微生物驱油技术研究现状与发展趋势

油藏工程新进展论文班级：油工08-5学号：************姓名：***微生物驱油技术研究现状与发展趋势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。

（一）微生物驱油技术定义利用特定的微生物或菌种作用于地下油藏，通过其生长、繁殖以及产生的各种具有驱油作用的带下产物，改变储油层的渗流特征或使油水间的物化性质发生改变，从而提高原油采收率的方法称之为微生物驱油技术。

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。

（二）微生物驱油技术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。

微生物通过在岩石表面上的生长繁殖，粘附在岩石表面，占据孔隙空间，在油膜下生长，最后把油膜推开，使油释放出来。

微生物所产生的表面活性剂会降低油水界面张力，减少水驱毛管张力，提高驱替毛管数。

同时生物表面活性剂会改变油藏岩石的润湿性，从亲油变成亲水，使吸附在岩石表面上的油膜脱落，油藏剩余油饱和的降低，从而提高采收率。

微生物在油藏高渗区生长繁殖及产生聚合物，能够有选择的堵塞大孔道，增大扫油系数和降低水油比。

在水驱中增加水的粘度，降低水相的流动性，减少指进和过早的水淹，提高波及系数，增大扫油效率。

在地层中产生生物聚合物，能在高渗透地带控制流度比，调整注水油层的吸水剖面，增大扫油面积，提高采收率。

（三）微生物驱油技术细菌功能分类1、产气（包括CH4、H2、CO2、N2等气体）2、降解烃类3、堵塞岩石孔道4、产生有机酸和溶剂5、产生生物聚合物6、产生生物表面活性剂（四）微生物驱油技术优点1、成本低(和其他三次采油工艺相比, 微生物驱油技术的成本是较低的)2、施工方便, 现场不需要增加大量专用设备, 可由注水系统完成3、适应范围较广, 温度低于100℃、渗透率大于50×10-3Lm2地层都适合该技术的应用4、不损害地层, 不会造成设备的腐蚀和破坏5、不污染环境(所用的原料均为细菌生长的营养品, 所用的细菌为非病原体, 对人及其他生物无害)6、微生物驱油的产出液不需要特殊处理(与水驱相同)。

中原油田属高温高盐油藏, 开展微生物采油需要开发专门的微生物菌种。

1998 年以来通过大量的研究工作, 目前已成功地掌握了微生物驱油菌种筛选、培养等系列技术。

（五）微生物驱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。

（六）微生物驱油在大庆的应用情况自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。

（七）微生物驱油技术的局限性微生物采油也有一些局限性, 尤其在现场应用中涉及包括培养基效果、油藏流体毒性和造成的堵塞。

另外采出石油后, 必须分离出微生物生成的物质以及微生物本身, 防止发生进一步生物作用。

大部分微生物酶在细胞内, 所以不得不通过相对不渗透的细胞膜才能吸附原油。

大分子的烃类不能渗透到细胞膜内, 这就大大减少了微生物降解烃类的范围。

另外, 有研究指出油藏微生物增长和菌聚集形成胶团的倾向性, 大大地降低了渗透率, 因而降低了原油产量。

微生物驱油过程可能改变油藏周围环境, 同样对生产设施或地层造成不良影响。

如, 某些硫酸盐还原菌能产生H2 S , 腐蚀管线和其他采油设备。

这一点从注入富含硫酸盐的水时已经得到普遍证实。

在本源脱氮菌群中加入硝酸盐和亚硝酸盐可以抑制这种作用。

尽管有许多微生物驱油现场试验取得了较好的效果, 但其驱油过程仍然有很多不确定方面。

如果确定具体目标, 会增加成功几率。

微生物井筒处理技术比较简单, 成功率较高。

利用微生物就地生成对提高采收率有益的物质, 以及激活这些物质在油藏深部发挥作用是非常复杂的过程。

有效地调控微生物生长和繁殖的环境条件对于其增长很重要, 但控制油藏中的微生物的活动很困难, 此外, 油藏条件不同, 适合各自油藏条件的微生物驱油技术也不同。

（八）微生物驱油技术的发展前景据国外的研究结果，俄罗斯采用聚合物驱油，增产1t 原油的额外成本是30 美元，而利用内源微生物技术采油，增产1t 原油的额外成本是5～10 美元。

英国Beatrice 油田现场试验的提高采收率幅度为10%，增油成本是1.5～3 美元/bbl。

我国大庆油田微生物三次采油增产1t 原油的额外成本是200～300 元人民币，由此可见微生物提高采收率技术在成本上的优势。

此外，微生物采油对油藏环境无二次污染，对人体健康和环境无毒害，是一种绿色环保的工艺技术。

因此，微生物采油技术必将成为继水驱、聚合物驱、气驱之后老油田提高采收率的新途径。

（九）结论与建议微生物驱油技术对环境有利, 减少甚至消除了化学物的需求。

随着基因工程的发展, 将会开发出更多能够以廉价但丰富的营养物为基础生长的菌种, 由此微生物驱油技术将更加经济可行。

相对传统的化学方法, 微生物驱油是更好的三次采油方式。

下面就微生物驱油技术提出几点建议：1、微生物驱油技术适合中低渗油藏，其中本源微生物驱油技术菌种与岩石的配伍性更好、更有效；2、为了提高微生物驱油效果，需要加大对微生物驱油技术的地面注入工艺的研究速度；3、在大庆外围油田加快本源微生物驱油的研究试验。

参考文献：[1] 提高石油采收率基础/岳湘安，王尤富，王克亮[2] 微生物驱油技术的研究进展与应用前景/刘骊川[3] 微生物提高采收率技术的发展及应用/史权[4] 微生物驱油技术研究及应用/管润红, 王志敏[5]本源微生物菜油技术的原理和应用/常彦斌[6] 微生物驱油技术综述/王小林，王学刚，马翠岩[7] 美国期刊《World Oil》 2006年10月[8] 微生物采油技术的应用现状及发展趋势/杜长荣，李冰，焦春[9] 微生物采油技术及应用/康玉红，王岚，科苑论坛[10] 定编区块微生物驱油效果研究/王克亮，王继红，李世强，赵莉[11] 油藏工程新进展课堂笔记/刘丽。