共同流出,然后通过萃取得到石油的方法。三次采油应用的便是一种复合技术,其通过生物、化学和物理方法结合在一起,整体石油开采十分高效。三元复合驱采油技术便是应用在三次采油中,通过复合驱的使用并且结合二次采油的理念,使得技术整体向上发展。
三次采油的效果最好,不过其整体的消耗时间也最长,而且对于设备以及相应的技术而言也更为繁琐。在三次采油前,首先应该了解油田的一应相关参数,例如周围地形和分布等,包括了解具体的空气岩石成分等。我国现阶段的三次采油技术尚且属于初级阶段,通过注入化学物质、水蒸气以及微生物等进而改变了油田的分布情况以及石油原油浆液的具体成分。在现阶段的技术体系中,主要分为几类的三次采油技术。根据加入驱的不同,同样命名也有所不同,例如加入化学物质的三次采油技术便被成为化学驱。化学驱也是三元复合驱采油技术的本职,三种复合驱主要便是聚合物、表面活性剂以及碱水三种物质进而产生了良好反应的复合驱,也是三元复合驱采油技术的根本所在。伴随着时代的发展,应用也会越来越广泛,通过我国对石油开采行业不断的投入,将会使得石油开采更加具体且完整。我国现阶段只有大庆油田采用了三元复合驱采油技术作为三次采油技术,其同样属于我们国人的骄傲,我国通过研发该复合驱使得整体采油效率上升了十二个百分点,并且同期远远超过国际水平,伴随着我国各项技术的发展,必然会更加完善且具体,使得我国石油开采技术达到世界一流水平。
三、三元复合驱采油技术机理
石油的开采数量需要根据具体情况才能确定,也需要根据油田的具体体积分数方可确定。现阶段的石油开采按照一定的顺序完成,对于三元复合驱采油技术而言,其通过增加原油流动使得石油开采效率增加,主要的作用机理如下:
1. 复合驱中碱类物质的作用
当复合驱投入到原油中后,碱将会和酸类形成中和反应,进而形成对应的物质然后将漂浮在油水界面上,降低了油水界面的整体张力,并且降低了运行的阻滞,使得更多的原油的流动将会增强,使得其活性范围同样会相应的增加。不仅仅和酸发生反应,同样会与活性剂发生对应的反应,使得活性剂成分中的更多活性分子进入到原油成分中,帮助活性剂可以反应的范围扩大,能够影响的整体原油成分更多,并且可以与沥青质等发生反应,反正综合来说,碱类物质可以和多种原油内的成分产生反应,进而使得原油自身的产生效率更加提升。
2. 表面活性剂作用机理
表面活性剂主要便是改变了原油的整体性能,帮助石油开采中的三次采油更加具有流动性,整体表面抗流动力将会下降到一个非常小的地。活性剂不仅仅作用在原油表面,同时将会改变岩石的自身性能,使得岩石的湿润性发生变化,进而当岩石的湿润程度上升后,便会导致水具有了更强的洗油能力,增强产出。总体来说,活性剂的主要作用,便是改变了原油的自身流动,进而使得流动性增强,在石油开采中的三次采油具有更为良好的而对应驱油。并且针对石油开采而言,活性剂同时提升了皂化反应程度,使得界面张力降低到一个非常小的数值内,帮助整体石油开采更加顺利,并且有效的提升石油开采量。
3. 聚合物作用机理
聚合物的大体作用也是降低整体界面的张力,促进原油的整体流动。其主要通过降低驱替水系的整体粘度,进而降低水分在原油中的整体流度,降低了原油成分中的整体油流度比,使得指进现象大幅度减小,改善流油的整体均值状况,使得驱替水具有更好的波及面积,在三次采油中,可以波及到更多的原油,进而产出更多的原油。并且聚合物可以有效的波及油层垂直方向的分配比,使得吸水剖面更加立体,此种微调都是通过聚合物完成的,然后调整整个上层位置的吸水能力,使得波及效率得到进一步提升。在实际应用,应该保证聚合物的整体浓度处在一个比较稳定的范围内,防止聚合物由于堆积数量过多进而造成各种化学反应,失去本来意义。.
三元复合驱采油技术便是通过此三种主要成分形成复合驱,使得综合能力得到提升,并且三种物质的成分比较固定,相对应的便是将复合驱的自我能力完成提升。伴随着我国在石油领域中应用此技术越来越广泛,使得我国石油开采业已经取得了一定阶段性经济成果,不过“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”,三元复合驱采油技术仍然需要我国技术人员作出精确探索,使得其完成有效的自我发展。
结语:综上所述,三元复合驱采油技术的应用将大幅度提升我国石油开采效率,并且有利于我国石油行业的发展。文中相关三元复合驱采油技术的见解尚且浅薄,希望可以起到抛砖引玉的作用,为我国石油行业的发展带来帮助。
摘要:石油属于化工行业的重要产品,当我国化工企业开采石油时,具体开采技术不同导致生产效率同样会有所不同,因此,为提升我国石油行业的开采效率,需要掌握良好的开采技术。三元复合驱采油技术便属于开采技术中的一种,通过复合驱使得整体开采效率得到有效的提升。三元复合驱采油技术属于化学驱技术体系的一种,通过应用可以帮助我国石油行业有效进步。文章首先概述了三元复合驱采油技术,并且就其在石油开采中的应用展开了分析,望带来帮助。
关键词:三元复合驱采油技术,石油开采,具体应用
参考文献
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[2]吴宁.多功能防垢卡抽油泵在三元复合驱中的应用[J].大庆石油地质与开发,2015,34(4):114-117.
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[4]张亮,谷冠银,聂聪,等.水平井三元复合驱在埕南91-p1块适应性评价[J].科技创新与应用,2014(14):45-45.
3.石油开采中增产技术的应用 篇三
关键词:石油采收率;二次采油;热采法;气一汽热采;蒸汽驱油
原始石油地质储量中往往只有一部分可以开采出来。资料表明,一次采油和二次采油的采收率都不太高,相当大的一部分地质储量,尤其是粘度较大的稠油和沥青砂矿等的一次和二次采油的采收率极低,只有采用非常规的工艺技术才能使这些石油资源成为可采储量。
1.热力采油法
迄今为止,国内国外提高原油采收率使用的非常规工艺技术应用最多最广的当数热力采油法。所谓热力采油就是利用一定的工艺技术将热量注人到油层中,从而提高原油采收率。热力采油法主要有蒸汽吞吐法、蒸汽驱油法、气一汽驱油法和火烧油层法等等。
1.1蒸汽吞吐热采法
目前,石油热采中的蒸汽吞吐热采法与注水开采法一样,已发展成为一种成熟的采油工艺。这种方法是将饱和蒸汽通过油井注人油层,利用其热能使原油降粘、活化,驱使其流动,并由于蒸汽的大量注人而提高了油层的压力,当产能达到一定程度后开始采油。通常的工艺过程为:注汽一段时间后,进入自喷采油阶段,此后转机械抽采数月,一个蒸汽吞吐周期结束。然后再注汽、抽采往复循环。从20世纪80年代初以来,我国油田运用蒸汽吞吐热采技术的实践表明,该技术较适用于800m以上地层中油层的低开采周期范围。其开采过程中,地层压力不断下降,当开采到了6一8周期以后,油井地层压力失去了70%一90%,即失去了热采所必需的势能,导致油井低采能,尤其是大量稠油井进人热采高周期后,因低于热采经济界限而被迫关井停采。
1.2蒸汽驱油热采法
蒸汽驱油热采通常作为蒸汽吞吐热采的转换技术来应用的。当蒸汽吞吐热采进入高周期后,虽然地层压力衰减,油汽比显著降低,但蒸汽对油层中粘稠油藏的驱替作用还是有效的,如果在注汽井附近区域开掘若干口甚至数十口采油并,当能获得较高的原油采收率,这就是所谓的蒸汽驱油热采法。从ro多年来若干先导试验区的开采实践来看,蒸汽驱的采收效果并不十分理想,其主要开发指标尚未达到开发方案的设定值。其主要原因是:
①由于油层构造复杂,且开采十多年后,油层深度已降到地层以下1000多米深处,大量的稠油藏更处于1300一1700m深层甚至更深地层,使得蒸汽驱的体积波及系数较低,驱替作用不明显;
②地层压力对于稠油、尤其中质稠油来说,是保证油井产能的根本条件,由于蒸汽本身的性质特点所限,提高地层压力的作用不很明显,故使得蒸汽驱的效果不能有效发挥;
③由于受现有井网布局以及井组结构等因素的限制,也导致蒸汽驱的效果不太理想。此外,对蒸汽加热水段塞驱油的技术也进行过试验。旨在通过加注热水来保持油层温度,以便有效降低原油粘度,增强原油流动性并使油层压力也有所增加。但热水的热物理性质与蒸汽放热后的性质相当,与单纯的蒸汽驱相比,并无优越之处,故目前看来,该技术尚无明显的开发价值。
2.复合介质
采油新工艺针对蒸汽吞吐、蒸汽驱油等热采技术对热采高周期、深油层、粘稠油藏采收的不足,近几年又提出一种新的原油热采工艺技术—复合介质热采法。所谓复合介质热采也称为气一汽热采,就是通过气一汽发生器将燃料燃烧后的烟气与水蒸汽的混合气体(复合介质)注人油井内,从而实现热力采油。
2.1复合介质热采原理
油田热采工艺中使用的燃料通常为原油或柴油,燃油在发生器的燃烧室中燃烧后产生的烟气温度很高(>1500℃),注人一定量的水,一方面可适当降低烟温,使之满足油井设备的技术要求,同时,注人的水会汽化,即产生蒸汽。这样,通过调节注节能技未与产品水量,既可调节混合气的温度,又可调节注扁耘蒸汽量。即调节气一汽混合比;如果加大注水量,还可产生大量的热水。具有这种技术特点的气一汽发生器便具有多功能性,因而具有较好的适应性能。稠油热采主要取决于两个因素:温度和压力(即热能和势能)。提高油层温度可使原油粘度降低,增强其流动性,从而提高油井产能;压力更是保证油并产能的根本条件。由于复合介质中含有大量的不凝气体,使得混合气不仅携带巨大的热能,而且还具有较大的容积,故可以较快地提高地层压力,其较好的弹性具有较强的驱替作用,因而可以有效地提高油井的原油采收率。由于气体和储层内油的密度差而产生重力分异作用,且因为试验区块油层构造经过多次蒸汽吞吐热采后,剩余油藏中相当一部分分布在油层顶部中低渗透部位,通过这种重力分异作用则可显著扩大气体压力能的波及范围,充分采收这部分剩余油藏,从而进一步提高采收率。
2.2复合介质热采的工艺过程
由理论分析及后来的试验实践可知,由于气体与稠油流度比很大,不宜采用连续注人方式注人气一汽混合气,合适的方式应当是段塞式注人,即在注人一段时间的气一汽混合气(即注入气一汽段塞)后,再注人一段时间的热水(即注人热水段塞),如此反复交替注人,以实现较好的流度控制。从而使复合介质热采技术的效果得到充分发挥。在试验中还发现,采用气一汽段塞驱的效果明显好于气一汽段塞吞吐热采。在以井组为单元的试验中,由气一汽发生器通过中心注入井向地层注人一空容积的气一汽段塞,然后注人一空量的约60℃的热水段塞。在生产过程中,中心注入井注人的热水量与生产井的产液量相当,从而保持一定的地层压力。经过一定的生产周期后,再进行一次或若干次注人气一汽段塞与热水塞的工艺过程。多次重复的试验表明,采用气一汽段塞驱热采工艺,可在保持稳定的地层压力水平的条件下持续开发油藏,从而实现了试验区块原油开采方式由蒸汽吞吐到气一汽段塞驱的顺利转换,使井组重新获得较高的原油采收率。
3.结语:为提高油田的原油采收率,采用先进的工艺技术势在必行。理论分析和现场试验表明,气一汽段塞驱原油热采工艺技术具有良好的工作特性,能够产生巨大的增产节能效益
参考文献
1.刘文章.热采稠油油藏开发模式〔M〕.石油工业出版社.1998.
4.微生物在石油开采中的应用 篇四
石油化工是个国民经济的支柱产业,又是资金密集,能源密集和技术密集的产业,它伴随着共和国的诞生而成长。但是,与国际先进石油化工企业比较还是有很大的差距,总体技术水品较低,能耗物耗高。要改变这种局面,根本的出路就是走科技进步的道路,采用先进控制技术改造传统化工产业就是一种手段。
高级多变量鲁棒预测控制软件APC-Adcon是浙江中控软件技术有限公司开发的具有自主知识产权的基于预测控制原理的一种多变量模型预测控制工程化软件。
其原理是预测控制。预测控制是一种基于预测过程模型的控制算法,根据过程的历史信息判断将来的输入和输出。它强调模型的函数而非模型的结构,因此,状态方程、传递函数甚至阶跃响应或脉冲响应都可作为预测模型。预测模型能体现系统将来的行为,因此,设计者可以实验不同的控制律用计算机仿真观察系统输出结果。预测控制是一种最优控制的算法,根据补偿函数或性能函数计算出将来的控制动作。预测控制的优化过程不是一次离线完成的,是在有限的移动时间间隔内反复在线进行的。移动的时间间隔称为有限时域,这是与传统的最优控制最大的区别,传统的最优控制是用一个性能函数来判断全局最优化。对于动态特性变化和存在不确定因素的复杂系统无需在全局范围内判断最优化性能,因此这种滚动优化方法很适用于这样的复杂系统。预测控制也是一种反馈控制的算法。如果模型和过程匹配错误,或者是由于系统的不确定因素引起的控制性能问题,预测控制可以补偿误差或根据在线辨识校正模型参数。
5.微生物在石油开采中的应用 篇五
关键词:表面活性剂;石油工程;应用;研究
表面活性劑是一类分子由极性的亲水部分和非极性的亲油部分组成的,少量存在即能显著降低溶剂表面张力的物质。它们广泛用于日常生活[1,2],以及石油工程。例如,在油气钻井工作中可以用作钻井液的杀菌剂、缓蚀剂、起泡剂、消泡剂、解卡剂、乳化剂等;在油气开采作业中可以用作黏土稳定剂、驱油剂、清防蜡、酸压助剂(可用于乳化酸、泡沫酸,成胶和破胶、助排剂等);在油气田地面工程中可以用作减阻剂、破乳剂、杀菌剂、絮凝剂等,于浩洋等[3-6]对其在油田中的主要应用及其作用机理进行过归纳。
目前国内一些大型油藏已到开发后期,原油采收率较低,可以采用化学驱进行驱油。例如,大庆油田的碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱为大庆油田的增产和稳产作出了巨大贡献[7]。对低孔低渗的油气藏如目前国内外热门的页岩油/气藏的开采则多用压裂工艺,其中关键的化学剂常用到表面活性剂[8-11]。
根据表面活性剂在水中起活性作用的亲水基团来进行分类,可以将其分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型及特种类型(包括含氟和含硅、Gemini、Bola及生物表面活性剂等)表面活性剂。现根据其类型对其在石油工程尤其是在低孔低渗油气藏中的研究及应用现状进行综述,以供我国页岩油/气藏开采技术的研究人员作参考。
1普通表面活性剂的研究及应用
1.1阴离子型
在水中起活性作用的部分为离子的表面活性剂。常见的阴离子表面活性剂有羧酸盐型(可用作肥皂)、磺酸盐型(可用作洗衣粉)、硫酸酯盐型(可用于牙膏)及磷酸酯盐型(可用于织物的去静电)等[12,13]。
在油田应用中,硫酸酯盐型如十二烷基硫酸钠可用于泡沫及微泡沫钻井液的起泡剂;石油磺酸盐[14]可以将油水界面张力降至超低界面张力(10-3mN/m),用于碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱,可以极大地提高原油的采收率。
1.2阳离子型
季铵盐型、吡啶盐型及咪唑啉型等阳离子表面活性剂可用农药、杀菌、缓蚀剂、防静电等;在石油工程中多用作杀菌剂、润湿剂和缓蚀剂,不过使用量不太大。例如,将季铵盐型表面活性剂用于地层的降压增注,效果明显[15]。
1.3两性离子型
甜菜碱等氨基酸类的两性表面活性剂分子中既有阴离子又有阳离子,在水中由于pH值的不同可以表现出两种类型的电性,可用作驱油剂。
栗原君[16]研究了十六烷基羟丙基磺基甜菜碱在低渗多孔介质中的流动特征及驱油特征,发现低矿化度地层水与甜菜碱溶液与岩石表面作用更强、流动阻力更小,高矿化度水驱、低矿化度水驱的采收率可分别达到32.5%和33.8%,而低矿化度水驱加后续低矿化度表面活性剂驱的组合方式可使采收率达最高。
1.4非离子型
非离子型表面活性剂分子在水中不带电性,故而受水中矿化度的影响非常小,物理化学性质较稳定,例如聚氧乙烯烷基醇醚可用于驱油及原油的破乳等[17,18]。
章杨等[19]研究了壬基酚聚氧乙烯醚系列非离子表面活性剂,利用高温高压可视化泡沫仪对不同温度、压力和矿化度条件下CO2泡沫的性能进行了测试,分析了各因素及聚氧乙烯基的聚合度对CO2泡沫性能的影响。结果表明:EO聚合度越大,表面活性剂的亲水性越强,泡沫性能及稳定性均有所提高;相反,矿化度、压力和温度的升高使泡沫性能下降。
2特种表面活性剂的研究及应用
2.1含氟/硅型
主要是含氟表面活性剂及含硅类型的表面活性剂。很特殊的既憎水又憎的含氟表面活性剂,可以在冻胶压裂液中作为热稳定性较好的助排剂;含硅表面活性剂如有机硅则是很好的消泡剂,还可以用作驱油剂及冻胶压力液破胶后的返排剂等[20-25]。
例如李凡等[26]以烯丙基聚乙二醇、环氧氯丙烷、含氢硅油和有机胺等作为原料,制备出多种有机硅,其水溶液与胜利油田某区块原油的界面张力可低至0.025mN/m,将其进行CO2驱油实验,可进一步提高11.44%的原油采收率。
2.2Gemini(双子、孪生或双生)型
Gemini型表面活性剂是一类双亲水基双亲油基的两亲物质。有较高的界面活性、很低的临界胶束浓度以及较低的Krafft点,具有较好的增溶、润湿、起泡和钙皂分散作用。在低浓度时其增粘效果显著,有较好的黏弹性和胶凝作用。目前已报道的的Gemini型有磺酸盐型、季铵盐型、二壬基苯酚综合型、甘氨酸衍生物等,除了用于个人护理和其它一些化工用途外,在石油工程中可用于三采及清洁压裂液的增稠[27-30]。阳离子的双子表面活性剂有较好的协同效应[31]。Oliviero等[32,33]研究了双子水溶液的物理化学性质,而朱森[34]研究用计算机模拟双子表面活性剂的性能表征。
唐善法等[35]合成了表征系列羧酸盐双子表面活性剂,可以配制新型低伤害耐温性清洁压裂液,将其与纳米粒子复配成清洁压裂液,黏度测试结果表明疏水链碳数越多,该双子型表面活性剂的增稠能力越强,溶液黏度突变升高对应活性剂浓度越小;疏水链碳数相同时,联结基碳数越多,其增稠能力越强,热稳定性越好;0.04%纳米ZnO可提高高温下的溶液黏度(100℃下由10mPa·s升至30mPa·s)。优化配方有良好的抗高温性能和剪切稳定性,携砂稳定性好且能快速破胶。该清洁压裂液在塔里木盆地致密砂岩气藏的应用效果良好。
3表面活性剂在致密油气藏的研究及应用
单一的表面活性剂固然能降低溶剂的表面张力,但其形成洗油能力较强的胶束、乳液及微乳液的能力较弱,因此在提高原油采收率时多需和多种化学剂复配使用。例如,加入适量的无机盐可以調整乳状液及微乳液的亲水亲油平衡值(HLB值),利于胶束的形成;加入适当的表面活性物质可以减少价格昂贵的表面活性剂的使用。配乳状液及微乳液时,由于油品的来源不同,故而乳化时所需乳化剂的HLB值也不同,若不能研制出合适的表面活性剂,则需要用两种或多种表面活性剂进行复配,调整到油-水乳化所需的HLB值,如此才能配制出稳定的水/油型乳状液或油/水型乳状液,可用于提高原油采收率。
例如,利用阴离子/非离子表面活性剂进行驱油,模拟效果表明,可以显著降低界面张力能力,浓度范围在0.05%~0.30%;热稳定性较好,乳化性能较好,可以使水驱的采收率提高12%左右[36]。
针对致密油气藏,将表面活性剂复配至压裂液中,对比研究发现阳离子表面活性剂改变润湿性的效果较好,若是延长焖井时间,则开井后的产量会有所提高[37]。利用纳米乳液针对超低渗透油藏利用纳米乳液进行降压增注,不仅可以降低油水界面张力,还可以提高原油采收率[38]。
邱正松等[39]针对页岩储层的水敏等储层伤害问题,采用两步稀释法,研备出极小粒径且分散性好的水包油型纳米乳液。选取Gemini季铵盐型表面活性剂与Tween80等复配。
罗明良[40,41]等以氨基聚硅氧烷和绿色表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠合成,得到致密气井压裂控水性良好的纳米乳液。纳米乳液的液滴中值粒径平均为28.5nm。其中的氨基、硅氧烷与硅氢键等极性基团通过物理化学吸附作用可以牢固吸附到岩石表面,分子链中的疏水基团硅甲基可以改变岩石表面的润湿性。
4结论
6.微生物在石油开采中的应用 篇六
南京军区福州总医院全军临床检验研究所
兰小鹏 世纪是以分子生物学为代表的生命科学的时代,近年来,随着现代生物技术的快速发展,人类基因组计划的完成,尤其是生物化学、免疫学、生物仪器及计算机理论与技术的进步,分子生物学技术在医学、遗传学、法医学、生物学等各个领域广泛应用, 新的诊断技术和方法不断涌现并被广泛应用于微生物检测,为传染病的流行病学调查、基因的多样性、微生物的生物学特性、微生物的致病性和药物的耐受性、微生物的生物降解能力等各个方面提供了重要的信息。一.核酸杂交法
最初应用于微生物检测的分子生物学技术是基因探针方法,它是用带有同位素标记或非同位素标记的DNA 或RNA 片段来检测样本中某一特定微生物核苷酸的方法。核酸杂交有原位杂交、打点杂交、斑点杂交、Sorthern杂交、Northern杂交等,核酸分子探针又可根据它们的来源和性质分为DNA探针、cDNA探针、RNA探针及人工合成的寡聚核苷酸探针等。其原理是通过标记根据病原体核酸片段制备的探针与病原体核酸片段杂交,观察是否产生特异的杂交信号。核酸探针技术具有特异性好、敏感性高、诊断速度快、操作较为简便等特点。目前,已建立了多种病原体的核酸杂交检测方法,尤其是近年来发展起来的荧光原位杂交技术(FISH)更为常用。二.质粒DNA图谱分型技术
细菌质粒分析是较早被使用的对病原微生物流行病学进行调查的分子分型技术。这种技术包括萃取质粒DNA ,通过琼脂糖凝胶电泳分离DNA。由于不同菌株质粒DNA序列和大小不同,通过琼脂糖凝胶电泳分离得到的DNA质粒图谱也将不同,因此,与流行病相关的分离株能够被分类分型。质粒图谱分析的再现性和分辨力可通过限制性内切酶消化质粒而提高。虽然2个不相关质粒有相同的分子量, 但性内切酶位点的位置和频率是不同的。但质粒是可移动的非染色体遗传物质,细菌能自发的失去或很容易的获得,结果流行病相关的菌株可以展示不同质粒指纹图谱。许多质粒带有抗性决定因子的基因,存在于转位子上,而转位子很容易丢失或获得,这同样可以迅速改变质粒DNA组成。产生图谱的再现性也会由于质粒空间存在的不一致性(超螺旋的、断口的和线形的)而被影响,而凝胶电泳时具有不同迁移速度。大多数病原微生物有质粒,但没有质粒的就不能用此技术分型。此外,由于有些分离株中含有1个或2个质粒,会使菌株间的分辨力降低。三染色体DNA 限制性内切酶分析技术
染色体DNA经限制性核酸内切酶消化,消化后的片段再通过琼脂糖凝胶电泳进行分离。用限制性内切核酸酶BglⅡ和EcoRI等消化病原微生物基因组DNA可以产生大量短的片段。电泳后,将获得一系列被分离的DNA图谱。通过比较图谱,就可以进行菌相似性研究。几乎所有的病原微生物分离株都可以通过这种方法分型,但由于基因组DNA巨大,酶切后产生的片段众多,且含有大量的重叠片段,这将导致菌株间图谱一致性分析产生困难。但若细菌只含一个或少量核糖体操纵子, 则只产生1~ 2条带, 这限制区分密切相关菌株的能力。RFLP分析分辨力低于脉冲场凝胶电泳分型技术(PFGE), 且比较复杂图谱(数百条带)的难度较大。四.DNA 的脉冲场凝胶电泳分型技术
脉冲场凝胶电泳分型技术(PFGE)是使用对染色体有很少酶切位点的限制性核酸内切酶消化细菌DNA ,产生大的DNA片段(10~800 kb),这些大片段不能通过常规电泳方法进行有效分离。在电场方向周期改变(脉冲)的凝胶电泳条件下,DNA片段根据大小有效分离。PFGE产生的染色体DNA图谱比用那些高频率切割的限制性内切酶产生的图谱更为简单清晰。理论上,所有的细菌都能使用PFGE 进行分型分类,结果具有极高的再现性和分辨率, 常作为分子生物学分型方法的“金标准”使用。PFGE 也有一些局限,例如所需时间长,使用的试剂非常昂贵,要求专门的仪器等。另外,很小的电泳条件的不同就可以改变每条光谱带间距离,使用不同凝胶进行电泳得到的结果也比较复杂,这为不同实验室间的结果比较带来一定麻烦。五.聚合酶链反应技术
聚合酶链反应(PCR)技术自1985年发明以来,因其高度灵敏性和良好的特异性受到了人们的高度重视,各种各样以PCR 为基础的DNA序列的扩增和检测方法得到了迅猛发展,几乎已应用于基础研究的各个领域。各种衍生技术如反转录PCR(RTR)、多重PCR、巢式PCR、PCR单链构象多态性(PCRSSCP)、限制性片段长度多态性(RFLP)、随机扩增的多态性DNA 技术(RAPD)和重复序列PCR技术(Rep-PCR)、荧光定量PCR等。其中定量PCR 既可以用于临床感染性疾病的诊断,又可用于监测其疗效,PCR及其衍生的技术近年来在病原微生物分型研究上得到了广泛应用。
1.随机扩增的多态性DNA 技术
随机扩增的多态性DNA 技术(RAPD)是一种典型PCR衍生技术, 在低复性温度下用短任意序列引物(10~15m ers)扩增有密切同源性的基因组DNA序列, 模板上任意引物杂交点的数目和位置因种的不同株而异, 理论上特定株形成特定图谱。基因组在这些杂交区段如发生了DNA片段缺失、插入或碱基突变,就可能导致这些特定结合位点分布发生相应的变化。通过电泳对扩增产物DNA片段的多态性进行检测、分析就可以反应出不同菌株基因组的DNA特点,从而对他们进行分型,RAPD是目前最简单的DNA分型方法, 分辨力高于RFLP, 但低于Rep-PCR,RAPD技术的使用范围也非常广,分辨结果也有较好的实验室再现性。虽然RAPD技术简单、快速, 但由于其对引物和DNA浓度、DNA模板质量、凝胶电泳和DNA聚合酶类型的变化高度敏感, 故RAPD的重复性不够理想。虽然RAPD的分型结果在不同实验室间变化较大,分辨力不如PFGE技术,但在疾病暴发流行时,PAPD仍是一种分析相关菌株和排除不相关菌株的良好技术。2.重复序列PCR技术
重复序列PCR技术(Rep-PCR是利用细菌基因组中广泛分布的短重复序列为引物靶序列,进行PCR扩增,通过对PCR产物电泳结果的比较,分析菌株间基因组存在的差异。这些重复序列在原核生物界广泛存在,在一些细菌属和种中是保守的。在这种方式获得的图谱中,光谱带的大小和数量的不同代表着不同菌株重复序列间的距离和重复序列的数量。已成功地用于分型的细菌重复DNA序列有肠道菌重复基因间共有(ERIC)序列、重复基因外回纹序列(REP)和BOX序列的分析,与其他分类技术相比,这种技术有更高的分辨力。研究表明,虽然有时Rep-PCR分辨力稍低,但与PFGE获得的结果却有很好的相关性。3.免疫PCR 免疫PCR(immuno polymerase chain reaction ,IM PCR)是1992 年Sano 等建立的一种检测微量抗原的高灵敏度技术。该技术把抗原抗体反应的高特异性和聚合酶链反应的高敏感性有机结合在一起,它的基本原理是用一段已知DNA分子标记抗体作为探针,用此探针与待测抗原反应, 用PCR扩增粘附在抗原抗体复合物上的这段DNA分子,电泳定性,根据特异性PCR产物的有无,来判断待测抗原是否存在。目前,国内外报道的免疫PCR的敏感性一般比现行的ELISA 法高102 ~105 倍。由于PCR产物在抗原量未达到饱和前与抗原抗体复合物的量成正比,因此免疫PCR 还可用于抗原的半定量试验。
PCR-ELISA是PCR与ELISA技术结合的检测方法,其综合了PCR、分子杂交和ELISA三种技术的优点,主要用于检测样品中的特定基因。它引入地高辛(或生物素)标记的dNTP或引物进行PCR扩增,利用酶标抗地高辛抗体(或酶标记亲和素)进行ELISA检测,代替了用于常规PCR产物检测的电泳方法,方便快捷,易于处理大量样品,且其灵敏度比使用琼脂糖凝胶电泳检测方法高100倍,当有适当的标准品时,还可进行定量测定。六.DNA 序列测定
与检测全染色体的PFGE、Rep-PCR和RAPD分析相比,DNA测序只检测细菌或真菌株间潜在变化序列的很小一部分。用于辨别菌株的被测序DNA区域必须满足以下条件:DNA区的结构必须是可变序列,两侧为高度保守区;DNA序列的可变性必须能足以区分特定种的不同株;DNA序列不能水平转移到其它株。对细菌和真菌, 极少序列满足这些条件。相反,DNA测序被认为是病毒分型的 “金标准”。DNA测序费用高、需要很高的技术条件, 而且自动化DNA 测序仪十分昂贵。
七.基于16SrRNA的检测技术
自Woese 等于1987年首次运用rRNA分析以来,rRNA数据库快速扩大起来,成为研究细菌多样性、进化、系统发育中被广泛采用的序列。16SrRNA存在于所有原核生物细胞中,它们相对稳定且有较高的拷贝数(每个细胞几千个拷贝),其序列中含可变区及高度保守区,因此可设计群、属、种特异性的探针。现阶段各种常见细菌的16SrRNA基因几乎全部测序完成,16S rRNA编码基因的这些特点使之成为较理想的细菌基因分类的靶序列,逐渐成为细菌鉴定、分类的“金标准”。目前, 16SrRNA 检测技术已在医学界得到广泛应用,可以用现有病原菌标准菌株制作DGGE(变性梯度凝胶电泳)标准marker , 然后对疑似“病原菌”扩增16SrRNA进行DGGE分析,这样可以做到快速检测。八.生物芯片
生物芯片技术是将生物大分子,如寡核苷酸、cDNA、基因组DNA、肽、抗原以及抗体等固定在诸如硅片、玻璃片、塑料片、凝胶和尼龙膜等固相介质上形成生物分子点阵,当待测样品中的生物分子与生物芯片的探针分子发生杂交或相互作用后,利用激光共聚焦显微扫描仪对杂交信号进行检测和分析。微生物检测基因芯片是指用来检测样品中是否含有微生物目的核酸片段的芯片。基于高通量、微型化和平行分析的特点,微生物检测基因芯片在微生物病原体检测、种类鉴定、功能基因检测、基因分型、突变检测、基因组监测等研究领域中发挥着越来越重要的作用。目前,许多细菌、病毒等病原体的基因组测序已经完成,将许多代表各种微生物的特殊基因制成1张芯片,经反转录就可检测样本中有无病原体基因的表达及表达水平,由此判断病人感染病原、感染进程以及宿主反应等。这样就大大提高了检测效率。基因芯片诊断病原菌的原理基于细菌的16SrRNA基因的高度保守性,由于RNA易于降解,因此多采用检测16SrRNA 所对应染色体上的16SrDNA序列。对16SrDNA而言,如果出现3 个碱基以上的差异就可以断定细菌不属于同一种属,因此可用于细菌的分类和鉴别。对病毒和耐药性病原菌的检测是通过将待测的特定基因(病毒特异性基因和耐药基因)经体外转录、PCR、逆转录、末端标记等处理成标记有荧光分子的核酸分子,然后与芯片上的探针进行杂交,用计算机对杂交信号进行处理,依信号和强度即可得出核酸含量。
液态芯片(Suspension Array Technology,SAT),又称微球蛋白芯片(Protein Bead arrays,PBA),是近年来出现的一种新的芯片技术,也是唯一被美国食品和药品监督管理局(FDA)批准的用于临床诊断的生物芯片。其原理是用两种荧光染料按照不同比例将直径为5.6um的微球(beads/microfluorospheres)染成100种染色,每种颜色的微球共价结合一种生物探针,可以是抗原、抗体、配体,也可以是核酸或酶,分别针对一种待检物。混合载有100种不同颜色的微球,就可以在一个反应孔里同时完成100种不同的生物反应。随后微球成单列通过两束激光照射的管道,计算机采集并处理每种颜色微球的荧光强度变化就可以分别对每个待测物进行定性或定量的检测,该系统可用于多种微生物抗原、抗体和特定基因的联合检测,与固态芯片相比,液态芯片在反应动力学、反应速度、检测敏感性、稳定性以及自动化程度方面都有较大的优越性,因此不少学者看好液态芯片的应用前景。九.生物传感器
生物传感器是将新兴的传感器技术和分子诊断技术相结合而成的一种新技术,是现代临床检验诊断发展的一个新方向。由于生物传感器检测准确、操作简便等特点,近年来已经在许多领域取得了很大的进展,在生物分子相互作用、药物筛选、临床诊断、食物检测等领域获得了广泛的应用,其中临床中用于病原体检测的以DNA生物传感器最为常见。尽管生物传感器作为一种新的传感元件近年来得到了很大的发展,许多光化学、电化学以及压电晶体都相继在生物传感器中得到应用。与常规的核酸和蛋白质检测相比,具有检测准确、操作简单等特点,但由于它存在灵敏度不够、容易受杂质干扰等缺点,随着研究的进一步深化和技术方法的改进,这些问题将会得到解决。
十.蛋白质指纹图谱技术 蛋白质指纹图谱技术是随着蛋白质组学兴起的一种新技术,其中表面增强激光解吸电离飞行时间质谱蛋白芯片技术(SELDI-TOF-MS,下称SELDI-TOF-MS)是由T.William Hutchens 和 Tai-Tung Yip等科学家在上世纪90年代早期所创立的一种蛋白指纹图谱分析技术,并获得了2002年诺贝尔化学奖,为研究蛋白质的结构、属性、功能提供了高效而可靠的技术平台。其原理是利用各种方法(共价键、电荷等)将蛋白“富集”到芯片表面,在激光的轰击下,蛋白解吸附并电离成带电粒子,并在电场作用下飞行,其飞行单位距离的时间取决于其所带电荷数量和其分子量之比(质荷比),从而达到分离和分析蛋白质的目的。该技术是目前最有前途的比较蛋白质组分析方法,为蛋白质组学研究提供了一个利器,具有独特的优势和能力:可直接用粗生物样品(血清、尿、体液)进行分析、可同时快速发现多个生物标记物、具有高通量的验证能力、能发现低丰度蛋白质(灵敏度高达fmol/ml),与“双相电泳加飞行质谱”相比,除了有相似功能外,并可增加测定疏水蛋白质,可在同一系统中集发现和检测为一体,SELDI在微生物检验方面将发挥重要的作用。十一.适体技术
1990年,Tuerk和Gold[1]分别独立研制了一种新型的体外筛选技术,即指数富集的配体系统进化技术(Systematic evolution of ligand by exponential enrichment, SELEX),用于研究小分子核酸与靶物质相结合的部位、序列及空间构像。适体(aptamer),又称适配分子或适配子,实质是运用SELEX技术从人工体外合成的随机寡核苷酸序列库中反复筛选得到的能以极高的亲和力和特异性与靶分子结合的一段寡核苷酸序列。
由于适体分子可用酶、放射性核素、荧光物质及生物素等标记以作为检测分子,它协同传统的单克隆抗体在流式细胞技术、生物传感器、荧光偏振、分子灯塔和毛细管电泳等检测技术上得到了广泛的运用。
适体与抗体相比,具有针对靶分子的范围广、亲和力和特异性高、性能稳定、便于修饰等诸多优点。利用针对微生物的特定蛋白和基因的适体对微生物进行鉴定和分型以及耐药基因的检测方面,适体将具有良好的前景,有的学者认为,未来适体有可能取代抗体。
十二.结语
7.微生物在石油开采中的应用 篇七
随着石油工业的不断发展壮大,石油的产量逐年增加,油田开发、油气集输、加工、储运等环节的联系也日益紧密,由于各种原因的影响,部分石油会排放到田地、地层等处,引起环境污染,危害人体健康和生态环境。所以,石油污染生物的修复技术是现阶段学界研究的重点课题。
1石油污染物的危害
石油污染物多见于油田附近的土壤污染,石油污染物对土壤的影响尤为严重,使埋藏于土壤中的植物的根部呼吸困难,有可能导致植物的根部枯死。而且,被石油中的芳香烃类污染的土壤也对生物造成了一定的伤害,如果人体吸入大量的苯、二甲苯等物质,就会出现恶心、头疼、头晕等症状,严重时会导致人昏迷甚至死亡。此外,石油污染物渗透到地下水,会破坏水体,使地下水遭受污染,影响到人类的健康。石油污染物同样能够污染空气,土壤中的石油在温度压力发生改变以后,会产生油品蒸汽,向空气中挥发,影响空气的质量,直接危害到人类的健康。为此,必须要合理治理土壤中的石油污染物,对石油污染进行修复,改善土壤的特性,而生物修复法就是一种非常有前景的修复方式。
生物修复就是利用生物代谢活动来减小环境中毒害物质的污染,从而减轻环境污染甚至使环境恢复到原始的状态,将生物修复技术应用在污染物的处理中产生的物质也是稳定无害的,如水、氮气、二氧化碳等等,且该种方式可以一步到位,避免了污染物的转移,因此,生物修复技术表现出了强大的应用前景。
2生物修复技术在石油污染中的应用
在20世纪70年代,已经有国家针对石油污染中的修复方式进行了初步研究,目前常用石油污染生物的技术主要包括物理修复法、化学修复法和生物修复法等几种。我国主要应用的是植物、动物及微生物修复技术,其中,成本最为低廉的就是生物修复技术,不仅如此,生物修复技术也不会产生二次污染,有着良好的前景。在将生物修复技术应用在石油污染治理中时,需要利用特定的微生物吸收石油污染物,这样才能够起到理想降解作用,促进土壤成分的修复。生物修复技术一般可以选择植物、动物和微生物进行修复。根据污染物的种类和特点进行选择,解决污染物对环境造成的污染问题。
2.1植物修复技术
植物修复石油污染物的技术就是利用植物中的微生物,吸收石油污染物进行修复的技术措施。通过植物中的微生物来降解土壤中石油污染物,使土壤中石油污染物变成有利于土壤的成分,这就有效减少了石油污染物对土壤和植物带来的伤害。
2.2动物修复技术
动物修复石油污染物技术在我国处于初级发展阶段,该种技术是利用动物来吸收污染物的措施。有学者针对动物修复修复石油污染物技术进行了研究,用生长在被石油污染物污染土壤上生长的植物和粮食等饲喂动物,再去研究这些动物的生长发育情况,根据动物的发育情况确定土壤的污染问题。还有学者研究了蚯蚓对于受到石油污染土壤的修复作用,结果证实,蚯蚓在此类土壤的修复中也有着良好的成效,但是,关于动物修复技术在石油污染修复的应用中还处于初级阶段,尚未实现大范围的推广和应用。
2.3微生物修复技术
微生物修复技术是利用能够吸收石油污染物的微生物,将有毒的污染物转化为无毒无害物质的处理过程。通过微生物的降解作用,可以有效改变被污染土壤的成分和养分,满足动植物对土壤的需求,微生物修复技术是对石油污染生物修复的最佳处理技术措施。微生物可以有效地降解石油污染物,微生物本身含有降解酶体系,可以加快降解速度,分解氧化石油中的有机物,减少石油污染物对土壤带来的不利影响。由于微生物在一定条件下繁殖特别迅速,利用这一特性来处理石油污染物往往可以起到意想不到的效果。一般情况下,可以根据降解需求选择微生物的种类,达到降解石油污染物的目的。
3结语
总之,石油污染物的生物修复处理技术具有广阔的发展前景,但是,这一技术在目前还处于初级研究阶段,需要进一步加强对生物降解作用的研究,开发出成本低、无污染、高效率的生物修复技术,这也是今后微生物修复技术的研究方向。在最初的石油污染治理工艺中,最成熟的技术就是物理与化学修复法。物理修复法充分利用了土壤的特点,不需要更多的投入即可完成修复,但是处理的成本相对比较高,存在一定的缺陷。化学修复技术是利用化学药剂与污染物之间的化学反应来修复石油污染物,但是生成的物质往往会引起二次污染,效果也并不理想。相信在生物修复技术的发展下,这一技术会逐渐替代传统的物理与化学修复法。
摘要:在石油工业的发展下,由此带来的石油污染问题也日益严重,修复石油污染的方法包括化学法、物理法与生物修复法,化学法会产生二次污染,物理法成本偏高,与之相比,生物修复法有着良好的优势。针对石油污染物的危害以及生物修复技术的应用进行分析。
关键词:石油污染,危害,生物修复技术
参考文献
[1]张银萍,王芳,杨兴伦,等.土壤中高环多环芳烃微生物降解的研究进展[J].微生物学通报,2010(2).
[2]王靖,张忠智,苏幼明,等.石油污染土壤植物修复根际效应研究[J].石油化工高等学校学报,2008(2).
8.微生物在石油开采中的应用 篇八
1.地质测量工作是做好煤矿安全生产工作的基础
煤矿生产是一项地下施工的艰苦工作,危险性大。不确定因素多,特别是地质条件复杂多变,给巷道掘进、煤炭回采工作带来诸多不便,给安全工作提出了一道难解的课题要处理好这项工作,必须要有准 确的地质预测预报资料准确的地质预测预报资料是煤矿从事安全生 产工作最好的“预防”工具例如我矿采掘工程平面图底图上显示11221工作面前方有一大断层,设计部门根据该断层设计该工作面长度为1065米,然而我矿地质测量技术人员根据钻孔和地形地质图等资料分析,该工作面前方存在断层的可能性较小,于是我们决定采用超前钻探,根据钻探资料分析,该工作面前方断层不存在,于是我们和各部门及公司领导商议决定延伸该工作面,延伸后工作面长度增加了200米,减少了煤炭的损失。地质测量部门提供了第一手地质资料,确保了煤炭的高效回收。
其次,准确的测量为煤矿从事安全生产工作提供了可靠的安全技术保障,特别是井下导线点的高程点的精度控制尤为重要。没有高精度的导线点,必将给地质测量工作带来较大的误差, 也给生产工作带 来不必要的损失。有了精确的数据,才能使施工单位合理、有效地控制施工中遇到的复杂多变的地质条件,才能正确处理好贯通巷道的安全生产工作。我们在施工11191工作面上、下顺槽时,采用相向贯通,上顺槽施工完毕后进入切巷并掘进至下顺槽200余米处,由于相向贯通难度相对较大,为确保准确贯通,测量部门根据设计,对巷道的贯通点 进行了误差预计,在该巷剩余100米贯通之前,进行了2次复测工作,剩余50米贯通之前,又进行了1次复测工作,导线全长3000余米,资料都相互吻合,最终使得贯通工作安全优质的顺利完成,为我公司的 安全生产和正常接替提供了一定的保证。
2.地质测量工作是煤矿安全生产的有力技术支撑
由于煤矿所处地质环境不同,造成矿山开采煤层、开采规模、开采方式各不相同,且上覆地层的岩性、厚度也因地而异,故造成矿山环境地质问题的程度和模式是有较大差异的,从而显示了地质测量工作在开采过程的重要性特别是地质测量工作不论在矿井前期设计规划, 还是在施工过程中都占据着非常重要的地位,具体表现在以下几方面!
一是按《矿井地质规程》要求,采区设计所需地质说明书应在两年前通知地质部门,并在正式设计前3个月提出采区地质说明书地质人員再根据精查报告及开采情况,对本域采区、 工作面及掘进巷道提供正确的地质预测预报,水文工作亦是如此,这些基础资料是搞好煤矿安全生产的必备材料。
二是地测部门要对设计、施工、回采等部门提供的地质、测量资料的质量全面负责,如出现与实际情况有出入时,需重新调查和分析针对每个掘进工作面,都要实际及时编录、整理,如发现疑难问题,及时向公司总工程师汇报,共同分析、研究,提出处理意见,使生产正常进行。还要经常分析研究周围已采工作面资料,结合现工作面的地质情况,预报未开拓区的地质变化,每季度末对该季度内的地质预报的准确程度做一次全面总结,为下一季度地质预报提供借鉴。
三是在施工中,回采工作面设计前,必须根据已有的地质资料加以综合分析。在回采过程中。掌握工作面的地质变化规律,经常分析研究工作面有无影响回采的各种地质隐患,若有应及时提出补救措施。综采工作面必须用物探、钻探、巷探等方法查明工作面中间有无隐伏断层或陷落柱等同时还要根据地质资料预测工作面及掘进巷道内岩层、煤层的厚度和结构变化,观测搜集煤层伪顶和直接顶的岩性和厚 度变化,为顶板管理和安全施工提供强有力的依据。在每一工作面回采结束后,都要认真进行采后总结工作,对提供的掘进、回采地质说明书的准确程度做出评价。另外,地质部门还要对有岩浆岩侵入的煤炭 测定煤的变质带范围及变质程度,测定煤层冲刷及其他原因引起的薄 煤带范围对煤质及回采的影响,通过核实后的煤厚,计算工作面储量,为生产衔接提供可靠的依据。测量部门现场实测的数据,为导线布设,预计导线误差提供了基础性的资料 在煤巷每掘进50~80米,岩巷每掘进80~100米后应加测导线点,必要时还需安装激光指向仪,保证巷 道尽可能笔直,特别是皮带巷更应接近直线,以免皮带跑偏。地质测量图(包括地质剖面图、采掘工程平面图、主要巷道平面图、井上下对照图等)的及时绘制,为矿井的规划,开拓巷道的设计,巷道的立交施工,提供了可靠的依据在井巷工程结束后,要及时将实际标定值与设计资料比较,计算偏差是否在误差允许范围内,若误差较大,要查找原因,总结经验教训。特别是发生地测事故时,要实事求是,认真追查,查明事故原因,认定事故责任抓好责任落实,为以后工作提供借鉴。如果不及时校对和更正,必将对安全生产工作带来不必要的麻烦,甚至带来灾难性的后果。
3.提升地质测量人员在煤矿安全生产工作中的地位,增强安全责任意识
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