微生物采油技术机理研究进展

微生物采油技术机理研究进展

田红燕，涂漫，林海斌，周道林

（长江大学石油工程学院，湖北荆州 434023）

摘要：生物技术特别是微生物采油技术是继热力驱、化学驱、聚合物驱等传统方法之后，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，在即将枯竭的油井开采中发挥了重要作用，是目前最具发展前景的一项提高原油采收率技术。本文详细介绍微生物采油方法的作用机理，研究现状，以及提出未来发展展望。

关键词：微生物采油作用机理研究现状

Abstract Biotechnology, particularly microbial enhanced oil recovery technology is the drive following the heat, chemical flooding, polymer flooding and other traditional methods, the use of microbial metabolites of useful activities and to improve the oil recovery of a comprehensive technology. Compared with other EOR technologies, microbial enhanced oil recovery with a simple process, low cost, no damage to oil and pollution, etc., is currently the most promising one to improve oil recovery technology. This paper describes the mechanism of microbial enhanced oil recovery methods, research status, and proposed future development prospects. Keywords:Microbial enhanced oil recovery Mechanism Research proposed future development prospects

中图分类：TE355 文献标志码：A

在世界范围内用常规采油技术只能采出地下油藏的30%-40%的原油，如何提高采收率，从地下采出更多的原油，多年来一直是世界许多国家不断研究的课题。

微生物采油技术（Microbial Enhanced Oil Recovery ,MEOR）是目前世界上发展较迅速的三次采油高新技术。通过微生物技术来提高原油采收率，增加油井产量的方法已在美国、前苏联、加拿大等国取得成功。微生物采油技术施工工艺简便，成本低廉，不伤害油层、不影响原油质量、无污染，具有投人少、回收快、效益高的特点，发展前景十分诱人。

1微生物采油的作用机理

微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程，除了具有化学驱提高原油采收率的机理外，微生物生命活动本身也具有提高采收率机理。虽然目前的研究不断深入，但仍然无法对微生物采油技术各个细节进行量化描述，据分析，主要包括以下几个方面: 1.原油乳化机理。微生物的代谢产物表面活性剂、有机酸及其它有机溶剂，能降低岩石一油一水系统的界面张力，形成油一水乳状液(水包油)，并可以改变岩石表面润湿性、降低原油相对渗透率和粘度，使不可动原油随注入水一起流动。有机酸能溶解岩石基质，提高孔隙度和渗透率，增加原油的流动性，并与钙质岩石产生二氧化碳，提高渗透率。其它溶剂能溶解孔隙中的原油，降低原油粘度。

收稿日期：

作者简介：田红燕(1984-)，女，2007年毕业于长江大学通信工程专业，现为长江大学油气田开发硕士研究生在读。

2.微生物调剖增油机理。微生物代谢生成的生物聚合物与菌体一起形成微生物堵塞，堵塞高渗透层，调整吸水剖面，增大水驱扫油效率，降低水油比，起到宏观和微观的调剖作用，可以有选择地进行封堵，改变水的流向，达到提高采收率的效果。在较大多孔隙中.微生物易增殖，生长繁殖的菌体和代谢物与重金属形成沉淀物，具有高效堵塞作用。

3.生物气增油机理。代谢产生的CO、CO2、N2、H、CH和C3H等气体，可以提高地层压力，并有效地融入原油中，形成气泡膜，降低原油粘度，并使原油膨胀，带动原油流动，还可以溶解岩石，挤出原油，提高渗透率。

4.中间代谢产物的作用。微生物及中间代谢产物如酶等，可以将石油中长链饱和烃分解为短链烃，降低原油的粘度，并可裂解石蜡，减少石蜡沉积，增加原油的流动性。脱硫脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出，降低油水界面张力，改善原油的流动性。

5.界面效应。微生物粘附到岩石表面上而生成沉积膜，改善岩石孔隙壁面的表面性质，使岩石表面附着的油膜更容易脱落，并有利于细菌在孔隙中成活与延伸，扩大驱油面积，提高采收率。

2微生物采油的研究现状

微生物采油技术应用于采油生产实践开始于20世纪90年代，由于全世界范围内油井程现出相当复杂的微生物生态系统，这就增加了实验室模拟的难度。在实验室条件下人工培育的微生物对采油具有良好的效果，但是在现场中很可能被本源微生物所抑制，因为本源微生物对油井具有很好的适应性，油井引入外源微生物在于本源微生物竞争中不占据优势地位。因此，在大多数情况下，微生物现场采油的成功与否取决于引入菌种的活性和数量。基于对实验室研究结果的理解，比较微生物采油和常规采油技术参数，Bryant和Lockhart在现场实验中按比例扩大微生物的引入比例，为油田提供了一个范式［5］，这为正确评估微生物采油技术效果提供了有利证据。同时，世界各国应用微生物采油技术都获得了不同程度的成功。在澳大利亚Alton油田微生物处理12个月后，原油生产量增加了40%［6］。随后美国和罗马尼亚相继运用了此项技术，对322个应用项目的分析结果表明：此项技术是一项经济有效的技术，当然，由于不同油井岩性、沙粒性质、孔隙大小、渗透性、油井温度、天然原油重力和钻探方式的不同，微生物采油效果在不同地区差异也很大［7］，除了油井地下条件差异外，微生物群落组成、浓度、适应性、注入时间也是影响微生物采油效果的重要因素。最近应用细菌（Bacillus mojaven-sis strain JF-2）产生的生物表面活化剂（用量35～41mg/L）就可以有效提高35%～45%残余石油采收率［8］，在美国俄克拉玛州Bebee油田的石灰石油井中应用一种细菌表面活性剂进行驱油，其效果是原来细菌表面活性剂的9倍［9］。在阿根廷Ventana油田，微生物采油的技术可行性在连续注水、控制微生物繁殖情况下进行了定性检验［10］，在秘鲁的Providencia和Lobitos油田，应用MEOR技术分别增产36.5%和46.5%，被认为是一种经济可行的方法予以推广。