一株芽孢杆菌CJ-3及其应用的制作方法

本发明属于油田采出水处理技术和环境生物，具体涉及一株芽孢杆菌cj-3及其应用。

背景技术：

1、油田采出水成分复杂，除了含有可溶性盐类和重金属、悬浮的乳化原油、固体颗粒等天然的杂质外，还含有一些用来改变采出水性质的化学添加剂，以及注入地层的酸类、除氧剂、润滑剂、杀菌剂、防垢剂等，并含有大量二氧化碳、硫化氢、有机酸，具有ph值低、油水密度差低的特点。

2、油井油管、套管和原油集输系统遭受腐蚀穿孔、变形和断裂等破坏现象日益严重，直接影响油田的正常生产运行。集输管道因腐蚀往往伴随产生漏油、漏气、漏水等现象，轻则导致设备寿命减短、生产停滞，重则发生爆炸引起火灾、甚至人员伤亡等恶性事故，不仅污染了自然环境，还造成了宝贵能源的浪费。

3、腐蚀严重和水质不达标是由于水的不稳定性造成的，不稳定性则与水中离子成分有关，最根本的是co2和hco3-。co2和hco3-可以构成弱酸性缓冲体系，ph值为6.0左右。在相同的ph值条件下，弱酸溶液能提供较强酸溶液多得多的h+，而在酸性溶液中h+的去极化作用加速了腐蚀的进行。co2和hco3-构成弱酸性缓冲体系一方面提供加速腐蚀发生的大量h+，促进h2co3和hco3-电离，另一方面电离出的co32-与mg2+、ca2+、fe2+反应生成不溶物又导致结垢的发生。腐蚀、结垢互为条件、互相促进，导致了油田采出水的不稳定性。只要破坏这种缓冲体系就可以稳定水性、控制腐蚀、抑制结垢，净化水体，才能使处理后的采出水水质达标，并作为注入水重新注入地下。

4、目前，油田联合站中采用的水质改性技术大多数就是在污水中加入碱来调节污水的ph值，将弱碱性水改成碱性水，通过提高ph值，破坏水中co2、hco3-和co32-的稳定体系，使co2、hco3-和co32-与mg2+、ca2+、fe2+快速反应生成沉淀物，利用混凝剂作用和oh-的杀菌作用除去srb，净化水体，破乳除油，达到减轻结垢程度的目的。同时，ph值提高到8.5以上，铁在水中达到钝化，减轻了金属的腐蚀程度。

5、但是，目前水质改性技术基本上是采用复合碱(质量分数为30％的液碱和石灰乳)作为碱度调节剂。石灰乳在水中微溶，具有一定的助凝作用，最终大部分以污泥的形式沉淀，所以会产生大量的污泥残渣，污泥处理难度大，又会给环境带来污染，此外石灰乳还能给水中带来大量的ca2+，水处理过程中结垢量大，因此目前水质改性技术急需解决污泥量大和结垢严重的问题。

6、生物碱是存在于生物界的一类含氮有机化合物，多数具有碱性和复杂的氮杂环结构，它是自然界中分布最广泛的天然产物之一。自然界中生物碱在微生物中可以大量产生。微生物具有生长迅速、能进行遗传改造、可通过改变培养条件扩大代谢产物谱和提高产量等明显优势，因此微生物来源的生物碱类天然产物更具有开发的潜在价值。

7、产碱菌广泛存在于土壤、水域等自然环境中。产碱功能菌株生长过程中可以将培养液营养底物中的蛋白质在蛋白水解酶的作用下分解成氨基酸，之后通过脱羧作用，在各种酶的催化下进一步利用转化为胺类，从而使发酵液呈碱性。

8、与无机碱和有机碱相比较，微生物产碱过程具有缓释的特点，不会形成局部高浓度的碱，对ph的调整过程温和，成垢速度缓慢，粒径小，可以有效解决水质改性技术应用中污泥量大和结垢严重的问题，推广前景广阔。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对油田水质改性技术应用过程中，传统无机碱和有机碱导致的污泥量大和结垢严重的问题，提供了一株芽孢杆菌cj-3及其应用。

2、技术方案：一株芽孢杆菌(bacillus sp.)cj-3，其保藏编号为cgmcc no.22970。该芽孢杆菌(bacillus sp.)cj-3保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”(北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所)，保藏日期是2021年7月28日。

3、一种菌剂，其活性成分为上述的芽孢杆菌。

4、一种发酵液，包括上述的芽孢杆菌和营养培养基。

5、进一步地，所述营养培养基包括原油0.01～2g/l，nh4cl0.3～1.0g/l，kno3 0.2～0.8g/l，k2hpo4 0.5～2.0g/l，余量为水，ph值为6.8～7.5；

6、所述营养培养基优选包括原油0.1g/l，nh4cl 0.6g/l，kno3 0.5g/l，k2hpo4 0.8g/l，余量为水，ph值为7.0。

7、上述的芽孢杆菌的培养方法，接种量1～5％，接种龄6～12h，温度30～40℃，搅拌速度100～220rpm，优选接种量2％，接种龄8h，温度37℃，搅拌速度180rpm。

8、物质ⅰ和/或物质ⅱ和/或物质ⅲ和/或物质ⅳ在石油开采中的应用；

9、所述物质ⅰ为上述的芽孢杆菌；

10、所述物质ⅱ为上述的菌剂；

11、所述物质ⅲ为上述的发酵液；

12、所述物质ⅳ为上述的芽孢杆菌的菌悬液。

13、物质ⅰ和/或物质ⅱ和/或物质ⅲ和/或物质ⅳ在油田采出液处理中的应用；

14、所述物质ⅰ为上述的芽孢杆菌；

15、所述物质ⅱ为上述的菌剂；

16、所述物质ⅲ为上述的发酵液；

17、所述物质ⅳ为上述的芽孢杆菌的菌悬液。

18、物质ⅰ和/或物质ⅱ和/或物质ⅲ和/或物质ⅳ在油田采出水改性处理中的应用；

19、所述物质ⅰ为上述的芽孢杆菌；

20、所述物质ⅱ为上述的菌剂；

21、所述物质ⅲ为上述的发酵液；

22、所述物质ⅳ为上述的芽孢杆菌的菌悬液。

23、一种石油采集方法，包括如下步骤：在采油过程中加入物质ⅰ和/或物质ⅱ和/或物质ⅲ和/或物质ⅳ；

24、所述物质ⅰ为上述的芽孢杆菌；

25、所述物质ⅱ为上述的菌剂；

26、所述物质ⅲ为上述的发酵液；

27、所述物质ⅳ为上述的芽孢杆菌的菌悬液。

28、一种产品，其活性成分为物质ⅰ和/或物质ⅱ和/或物质ⅲ和/或物质ⅳ；

29、所述物质ⅰ为上述的芽孢杆菌；

30、所述物质ⅱ为上述的菌剂；

31、所述物质ⅲ为上述的发酵液；

32、所述物质ⅳ为上述的芽孢杆菌的菌悬液；

33、所述产品的功能为如下的(a)或(b)或(c)；

34、(a)、石油开采；

35、(b)、油田采出液处理；

36、(c)、油田采出水改性处理。

37、本发明以胜利油田临盘采油厂联合站含油污水为环境样品富集培养芽孢杆菌cj-3，菌落呈圆形，边缘整齐，表面湿润不透明，黄色。

38、芽孢杆菌cj-3的总dna提取采用标准方法。将菌株cj-3进行基因组dna的提取，之后利用细菌16s rrna基因通用引物：p11：5＇-agagtttgatcatggctcag-3＇和p12：5＇-tacggttaccttgttacgactt-3＇来进行细菌的16s rrna pcr扩增。反应体系50μl，反应条件：95℃预变性5min；95℃变性1min，50℃退火1min，72℃延伸1min，35个循环；72℃延伸10min；4℃保存。将扩增产物基因测序。序列在genbank中用blastn比较，鉴定本发明芽孢杆菌cj-3为一新菌，属于芽孢杆菌属(bacillus sp.)。

39、本发明芽孢杆菌cj-3在油田采出水中生产生物碱，使采出水ph升高，实现水质改性，提高处理后的采出水作为注入水的达标率，同时可以减少传统改性工艺产生的污泥量，减轻结垢。

40、本发明具有以下有益效果：

41、(1)本发明能够产生生物碱，有效实现对油田污水的改性，控制腐蚀，抑制结垢，净化水体，提高处理后的采出水作为注入水的达标率。

42、(2)本发明产生生物碱的过程温和、缓释，不会形成局部高浓度的碱，ph调整过程成垢速度缓慢，粒径小，可以有效解决传统水质改性技术应用中污泥量大和结垢严重的问题；

43、(3)本发明的芽孢杆菌cj-3为本源性环境物质，使用过程中不会造成环境污染。