复合型生物破乳剂的开发及其对原油采出液破乳效能研究

摘要

随着大庆油田不断加大三元复合驱油技术的研究力度，增大原油的开采储量，使得三元复合驱采出液油水乳化程度以及乳状液的稳定性增强，从而给采出污水处理带来了一系列的技术难题。因此，开发出对乳状液破乳效果较好、适应性强、环境友好、成本较低的生物破乳剂成为国内外科研人员研究的重点。然而目前对生物破乳剂活性物质产量的人工调控难以控制导致破乳能力不稳定、破乳效率不高成为了其无法大规模生产应用的根本原因。
　　本文对具有破乳活性的枯草芽孢杆菌发酵条件及破乳活性进行研究，摸索出破乳菌最佳培养条件，明确环境因素对其破乳效能的影响，并对该破乳菌株破乳途径进行分析；深入研究两种不同破乳活性成分的破乳优势菌株的复合培养，探讨菌株复合培养对破乳活性的提升；进一步考察复合型生物破乳剂是否在实际应用占有优势，与化学破乳剂进行比较，并进行现场试验。
　　对影响枯草芽孢杆菌产生破乳活性及生长的培养和环境条件进行考查。确定其最佳培养条件为：培养温度是25℃、摇床转数140r/min、培养pH7、投加量6％、培养时间20h；碳源为葡萄糖10g单一碳源，氮源为NH4NO3与酵母膏的混合氮源；5mL的O/W模型乳状液中全培养液加入量4mL破乳活性最高；枯草芽孢杆菌全培养液具有良好的热稳定性，在乳状液温度45-70℃、pH7时℃枯草芽孢杆菌全培养液破乳活性最高，排油率达50%以上；在对枯草芽孢杆菌破乳途径研究中，证实枯草芽孢杆菌是利用发酵过程中产生的代谢产物破乳。
　　将实验室筛选出的一株高效破乳菌莫海威芽孢杆菌（Bacillus mojavensis），编号 XH-1与枯草芽孢杆菌复合。在投加量2.5mL、48h的排油率100%；正交试验获得较高破乳活性的最佳配比：XH-1菌接菌量3.5%、枯草芽孢杆菌接菌量2%、培养基pH8、摇床转数140r/min、培养温度30℃。复合型生物破乳剂在乳状液pH3-6具有较高的破乳活性；乳状液温度在20℃~120℃有较好的适应性，适用于不同季节地区油田原油采出液的破乳；利用三元复合驱采出液，对复合型生物破乳剂与化学破乳剂的破乳活性和适应性进行比较中得到复合型生物破乳剂对原油采出液的脱水效果达80%；复合型生物破乳剂对含有表面活性剂、聚合物以及碱的原油采出液有一定的适应能力，最高排油率达70%。由此证明该复合型生物破乳剂具有进一步开发利用的前景。破乳效能

目录

复合型生物破乳剂的开发及其对原油采出液破乳效能研究

DEVELOPMENT OF COMPOUND BIOLOGIC DE-EMULSIFERS AND ITS DE-EMULSIFICATION EFFCIENCY OF OILFIELD PRODUCED LIQUID

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1研究背景

1.1.1乳状液特性

1.1.2 乳状液的成分及含量测定

1.1.3原油乳状液的破乳

1.2国内外生物破乳剂的研究现状

1.2.1生物破乳剂的研究现状

1.2.2 破乳优势菌筛选的研究

1.2.3 生物破乳剂产生菌培养条件对生物破乳剂破乳影响

1.2.4 破乳条件对破乳效果的影响

1.2.5 生物破乳剂破乳机理

1.2.6 生物破乳剂的复合

1.2.7 生物破乳剂破乳活性成分

1.3课题的研究目的、意义与课题来源

1.3.1课题来源

1.3.2目的及意义

1.3.3研究内容

第2章 实验材料、仪器设备与分析方法

2.1实验材料与仪器设备

2.1.1实验仪器设备

2.1.2实验试剂

2.1.3菌种来源

2.1.4培养基

2.2试验方法

2.2.1破乳菌的培养方法

2.2.2破乳试验

2.2.3破乳有效成分在培养液中的分布

2.2.4生物破乳剂的复配方法

第3章 枯草芽孢杆菌生长特性及其破乳活性

3.1枯草芽孢杆菌生长曲线及最佳培养时间

3.1.1枯草芽孢杆的生长曲线

3.1.2枯草芽孢杆菌最佳培养时间

3.2枯草芽孢杆菌生长及破乳的最适培养温度

3.2.1枯草芽孢杆菌生长的最适培养温度

3.2.2枯草芽孢杆菌破乳的最适培养温度

3.3枯草芽孢杆菌生长及破乳的最适培养pH值

3.3.1枯草芽孢杆菌生长的最适pH值

3.3.2枯草芽孢杆菌破乳的最适pH值

3.4枯草芽孢杆菌生长及破乳的最适通气量

3.4.1枯草芽孢杆菌生长的最适通气量

3.4.2枯草芽孢杆菌破乳的最适通气量

3.5枯草芽孢杆菌生长及破乳的最适碳、氮源

3.5.1枯草芽孢杆菌生长的最适碳源

3.5.2枯草芽孢杆菌破乳的最适碳源

3.5.3枯草芽孢杆菌生长的最适氮源

3.5.4枯草芽孢杆菌破乳的最适氮源

3.6 枯草芽孢杆菌发酵条件优化及破乳活性

3.6.1枯草芽孢杆菌生长的发酵条件

3.6.2枯草芽孢杆菌破乳的发酵条件

3.7环境因素对枯草芽孢杆菌破乳活性的影响

3.7.1枯草芽孢杆菌菌剂投加量

3.7.2枯草芽孢杆菌破乳的最适乳状液温度

3.7.3枯草芽孢杆菌菌剂破乳的最适的乳状液pH值

3.8枯草芽孢杆菌破乳途径研究

3.8.1枯草芽孢杆菌全培养液的破乳活性分布

3.8.2枯草芽孢杆菌菌剂适应性

3.5本章小结

第4章 复合型生物破乳剂的制备及破乳效能

4.1生物破乳菌XH-1破乳活性及破乳成分分析

4.1.1生物破乳菌XH-1的生长及破乳活性

4.1.2生物破乳菌XH-1破乳活性成分

4.2生物破乳剂的复配

4.2.1生物破乳剂复配方法比较

4.2.2复合型生物破乳剂发酵条件优化

4.2.3复合型生物破乳剂的投加量

4.2.4培养时间对复合型生物破乳剂破乳活活性的影响

4.3环境因素对复合型生物破乳剂破乳活性的影响

4.3.1乳状液pH值对复合型生物破乳剂破乳活性的影响

4.3.2乳状液温度对复合型生物破乳剂破乳活性的影响

4.3.3混合菌培养液破乳剂破乳活性分布

4.4复合型生物破乳剂与化学破乳剂破乳活性的比较

4.4.1复合型生物破乳剂与化学破乳剂对O/W模型乳状液破乳活性的比较

4.4.2复合型生物破乳剂与化学破乳剂对原油脱水效果的比较

4.5本章小结

第5章 复合型生物破乳剂对三元复合驱原油采出液的破乳效能

5.1复合型生物破乳剂适应性试验

5.1.1不同投加量对原油采出液的脱水影响

5.1.2与常见的化学破乳剂脱水效果比较

5.2复合型生物破乳剂现场中试投加试验

5.2.1现场简介

5.2.2现场中试投加试验

5.2.3复合型生物破乳剂对不同驱油剂含量破乳试验

5.3本章小结

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及其他成果

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢