微生物在石油开采中的应用

第一篇：微生物在石油开采中的应用

微生物在石油开采中的应用

摘要：经过几十年的发展，微生物采油技术（MEOR）已经成为继热力学驱、化学驱、聚合物驱之后的第4种提高采收率的新“三采”技术。已经引起了石油工程技术人员的空前关注。本文阐明了微生物采油的方法及特点、作用机理及应用，最后对微生物采油的前景做了展望。

关键词：微生物采油；机理；作用机理；菌种筛选。

前言：MEOR应用于三次采油、提高原油采收率的一项高新技术。主要特点是成本低、适应性强、施工方便、不伤害地层、不污染环境。特别对于枯场或近枯场的油旅更显示其强大的生命力。微生物在生物代谢作用下所产生的酶类，可以裂解重质烃类和石蜡，使原油粘度、凝固点降低，从而降低原油的流动阻力，改 善原油的流动性能，提高原油产量和采收率。

1、微生物采油的背景、方法及特点

当今石油工业面临的一个重要问题是怎样采出在开发成熟的油田和即将枯竭的油田中仍然留在地下未被开采出的很大百分比的原油可采储量。新的技术必须通过经济方法处理现有生产井和扭转井堵塞的加速度，从而延长油田的生产寿命并且提高油藏的原油采收率。

我国稠油（高黏度重质稠油，黏度在1000mPa·s以上）资源分布很广，陆地稠油约占石油总资源的20%以上。稠油突出的特点是沥青质、胶质的含量比较高，具有高凝固点、难流动、难开采、高成本等特点。在我国的准噶尔盆地、塔里木盆地、吐鲁番盆地、渤海湾盆地和松辽盆地等盆地中有丰富的稠油资源，也发现了许多稠油大油田，如塔里木的塔河油田、渤海的PL193油田等，如果能寻找到一种经济有效的方法采出这些原油，对缓解我国石油进口压力具有重要意义。于是研究人员将目光转到微生物上，希望借助于以原油为碳源的微生物能够解决这些短板。

MEOR是指利用微生物提高石油采收率的各种技术总称，凡是与微生物有关的采油技术均属于MEOR。微生物提高石油采收率并不是一种单一的方法，具有明显的优点：① 成本低，微生物的主要营养物之一是用通常手段难以采出的石油，微生物的繁殖能力和适应性很强，作用效果持续时间长。这尤其对边际油田吸引力大；② MEOR工序简单，利用常规注入设备即可实施，不必增添井场设备，比其他EOR技术实用且操作方便；③ 应用范围广，不仅可开采各种类型的原油(重油、轻油、中质 原油)，更适于开采重油；④ 注入的微生物和培养基原料来源广，容易制取，且可根据具体油藏特点灵活调整微生物的配方；⑤ 易于控制，通过停止注入营养液，即可终止微生物的活动；⑥ 为生物细胞小且运动性强，能进入其他驱油工艺的盲区如死油区或裂缝；⑦ 微生物只有在有油的地方繁殖并产生代谢产物，避免了表面活性剂注入或降粘剂段塞的盲目性；⑧ MEOR产物均可生物降解，不损害底层，不会造成环境污染，且可以在同一井中重复使用多次。微生物采油机理

微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程，除了具有化学驱提高采油率的机理外，微生物生命活动本身也具有提高采油率机理。

2.1 微生物的产气作用

在油井一采、二采之后，通常地下压强会降低，油井下的石油不容易抽上地面，传统做法是向油井注水，通过这种方式增大底下的压强，达到将石油抽上来的目的，但是这种方法会使得抽上来的石油含水量高，品质较差，增加后续的分离成本。而微生物在地下发酵过程中能产生各种气体，如CH4、CO2、N2、H2等，这些气体会增加油井下的压强，相应的可以减少注水量，从而提升原油的品质，降低成本。

2.2 微生物代谢产生各种有机物质

微生物在油井中以重链烃为碳源，会代谢产生许多化合物，如生物聚合物、生物表面活性剂、小分子有机酸、醇类等。这些物质可以降低原油粘度，减小表面张力，使得原油的流动性加强。

2.3 微生物代谢产生的酶类

微生物在生物代谢作用下所产生的酶类，可以裂解重质烃类和石蜡，再综合2.2中微生物代谢产生的各种化学物质，可以使原油粘度、凝固点降低，从而降低原油的流动阻力，改善原油的流动性能，使得油井石缝中原油流出，能够溶解岩石，增加岩石孔隙度和渗透率，将有助于提高原油产量和采收率。2.4 微生物发酵产生的生物聚合物

微生物在油井中发酵产生的生物聚合物能调整注水油层的吸水剖面，控制高渗地带的流度比，改善地层渗透率。

2.5 微生物的封堵作用

微生物注入水驱油层后，生长繁殖的菌体和代谢产物与重金属形成沉淀物，具有高效堵水作用，封堵率可达到99%。这对于非均质油藏的堵水调剖面效果较好，可提高原油产量和采收率。在地层中产生的生物聚合物，能够在高渗透地带控制流度比，调整注水油层的吸水剖面，增大扫油面积，提高采收率。微生物的筛选

油井中的环境都是非常苛刻的，通常都具有高温、高压、高盐的特点，为了发挥微生物采油的优点，需要选用生存能力强、代谢活性高的菌株，才能实现利用微生物来提高原油品质和采油率的目的。

一般以利用原油中的重质链烃为碳源的微生物都是生长在含油量丰富的地方，所以将从油田污水、污泥以及炼油厂污水中获得微生物样品作为筛选对象，应用微生物室内富集培养与分离纯化技术，筛选出具有应用潜力的菌株。当然，也可以将菌株的筛选与细胞工程、基因工程等技术结合起来，进行培育，也可以在很大程度上获得高产高效的菌株。应用

近年来，为了探索提高采收率的新途径，已先后在我国华北、新疆、吉林、河南、胜利、长庆、辽河、大庆、中原等14个油田开展了微生物采油现场先导性试验，并且在一些油田取得了较好的增产效果。

4.1 微生物水驱

该技术是将菌种和营养液混合而成的微生物处理液注入目的层，使微生物作用于油层，当处理液被注入水推进并通过油层时，微生物通过代谢作用产生生物表面活性剂、气体、酸、醇等代谢产物的同时，还不断增殖。代谢产物通过物理、化学作用将岩石表面黏附的原油和岩石孔隙中的原油释放出来，使原来不能流动的原油以油水乳状的形式被注入到水驱生产井中，在生产井中被采出。4.2 周期性微生物处理（微生物吞吐法）

该技术是将微生物发酵液及营养液注入生产井内，关井一段时间（从数天到数周不等），让微生物进行发酵，然后开井生产，周而复始。

4.3 微生物选择性封堵地层（微生物调剖法）

该技术是把能够生产聚合物的微生物注入地层，使其在高渗透层内大量繁殖，从而可以起到封堵高渗透带的作用。改种方法比注入人工合成的有机聚合物或凝胶更为有效，而且不会造成底层的永久性破坏。

4.4 微生物清蜡和降低重油粘度

微生物清蜡技术可以取代溶剂和分散剂的使用，并能基本上取代热油处理法。微生物清蜡和降黏机理在于微生物对石蜡和仲有得代谢作用。通常，大多数微生物对蜡类芳香烃的代谢速度大于对对芳香烃的代谢速度。微生物代谢产生的溶剂对近井区域能起到很好的清洗作用。展望

微生物采油技术具有其他三次采油技术无可比拟的有点——多功能性，近些年来，随着生物技术的不断发展，目前，一经发现开始应用一些在极端环境下能够生存、繁殖的微生物、但是MEOR技术也有自己的局限性：微生物在温度较高、盐度较大、重金属离子含量较高的的油藏条件下易于遭到破坏，微生物产生的表面活性剂和生物聚合物有造成沉淀的危险，裴炎微生物的条件不易把握，微生物采油甲护身在冬季不易施工。为了克服这些局限性，在现有的菌种基础上，通过基因工程手段获取基因工程菌，使其性能更加优良，同时将计算机技术、基因检测技术等新技术用于为生物钟。

参考文献

[1] 娜挂玉，黄民生；生物采油技术应用及发展动态[J]。能源环境保护2004,18（2）：8-16.[2] 谢明杰，谢正，邹翠霞，曹文伟；微生物降解原油提高原油采收率的研究[J]；抚顺石油学院学报；1999年02期

[3] 杜宜娟，王晓梅，刘如林，梁凤；微生物采油技术的研究[J]；内蒙古石油化工；1998年02期

[4] 汪卫东；我国微生物采油技术现状及发展前景[J]；石油勘探与开发；2002年06期

第二篇：浅谈地球物理勘探技术在石油开采中的应用

浅谈地球物理勘探技术在石油开采中的应用

由于近几十年我国工业的持续高速发展,我国石油消耗量很大,原本储量十分丰富的石油资源慢慢变少。丰厚油层将很快开采耗尽,贫瘠的油层将成为将来发掘和开采的重点。因此,较高的石油勘探技术越来越受到关注和发展[1]。地球物理勘探（简称“物探”）是通过物理的方法勘探地质的机构和处理矿物开采问题的一种措施。它的研究基础是地下岩石的各种物理性质,如密度、导电性、弹性模量、放射性等参数。它利用不同的方法和设备,检测地下某些物理场的不同特点,分析、研究所获得的资料数据,分析地质的结构和矿产在地下的分布等状况[2]。本文将通过文献检索分析的方法阐述物探技术的发展、目前存在的问题和寻找解决相应问题的方案。

1、物探技术的发展历程

地球物理学是上个世纪前期发展起来的一门交叉学科,涉及物理、数学、力学与地质学等学科[3]。上个世纪四十年代,我国的翁文波与赵仁寿等最早使用物探方法勘探石油。四十年代中期翁文波建立了我国第一个使用重力测量石油的勘探队,赵仁寿在五十年代初建立我国第一个用地震方法探测石油的勘探队。五十年代后期到六十年代,继西部地区之后,我国东部也相继创建了一些地震勘探队伍。六十到七十年代我国成功研制自主开发的模拟磁带仪,并发展了多次覆盖技术。七十年代研制出我国第一台数字化的地震仪。九十年代,我国已经成功利用三维资料连片技术提高资料的品质,从而发现了塔里木盆地和准葛尔盆地中的一些油田。随着计算机技术和信息技术的发展,各种软硬件日渐成熟,本世纪物探技术发展相当迅猛,高精度三维地震技术、VSP地震技术、多波勘测等已经在实际应用中发挥了很大的作用。

2、石油勘探中存在的问题

为了满足国民经济发展的需求,有些公司提出应该大力开展开发高原地区油田、二次开发油田、开发海外油田等项目。这是未来发展的尝试,但也同时存在较多问题。

2.1 复杂陡坡结构

复杂陡坡结构主要存在于新疆库车和塔里木盆地的西南地区,沿着准噶尔盆地的南部边缘,在四川的大巴山地域和柴达木盆地的北部等地方存在。这些区域是“稳定西部和促进海外业务”战略的关键地方。这里主要的问题是地形复杂,海拔变化大,岩石比较复杂,低电阻间隔。此外,地下构造的复杂性,构造反转、走滑断层组合等造成地震波传播很难把握。尽管技术研究已经完成了好几年,地震剖面材料和地质模型经常很难很好地匹配。

2.2 复杂的地形地貌、地层圈闭

层位困储备出现在浅地层和中级深度渤海湾、部分松辽、鄂尔多斯、塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木、三湖、四川盆地,以及其它区域的中亚、亚太、非洲大陆。在这些地区进行开采对我国石油资源的储备增长是必要的。这里要解决的问题是厚层砂表面和黄土、厚风化带、复杂和异构的沉积层、低孔隙度、低渗透率的薄储集层。高分辨率地震数据不能识别单个储层厚度小于3m的薄层。地球物理勘探技术在这里的挑战是在中国西部地区提高地震资料主频10赫兹和在东部地区增加10到15赫兹,从而达到增加地层圈闭的钻井成功率20%目的。

2.3 其他问题

除了上述存在的问题外,由于老油区岩性复杂、深层勘探比较困难,在这里发现新的石油储备难度比较大。此外,由于老油区剩余的石油分布比较杂乱,油藏勘探比较困难,提高老油田的采收率也非一件易事。由于种种问题的存在,对物探技术有了更多的要求。首先要求新的物探技术有对更复杂地区的探测能力,其次需要仪器的构造要有更高的精度和分辨率,此外,要对所收集的信息有较强的处理能力,对剩余的石油分布可以进行动态的检测。

3、解决复杂问题的物探技术介绍

3.1 海域物探技术

海底储存着丰富的石油资源,但由于海底地形比较复杂,在海底得到的数据往往比较糟糕。信噪比很低、相位的连续往往中断、能量阻尼比较大、反射差等一系列问题一直以来很难得到完满解决。

要解决这一问题,需要从数据的来源和信号的处理两方面着手。先前使用的海底测量电缆往往比较短,大部分不足5000m。由于长度不足,海底的信号往往不能很充分的接收。加上数据的处理技术不好,造成所形成的模拟形态发生变形,不能真实反映相应地区的地质状态。如果采用长度较大的电缆,便可以获得质量更高的信号,信噪比比较大。在处理数据时,采用分频去噪的方法,并采取措施消除海底因不平造成的影响。这样,便可以得到更好的结果,更能反映真实的地质形态[4]。

3.2 油区高精度地震技术

在油区,由于已经存在的油田对地震技术往往造成干扰。此外,由于不停地开采作用,地下的石油分布也相应发生动态变化。这就造成了油区开采难度比较大。

要解决油区石油勘探问题,有公司提出如下措施:(1)延时三维数据采集;(2)小接收器地面测量;(3)基于岩性和油藏动力学的安放位置设计;(4)高精度静态修正;(5)区域联合处理;(6)叠前数据储层特征描述;(7)考虑地层倾角,适当扩大面元,合成统一剖面,提高地震分辨率。这些措施取得了比较好的效果。

3.3 复杂地区地震技术

在地形复杂地区,如我国柴达木盆地附近,石油储存量比较丰富,比较有希望探测出石油分布。然而,由于地势起伏比较大,地表受到比较高的侵蚀,施工非常困难。此外,即使测得数据,信号处理也比较困难。为解决复杂地区的石油勘探问题,可考虑采取以下措施。(1)利用精度较高的卫星遥感数据,更好地设计探测系统;(2)更详细地勘察地表的形态;(3)根据不同的地表形态使用不同的激发参数;(4)采用宽线技术,更好的采集数据,提高信噪比。利用本项技术可以大大提高数据质量,基本模拟真实的面貌。

4、结语

在石油勘探过程中存在如复杂陡坡结构、复杂的地形地貌、地层圈闭、油区探测困难等问题和挑战。这些问题可以通过数据的发展找到一些相应的方式去解决。如加长测量电缆的长度,利用延时三维数据采集信息,利用三维技术对数据进行高精度修正,采用宽线技术,用各种方式进行数据处理,提高信噪比等,最终合成贴合实际的图像。

参考文献

[1]周涛.浅谈油气地球物理勘探技术进展[J].中国科技纵横,2011(14).[2]牛欢,胡涵等.地球物理勘探在油气开采技术中的应用及发展[J].科技创新导报,2009(1):1.[3]滕吉文.石油地球物理勘探的发展空间与自主创新[J].石油物探,2007:46(3):13.[4]张春贺,乔德武等.复杂地区油气地球物理勘探技术集成[J].地球物理学报,201154(2).

第三篇：微生物技术在城市生活垃圾处理中的应用

微生物技术在城市生活垃圾处理中的应用

msw生物处理技术主要包括好氧和厌氧生物处理。好氧生物处理如：好氧堆肥、生物反应器填埋等，其工艺中的微生物主要有细菌、放线菌、真菌等微生物种群。厌氧生物处理，如：厌氧消化、厌氧填埋等，其工艺中的微生物又称“瘤胃微生物”，主要有水解细菌、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群等。

在msw好氧生物降解过程中，细菌凭借强大的比表面积，可以快速将可溶性底物吸收到细胞中，进行胞内代谢。总的来说，其数量要比放线菌和真菌多得多。当然，在不同的环境中分离的细菌在分类学上具有多样性，主要有假单胞菌属（pseudomonas）、克雷伯氏菌属（klebsiella）以及芽孢杆菌属（bacillus）的细菌。在堆肥过程中，细菌总数的变化趋势是高-低-高。堆肥初期，有机废物中携带有的大量细菌分解有机物质释放能量，使堆体温度上升，此时，常温细菌受到抑制，嗜温细菌活跃；当堆温升至高温阶段，只有少量的嗜热细菌可以活动；高温期过后，随着有机成分的减少，堆体温度降低，嗜温及常温细菌又开始活跃，使细菌总数上升。整个好氧降解过程中，嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微生物。

现代生物技术与环境保护

现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。

（1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。

（2）利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。

（3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。

所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

第四篇：分子生物学在微生物检验中的应用(精)

分子生物学在微生物检验中的应用

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

长期以来,人们试图找到一种既简便又快速、又有足够分辨力的技术来鉴别和区分各种病原微生物，各种新方法和新技术不断涌现，但每一种方法都有其局限性，为了弥补各自的不足，使用一种以上的技术即采用多种方法联合使用的策略,一种技术的缺点会被其他技术的优点所代替。选择检测方法应考虑到自身所拥有的条件,检测所要求达到的灵敏度,而提高灵敏度和去除假阳性是检测方法发展的趋势。近年来,随着计算机技术的不断发展,临床病原菌检测将向着简便、快速、高通量、自动化的方向发展。分子生物学技术通过自动化仪器的使用,将在病原菌诊断、鉴定和耐药基因检测方面越来越广泛地应用于临床。

第五篇：石油开采生产过程

石油开采生产过程

来源：杭州北航 作者：杭州北航 发布时间：2011-03-16 查看次数：14

53石油开采生产过程

石油开采的主要生产过程主要包括以下生产步骤：

石油地震勘探-石油测井生产-井下作业生产-采油生产-油气集输以及其他辅助生产过程

石油开采的第一步是石油地震勘探，目的是查清地下地质构造和岩性演变过程，寻找油气富集区带，为油田提供油气储量、构造圈闭、钻探井位，以及配合油田开发生产的任务。目前石油勘探方法主要有地质法、钻井法、化探法、物探发等。

地震勘探作业大致可分为以下三个环节：第一是野外施工，布置测线、人工激发地震波、地震仪记录；第二是室内资料处理，去粗取精，去伪存真，计算地震波在地层的传播速度；第三是地震资料解释，运用地震传播理论和石油地质学原理综合分析，对地下地质构造作出说明，绘制构造图。石油地震勘探的很足要设备包括车辆（40-70台包括钻机、水罐车、炸药车、震源车、仪器车、运输车排列车等）、经纬仪、GPS、爆炸机、雷管、炸药、电缆、检波器、采集站，记录仪等。

在初步探明油气水储藏情况下，开始进行钻井工程，即通过钻具对地层钻孔，然后用套管连接并向下延伸到油气水层。钻井工程按照作用可以分为探井、开发井（采油、采气、注水井、观察井、加密井）。按井位可以分为直井、定向井、水平井、钻井方法主要有顿钻、旋转钻井、井底动力钻井。钻井工程的设备主要包括井架、绞车、游车、大钩、转盘、钻井泵、动力机组、联动机组、井控、固井设备、发电机组、液压以及空气动力等辅助设备。

（1）测井

也叫地球物理测井或石油测井，简称测井。石油钻井时，在钻到设计井深深度后都必须进行测井，又称完井电测，以获得各种石油地质及工程技术资料，作为完井和开发油田的原始资料。这种测井习惯上称为裸眼测井。在油井下完套管后进行的一系列测井，习惯上称为生产测井或开发测井。测井是确定和评价油、气层的重要手段之一。

（2）石油开采

即地震勘探、钻井完井交井以后，将原油从地层中开采出来进入油气集输系统的过程。石油开采方式有自喷采油和机械采油，自喷采油是由于地下含油层压力较高，凭其自身压力就可以使原油从井口喷出的采油方式。机械采油则是利用各种类型的泵把原油从井中抽出，目前我国石油开采以机械采油为主。