一株胍胶压裂液降解细菌、培养方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一株胍胶压裂液降解细菌、培养方法及其应用，属于有机微生物技术领域，该一株胍胶压裂液降解细菌、培养方法及其应用，所述胍胶压裂液降解细菌为地衣芽孢杆菌属(Bacilluslicheniformis)，并将其命名为菌种GD‑551，于2021年3月8日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址在湖北省武汉市，其保藏号为CCTCC NO:M 2021199。本发明专利技术相比于传统的强酸及强氧化物处理具有降解效率高、绿色无污染、成本低廉、易于现场使用等优点，为油气田开发过程中胍胶压裂液引起储层伤害问题的微生物解决法提供了科学依据，具备良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一株胍胶压裂液降解细菌、培养方法及其应用
本专利技术属于有机微生物
，具体而言，涉及一株胍胶压裂液降解细菌、培养方法及其应用。
技术介绍
胍胶是从豆科植物瓜尔豆的胚乳部分中提取的天然多糖，主要成分为半乳甘露聚糖，平均分子量为2×103-4×106，其化学结构表明：胍胶分子主链是以β-1，4-糖苷键连接的甘露糖主链，侧链是以α-1，6-糖苷键链接的半乳糖。甘露糖和半乳糖单体比为1.6:1-2:1，且半乳糖在主链分布并不均匀。由于其相比于其他高分子化合物具有易于获取、成本低等优势，胍胶被大量用于油气田开发压裂改造中的压裂液增稠剂。胍胶压裂液是最早应用的水基压裂液，也是的目前应用最广泛的压裂液，其主要组成包含胍胶稠化剂、支撑剂、破胶剂和水。作为稠化剂，胍胶可大幅度增加压裂液粘度以使其能携带支撑剂进入压裂地层。理论上，在压裂造缝，将支撑剂携带进入压裂裂缝后，破胶剂将会破坏胍胶分子主链及侧链上的糖苷键，使压裂液粘度大幅下降从裂缝中返排。而支撑剂留在裂缝中支撑裂缝形成高导流能力的油气通道。然而现场应用发现，仅有约30％-45％的胍胶能顺利返排回地面，即有55％-70％的胍胶残留在储层中，这部分胍胶将会对油气储层造成污染，进而降低储层的油气生产能力。因此，用有效的手段减少或者降解残留于储层中的胍胶显得非常必要。目前常用的解决方法通常是增加化学破胶剂的用量。不仅增加成本，且效果有限，甚至还有可能造成管柱的腐蚀以及新的储层伤害。而利用微生物降解残留在储层中的胍胶压裂液具有安全环保，无腐蚀、对储层伤害小、发酵成本低廉、地面设备简单，无需额外的注入管线等优点，除此之外，微生物具有的自主繁殖、运移的特点也使得这种方法具有较大的作用半径与较长的作用效果。因此，储层胍胶压裂液伤害的微生物修复是一种具有广泛应用前景的方法。经调研，目前利用微生物降解储层残留胍胶的研究鲜有报道，专门针对胍胶降解菌的研究成果较少，针对其实际应用方面的研究也还不够。针对胍胶残留引起的储层伤害，目前采用的主要是采用强酸或过氧化物进行化学处理，但是采用强酸或者过氧化物修复储层存在诸多实际问题，首先，强酸和过氧化物在实际使用过程中消耗量巨大，进而使得成本增加；其次，大量的化学剂溶液进入油气储层后可能会与储层原油或地层水不配伍，进而对油气储层造成二次污染；修复用化学剂的强氧化性与酸性会腐蚀生产用管线，减少其使用寿命；最后，化学剂潜在的环境风险较微生物更大，漏失的化学剂可能会对地下水造成严重污染。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一株胍胶压裂液降解细菌、培养方法及其应用，其目的在于解决现有的胍胶残留引起的储层伤害，目前主要是采用强酸或过氧化物进行化学处理，但是采用强酸或者过氧化物修复储层存在强酸和过氧化物在实际使用过程中消耗量巨大，进而使得成本增加；大量的化学剂溶液进入油气储层后可能会与储层原油或地层水不配伍，进而对油气储层造成二次伤害；修复用化学剂的强氧化性与酸性会腐蚀生产用管线，减少其使用寿命；化学剂潜在的环境风险较微生物更大，漏失的化学剂可能会对地下水造成严重污染的问题。鉴于上述问题，本专利技术提出的技术方案是：一株胍胶压裂液降解细菌，所述胍胶压裂液降解细菌为地衣芽孢杆菌属(Bacilluslicheniformis)，并将其命名为菌种GD-551，于2021年3月1日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址在湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCCNO:M2021199。为了实现上述问题，本专利技术还提出一株胍胶压裂液降解细菌的培养方法，包括以下步骤：S1，菌种GD-551的富集、分离与纯化：选用我国东部的胜利油田压裂区采油井产出水为原料，吸取10mL水样加入装有100mL以胍胶为唯一碳源的富集培养基的三角瓶中，置于一定温度下的震荡水浴锅中，在100r/min下富集培养7d，之后从富集培养7d的培养基中吸取少量菌液，采用涂布平板法将菌种接种在以胍胶为唯一碳源的分离培养基上培养3d，显微镜镜检挑取直径较大的单菌落，纯化后保存于保藏培养基中；S2，菌种GD-551的形态及生理生化鉴定：利用显微镜观察菌落形态、大小、边缘状况、隆起程度、表面光泽、粘稠度及菌落颜色的特征；S3，菌种GD-551的16SrDNA分子生物学鉴定：首先提取菌种的基因组脱氧核糖核酸DNA，利用细菌通用引物进行聚合酶链式反应PCR扩增，将提取的所得的16SrDNA进行测序，其次利用NCBI数据库中的BlAST程序对相关基因序列对比分析，找出并下载同源性较高的相似菌株序列，之后采用MegaX软件中NeighborJoining法构建菌种GD-551的系统进化树；S4，菌种GD-551在胍胶降解培养基中的生长曲线测定及降解胍胶能力测试：配制胍胶降解培养基，灭菌后接种菌种GD-551，在最适生长温度下，120r/min摇床培养，每隔一段时间用无菌滴管吸取一滴菌液于血球计数板，采用血球计数法计量菌液中细菌浓度，基于Logistic数学模型用相对数量的自然对数和生长时间t绘制生长曲线；S5，菌种GD-551降解胍胶能力测试；同时配置胍胶浓度与压裂液相同的模拟胍胶压裂液培养基，灭菌后接种菌种GD-551，在最适生长温度下，在120r/min下摇床培养，每隔一段时间取出一部分样品，分别利用旋转粘度计与乌氏粘度计测试样品的表观粘度与粘均分子量。进一步的，所述富集培养基、分离培养基、保藏培养基和胍胶降解培养基的配方如下：富集培养基：胍胶6.0g、硝酸钠NaNO32.0g、磷酸二氢钾KH2PO42.0g、硫酸铵(NH4)2SO42.0g、七水硫酸镁MgSO4·7H2O0.5g，蒸馏水1.0L、pH调至7.0；分离培养基：胍胶6.0g、硝酸钠NaNO32.0g，磷酸二氢钾KH2PO42.0g、硫酸铵(NH4)2SO42.0g、七水硫酸镁MgSO4·7H2O0.5g、琼脂粉10g、蒸馏水1.0L、pH调至7.0；保藏培养基：牛肉膏3.0g、蛋白胨10.0g、琼脂粉10.0g、氯化钠NaCl5.0g、蒸馏水1.0L、调节pH至7.0；胍胶降解培养基：胍胶4.0g、硝酸钠NaNO32.0g、磷酸二氢钾KH2PO42.0g、硫酸铵(NH4)2SO42.0g、七水硫酸镁MgSO4·7H2O0.5g、蒸馏水1.0L、pH调至7.0。进一步的，所述基于Logistic数学模型用相对数量的自然对数和生长时间t绘制生长曲线，其表达式为：式中：N—实时菌体密度，个/mL；N0—初始时菌体密度，个/mL；N∞—稳定期菌体密度，个/mL；t—培养时间，h；A—最大相对密度；μm—最大生长速率，h-1；λ—延滞时间，h。进一步的，所述旋转粘度计选用NDJ-1B-1型粘度计测定不同培养时间下溶液的表观粘度，并利用降粘率表示菌种GD-551降低胍胶溶液粘度能力，其降粘率的表达式为：式中：χ—降解时间，h；η本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株胍胶压裂液降解细菌，其特征在于，所述胍胶压裂液降解细菌为地衣芽孢杆菌属(Bacillus licheniformis)，并将其命名为菌种GD-551，于2021年3月1日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址在湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCC NO:M 2021199。/n

【技术特征摘要】
1.一株胍胶压裂液降解细菌，其特征在于，所述胍胶压裂液降解细菌为地衣芽孢杆菌属(Bacilluslicheniformis)，并将其命名为菌种GD-551，于2021年3月1日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址在湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCCNO:M2021199。


2.一种根据权利要求1所述的胍胶压裂液降解细菌的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，菌种GD-551的富集、分离与纯化：选用我国东部的胜利油田压裂区采油井产出水为原料，吸取10mL水样加入装有100mL以胍胶为唯一碳源的富集培养基的三角瓶中，置于一定温度下的震荡水浴锅中，在100r/min下富集培养7d，之后从富集培养7d的培养基中吸取少量菌液，采用稀释涂布平板法将菌液涂布在以胍胶为唯一碳源的分离培养基上培养3d，显微镜镜检挑取直径较大的单菌落，纯化后保存于保藏培养基中；
S2，菌种GD-551的形态及生理生化鉴定：利用显微镜观察菌落形态、大小、边缘状况、隆起程度、表面光泽、粘稠度及菌落颜色的特征；
S3，菌种GD-551的16SrDNA分子生物学鉴定：首先提取菌种的基因组脱氧核糖核酸DNA，利用细菌通用引物进行聚合酶链式反应PCR扩增，将提取的所得的16SrDNA进行测序，其次利用NCBI数据库中的BlAST程序对相关基因序列对比分析，找出并下载同源性较高的相似菌株序列，之后采用MegaX软件中NeighborJoining法构建菌种GD-551的系统进化树；
S4，菌种GD-551在胍胶降解培养基中的生长曲线测定及降解胍胶能力测试：配制胍胶降解培养基，灭菌后接种菌种GD-551，在最适生长温度下，120r/min摇床培养，每隔一段时间用无菌滴管吸取一滴菌液于血球计数板，采用血球计数法计量菌液中细菌浓度，基于Logistic数学模型用相对数量的自然对数和生长时间t绘制生长曲线；
S5，菌种GD-551降解胍胶能力测试；同时配置胍胶浓度与压裂液相同的模拟胍胶压裂液培养基，灭菌后接种菌种GD-551，在最适生长温度下，在120r/min下摇床培养，每隔一段时间取出一部分样品，分别利用旋转粘度计与乌氏粘度计测试样品的表观粘度与粘均分子量。


3.根据权利要求2所述的培养方法，其特征在于，所述富集培养基、分离培养基、保藏培养基和胍胶降解培养基的配方如下：
富集培养基：胍胶6.0g、硝酸钠NaNO32.0g、磷酸二氢钾KH2PO42.0g、硫酸铵(NH4)2SO42.0g、七水硫酸镁MgSO4·7H2O0.5g，蒸馏水1.0L、pH调至7.0；
分离培养基：胍胶6...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷光伦，达祺安，姚传进，曲晓欢，孟凡怡，王晓璞，褚程程，宋萍，马鑫，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37