浅谈油气田微生物含量检测技术

2023-10-09 14:53:14 作者：夸克能源工程实验室来源：夸克能源工程实验室分享至：

微生物腐蚀(MIC)是油气运输管道腐蚀类型之一，也是腐蚀控制的难点问题。因为某些微生物本身特性和油气田现场环境影响，期望获得灵敏、快捷、瞬时且可靠的在线定量监测微生物种群和数量比较困难。因此，基于油气田现场特征，因地制宜地选用合适的微生物检测方法，确定微生物腐蚀作用大小与微生物计数之间的规律，对控制微生物腐蚀至关重要。

目前，常用的微生物含量检测技术如图1所示，主要包括绝迹稀释法(最大可能数法，MPN)、腺苷酰硫酸还原酶测定法(酶联免疫法，ELISA)、凝集反应检测法(MAT)和实时荧光定量PCR法(QPCR)。

图1 常用细菌检测技术总结

第一部分：重点从检测所需时间和方法准确度对上述四种微生物含量检测方法进行比较：

四种方法所需时间对比

如图2结果所示，MPN需7~15天，QPCR需1-3天，而ELISA与MAT获得结果不到1小时。

图2 四种方法时间对比

三种方法准确度对比

如图3结果所示，三种方法逐渐稀释样品中的SRB含量均呈现梯度变化，其中实时荧光定量PCR方法稳定性最佳，基本呈现10倍梯度的变化趋势。(注：因凝集反应法MAT的检测结果受主观影响较大，所以不纳入准确度对比)

图3 三种检测方法对比图

对四种方法的优缺点总结如下

第二部分：重点阐述根据现场相对特殊的实际情况，选择最优且有效的方法的参考依据。

绝迹稀释法（MPN）

通过利用硫化物与培养基中的亚铁离子反应生成黑色的硫化亚铁，根据测试瓶变黑的数据和待测样品的稀释倍数，查询数目表来得到样品中的SRB细菌浓度。此方法在现场可及时进行细菌培养，避免因长时间而造成细菌滋生（死亡），从而导致细菌含量检测结果偏大（偏小）。对于以年为周期的长期监测工作，可通过此方法反应细菌变化趋势，分析微生物腐蚀风险的变化。但是对于现场施工以及杀菌剂的调整，该方法无法及时反应细菌情况。

图4 MPN法检测过程

酶联免疫法（ELISA）

通过高纯度抗体与SRB细菌中腺苷酰硫酸还原酶结合并产生蓝色响应，根据颜色的深浅对比比色卡读出SRB细菌含量。ELISA在现场应用时能迅速得到结果。但因现场环境特殊，尤其是海上平台，抗体的活性受到一定程度影响，采用ELISA测试结果误差较大。

图5 ELISA检测剂盒

凝集反应检测法(MAT)

通过细菌或者细胞等颗粒性抗原与抗体结合后，形成肉眼可见的凝集小块，可根据出现凝集现象的最高稀释倍数来计算。MAT同ELISA方法一样，在现场可快速检测出细菌含量，但因抗体受环境影响，且不易保存，同时受主观影响因素较大，测试结果有着一定误差使用频率不高。

图6 MAT法

实时荧光定量PCR法(QPCR)

通过标记细菌的遗传物质，检测其扩增产物的含量来确定SRB的含量。因该方法无需进行细菌培养，可有效避免细菌死亡造成的结果误差。可以实时反应现场细菌的情况。但是对于采出水而言，因杂质较多，DNA的提取较为困难，同时QPCR技术需要大型实验设备和严格的人员培训，且现场样品DNA的提取易受环境杂质等因素的干扰，因此更适合在有配套实验室的情况下使用。