微生物采油技术
微生物采油机理及应用-石油技术
微生物采油机理及应用随着世界经济的飞速发展,能源的生产与供求矛盾越发突出,石油作为工业发展的命脉,由于其储量的有限性,使得人们对它的研究和关注程度远胜于其它能源。
寻找有效而廉价的采油新技术一直是专家们不断探索的问题。
有资料表明我国原油开采采出率仅有30%左右,远低于发达国家50%-70%的采出率,高粘、高凝和高含腊的胶质沥青油藏为原油的开采带来诸多困难,而新型微生物采油系列产品对“三高” 油藏的开发具有较强的针对性,能使采出率大幅度提高。
定义微生物采油技术是一项利用微生物在油藏中的有益活动来提高石油产来提高石油产量的三次采油技术。
将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层,或单独注入营养液激活油层内微生物,使其在油层内生长繁殖,产生有利于提高采收率的代谢产物,以提高油田采收率的方法。
微生物采油是技术含量较高的一种提高采收率技术,不但包括微生物在油层中的生长、繁殖和代谢等生物化学过程,而且包括微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移,以及与岩石、油、气、水的相互作用引起的岩石、油、气、水物性的改变【1】。
同时,微生物在油层中生长代谢产生的气体,生物表面活性物质,有机酸,聚合物等物质,这些微生物的代谢产物通过降低原油表面张力和粘度,可提高岩石孔隙介质中原油的流速,增强洗油和驱油效果,提高原油采收率。
来提高原油采收率的一种方法[2]。
机理微生物的采油机理是什么?在大量研究的基础上,一般认为可能的机理有下几点:(1)微生物生长代谢能降解原油的重组分变成轻组分, 产生的CO2、H2、N2、CH4 等气体增加油层压力, 并降低原油的黏度, 使其流动性变好。
(2)微生物生长代谢产生能促使油释放的代谢产物, 如低分子量的醇、有机物、生物表面活性剂等, 使油水界面张力降低, 从而使原油从岩石中释放出来;(3)微生物代谢产生的生物聚合物可控制液体流动, 或者形成选择性封堵:(4)溶剂性产物可溶解原油, 生成的CO2、H2、CH4 等小分子产物可起到溶解驱油的作用。
微生物采油技术讲义
1、国外微生物采油技术发展概况
➢ 1954年，美国阿肯色州成功进行MEOR的矿场试验。 ➢ 86年～90年美国 (NIPER)2次资助俄克拉荷马州
Delawere-Childers油田的矿场试验，原油产量提高 13%和19.6%。 ➢ 20世纪50年代，前苏联和东欧国家进行MEOR研究。 ➢ 俄罗斯从88年开始在Romashkinskoe油田进行激活地下 本源微生物提高采收率的试验。 ➢ 英国、加拿大、澳大利亚、波兰、日本等国都开展了相 应的研究试验工作。
微生物采油技术
一、概述 1、国外微生物采油技术发展概况 2、国内微生物采油技术发展概况 3、微生物提高采收率机理 4、微生物提高采收率的优点 二、微生物采油技术工艺 1、微生物强化采油 2、油井套管防石蜡沉积技术 3、提高原油在地面管线中的流动效率 4、生物降解：一个环保的治理石油废弃物的方法 三、采油菌菌种筛选 四、微生物采油技术现场应用实例 单井吞吐 微生物驱 稠油开采
➢ 微生物在地下代谢生物聚合物与细菌一起形成物理堵塞，起调剖作 用，进行选择性封堵改变水的流向；
➢ 脱硫、脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出，降解沥青、胶质，降低原 油粘度；
➢ 产生有机酸、有机溶剂等（溶蚀油层岩石中的碳酸盐物质，提高地 层的孔隙度和渗透率）；
➢ 微生物附着在岩石表面生长形成生物沉积膜，有利于细菌在孔隙中 存活与延伸，扩大驱油面积。
及的油层中的死角和裂缝； ⑦微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢物，克服了盲目性； ⑧成本低，细菌能自我复制，通过层内繁殖扩大其有利作用； ⑨不损害地层，可在一井中多次应用； ⑩MEOR产物均可生物降解，不污染环境。
二、微生物采油技术工艺
表1 矿场MEOR应用的各种工艺
MEOR工艺 生产中的问题
微生物采油法
微生物采油法微生物采油是指向油藏中注入合适的菌种及营养物质，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。
微生物采油法是继热力驱、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。
微生物采油法适用范围广，工艺简单，不易损伤油层以及无污染，是目前最具发展潜力的一项原油采收技术。
微生物采油中应用的微生物是经过严格的筛选和培养的，要求注入的微生物在高温、高压、高矿物度的油藏条件下具有快速的生长、繁殖、代谢功能。
微生物采油技术包括很多生物化学过程，微生物代谢产物在油层中的运移以及与岩石、油、气、水的相互作用引起的岩石、油、气、水的物性的改变。
在油藏中，依靠微生物及其产生的酸、气体、表面活性剂等改变油藏岩石及其表面性质、油藏原油性能，从而达到提高波及效率，降低残余油的目的。
与传统采油方法相比，微生物采油法具有明显优点。
微生物的繁殖能力和适应性强，作用效果持续时间长，大大降低了采油成本；微生物采油只需利用常规注入设备即可实施，不必增添井场设备，工序简单；微生物采油不仅可以开采各种类型的原油，而且适于开采重油，其适用范围较广；注入的微生物和培养基原料来源广，容易制取，且可根据具体油藏特点，因地制宜，灵活调整微生物配方；易于控制，通过停止注入营养液，即可终止微生物的活动；微生物细胞小且运动性强，能进入其他驱油工艺的盲区；微生物只有在有油的地方繁殖并产生代谢产物，避免了表面活性剂注入的盲目性，微生物采油的产物均可生物降解，并可以在同一井中重复使用。
当然，微生物采油法也有其弊端，微生物的耐高温和耐盐能力有一定的限度，有些微生物不易降解，还有就是有些微生物可能会对水源产生潜在污染。
微生物采油技术有望成为未来油田开发后期稳油控水、提高采收率的主要技术之一。
微生物采油技术讲义全
一、概述
1、国外微生物采油技术发展概况 2、国内微生物采油技术发展概况 3、微生物提高采收率机理 4、微生物驱油技术定位 5、微生物提高采收率的优点
二、微生物采油技术工艺
1、微生物强化采油 2、油井套管防石蜡沉积技术 3、提高原油在地面管线中的流动效率 4、生物降解：一个环保的治理石油废弃物的方法
• 经常刮井（数天1次，一周一次等） • 导致油井减产 • 更多的能源消耗 • 昂贵的工作
作用机理：
微生物自身具有粘附在金属或粘土矿物等水润性物体表 面生长的特点,能够在金属和粘土矿物表面形成一层微生物保 护膜,具有屏蔽晶核,阻止结晶的作用。
微生物的新陈代谢作用可产生脂肪酸、糖脂、类脂体等 多种生物表面活性物质,这类表面活性物质可以和蜡晶发生相 互作用，参与蜡晶形成，促进蜡晶畸变，改变蜡晶状态,阻止 结晶的进一步生长,从而有效的阻止蜡、沥青、胶质等重质组 份的沉积。
2、国内微生物采油技术发展概况
（1）发展历程
60年代，玉门、新疆油田等开展过短期MEOR工作。 80年代后期，研究了注水油藏中微生物的生长活动规律，筛选出糖蜜发
酵菌种并在大庆进行了单井吞吐试验。 90年代以后，一方面引进国外技术，一方面组织产学研科研攻关。基础
研究和应用研究一起上。 2000年后，中国石油正式规划微生物采油技术研究；包括实验室建设和
1、国外微生物采油技术发展概况
（1）发展历程
1895年，Miyoshi首先记载了微生物作用于烃类的现象。 1926年， Beckman提出“利用微生物采油”的设想。同年， Bastin等
证实油层水中存在硫酸还原菌等。 1943年，Zobell申请了微生物采油的专利； 1946年，提出应用厌氧硫酸还原菌采油现场实施方案。 1947年，美国首次工业试验。 1953年，Zobell用其它菌型进行采油的实验研究。
微生物采油
芽孢杆菌
假单胞菌
（二）影响驱油效果的因素分析
1.氧的含量（喜氧细菌）：地层中氧的含量 氧的含量（喜氧细菌）：地层中氧的含量 氧的含量 ）： 较少，通常选择厌氧细菌； 较少，通常选择厌氧细菌； 2.PH值：细菌繁殖的最佳范围在7左右； 值 细菌繁殖的最佳范围在 左右 左右； 3.盐度：细菌只能在低含盐量条件下存活， 盐度：细菌只能在低含盐量条件下存活， 盐度 盐浓度超过0.5%，细菌繁殖将受到影响； 盐浓度超过 ， 4.温度、压力； 温度、 温度 5.营养物； 营养物 6.岩石基质的表面性质。 岩石基质的表面性质
微生物产生代谢产物的作用： 微生物产生代谢产物的作用：
1.微生物的代谢产物 微生物的代谢产物——生物活性剂、生物聚 生物活性剂、 微生物的代谢产物 生物活性剂 合物可降低油水的界面张力，改善流度比； 合物可降低油水的界面张力，改善流度比； 2.产生的甲烷、二氧化碳等气体可增加油层压 产生的甲烷、 产生的甲烷 并降低原油的粘度； 力，并降低原油的粘度； 3.产生的有机溶剂可溶解岩石孔隙中的石油； 产生的有机溶剂可溶解岩石孔隙中的石油； 产生的有机溶剂可溶解岩石孔隙中的石油 4.产生的有机酸和无机酸可溶蚀岩石。 产生的有机酸和无机酸可溶蚀岩石。 产生的有机酸和无机酸可溶蚀岩石
三、 微生物采油工艺 （一）微生物采油工艺 （二） 微生物采油的发展前景（Fra bibliotek）微生物采油工艺
生物活性剂驱油法 地面法 生物聚合物驱油法 增产处理 洗井清蜡 地层法 强化水驱 封堵地层
（二）发展前景
1.施工成本低； 施工成本低； 施工成本低 2.工序简单，操作方便； 工序简单，操作方便； 工序简单 3.对低产、枯竭油藏在经济上具有吸引力； 对低产、枯竭油藏在经济上具有吸引力； 对低产 4.可开采各类石油。 可开采各类石油。 可开采各类石油
微生物采油技术讲义..
采油方法。
1、国外微生物采油技术发展概况
（1）发展历程
1895年，Miyoshi首先记载了微生物作用于烃类的现象。
1926年， Beckman提出“利用微生物采油”的设想。同年， Bastin等 证实油层水中存在硫酸还原菌等。
1943年，Zobell申请了微生物采油的专利；
1946年，提出应用厌氧硫酸还原菌采油现场实施方案。 1947年，美国首次工业试验。
MEOR工艺
单井激励
生产中的问题
地层受到伤害 , 渗透 性差 原油受到 毛细管力束缚 地层有孔道， 水驱效率低 结蜡
应用微生物的性能
产表面活性剂、气体,降解烃类
强化水驱
产表面活性剂、气体、酸和醇
调剖
产聚合物或增殖形成生物团 产乳化剂、表面活性剂，降解 烃类
清洗井筒
缓解指进
地层水或气指进
产聚合物或增殖形成生物团
微生物强化采油过程
微生物强化采油是一种提高采收率技术，通常应用在低产油井以
提高产量。
这项技术包括：向油藏注入耐温、耐压、耐盐、厌氧菌群和营养 液
菌群繁殖生长，分芽繁殖，产生有用的代谢产物（如酸、气体、
微生物采油技术
一、概述
1、国外微生物采油技术发展概况 2、国内微生物采油技术发展概况 3、微生物提高采收率机理 4、微生物驱油技术定位 5、微生物提高采收率的优点
二、微生物采油技术工艺
1、微生物强化采油 2、油井套管防石蜡沉积技术 3、提高原油在地面管线中的流动效率 4、生物降解：一个环保的治理石油废弃物的方法
微生物细胞很小，且能运移，所以能进入其它驱油工艺不能
全及的油层中的死角和裂缝；
微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢物，克服了盲目性；
微生物采油技术提高原油采收率
• 微生物表面活性剂作用于油－岩石－水三相体系，降低油 水界面张力，增强油水乳化提高原油采收率。
（二）发展前景
• • • • 1.施工成本低； 2.工序简单，操作方便； 3.对低产、枯竭油藏在经济上具有吸引力； 4.可开采各类石油。
二、微生物提高采收率的机理
3、改变原油的组成 通过降解原因，使其变成低黏的原油。微生物以石油中正 构烷作为碳源而生长繁殖，从而改变了原油的碳链组成， 使原油黏度降低而变得容易流动。微生物的增加能大大减 少储存、井眼和设备表面原油石蜡的温度和压力。微生物 生长时释放出的生物酶，可降解原油，使原油碳链断裂， 高碳链原油变为低碳链原油，使重组分减少，轻质组成增 加，凝固流和黏均可降低。不仅改善原油在油层中的流动 性，而且会使原油层质得到改善。
二、微生物提高采收率的机理
• 微生物采油利用以蜡为碳源的耐氧厌氧菌对原油的作用和 在此过程中所产生的轻组分及代谢产物——有机酸、醇和 表面活性剂来改善原油的流动性、改善油水、界面状况和 流动关系，以增加油井产油量，提高油田开发效果，通过 细菌对地层的直接作用，以及细菌产生的各种代谢产品对 油层的作用，可以提高原油的采收率。
• 到目前为止，比较成熟的 提高采收率技术有蒸汽吞吐、 蒸汽驱、聚合物驱、气体混 相与非混相驱等技术。
• 随着生物技术的发展，微生物采油已向经济地开 采原油迈出了可喜的一步：
• 一、施工成本低； • 二、施工工艺简单，操作方便，操作方式灵活多变，容易 控制； • 三、具有不损坏地层，可反复使用，易生物降解，不易污 染环境的生态学优势；
微生物采油技术提高原油采收率
10041021班 XXX
油气的采收率与提高采收率
• 油气采收率：是指累积采油(气)量占原始地质储量的百分 率。采收率不仅与油藏的地质条件有关，而且与现有的油 田开发方式、油藏管理技术及采油工艺水平等有关，它是 衡量油田开发效果和开发水平的最重要的综合指标。 • 提高采收率：除了一次采油和保持地层能量开采石油方法 之外的其他任何能增加油井产量，提高油藏最终采收率的 方法。EOR方法的一个显著特点是注入的流体改变了油藏 岩石和流体性质，提高了油藏的最终采收率。EOR方法可 分为四大类，即化学驱、气体混相驱、热力采油和微生物 采油。
简述微生物采油技术
简述微生物采油技术[论文关键词]：微生物采油技术发展机理[论文摘要]：目前，微生物采油技术引起了微生物学界、石油工业界、石油地质界和地球化学界等相关学科的广泛兴趣和关注。
详细介绍微生物采油技术概况，明确分析微生物采油技术概况机理，并探讨其发展方向。
微生物原油采收率技术(microbial enhananced oil recovery，MEOR) 是利用微生物在油藏中的有益活动，微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油，并对原油/岩石／水界面性质的作用，改善原油的流动性，增加低渗透带的渗透率，提高采收率的一项高新生物技术。
该项技术的关键是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖和代谢产物能否有效地改善原油的流动性质及液固界面性质。
与其它提高采收率技术相比，该技术具有适用范围广、操作简便、投资少、见效快、无污染地层和环境等优点。
一、微生物采油技术概况1926年，美国科学家Mr.Beckman提出了细菌采油的设想。
1946年Zobeu研究了厌氧的硫酸盐还原菌从砂体中释放原油的机理，获得微生物采油第一专利。
I．D．shtum(前苏联)及其它国家等学者也分别作了大量的创新性工作，奠定了微生物采油的基础。
美国的Coty等人首次进行了微生物采油的矿物试验。
马来西亚应用微生物采油技术在Bokor油田做先导性矿物试验，采油量增加了47%。
2002年至2003年，我国张卫艳等在文明寨油田进行了微生物矿场应用，累计增产原油1695t，累计少产水1943t，有效期达10个月。
美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面，处于世界领先地位。
美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量，微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。
1985年至1994年，俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物，共增产原油13.49x10t，产量增加了10～46％。
1988年至1996年，俄罗斯在11个油田44 个注水井组应用本源微生物驱油技术，共增产21x10t。
微生物采油技术简要总结(中原研究院)
微生物采油技术简要总结中原油田分公司勘探开发科学研究院2003.07一、微生物采油机理及应用范围1、微生物采油技术原理：采用从自然环境中筛选、培养的微生物，这些微生物通过复杂的新陈代谢作用降解原油中的石蜡，产生有机酸、有机溶剂分子、生物表面活性剂，可降低原油的倾点、粘度，减少重质成分含量，降低油水界面张力，增加原油的流动性。
由此可以增加油井产量，提高原油采收率，延长油井的使用寿命，这就是微生物采油的基本原理。
微生物（细菌）具有：尺寸小、呈指数增加率生长、能忍受地层中所遇见的恶劣环境（如高盐、高温、高压）等特征。
微生物在油藏孔道中可通过自由水相及束缚水相进入地层深部。
2、微生物采油应用范围1）周期性单井吞吐增产处理。
2）微生物驱、本源微生物驱。
3）生物多糖（聚合物）、生物表面活性剂。
4）微生物破乳、清污、防腐等。
3、微生物采油技术的使用条件1）油层温度：＜90℃2）矿化度；氯离子含量＜10万mg/L3）矿物含量：砷、汞、镍、硒＜15mg/L4）渗透率：＞50×10-3um2 (如果地层中的裂缝不发育)5）残余油饱和度：＞20%（有例外情况）6）原油密度：＜0.940g/cm37）含水量：＞5%二、微生物采油菌种的筛选及生产勘探开发科学研究院采收率所从96年以来，开展了微生物采油技术的研究。
先后采用外购菌种开展微生物单井吞吐现场试验，开展局级微生物驱试验研究项目等，经过几年的研究探索，逐渐由应用研究、机理研究走向核心技术（菌种筛选与生产）的开发，目前已拥有提供微生物采油从室内评价、菌液生产到现场施工的全套技术能力。
取得以下成果：1、建立了微生物富集、筛选、分离、纯化、保藏的全套方法。
采用HUNGATE 厌氧技术，从中原油田140个地层水样品中通过富集培养、筛选分离到25株纯菌株，属厌氧嗜热嗜盐细菌。
可适应温度90℃、矿化度15×104mg/L 的油藏环境。
2、通过对部分代谢产物定量分析，筛选的菌株有产生用于驱替原油的有机物的能力，如：有机酸或气体等。
微生物采油
微生物技术微生物采油是指将地面分离培养的微生物菌液和营养液注人油层,或单纯注人营养液激活油层内微生物,使其在油层内生长繁殖,产生有利于提高采收率的代谢产物,以提高油田采收率的采油方法,也称微生物强化采油。
1.微生物采油的优点微生物采油多用于三次开采,其不同于其它化学驱开采的优点在于。
⑴成本低,微生物的主要营养源之一是用通常手段难以采出的石油,微生物的繁殖能力和适应性强,作用效果持续时间长,这尤其对边际油田吸引力大;⑵微生物采油技术工序简单,利用常规注入设备即可实施,不必增添井场设备,比其他E OR技术实用且操作方便;⑶应用范围广,不仅可开采轻油、中质原油,更适于开采重油;⑷注入的微生物和培养基原料来源广,容易制取,且可根据具体油藏特点,灵活调整微生物的配方;⑸易于控制,通过停止注入营养液,即可终止微生物的活动;⑹微生物细胞小且运动性强,能进入其他驱油工艺的盲区如死油区或裂缝;⑺微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢产物,避免了表面活性剂注入或降黏剂段塞的盲目性;⑻微生物采油产物均可生物降解,不损害地层,不会造成环境污染,且可以在同一井中重复使用多次;⑼长效性:微生物能自我复制,生活史比高等生物短,注入到油藏中的细菌不断地繁殖,长时间发挥作用;⑽生产成本低廉:微生物培养设备和成本低⑾灵活度高：可以针对具体的油藏灵活注入具体的微生物菌种和注入量;⑿微生物体积小,能进入地层裂缝,不会引起明显的结垢腐蚀或堵塞等问题。
2.微生物采油的机理2.1生物表面活性剂提高采收率机理微生物所产表面活性剂会降低油水界面张力,减小水驱油毛管力,提高驱替毛细管数。
而且生物表面活性剂会改变油藏岩石润湿性,从亲油变成亲水,使吸附在岩石表面上的油膜脱落,从而提高采收率。
2.2生物气提高采收率机理大多数微生物在代谢过程中都产生气体,如CO2、H2、N2等,这些气体溶解在油中,可降低原油粘度,提高原油流动能力。
2.3微生物降解机理微生物在生长代谢过程中,一方面可以以原油中的碳链作为自生生长所需要的碳源,从而改变原油的碳链组成;另一方面微生物生长时释放出的生物酶,可降解原油,使原油碳链断裂,高碳链原油变为低碳链原油,改变原油性质,起降粘度减少结蜡的作用。
第七章 微生物采油技术
生物聚合物——生物多糖类物质
瓜豆胶的结构
不足：植物多糖的化学组成和性能易变化，现已逐 渐被黄原胶取代。
第三节 微生物采油技术
微生物采油技术是指将筛选的微生物或微生物代谢产 物注入油藏，经微生物的生命活动或代谢产物的某些特性 作用于原油，改变原油的某些物化特性，从而提高原油采 收率的技术。
微生物采油：20世纪40年代美国最早开始研究，70 年代许多国家进行采矿应用试验，90年代许多国家大规 模采用微生物采油技术，发展成三次采油的一项新技术。 微生物采油根据实施过程与方法的不同，分为地上微生 物采油技术与地下微生物采油技术。
4.微生物选择性封堵 利用形体较大且产生表面粘稠物质的微生物封 堵贮油岩层中大孔道或溶洞，防止注入水的“指状” 流动。 5.微生物压裂液压裂 将厌氧条件下大量产生有机酸的微生物和营养物 注入孔隙度小、渗透率很低的贮油层，在高压下利 用有机酸溶解岩层，利于原油流动。
6.微生物油井清蜡 清除堵塞贮油岩层通往井壁孔隙通道的石蜡，提 高原油采收率。
野油菜黄单胞菌
油菜黑腐病病叶
二、黄原胶分子的优良性能
• 良好的增粘性，其粘性溶液有良好的分散作用，乳化稳定作 用和悬浮颗粒的能力； • 耐酸碱、抗高温（85℃）；对高浓度盐有良好的耐受性； • 在适宜pH下，黄原胶分子和高价金属离子螯合交联，使溶 液凝胶化。 • 和某些半乳甘露聚糖种子胶相互作用，有显著的协效增粘性， 乃至成凝胶。 • 和酸、碱、盐、还原剂、表面活性剂、防腐剂、天然的或合 成的增稠剂在同一溶液体系中，有良好的兼容性。 • 黄原胶易溶于水，但不溶于醇、酮、醚等极性溶剂
2) 黄原胶聚合物驱油特性 黄原胶良好的增粘性、触变性、抗盐、耐温等性能，可用于 聚合物驱油。 黄原胶具有堵水调剖作用（指用不同类型的堵水剂堵塞贮油岩 层的大孔隙或溶洞），调整水驱油的剖面，避免水的“指状”流 动，增加对贮油层的波及系数，提高原油采收率。
微生物采油技术
２００７／１技术与市场ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴ院校成果微生物采油是一项行之有效的三次采油技术，主要特点是成本低、适应性强、施工方便、不伤害地层、不污染环境。
特别对于枯竭或近枯竭的油藏更显示其强大的生命力。
微生物采油的成本仅为化学驱的１／２～１／３。
国内外的实践已证明，微生物采油技术特别对高粘、高凝油藏的开发具有较强的针对性，它能够经济有效地从油藏中采用出更多的油，使采收率较水驱有较大幅度的提高，符合“稳定东部，开发西部”的战略方针，意义重大。
我国微生物采油技术起步较晚。
从９０年代开始，南开大学与大港油田合作，成功地选育出了一系列以原油和无机盐为营养，具有降低蜡、胶含量功能的采油微生物。
现已在菌种选育与评价、菌液产品的生产、矿场应用的设计施工与监测诸方面取得了成绩和经验。
随着微生物采油技术日臻成熟，应用市场正在逐步扩大。
南开大学开展的石油微生物及其产品提高采收率的研究，筛选出多种能利用液蜡或原油的菌株。
其中Ｓ１１４菌生产的聚合物在大港、胜利油田进行了稠化水驱油模拟试验，分别增产９．５％～２９．４％和８．３％～２７．６％。
９５年采用自行开发的微生物产品进行了采油井周期性微生物吞吐处理和微生物驱先导性矿场试验，吞吐试验４口井均见到明显增油效果，增幅达２０％以上；该井试验并清蜡周期为３０天，试验后３个月内未进行清蜡作业。
之后，产品在大港油田、吉林油田和江苏油田的试用同样见到有明显的增油效果，推广到南阳、华北等油田试用，均已取得不同效果。
采油微生物产品的应用前景多年的应用结果表明：已选出的菌的应用效果与国外产品相当，价格只有国外产品的１／３～１／４，竞争力强，便于推广，产品市场十分广阔。
提高水驱开发油藏的采收率是当今世界各油田所面临的新问题，特别是对高含蜡和胶质沥青原油油藏。
微生物强化采油新技术在我国乃至世界油田都具有广阔的推广应用前景。
特别是我国东部油田，现已进入高含水的中后采油期，并且有大量的原油为高含蜡、高胶质沥青的高稠油。
《微生物采油》课件
实验步骤与实验结果
注入微生物，开始采油过程。
监测采油过程中的各项参数，如采收率、油品质量等。
实验步骤与实验结果
实验结果
油品质量得到改善，轻质 油比例增加。
采收率显著提高，达到预 期目标。
微生物对石油的降解作用 明显，证实了其有效性。
实验结论与实验意义
01
实验结论
02 微生物采油技术具有可行性和优势，可提高采收 率和油品质量。
微生物采油的未来展望
未来，微生物采油技术将更加注重与其他油田 开发技术的结合，形成多学科交叉的油田开发
技术体系。
未来，微生物采油技术有望在非常规油田、老油田和 边际油田的开发中发挥重要作用。
随着全球能源需求的不断增长，微生物采油技 术有望成为未来重要的油田开发技术之一。
微生物采油技术将更加注重智能化和自动化技术 的应用，提高采油效率和降低人工成本。
微生物采油的挑战与机遇
微生物采油技术面临的挑战主要包括提高采收率、降低成本、环保和安全 生产等方面。
随着技术的不断进步和研究的深入，微生物采油技术将不断克服这些挑战 ，迎来更多的发展机遇。
政府和相关机构应加大对微生物采油技术的支持力度，推动其产业化进程 ，为油田开发提供更多选择和解决方案。
05
结论
微生物在地层中生长、繁 殖和代谢，产生生物表面 活性剂、溶剂和酸等代谢 产物。
通过微生物及其代谢产物 的物理和化学作用，降低 原油粘度，提高采收率。
微生物采油的关键技术
微生物种类的选择与优化
针对不同油藏条件，选择适合的微生物 种类并进行优化，提高采收率。
注入参数的确定
根据油藏条件和采收率要求，确定合 理的注入参数，如注入量、注入速度
01
微生物采油技术培训教程课件
微生物采油技术的应用案例
海上油田
应用微生物采油技术在海上油田中成功提高原油采 收率。
陆上油田
将微生物采油技术应用于陆上油田，实现提高原油 采收率的效果。
微生降低开采成本，环境友好，增加油水分离效 果。
2 挑战
微生物适应性要求高，操作复杂，风险控制 难度高。
微生物采油技术培训计划
微生物采油技术的原理包括微生物应用于油藏的生长繁殖、代谢活性以及对 油藏中原油的改造和降解等方面。
微生物采油技术的种类
生物改造技术
通过微生物改变油藏中的物理、化学性质，提高原油的采收率。
微生物驱替技术
通过注入微生物，实现原油的排斥和驱替，提高采收率。
微生物降粘技术
通过微生物的代谢活性，降低原油的粘度，增加采集能力。
微生物采油技术培训教程 课件
微生物采油技术是一种先进的油田开发方法，利用自然微生物资源增强原油 采收率。本课程将介绍微生物采油技术的原理、种类、应用案例以及培训计 划。
微生物采油技术概述
微生物采油技术是一种利用微生物作用改善原油流动性、降低油水表面张力、 降解油藏污染物等方式来实现增油的方法。
微生物采油技术原理
1
理论学习
学习微生物采油技术的基本概念、原理
实验操作
2
和应用案例。
通过实际操作，学习微生物采油技术的
实施步骤和操作要点。
3
案例分析
分析实际微生物采油应用案例，了解实 际问题解决方法和效果。
结论和展望
微生物采油技术是一项前景广阔的新技术，通过继续研究和实践，可以进一 步提高原油采收率，促进油田开发和资源可持续利用。
微生物采油的基本原理
微生物采油的基本原理
微生物采油是一种利用微生物来提高油井产能的技术。
它的基本原理是通过注入特定的微生物菌种到油田中，这些微生物菌种能够利用油井中的有机物质作为能源，并产生一些物质，如酸、酶和代谢产物等，以改变油井中的物理和化学条件，从而促进原油的流动和提高采油效率。
微生物采油的基本原理包括以下几个方面：
1. 生物降粘作用：微生物菌种可以产生酸和酶，通过降低原油黏度，减少原油与油井岩石的黏附力，使原油更容易流动。
2. 生物酸化作用：微生物菌种通过代谢产生的酸可以溶解油井中的碳酸钙等矿物质，减少沉积物和堵塞情况，从而增加油井的渗透性。
3. 生物吞吐作用：微生物菌种可以降解油井中的油泥和沉积物，使油井通道清晰，提高原油的流动性。
4. 气体产生作用：微生物菌种通过代谢过程产生气体，如二氧化碳和丙烷等，可以增加油井的压力，推动原油上升。
需要注意的是，微生物采油技术的应用需要根据具体的油田条件和油藏特点进行调整和优化，以达到最佳的采油效果。
同时，也需要密切监测微生物菌种的生长
和代谢情况，防止不必要的环境污染和生态破坏。
微生物采油技术
微生物采油技术陆周涛14302010031随着城市的现代化发展的推进，世界的能源储备正在一点点地衰减。
当然，与我们生活的关系比较密切的便是汽油的价格。
相信，现在的有车一族最关心的也莫过于油价的波动。
从经济学的角度来看，石油的价格是受到供求关系的影响的，当然我们关注的是石油的“供”。
汽油来源于石油的提炼，而石油开采便是我们可以努力的方面。
下面我们就来认识一下比较环保而且高效的微生物采油技术。
-技术原理-微生物采油技术是指将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层，或单独注入营养也激活油层内的微生物，使微生物在油层中生长繁殖，并产生有利于提高采收率的代谢产物或者直接作用于原油改善其物理性质，从而提高油田的采收率的采油方法，也称为微生物强化采油技术（Microbial Enhanced Oil Recovery,MEOR）。
从定义中可以看出，根据微生物的来源可以将微生物采油技术进一步分为本源微生物采油技术以及外源微生物采油技术。
为了更好地理解不同来源的微生物对石油开采的作用，先简单介绍一下微生物是如何提高石油采收率的。
首先，这一效果要得益于微生物自身的封堵作用和润湿作用。
当微生物在油井内增殖会密集成团，便可以选择性或非选择性地封堵地层中的大孔道，从而改变注入水的流动方向，这样就可以扩大扫油面积；另一方面，微生物粘附在岩石的表面，可改善孔道壁面的润湿性，从而改善流动性。
这样，采收率便会有所提高。
其次，由于微生物自身代谢会释放气体，比如二氧化碳、甲烷、氢气、硫化氢等等，这些气体能够提高油层的压力使得原油膨胀，同时这些气体能够溶解于原油使原油的黏度下降，进一步提高流动性，提升采收率。
第三，某些微生物代谢产物中存在酸性物质，比如低分子脂肪酸、甲酸、丙酸、异丁酸等等，这些酸能够溶解石灰石及岩石的灰质胶结物，从而增加了岩石的渗透率和孔隙度，同时溶解过程中会产，均降低了原油的黏度，提高原油的流动性。
生气体产物CO2第四，微生物代谢产物中存在表面活性剂，亲水基、亲油基分别转入两相的内部，从而降低表面张力，便能够改变岩石的润湿性，消除岩壁的油膜，分散乳化原油，这样能够降低原油黏度，增加油相的流动能力，提高驱油效率。
石油微生物采油技术
关研究；1954年，苏联的Lisbon油田第一次开展微生物提高
采收率的矿场试验。
（2）蓬勃发展阶段（1975~1990年）
① 1973年爆发了第一次世界石油 危机，引起人们对各种提高石油采 收率技术的高度重视；随着现代生
物技术的发展，加快了MEOR技
术的研究与应用；
② 1982年，美国召开34个国家参加的 “世界微生物采油会议”，并决定今 后每两年召开一次国际会议；
石油微生物采油技术
广东轻工职业技术学院 邓毛程
Contents
一、技术背景
二、微生物采油技术概况
三、采油微生物 四、微生物提高石油采收率原理 五、本源微生物采油技术 六、外源微生物采油技术 七、微生物采油存在的问题 八、微生物采油的发展趋势
一、技术背景
1、石油又称原油，是一种粘稠的、深褐色液体，主要成 分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋 或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于化石燃料。
大部分为好氧菌，代表菌株有微球菌、
节竿菌、红球菌和盐杆菌。 例如，从Kazakhstan和WestSiberia油田分离到“喜热噬
油芽孢杆菌（B.thermoleovorans）”，菌株杆状、运动、
内生芽孢、严格好氧，生长温度40~70℃，最适生长条件 为：pH中性、温度55~60℃、氯化钠浓度5~10g/L，能够 利用正构烷烃作为碳源。
12、石油资源
① 世界上常规原油可采储量 预计1272×108m3，稠油、特
稠油及沥青的可采储量约
1510×108m3，超过了常规原 油，其年产量高达1.27×108t 以上。随着常规原油产量的递 减，21世纪以稠油开采为重点。 ② 稠油是一种高黏度、高密度的原油，开采难度大；微生
微生物采油技术
是利用选育的优良菌种在地上发酵生产采油制剂的技术。
地下微生物采油技术是指将在地上模拟油藏条件筛选的微 生物菌种与营养物注入油藏，微生物在油藏中运移，生长 繁殖，产生多种代谢产物，作用于原油而提高原油采收率； 或用生长繁殖的菌体细胞及代谢产物封堵贮油岩层大的孔 道，调整水驱油剖面；或只将营养物注入油藏，激活油藏 内的原生微生物，靠其生命活动提高原油采收率。
封堵法；微生物压裂液压裂法；微生物清蜡处理法。Βιβλιοθήκη 6.1.1 地上微生物采油技术
目前，地上微生物采油技术主要是在地上发酵生产采油 中广泛应用的微生物多糖和微生物表面活性剂。 1.微生物多糖 采油中最具开发应用潜力的是野油菜黄单胞菌产生的 胞外多糖黄原胶。
微生物产生的有重大应用潜力的微生物多糖见下表。
表7-1 微生物 野油菜黄单胞菌 假单胞菌属 棕色固氮菌 黏质甲基甲胞菌 塔希提偶式植病杆菌 微生物生产的生物聚合物 微生物 印度产粘固氮菌 肠膜状明串珠菌 出芽短梗霉 乙酸钙不动杆菌 生物聚合物 PS-7 Dextrans 普鲁兰 Emulsan
“微生物提高原油采收率”，该术语目前特指地下微生物
采油技术。地下微生物采油技术是目前微生物采油研究和 开发应用的主要方向。
采油界普遍认为，地上微生物采油技术实施的是微生
物纯种发酵，产品单一，且成本较高。如将筛选的微生物 混合菌种或单一菌种，注入贮油岩层，在贮油岩层这个巨 大的天然的发酵罐中生长繁殖，产生多种代谢产物，菌体 细胞和多种代谢产物联合作用于原油，改变原有的某些物 化性能，提高原油采收率。
微生物采油技术
微生物采油技术是将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层，或单纯注入营养液激活油层内微生物，使其在油层内生长繁殖，利用微生物及其代谢产物对油藏原油、地层产生作用，提高原油的流动能力，或改变液流方向，从而提高注入水波及体积，以提高油田采收率的采油方法，也称微生物强化采油。
采用向地层注入工作剂或引入其他能量的采油方法，称为三次采油。
三次采油主要包括化学驱油、混相驱、物理采油和微生物采油。
微生物采油方法微生物采油是指将微生物菌液和营养液注入油层，利用微生物的繁殖作用及其产生的代谢产物提高油田采收率的方法，一类是在地面通过工业化发酵生产，分离出有用的代谢产物后注入到油藏，提高油田产量的方法，通常也称为地面法。
主要包括通过微生物发酵生产的生物聚合物（如黄原胶等）和生物表面活性剂（如鼠李糖脂等）来提高采收率。
另一类是将油藏作为天然巨大的生物反应器，让微生物在地下油层中就地发酵，通常也称为地下法。
主要包括微生物单井吞吐、微生物驱（微生物强化水驱）、微生物的井筒处理（微生物清防蜡）、微生物选择性封堵（微生物调剖）和微生物酸化压裂等工艺方法；而注入微生物的来源则包括外源微生物和内源微生物两类。
一、MEOR的特点（1） MEOR工艺成本低廉，工序简单，操作方便。
一般不必增添井场设备。
可用于开采各种类型的原油，开采重质原油的效果更好。
注入的微生物和培养基（营养物）价格便宜，易于获得。
可以针对具体的油藏，灵活调整微生物配方。
易于控制。
只要停止注入营养液，油藏内的营养物被消耗完，即可终止微生物的活动。
（2）微生物细胞很小，且能运移，所以能够进入其他的驱油工艺不能完全进入的油层中的死油区和裂缝。
细菌本身能自我复制，通过在地层内繁殖而扩大其有利的作用。
不损害地层，可在同一井中多次应用。
MEOR产物均可生物降解，不会堆积在环境中，不污染环境。
（3）MEOR的局限性对于高温（>89℃）或高含盐量（>10%）的地层通常不能选用。
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微生物采油技术二○○四年四月前言70年代初期世界石油危机，世界各国都加强了对微生物提高石油采收率的研究，国内微生物采油在二十世纪90年代中期引起各油田重视，并在国内各油田部署微生物采油工作，吉林油田主要进行注入营养物的微生物方法研究，辽河油田进行微生物单井吞吐矿场试验，大港油田进行微生物驱油先导试验，胜利油田进行微生物菌种筛选研究工作，大庆油田进行基础理论研究工作。
上述各油田的工作均取得一定的进展。
目前，大庆油田开发进入中后期，采出液含水大幅增加，而可采储量的半成以上仍被圈闭在地下，如何进一步提高采收率对大庆油田具有重要的历史意义。
实践证明，微生物采油不仅可以改变油井原有的产量递减趋势，提高原油产量，延长了油井的生命期，而且对同一口井可以反复使用。
与其它化学采油方法比较，微生物采油具有不污染油藏和水资源、施工简单、成本低、高回报率、生物环保、可反复应用等优点，它克服了其它化学方法无法避免的高成本、高污染等缺点，显示出强大的生命力，具有广阔的发展前景，对大庆油田的后续开发有着重要意义。
一、微生物菌液性能驱油采用的微生物是一种兼性厌氧，在无氧的油层环境下能依靠原油中长链烷烃（石蜡）为食源而生存、繁殖。
大约每4个小时可增加体积一倍。
该微生物的体积直径一般在0.1—0.3μm。
适应的油层条件为，温度120℃以下，含水率10%以上，矿化度30万ppm以下，原油中饱和烷烃或含蜡量3%以上。
二、微生物采油机理采油微生物种类较多，各种微生物特性和作用机理不尽相同，但从效果上概括起来主要是对原油起到清蜡降粘的作用，在微生物代谢的同时伴有产热、产气和产生表面活性物质等。
具体如下：1、采油微生物在生物代谢过程中以石蜡为养分，石蜡裂解后生成轻组分烃类，使石油中原有的重组分烃类向轻组分发生转移，从而降低了原油的粘度和凝固点，增强了原油的流动性。
2、微生物在地下代谢过程中产生CH4、H2、CO2、N2等气体，这些气体能够增加油层压力，部分溶于原油，改善原油流动性。
3、微生物在代谢过程中产生多种化学物质，如生物活性剂、有机酸和醇、酯等有机溶剂。
其中生物活性剂能降低油田水界面张力，产生水包油的乳化作用，使油和水的相容性增强，改善水驱效果；有机酸对碳酸岩层起到酸化地层和井筒周围近井解堵的作用：醇和有机酯等有机溶剂可以改变岩石表面性质和原油物理性质，使吸附在空隙岩石表面的原油释放出来。
4、微生物在代谢过程中产生生物聚合物，能够在高渗透层控制流度比，调整注水油层的吸水剖面，增大波及体积。
三、微生物采油现场技术微生物采油现场试验方式主要有：单井吞吐、微生物水驱、微生物循环驱、微生物水压裂以及微生物与共它采油措施，如聚合物驱、三元复合驱、且面活性剂等复配。
1、微生物单井吞吐：微生物单井吞吐是指将微生物从油井注入，关井1至3天后起井生产，达到提高产量的作用。
其原理主要是起到降解了石蜡和重质烃类，清洗管道。
微生物不仅在近井地带起到很好的清洗作用，而且微生物对食物的趋向性决定了它向深井地带的转移和扩散，使清洗效果和持续时间高于化学试剂清蜡。
2、微生物水驱：向生物水驱是指将采油微生物与水按照一定的比例混合，由水井注入，一段时间后，相对应的油井见到增油效果的采油方法。
微生物水驱是微生物的综合作用效果，微生物在地下由水井向油井推进过程中，原油中石蜡一定程度被分解，重组分向轻组分发生转移，原油的粘度降低、流动性增强；表活剂使油水界面张力降低，油和水的相容性增强；有机酸溶解部分岩石，暴露更多的油面；细菌的细小身体进入岩石孔隙中，发生作用后释放出更多原油；代谢过程产生的气体增强了油层压力；微生物菌体和代谢产物与重金属形成生物螯合物，具有高效的封堵作用，对于非均质油藏起到堵水调剖作用；代谢过程放出热量，温度升高发送了原油的流动性等。
3、微生物循环驱：微生物循环驱是建立在油井的采出液中高含注入的微生物前提下，通过分主、回收污水，再回注水井的过程。
4、微生物水压裂：微生物水压裂是指在油井压裂时，将微生物按照一定比例稀释，并作为前置液的一部分进行压裂的过程，微生物水压裂使微生物在压裂瞬间被送到更大的半径范围内，提高了增油系数，延长了压裂的有效周期。
5、微生物与其它采油措施的复合：微生物与其它采油措施的复合是指微生物与聚合物、三元聚合物或表活剂等措施相结合，发挥各自优势，使综合效果最佳。
四、微生物采油技术在大庆的应用概况：自1998年以来，先后在采油一厂、二厂、三厂、五厂、六厂、七厂、八厂、十厂、十一厂、头台油田等进行了微生物单井吞吐和微生物驱的采油试验。
在微生物现场试验中，已累计增油几万吨。
进行了室内色谱分析发现原油微生物降解后长链饱和烃减少，短链饱和烃增加。
注入油层的微生物浓度为104-5个/ml，而产出液中微生物浓度为107-8个/ml。
说明微生物能在油层中存活前迅速增长，也就是说注一吨微生物原液能产出相当于微生物原液1000吨的油井产出水。
这情况说明大庆地下的地化和物化环境非常适合微生物的生长，它能在大庆地下油层形成微生物场，达到降低原油粘度，增强原油流动性，从而提高油井的产量，提高油田的采收率。
1、微生物吞吐1997年9月始，大庆油田开始进行微生物单井吞吐现场试验。
施工井次目前累计156口，施工共注微生物120吨，增产原油约11000吨，吨微生物增油91.7吨。
2、微生物水驱采油2000年在采油十厂的预备井区和朝80区块23口水井、45口油井进行了微生物驱采油先导试验，到2002年期间先后又在采油一厂、三厂、六厂、八厂、十厂等56个注水井组进行了微生物驱油，例如采油六厂11-丙103井组。
2002年1月27日—9月15日，11-丙103井共进行了5个微生物段塞的注入工作，累积注入微生物菌液2271.98m3，注入油层孔隙体积0.009PV，微生物原液23.9t。
试验效果1、增油降水效果明显11－丙103井在注入微生物45天后，井组内5口油井陆续开始见效，见效井比例达到100%。
井组平均月含水由见效前的25%最低下降到7.5%，下降了17.5个百分点；日产液由见效前的24t最高上升到40t，日增液16t；日产油由注微生物前的18t最高上升到37t，日增油19t。
目前该井组日产油为26t，与见效前相比日增油8t，累积增油量为4178t。
单井效果对比表2、投入产出比高，经济效益明显目前11-丙103井组已累积增油4178t，吨微生物增油量为175t，投入产出比已达到1：10。
3、微生物菌种在低渗稠油中具有良好的成活、繁衍能力微生物驱油技术其效果好坏的关键在于所注入的微生物菌种能否在油层中成活及繁衍。
经多次现场资料检测分析证明，喇嘛甸油田过渡带外扩地区油层流体中的原生菌含量在101－102个/mL左右。
11-丙103井在注入微生物40多天后，5口油井采出液中微生物含量陆续开始明显增加，采出液中微生物含量最高峰达到1.1×108个/mL。
与注入微生物前相比，5口井的菌数增加均超过了105个/mL，增加幅度最大的达到107个/mL。
上述资料表明所注入的菌种在低渗稠油中具有良好的生长和繁衍能力。
采出井微生物含量检测表4、微生物能使油水性质发生变化，提高了原油在油层中的流动性5口采出井多次现场资料表明，注入的微生物菌液在油层内发酵过程中，通过自身的生长、繁衍和产生代谢物的综合作用，使产出原油粘度降低，碳的轻组分明显增加，胶、蜡含量下降。
使原油的物化性质发生变化，提高了原油在多孔介质中的流动性。
4. 1 采出液中原油含胶、蜡成分减少，粘度明显下降5口采油井在注入微生物见效后，采出液中原油胶、蜡含量均有不同程度的减少，平均含胶量由注微生物前的31.0%下降到注微生物见效后的21.2%，下降了9.8%；含蜡量由注微生物前的29.7%下降到注微生物见效后的22.9%，下降了6.8%。
采出井原油含胶、蜡变化表采出井原油的粘度也随着油井见效而降低，5口井微生物见效后原油粘度平均下降幅度在32%，最大降幅达到41.2%。
单井原油粘度变化表由于采出液粘度降低，油井热洗周期延长。
5口油井在注入微生物前的热洗周期平均为78.8天，注入微生物后延长到119.8天，延长了40天。
4.2微生物改变了原油中的烃类组分采出井原油色谱分析结果表明：微生物在油层发酵过程中，使原油中烃组分分布状况发生明显变化。
5口井的全烃谱图中短链饱和烃类明显增加，而长链饱和烃类明显减少。
5、微生物具有提高吸水能力，降低注入压力的作用5.1 注入压力下降11-丙103井在注入量稳定的条件下，注入微生物30天后，注入压力开始持续下降，由注微生物前的12.5MPa下降到10.9MPa，下降了1.6MPa。
到2002年10月，即注微生物9个月后，该井注入压力仍保持在11.3 MPa，与注入微生物前相比下降了1.2 MPa。
5.2 压降曲线PI（90）值明显下降注入井压降曲线PI(90)值由注入第一段塞后的15.21MPa，下降到注入第四段塞后的13.53 MPa，下降了1.68 MPa。
上述数据表明，微生物在油层中生长、繁衍及代谢物的综合作用下，具有解堵、改变岩石表面润湿性、减少渗流阻力的作用。
6、注入工艺简单，灵活性好微生物采油试验采用高压注入管网稀释流程，此流程注入工艺简单，可采用撬装方式，原有注水工艺流程不用改动，由于微生物注入一般采用多级段塞方式注入，一套高压注入泵可以根据每口注入井的周期，对3－4口井进行循环注入。
由于采用撬装方式还可以根据现场需要，进行站间搬迁，多次使用，大幅度降低了设备投入成本。