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                關于驅油用水解聚丙烯酰胺生物降解性的初探

                發布日期:2015-03-23 22:15:29

                驅油

                關于驅油用水解聚丙烯酰胺的生物降解特性(包括水解聚丙烯酰胺的熱穩定特性、基本形態結 構、腐蝕性、溶液性質以及粘性等在內)的基本規律已有大量研究學者做出了豐富的研究與討論。本文基于對 驅油用水解聚丙烯醜胺的生物降解特性分析,研究在差異性環境狀態下,硫酸鹽還原菌的生長對驅油用水解 聚丙烯醜胺溶液粘性程度的影響。并通過液相色譜測定方式,量化了這一影響。本文旨在探究硫酸盆還原菌 物質相對于水解聚丙烯酰胺溶液生物降解特性的影響機理。

                在國內,驅油用水解聚丙烯酰胺的生物降解性 的研究還不夠充分,仍需要對其進行相關分析。尤 其是硫酸鹽還原菌對驅油用水解聚丙烯酰胺溶液 粘性影響的分析仍是空白。本文試針對此問題做詳 細分析與說明。
                1關于驅油用水解聚丙烯酰胺生物 降解性的試驗分析
                本次試驗過程當中所涉及到的基本試劑有: (1)硫酸鹽還原菌菌種;(2)水解聚丙烯酰胺溶液; (3)異氰酸酯膠黏劑培養基成分這幾個方面。關于 試驗過程中驅油用水解聚丙烯酰胺溶液的粘性程 度的觀測以及旋轉式粘度計設備干預測量的完成
                收稹日期:20丨3-00-00 作者簡介:呼君(1988-),男,在讀本科生。
                (旋轉式粘度計的測量設備的選用是由上海天平儀 器廠所提供的NDJ-1#)。并且,關于驅油用水解聚 丙烯酰胺溶液的分子量及分子量結構的觀測應選 取液相色譜儀設備干預完成(液相色譜儀設備選取 為SP8100#)。為了保障后期實驗過程中能夠在其他 條件因素既定的前提下進行有關驅油用水解聚丙 烯酰胺生物降解特性的分析,還需要針對該溶液在 試驗過程中所對應的粘度損失率指標予以詳細定 義。具體的表達方式如下所示:
                水解聚丙烯酰胺溶液粘度損失率(% )=(生物 降解反應前粘度-生物降解反應后粘度)/生物降 解反應前粘度。
                2關于硫酸鹽還原菌對驅油用水解 聚丙烯酰胺溶液粘性影響的分析
                在本文關于驅油用水解聚丙烯酰胺溶液粘性 
                程度的試驗過程當中,為了給硫酸鹽還原菌菌種的 生長與繁殖提供更為良好的環境,考慮在驅油用水 解聚丙烯酰胺溶液樣本當中添加有試樣的異氰酸 酯膠黏劑的培養基成分。毋庸置疑這部分培養基成 分的加人勢必也會對整個水解聚丙烯酰胺溶液的 粘性表現產生一定程度上的影響。為在試驗結果分 析階段將這部分影響因素給予有效去除,整個試驗 進行過程當中同樣需要進行有關不含硫酸鹽還原 菌菌種的空白試驗(加人反應中的異氰酸酯膠黏劑 培養基應當將乳酸鈉成分予以去除)[11。具體結果及 分析如下所示。
                2.1硫酸鹽還原菌菌種的培養時間對驅油 用水解聚丙烯釀胺溶液粘性的影響
                從硫酸鹽還原菌菌種的培養時間對驅油用水 解聚丙烯醜胺溶液粘性的影響角度上來看,在保持 30T穩定溫度狀態下,將QxK^mL-1劑量的硫酸 鹽還原菌菌種在lOOOg^mL-1劑量水解聚丙烯酰胺 溶液中進行充分的培養。試樣溶液與空白溶液所呈 現出的變化趨勢基本見下(圖1)。
                圖1驅油用水解聚丙烯酸胺溶液粘性受菌種培養時間 影響趨勢示意圖
                Fig.l Trend of effect of bacteria incubation time on viscidity of displacement of reservoir oil hyfrolyzed polyacrylamide
                由圖l可見,在將硫酸鹽還原菌菌種接種值水 解聚丙烯醜胺溶液之后要經過一定的停滯階段[2]。 在這一階段內:硫酸鹽還原菌菌種通過消耗資深方 式實現對細胞物質增長速度的維持(也就是說,在 這一階段內,硫酸鹽還原菌菌種細胞物質的增長不 需要消耗外界營養成分)。從而在這一時間范圍內, 水解聚丙烯醜胺溶液的基本濃度、分子量以及分子 結構均未發生明顯變動,進而導致溶液粘性程度也 未發生明顯改變。換句話來說,在驅油用水解聚丙 烯酰胺溶液的生物降解反應過程中存在有一定的 誘導期期間。較快的降解速度往往對應著較快的溶 液粘性損失率,而這也正是菌種生長最為旺盛的階 段。 2.2初始接種硫酸鹽還原菌菌種數量對驅 油用水解聚丙烯酰胺溶液生物降解反應的影 響分析
                在保障環境溫度穩定在30T單位,培養時間控 制為7d的條件下(僅考慮空白試驗),不同初始接 種硫酸鹽還原菌菌種數量所對應的水解聚丙烯酰 胺溶液粘性損失率的基本趨勢示意圖見圖21%
                圖2驅油用水解聚丙烯酸胺溶液粘性受初始接種數量 影響趨勢示意圖
                Fig.2 Trend of effect of bacteria initial inoculation
                quantity on viscidity of displacement of reservoir oil hyfrolyzed polyacrylamide
                由圖2中所反映的關系不難發現:初始接種硫 酸鹽還原菌菌種數量這一因素相對于整個驅油用 水解聚丙烯酰胺溶液粘性損失率的影響程度比較 顯著。并且,隨著初始接種硫酸鹽還原菌菌種數量 的提升,所對應的驅油用水解聚丙烯酰胺溶液粘性 損失率也有所增大。同時,在當初始接種硫酸鹽還 原菌菌種數量上升至一定程度的情況下,所對應的 水解聚丙烯酰胺溶液粘性損失率增長趨勢也會逐 漸傾向于緩慢。分析導致這一趨勢的原因在于:初 始接種硫酸鹽還原菌菌種數量的持續增加最終將 導致菌種生長空間不足,同時營養供應也無法持續 滿足菌種不斷增長的需求,進而導致硫酸鹽還原菌 菌種在溶液中的生長與繁殖受到制約,變化傾向于 緩便4]。
                2.3硫酸鹽還原菌菌種活化次數對驅油用 水解聚丙烯酰胺溶液生物降解反應的影響分 析
                試驗過程當中在保障環境溫度穩定在30T單 位,培養時間控制在7d的前提下,將不同連續活化 次數的硫酸鹽還原菌菌種按照同等比例接種至驅 油用水解聚丙烯酰胺溶液中(溶液劑量為lOOOmg- L-1)。在不同硫酸鹽還原菌菌種活化次數狀態下所 對應的驅油用水解聚丙烯酰胺溶液粘性損失率。
                驅油用水解聚 丙烯酰胺溶液粘性損失率在硫酸鹽還原菌活化次 數有所提增大的狀態下而呈現出持續提升反應。這 也就意味著:硫酸鹽還原菌的活化次數同樣是影響 驅油用水解聚丙烯酰胺溶液粘性程度的關鍵因素 之一。從試驗研究的角度上來說,對于高分子合成 聚合物而言,聚合物在生物降解反應的過程當中, 其所含有的絕大部分微生物物質均表現出了對新 型營養來源的逐步適應能力。從這一角度來說,在 硫酸鹽還原菌菌種與聚合物(即本文所研究驅油用 水解聚丙烯酰胺溶液)發生接觸反應之后并沒有直 接開始發生分解反應。生物降解反應的發生往往是 在經過對硫酸還原菌菌種的連續性活化之后所開 展。與此同時,這對于引導細菌菌種(包括硫酸鹽還 原菌菌種在內)提高分解能力并獲取新型分解能力 而言均有著重要意義[5]。
                3結論
                通過本文以上的分析和研究,可以得出以下幾 個方面的結論:(1)在經過系統化的培養之后,硫酸 鹽還原菌菌種能夠在剔除異氰酸酯膠黏劑培養基 成分影響的基礎之上,于驅油用水解聚丙烯酰胺溶 液當中大量生長與繁殖,并在此過程當中實現對溶 液粘性程度的影響;(2)包括菌種對數、菌種培養時 間以及菌種活化次數在內的相關因素均是能夠影 響驅油用水解聚丙烯酰胺溶液粘性損失率的重要 因素,其中以菌種活性次數的影響最為顯著;(3)從 實踐工作的角度上來說,無論基于硫酸鹽還原菌菌 種對設備造成的腐蝕,還是基于硫酸鹽還原菌菌種 引發驅油用水解聚丙烯酰胺溶液生物降解反應的 角度上來考量,均需要在二元復合驅注人環節當中 增設殺菌裝置,從而實現對驅油效率的穩定提升, 以上問題值得關注。
                 
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