《油田产出液中生物表面活性剂类代谢产物的快速定量分析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油田产出液中生物表面活性剂类代谢产物的快速定量分析.pdf（74页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、油田产出液中生物表面活性剂类代谢I I Y I I I I I l 2 I I I I l 8 I I l 8 I M 3 I I I l 9 I I I I I l 6 I I I I l 2 I II I产物的快速定量分析学位论文完成日期：指答辩委员万方数据谨以此论文献给在实验道路上给予我帮助关爱我的人们!张聪万方数据独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得(注；如遗直墓他盂要挂别直明的：奎拦亘窒)或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一
2、同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下事项：1、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”用于出版和编入C N K I 中国知识资源总库，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：眵签字同期
3、：J 的年妇护乡R导师签字日期：矽争。钼万方数据油田产出液中生物表面活性剂类代谢产物的快速定量分析摘要在油田产出液中，由功能性微生物代谢产生的生物表面活性剂在微生物采油方面具有重要的意义。生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时，在其代谢过程中分泌出的具有一定表面活性的代谢产物，如糖脂、脂肽或中性类脂衍生物等。目前为止，油田水样中表面活性剂物质定量分析尚缺乏成熟而又简便快速的定量方法。而在微生物驱油过程中，对于微生物性能追踪监测，迫切的需要找到一种快速准确的生物表面活性剂定量方法。因此为了得到一种快速并且准确的定量方法，我们做了如下尝试。本论文主要选取了糖脂和脂肽两类生物表面活性剂进行考察，利
4、用排油圈法、苯酚硫酸法、高效液相色谱法等方法进行定量分析，利用排油圈法和苯酚硫酸法进行粗略的定性和定量分析，再结合高效液相法进行精确定量，在传统方法的基础上，进行改良、优化，得到的主要结论如下：1、利用改良的苯酚硫酸法，满足了快速定量的需求，也达到了定量准确性。通过对样品和显色剂比例、水热时间、水热温度进行优化。结果表明：鼠李糖脂在浓度1 0 0 1 0 0 0 m g L 范围内，在西林瓶中加入0 5 m L 样品，再加入4 5 m L 显色剂，8 0 下水热1 h，测吸光度，得到标准曲线R 2 大于0 9 9，可以用于快速定量分析。2、利用改良的排油圈法，满足快速定量的要求，但是相对误差较
5、大。通过对油膜种类、用量、加入样品量进行优化，结果表明：鼠李糖脂在1 0 0 5 0 0 m g L 高浓度时，加入液体石蜡量为2 4 m L，加入样品的量为l O g L，所形成的排油圈较稳定，鼠李糖脂浓度与排油圈直径成良好线性关系(标准曲线的R 2 都在0 9 以上)浓度梯度形成的排油圈大小变化比较明显，重复性比较高；在O 1 0 0 m g L 的低浓度下，加入液体石蜡量为1 2 m L，加入样品的量为5 0 9 L 时，形成的排油圈较为稳定，鼠李糖脂浓度与排油圈直径成良好线性关系(标准曲线的R 2 都在0 9 以上)。用统计学软件S P S S 建立表面活性剂浓度与油膜厚度及排油圈直径
6、关系的预测模型，得到该模型回归效果较好，各回归系数达到显著水平，预测模型使得在不同油膜厚度下的排油圈实验结果具有可比性。槐糖脂较鼠李糖脂来说，表面活性差一些，相同浓度的样品形成的排油圈要万方数据小一些。浓度1 0 0 5 0 0 m g L，加入液体石蜡2 m L，样品l O g L，槐糖脂基本符合线性关系，R 2 在0 9 以上。混合样品体积比1：1，液体石蜡2 m L，样品l O p L，对比两个纯样品的数据得出，混合样品的排油圈直径在两个纯样品形成的排油圈直径之间，小于鼠李糖脂，大于槐糖脂，排油圈呈良好的线性关系。3、通过高效液相色谱直接分析法，得到用于准确定量的标准曲线。通过对液相色谱
7、流动相类型、流动相比例、流速和样品溶剂进行优化，得到了较为成熟的分析方法的条件，得到了高浓度鼠李糖脂和槐糖脂的标准曲线。通过高效液相色谱质谱联用法对鼠李糖脂进行了定量，通过改变参数，检出限达到O 1 m g L，得到了R 2 大于0 9 9 9 的标准曲线，可用于低浓度精确定量。关键词：定量，生物表面活性剂，排油圈法，苯酚硫酸法，高效液相色谱法I I万方数据R a p i dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i so nb i o s u r f a c t a n tc l a s sm e t a b o l i t e so fo i l f i e
8、l dp r o d u c e df l u i dA b s t r a c tB i o s u r f a c t a n ta r ep r o d u c e db yt h ef u n c t i o n a lm i c r o b i a lm e t a b o l i s m，i np r o d u c e df l u i do fo i lf i e l d，i ti so fg r e a ti m p o r t a n c ei nt e r m so fm i c r o b i a lo i lr e c o v e r y W h e nc u l t
9、 u r e dm i c r o o r g a n i s m su n d e rc e r t a i nc o n d i t i o n s，t h em e t a b o l i cp r o c e s sw i l ls e c r e t eac e r t a i ns u r f a c ea c t i v em e t a b o l i t e s，s u c ha sg l y c o l i p i d s，l i p o p e p t i d e so rn e u t r a ll i p i dd e r i v a t i v e s，e t c
10、S of a r,t h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i so ft h es u r f a c t a n tc o m p o u n d si no i l f i e l dp r o d u c e df l u i da r es t i l ll a c kam a t u r em e t h o dw h i c hs i m p l ea n dr a p i d A n df o rt r a c k i n gt h em i c r o o r g a n i s m sp e r f o r m a n c ei nm
11、i c r o b i a lf l o o d i n gp r o c e s s，i ti st h em o s tu r g e n t l yn e e d e dt of i n dar a p i da n da c c u r a t eq u a n t i f i c a t i o no fb i o s u r f a c t a n t s T h e r e f o r e，i no r d e rt oo b t a i nar a p i da n da c c u r a t eq u a n t i t a t i v em e t h o d，w em
12、a d et h ef o l l o w i n ge x p e r i m e n t s I nt h i st h e s i st w oc l a s s e so fb i o s u r f a c t a n tw e r em a i n l ys e l e c t e d，g l y c o l i p i da n dl i p o p e p t i d e B ya d v a n c e sa n dp e r f e c t st h et r a d i t i o n a lm e t h o d s，u s i n gt h em e t h o do
13、 fo i ls p r e a d i n ga n dp h e n o ls u l f u r i ca c i dm e t h o df o rr o u g hq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s，c o m b i n e d 晰1h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y(H P L C)m e t h o df o rp r e c i s eq u a n t i t a t i v e，s
14、u c hc o n c l u s i o n sh a v eb e e nd r a w na sf o l l o w i n g s：1、U s i n gt h em o d i f i e dp h e n o l-s u l f u r i ca c i dm e t h o d，b o t ht om e e tt h en e e d so fr a p i d l ya n da c c u r a c yo fq u a n t i t a t i v e B a s e do nt h ep r o p o r t i o no fs a m p l ea n dr
15、e a g e n t，H y d r o t h e r m a lt i m ea n dt e m p e r a t u r ew e r eo p t i m i z e d T h er e s u l ts h o w e dt h a tt h ec o n c e n t r a t i o no f r h a m n o l i p i di n1 0 0-1 0 0 0m g Lr a n g e，a d d0 5m Ls a m p l ea n d4 5m Lo fr e a g e n ti nv i a l，h y d r o t h e r m a li n8
16、 0 w a t e rf o r1 也m e a s u r i n ga b s o r b a n c e，g e tR Em o r et h a n0 9 9s t a n d a r dc u r v e，t h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sC a nb eu s e di nr a p i da n de a s yq u a n t i t a t i v e 2、T h em o d i f i e do i ls p r e a dm e t h o dw i l la n s w e rt h ep u r p o s e
17、o fr a p i dq u a n t i t a t i v e，b u tt h er e l a t i v ee r r o r sa r el a r g e r T h e r e f o r e，o p t i m i z i n gt h eo i lf i l mt y p e s，d o s a g ea n dt h ea d ds a m p l ed o s a g e，t h er e s u l ts h o w e dt h a t：W h i l er h a m n o l i p i da r ei nt h e10 0 5 0 0m g Lc o n
18、 c e n t r a t i o n，a d d i n g2 4m Lo f万方数据l i q u i dp a r a f f i na n ds a m p l e s10 9 L，i nt h i ss i t u a t i o n，t h es t a b i l i t yo fo i ls p r e a da r eb e t t e r，t h ec o n c e n t r a t i o no fr h a m n o l i p i d sh a dg o o dl i n e r、，i t ht h ed i a m e t e ro ft h eo i ld
19、 r a i nr i n g，w h i c hm e a n st h es t a n d a r dc u r v eo fR 2i sa b o v e0 9，a n dt h eo i ld r a i nr i n gs i z ec h a n g e sm o r eo b v i o u sf o r mac o n c e n t r a t i o ng r a d i e n t，t h er e p e a t a b i l i t yi sh i g h e ra sw e l l；W i t h i nt h el o wc o n c e n V a t i
20、 o nr a n g eo ft h e0-10 0m g L，a d d e d1 2m Lo fl i q u i dp a r a f f i na n ds a m p l e s5 0g L，t h es t a b i l i t yo fo i ls p r e a da r er e l a t i v e l yb e t t e r,t h ec o n c e n t r a t i o no fr h a m n o l i p i d sh a dg o o dl i n e rw i t ht h ed i a m e t e ro ft h eo i ld r
21、a i nr i n g，w h i c hm e a n st h es t a n d a r dc u r v eo fR 2i sa b o v e0 9 U s i n gt h eS P S Ss t a t i s t i c a ls o f t w a r et oe s t a b l i s h e ds u r f a c t a n tc o n c e n t r a t i o na n dt h i c k n e s so fo i la n df o r e c a s tm o d e lr e l a t i o n s h i pb e t w e e
22、 nt h ed i a m e t e ro ft h eo i ld r a i nr i n g，i ts h o w st h a tt h er e g r e s s i o nm o d e lh a sh i g hp r e c i s i o n，e a c hr e g r e s s i o nc o e f f i c i e n tW a ss i g n i f i c a n t T h i sp r e d i c t i v em o d e lm a k e st h eo i ld r a i nr i n ge x p e r i m e n tr e
23、 s u l t sc o m p a r a b l ea td i f f e r e n tf i l mt h i c k n e s s C o m p a r e dw i t hr h a m n o l i p i d，t h es o p h o r o l i p i dh a sw o r s es u r f a c ea c t i v i t y I nt h er a n g eo f10 0 5 0 0m g L，a d d2m Lo fl i q u i dp a r a f f i na n ds a m p l e s10g L，t h es o p h
24、o r o l i p i df i t t e dl i n e a rr e l a t i o nb a s i c a l l y，w h i c hm e a n st h es t a n d a r dc u r v eo fR 2i sa b o v e0 9 M i x e ds a m p l ev o l u m er a t i oa b o u t1：1，a d d2 m Lo fl i q u i dp a r a f f i na n ds a m p l e s10g L，c o m p a r e dt h et w op u r es a m p l e s
25、d a t aa b o v e，t h et h ed i a m e t e ro ft h eo i ld r a i nr i n go fm i x e ds a m p l ea r eb e t w e e nt h et h ed i a m e t e ro ft h eo i ld r a i nr i n go ft w op u r es a m p l e s，l e s st h a nr h a m n o l i p i db u tg r e a t e rt h a ns o p h o r o l i p i d，t h eo i ld r a i nr
26、i n gs h o w sag o o dr e l a t i o n 3、D i r e c ta n a l y s i sb yh i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y(H P L C)，w ec a no b t a i nas t a n d a r dc u r v ef o ra c c u r a t eq u a n t i f i c a t i o n O p t i m i z i n gt h eH P L Cm o b i l ep h a s et y p e，p r
27、o p o r t i o no fm o b i l ep h a s e，f l o wr a t ea n ds o l v e n t，t oo b t a i nar e l a t i v e l ym a t u r ea n a l y s i sm e t h o da n das t a n d a r dc u r v eo fh i l g hc o n c e n t r a t i o n so fs o p h o r o l i p i da n dr h a m n o l i p i d U s i n gH P L C M St ot h eq u a n
28、 t i t a t i v eo fr h a m n o l i p i d，b yo p t i m i z i n gt h ee x p e r i m e n t a lp a r a m e t e r s，t h ed e t e c t i o nl i m i tr e a c h e d0 1m g L，o b t a i n e das t a n d a r dc u r v eb yc h a n g i n gt h ep a r a m e t e r s，R 2m o r et h a n0 9 9 9，c a nb e u s e df o rl o w万方
29、数据c o n c e n t r a t i o na c c u r a t eq u a n t i t a t i v e K e y w o r d s：q u a n t i t a t i v e：b i o s u r f a c t a n t：o i ls p r e a d i n g：p h e n o ls u r f u r i ca c i d：H P L C万方数据目录1 研究背景11 1 微生物采油的现状11 2 生物表面活性剂介绍及采油过程中的作用31 3 生物表面活性剂定量研究现状41 4 课题研究目的及内容62 鼠李糖脂类生物表面活性剂定量分析72 1
30、前言72 2 实验材料和方法72 2 1 实验仪器一72 2 2 实验材料和实验试剂82 2 3 实验方法92 3 实验结果与讨论1 42 3 1 不同条件对苯酚硫酸法的影响1 42 3 2 不同条件对排油圈的影响1 52 3 2 高效液相直接分析法结果与讨论2 22 3 3 高效液相色谱质谱联用法(H P L C-M S)结果分析与讨论2 62 4 本章小结3 43 槐糖脂类生物表面活性剂定量分析3 73 1 前言3 73 2 实验方法3 73 2 1 实验仪器3 73 2 2 实验材料和实验试剂3 73 2 3 实验方法3 83 3 实验结果与讨论3 83 3 1 排油圈直接分析法结果与讨
31、论3 83 3 2 红外光谱分析法结果与讨论4 23 3 3 高效液相直接分析法结果与讨论4 23 3 4 高效液相色谱质谱联用分析法结果与讨论4 63 4 本章小结4 84 脂肽类生物表面活性剂定量分析4 94 1 前言4 94 2 实验方法4 94 2 1 实验仪器4 94 2 2 实验材料和试剂4 94 2 3 实验方法5 04 3 实验结果与讨论5 04 3 1 茚三酮直接显色法结果与讨论5 04 3 2 排油圈分析法结果与讨论5 14 3 3 薄层色谱结果与讨论5 24 3 4 红外光谱结果与讨论5 24 3 5 高效液相色谱分析法结果与讨论5 34 3 6 高效液相色谱质谱联用法结
32、果与讨论5 4万方数据4 4 本章小结5 55 结论与展望5 65 1 论文的主要结论5 65 2 实验中存在问题及展望5 7参考文献5 8翌|谢6 4个人简历6 5万方数据油田产出液中生物表面活性剂类代谢产物的快速定量分析1 研究背景1 1 微生物采油的现状石油作为非再生能源，开采早期时候主要依靠自然的力量，采收率很低，只有1 5 左右，这个过程称为一次采油。在2 0 世纪3 0 4 0 年代开始利用向油藏中注水、注气的方法提高采出率，达到4 0 5 0，这个采油工艺技术称为二次采油。石油经过一次采油和二次采油后，仍有大量的石油未被开采，约6 0 7 0 原油无法开采出来，所以提高原油的采收
33、率一直是世界采油业广泛关注的问题。直到1 9 2 6 年，美国人B e c k m a n 大胆的提出了一个想法，用微生物提高原油产量这个想法也为微生物采油技术奠定了思想基础 1】。2 0 世纪4 0 年代初期，在美国石油研究所工作的Z o b e l l 等人【2，3，4】首次利用微生物进行了实验，进行了微生物提高采收率的工作，并且于1 9 4 3 年首先申请了“把细菌直接注入地下提高油层原油采收率”专利，得到了微生物产物(如有机酸、有机溶剂和微生物)菌体从浸入土壤中剥离原油的实验数据，同时证实了微生物及其代谢产物可以改变原油表面性质、增强乳化流动性，为微生物采油技术奠定了理论与实验基础。此
34、后许多年大家主要研究工作集中于将微生物注入油藏中的方法、微生物对原油流动性的影响、微生物在油层中的移动研究和用单微生物驱比较化学驱和混相驱提高采收率方面(M o s e s 等，1 9 9 3；H i t z m a n，1 9 8 2，1 9 8 8)5,6,7,8 ，取得了一定进展。1 9 5 4 年，美国人率先进行了现场试验，成功地在矿场进行了微生物提高采收率的试验，并且在1 9 5 7 申请了一项微生物采油专利【9】，主要是以油藏为反应容器，利用注入的微生物把注入的培养液转化为可提高采收率的气体、酸、溶剂和生物膜。随后在2 0 世纪6 0 8 0 年代，在世界范围内，尤其在前苏联、美国
35、、波兰、澳大利亚、罗马尼亚、加拿大等国，微生物采油技术得到了广泛的研究，并进行了一系列的现场试验 1 0,1 1,1 2,1 3】。到了8 0 年代，美国和前苏联对于微生物采油技术已经到了大范围矿场试验阶段，并且取得了投入产出比为1：5 的良好效果1 1 4 ，1 9 9 1 年美国将微生物采油技术列为第四种采油方式。经过近9 0 年的发展，微生物采油技术中微生物降粘、清蜡、微生物选择性封堵地层、微生物吞吐、微生物强化水驱等已成为一项成熟的提高采收率技术。1万方数据油田产出液中生物表面活性剂类代谢产物的快速定量分析当今世界，能源对于任何一个国家来说都是重中之重，因此能源危机的背景下，许多国家都
36、将缓解能源供需问题列为头等大事，微生物采油技术受到了格外的重视。国外最新发展动态表明，些较大的石油公司及研究单位先后加入到这项技术的研究和试验，微生物提高采收率技术正在进入大规模的现场应用阶段。本源微生物采油技术的研究发展引起了越来越大的重视 1 5,1 6,1 7,1 8 。俄罗斯除了在本国多个油田开展本源微生物采油矿场试验外，还与中国石油股份公司合作在大港孔店油田开展了本源采油矿场试验，已经取得了明显的增产效果；沙特阿拉伯国家科学家A b d e l W a l y t l 9 禾l J 用重油和原生水研究了内源微生物的生长对水的粘度、p H 值和油水界面张力的影响；日本以利用微生物代谢产
37、物生物表面活性剂驱油为主，在3 0 和5 5 两个温度下微生物产生的的气、酸、表面活性剂和聚合物的生物能力f 2 0 。此外，石油大国沙特、印度尼西亚以及委内瑞拉等国也在微生物采油方面做出了积极的工作。但是欧洲的一些技术先进的“微生物采油强国”近几年没有开展太多的研究工作【2 1，2 2】。美国的微生物采油矿场试验在重点研究微生物调剖和改善波及效果的基础上也在向本源菌采油方向转移。我国从上个世纪6 0 年代就开始进行微生物采油技术研究，但因为国情，考虑到可持续发展等原因，一直进展较慢。当进入9 0 年代，我国的几个大油田通过引入先进的研究方法和手段，如分子生物学技术、可视化技术及遗传工程等，自
38、主研发，或者同国内的科研院所合作开展了一系列先导性试验，对于进一步微生物基础和驱油机理的研究水平具有重要意义，也取得了非常好的效果。同时，微生物采油技术具有适用范围广、绿色无污染、经济效益好等特点，将成为继聚合物驱之后的有效接替技术。近年来我国各大油田都进行了微生物采油试验，并且胜利、吉林、大庆、大港、和新疆等油田分别和国外一些公司开展微生物采油的现场试验的合作，都取得了良好的实验效果 2 3,2 4,2 5】。因此微生物采油技术具有十分广阔的应用前景 2 6 2 7 2 8 国内从事这方面研究和试验的油田有辽河、大港、大庆、新疆、胜利和吉林等油田，另外还有中科院微生物研究所、华东理工大学、成
39、都沼气研究所、中国海洋大学、中国石油大学等院校及科研院所，均己开展了微生物采油的先导性试验，一些油田例如胜利油田已进入了大范围应用阶段。目前，利用微生物提高采收率的方式大致分为两大类，一类是地面法，在地2万方数据油田产出液中生物表面活性剂类代谢产物的快速定量分析面用反应罐进行微生物发酵，通过微生物代谢作用产生生物产物(主要是生物表面活性剂)，将生物产物注入地层从而达到提高采收率的目的，这种方法的特点是在地面进行发酵，微生物生长良好后注入油藏中，所以微生物生长和代谢不受地层环境因素的影响：另一类是地下法，将油藏作为一个生物反应器，让微生物在油藏中自行发酵，利用其代谢产物(如气体、生物表面活性剂、
40、高有机酸、分子生物聚合物等)来提高采收率，也称为地下发酵法。两种方法各有长短，地面法微生物生长良好，但是在油藏中适用范围较差，地下法功能微生物生长不好，但是适应了油藏环境所以可以长期有效。1 9 6 5 年开始，大庆油田对微生物采油室内模拟进行了初步研究，8 0 年代末与中国科学院微生物研究所的王修垣教授合作完成实现了从室内到现场的研究工作。胜利油田在2 0 世纪9 0 年代初开始微生物采油技术的研究，成立了国内第一个石油微生物技术研究中心，并与中科院合作共同承担多个国家“十五”攻关项目。通过多年的研究，目前胜利油田已发展了微生物清防蜡、微生物单并吞吐、微生物驱油和内源微生物驱油等技术，其中微
41、生物清防蜡技术已基本成熟，并进入工业化应用。国家科技部针对微生物采油技术在“九五”、“十五”、“十一五”期间先后组织攻关研究。加快国内微生物采油技术的发展，符合我国石油工业发展的需要，有利于我国经济发展的战略决策。1 2 生物表面活性剂介绍及采油过程中的作用微生物驱采油作为一种新型的采油技术，微生物在地下发酵过程中涉及到复杂的生物、生化、物理和化学作用 2 9，3 0，3 1，3 2 1，除微生物在生长繁殖阶段需要以石油中的正构烷烃为碳源从而可以改变原油的物理性质以外，微生物还产生大量的代谢产物 3 3,3 4,3 5,3 6,3 7】。其中生物表面活性剂作为重要的代谢产物之一，在采油过程中起
42、到了重要的作用。生物表面活性剂是微生物代谢生成的具有双亲性(分子结构中同时具有亲水性和亲油性基团)的一类表面活性物质 3 8，3 9 ，亲水基团(极性基团)为脂肪酸或氨基酸的羧基、磷脂的磷酰基或糖类和缩氨酸的羟基。根据它们的结构和形态，它们可以分为六类：糖脂、脂多糖、脂肪酸、磷脂、脂肽和脂蛋白以及细胞整体 4 0,4 1 。生物表面活性剂也可以按分子大小分成两类：低分子量的，例如磷脂、脂肪酸、糖脂、脂肽等，和脂多糖和脂蛋白等多聚物【4 2】。与其结构相对应，生物表面活性气万方数据油田产出液中生物表面活性剂类代谢产物的快速定量分析剂主要分为糖脂类、脂肽和脂蛋白类、磷脂和脂肪酸类、聚合表面活性剂类
43、和微粒表面活性剂等五大类【4 3 。由于生物表面活性剂特有的产生方式，决定了一些特性优于一般的人工合成表面活性剂，它们除具有降低表面张力、稳定乳化液和发泡等特性外，还具有一般化学合成表面活性剂所不具备特性，具有具有环境友好、低毒、易生物降解、能在极限条件下起作用等特性而受到广泛的关注，它们将会在药物、食品、化妆品和个人卫生用品、环境保护及其他工业领域中展示独特的应用前景m,4 5，4 6】。因为生物表面活性剂产量非常低，所以市面上纯品生物表面活性剂十分昂贵【4 7 ，因此使得使用生物表面活性剂的成本比化学表面活性剂的成本高3 1 0 倍 4 8 ，其主要原因是微生物菌种及其发酵条件。，】比较耗
44、费成本。目前产生物表面活性剂的菌株已经有大量报道 5 0,5 1 ，但是地球上微生物资源是十分丰富的，人们所知道和探索研究的微生物还不到自然界中微生物总数的1 f 5 2,5 3 ，因此，还有大量的、具有开发潜力的表面活性剂菌种未被发现。用生物表面活性剂在采油过程中的作用，可归结为三点：降低界面张力，乳化原油，改变浸润性。因为生物表面活性剂无毒、环保，使得在采油过程中添加或是微生物代谢产生，不会对环境和油井产生污染，造成不可逆的影响。对于油藏，生物表面活性剂能够有效改善油田注水状况，通过降低界面压力、浸润和乳化等，降低注水压力，增加注水量，从而提高采收率。同时可以减小油藏中油水两相渗流过程中的
45、毛管阻力、贾敏效应等，可以使油田污水回注销量得到提高。生物表面活性剂的注入可以提高水体洗油性能，这个性能决定了水井注水压力，是采油时候一个关键的指标。这也是取决于降低了表面张力，浸润等功能。在对于岩石表面原油粘附隋况，生物表面活性剂也起到了重要的作用，因为他的浸润影响，对岩石表面的浸润使得藏在孔洞中的残油剥离粘附，具有流动性，是提高采收率的另一个关键作用。1 3 生物表面活性剂定量研究现状相对来说，定性方法比定量方法要成熟。因为发酵液中生物表面活性剂在含量很低，在生物表面活性剂定量上，由于发酵液成分复杂，而且一般微生物在代谢过程中产生的生物表面活性剂可能是多种不同结构的，例如鼠李糖脂类表面活4
46、万方数据油田产出液中生物表面活性剂类代谢产物的快速定量分析性剂目前发现就有2 0 多种结构，这给生物表面活性剂的定量造成很大困难。目前，生物表面活性剂的定性和定量方法主要有气相色谱法、质谱法、气相色谱质谱联用法、红外吸收光谱法、紫外可见吸收光谱法、核磁共振波谱法、薄层色谱法和高效液相色谱1 5 4,5 5 。由于微生物表面活性剂的结构多样性，可采用多种方法测定，但每种方法都有自己得优势和劣势，应取长补短，以便取得更好效果。朱文昌等1 5 6 报道定量分析采用葸酮法在6 2 0n m 下测O D 值，绘制标准曲线得到对应的含量。O c h s n e rUA 等【5 7】人利用苯酚硫酸法测多糖含
47、量的测定方法测发酵液中糖脂类生物表面活性剂多糖含量的测定方法，主要是用硫酸使得糖脂水解，然后测糖的含量，这个方法简单方便，但是酸解过程耗时较长。李安华【5 8】通过一种表面张力曲线测定生物表面活性剂发酵液浓度的方法，通过测不同浓度鼠李糖脂标准溶液的表面张力，画出散点图，然后用西斯科夫斯基经验公式求出相关参数，从而推算出发酵液中生物表面活性剂浓度。张凡 5 9】利用排油圈法对鼠李糖脂的定性与定量，完成了范围是5 0 0 2 5 0 0 m g L 的定量，属于高浓度范围，所以低浓度排油圈实验排油圈实验需要探索。目前，高效液相色谱法在测定生物表面活性剂含量运用的比较成熟，H e y dM 等【删人
48、合适的方法是高效液相色谱分析直接从发酵液，通过增加一个内部标准或F T IR A T R 法，培养液的测量值作为一个准线上的量化方法。别小妹等6 1】人，赵珊珊等人分别用H P L C，不同流动相都得到了重现性很好的标准曲线。高效液相色谱法的难点在于需要对样品进行纯化，纯化过程是一个耗时费力的过程，人们通过对发酵液中生物表面活性剂提纯方法的优化进行了一系列的探索，C h e nHL 等 6 2 用传统酸沉淀方法得到脂肽类产物的回收率可达9 7，但纯度只有5 5。色谱法在表面活性剂的分离纯化起着至关重要的作用，N a k a y a m a 等 6 3 禾1 J 用高效液相色谱分理处脂肽类生物表
49、面活性剂s u r f a c t i n 的9 种异构体：K o w a l l 掣删用凝胶色谱纯化生物表面活性剂的粗产物，不仅可以获得生物表面活性剂分子量的信息，还为下一步的纯化提供较纯的样品；硅胶柱层析是一般实验室比较容易实现的色谱法。H u a n g 等【6 5】以硅胶为固定相用正己烷、氯仿、乙酸乙酯梯度洗脱有效地纯化了脂肽样品；薄层层析不仅可以实现样品的分离，还可以同时鉴定产物的类型。唐仕荣等【删通过测定发酵液中糖的含量来完成定量工作。综上需要找到一个快速，准确并且有针对性的方法，还需要探索，综合和改万方数据油田产出液中生物表面活性剂类代谢产物的快速定量分析良一些传统方法，对复杂的
50、生物表面活性剂进行定量。1 4 课题研究目的及内容本课题研究目的是，针对目前中高温油藏微生物驱油技术面临的驱油功能菌群代谢产物浓度较低，种类多样，无标准的定量检测方法的问题，通过完成对生物表面活性剂类代谢产物定量检测方法的建立，为中高温油藏微生物驱油机理奠定基础。因此，到目前为止，国内外尚缺乏成熟而又简便的准确定量方法。主要研究内容是油田水中的表面活性物质进行定量分析，其主要是生物表面活性剂。通过不同的方法对糖脂和脂肽类生物表面活性剂进行定量分析。理论意义和实际应用价值是快速准确定量生物表面活性剂类代谢产物，对微生物驱油性能准确追踪、监测和评价起到了技术支持。其中快速定量，使得此方法在实际应用