[发明专利]耐高温产胞外水不溶性多糖基因工程菌及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程技术在微生物采油育种中的应用，具体涉及一种利用电击转化法构建的耐高温产胞外水不溶性多糖基因工程菌，以及该基因工程菌在选择性封堵高温油藏高渗透层、提高其原油采收率中的应用。

背景技术

在各种能源需求量日益增加的今天，全世界对石油开采空前关注，寻找既有效又廉价的三次采油新技术是各国一直探索的目标。多年的经验证明，必须选择最有效的三次采油方法，才能保证在有限的基本建设投资条件下最大限度地采出原油。油田开发进入中后期，增产挖潜的难度不断加大，仅靠注水开发已很难提高原油采收率。

微生物采油法通常是指向油藏注入合适的菌种及营养物，使菌株在油藏中繁殖，代谢石油，产生气体或活性物质，降低油水界面张力，以提高石油采收率。微生物提高原油采收率(Microbial Enhanced Oil Recovery，MEOR)是继热力驱、化学驱、聚合物驱等传统方法之后的利用微生物的有益活动及代谢产物来提高原油采收率的一项综合性技术。与其他三次采油技术相比，MEOR具有适用范围广、工艺简单、投资少、见效快、功能多、费用低、不损伤油层和无污染等优点，是目前很具发展前景的一项提高原油采收率的技术。

我国于1955年开始微生物勘探研究。20世纪60年代，胜利油田和新疆油田开展过短期的微生物采油技术研究工作；大庆油田在“七五”到“九五”期间的相关研究和试验取得一定进展；20世纪80年代末至90年代初，中国科学院与吉林油田合作开展单井吞吐技术研究和试验，一些高校和科研院所单独或与油田合作开展室内研究和现场试验；20世纪90年代初，国外(主要是美国)公司为国内微生物采油提供技术服务，主要进行井筒处理或单井吞吐。微生物采油的大部分现场试验取得成功，引起了油田重视，特别是一些进入开发后期的老油田。

微生物提高原油采收率的真正成功或突破的关键在于“超级菌”的组建，因此，培养较强竞争力的基因工程菌是现代微生物采油技术的主要目标之一。从自然界筛选得到的野生菌种性能各异，很难同时既具有优良驱油性能，又具有很好的环境适应性，其矿场应用范围也往往因此受到很大的限制。利用基因工程，可针对性地培养有利菌株，拓宽微生物采油的菌种资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温产胞外水不溶性多糖的基因工程菌，该菌株能够在高温下产生胞外水不溶性多糖。

本发明的另一目的在于提供利用所述的耐高温产胞外水不溶性多糖基因工程菌产水不溶性多糖的方法，以及所生产得到的水不溶性多糖。

本发明的另一目的在于提供所述的耐高温产胞外水不溶性多糖基因工程菌在选择性封堵高温油藏的高渗透层、调剖和/或提高高温油藏的高渗透层的原油采收率中的应用。

本发明提供了一种耐高温产胞外水不溶性多糖基因工程菌，本发明中将其命名为GJ，其具有在高温下高产胞外水不溶性多糖的能力。根据本发明的具体实施方案，本发明的该基因工程菌GJ是通过提取供体菌嗜热菌Geobacillus kaustophilus的基因组DNA，利用电击转化法将其转移至受体菌肠杆菌属Enterobacter sp.菌中而得到的。

本发明中所述的受体菌Enterobacter sp.(根据本发明的具体实施方案，是从吉林油田采集的水样中筛选得到的一株Enterobacter sp.菌，命名为JD菌)，在37℃时够以单糖为碳源代谢产生胞外水不溶性多糖，这种水不溶性聚合物吸水性很强，湿重是干重的200倍。矿场先导试验表明JD菌可以对高渗透油藏进行选择性封堵，但是其代谢产生胞外水不溶性多糖的性能受环境温度影响较大，当温度超过40℃时，难以形成多糖聚合物，不能应用于温度较高的油藏。

本发明中所述的供体菌Geobacillus kaustophilus，是从大庆高温油田采出水中分离得到的一株嗜热菌(命名为GW菌)，其最适温度60℃～70℃，但不具有产胞外水不溶多糖的性状。

本发明旨在提高JD菌代谢产生胞外水不溶性多糖的耐温性能，通过提取GW的基因组DNA，利用电击转化法将其转移至JD菌中，得到一株工程菌，本发明命名为GJ，该基因工程菌GJ可在温度低于56℃条件下利用废糖蜜稳定代谢产生胞外水不溶性多糖，当培养温度为50℃时所产胞外水不溶性多糖的干重为受体菌在37℃所产胞外水不溶性多糖干重的2～3倍。本发明的基因工程菌GJ产胞外水不溶性多糖温度低于56℃，pH 6～8，可耐受30000mg/L盐浓度。