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淺談油氣田微生物含量檢測技術(shù)

2023-10-09 14:53:14 作者：夸克能源工程實驗室來源：夸克能源工程實驗室分享至：

微生物腐蝕(MIC)是油氣運輸管道腐蝕類型之一，也是腐蝕控制的難點問題。因為某些微生物本身特性和油氣田現(xiàn)場環(huán)境影響，期望獲得靈敏、快捷、瞬時且可靠的在線定量監(jiān)測微生物種群和數(shù)量比較困難。因此，基于油氣田現(xiàn)場特征，因地制宜地選用合適的微生物檢測方法，確定微生物腐蝕作用大小與微生物計數(shù)之間的規(guī)律，對控制微生物腐蝕至關(guān)重要。

目前，常用的微生物含量檢測技術(shù)如圖1所示，主要包括絕跡稀釋法(最大可能數(shù)法，MPN)、腺苷酰硫酸還原酶測定法(酶聯(lián)免疫法，ELISA)、凝集反應檢測法(MAT)和實時熒光定量PCR法(QPCR)。

圖1 常用細菌檢測技術(shù)總結(jié)

第一部分：重點從檢測所需時間和方法準確度對上述四種微生物含量檢測方法進行比較：

四種方法所需時間對比

如圖2結(jié)果所示，MPN需7~15天，QPCR需1-3天，而ELISA與MAT獲得結(jié)果不到1小時。

圖2 四種方法時間對比

三種方法準確度對比

如圖3結(jié)果所示，三種方法逐漸稀釋樣品中的SRB含量均呈現(xiàn)梯度變化，其中實時熒光定量PCR方法穩(wěn)定性最佳，基本呈現(xiàn)10倍梯度的變化趨勢。(注：因凝集反應法MAT的檢測結(jié)果受主觀影響較大，所以不納入準確度對比)

圖3 三種檢測方法對比圖

對四種方法的優(yōu)缺點總結(jié)如下

第二部分：重點闡述根據(jù)現(xiàn)場相對特殊的實際情況，選擇最優(yōu)且有效的方法的參考依據(jù)。

絕跡稀釋法（MPN）

通過利用硫化物與培養(yǎng)基中的亞鐵離子反應生成黑色的硫化亞鐵，根據(jù)測試瓶變黑的數(shù)據(jù)和待測樣品的稀釋倍數(shù)，查詢數(shù)目表來得到樣品中的SRB細菌濃度。此方法在現(xiàn)場可及時進行細菌培養(yǎng)，避免因長時間而造成細菌滋生（死亡），從而導致細菌含量檢測結(jié)果偏大（偏小）。對于以年為周期的長期監(jiān)測工作，可通過此方法反應細菌變化趨勢，分析微生物腐蝕風險的變化。但是對于現(xiàn)場施工以及殺菌劑的調(diào)整，該方法無法及時反應細菌情況。

圖4 MPN法檢測過程

酶聯(lián)免疫法（ELISA）

通過高純度抗體與SRB細菌中腺苷酰硫酸還原酶結(jié)合并產(chǎn)生藍色響應，根據(jù)顏色的深淺對比比色卡讀出SRB細菌含量。ELISA在現(xiàn)場應用時能迅速得到結(jié)果。但因現(xiàn)場環(huán)境特殊，尤其是海上平臺，抗體的活性受到一定程度影響，采用ELISA測試結(jié)果誤差較大。

圖5 ELISA檢測劑盒

凝集反應檢測法(MAT)

通過細菌或者細胞等顆粒性抗原與抗體結(jié)合后，形成肉眼可見的凝集小塊，可根據(jù)出現(xiàn)凝集現(xiàn)象的最高稀釋倍數(shù)來計算。MAT同ELISA方法一樣，在現(xiàn)場可快速檢測出細菌含量，但因抗體受環(huán)境影響，且不易保存，同時受主觀影響因素較大，測試結(jié)果有著一定誤差使用頻率不高。

圖6 MAT法

實時熒光定量PCR法(QPCR)

通過標記細菌的遺傳物質(zhì)，檢測其擴增產(chǎn)物的含量來確定SRB的含量。因該方法無需進行細菌培養(yǎng)，可有效避免細菌死亡造成的結(jié)果誤差。可以實時反應現(xiàn)場細菌的情況。但是對于采出水而言，因雜質(zhì)較多，DNA的提取較為困難，同時QPCR技術(shù)需要大型實驗設備和嚴格的人員培訓，且現(xiàn)場樣品DNA的提取易受環(huán)境雜質(zhì)等因素的干擾，因此更適合在有配套實驗室的情況下使用。