微生物采油机理及应用

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【7】。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。

从已知的采油机理可知微生物提高采油率是一种多用途的技术, 应用该技术可以解决原油渗透率低、扫油效率低、流度比不利、气锥进、水锥进、圈闭渍及结蜡结垢等问题，具体到各种工艺, 微生物采油的机理又有所不同, 不同的工艺设计可以解决不同领域的问题, 这给油田操作者提供了广泛而多样的选择[3] 。

5. 2采油微生物产物分析

采油微生物代谢产物及其分析是研究微生物采油机理研究的重要理论基础, 包木太总结了以烃为碳源的采油微生物在模拟油藏条件下的主要代谢类型和对油藏的作用的基础上,概括了采油微生物代谢产物的定性和定量分析方法(短链有机酸分析-衍生化法、等速电泳法等)和生物表面活性剂样品的提取和分析方法(轴对称液滴分析法、快速液滴破裂实验法、直接薄层色谱法等) 以及生物气分析和有机物分析,同时指出了进一步详尽的研究采油微生物代谢产物对微生物采油机理的研究和不同类型油田的技术应用的意义。

微生物采油的方法及其优点：

微生物采油基本方法广义地说主要包括两大类: 一类是利用微生物产品如生物聚合物和生物表面活性剂作为油田化学剂进行驱油, 称为微生物地上发酵提高采油率工艺, 即生物工艺法, 目前该技术在国内外已趋成熟; 另一类是利用微生物及其代谢产物提高采油率, 主要是利用微生物地下发酵和利用油层中固有微生物的活动, 称为微生物地下发酵提高采收率方法。狭义地说微生物采油是指利用微生物地下发酵提高采收率方法。

该方法与其他三次采油方法相比具有以下优点: (1)成本低廉，微生物采油技术施工简单,费用低,在无需改动管柱和修建大型地面设施的条件下,即可完成施工。在低渗透油田具有良好的应用前景,经大庆油田和克拉玛依油田现场实验,投入和产出比可达 1 ∶24。(2)本质解决原油的高粘性。相比其它方法暂时降低原油的高粘性,微生物采油技术可从本质上解决原油高粘性的问题,即选择性的将原油中的长链烃等重组分降解,转化为有机酸、多糖等可作为表面活性剂物质,同时产生物气增加地层压

力。(3)环境友好。微生物采油不污染破坏油层,可在同一井中多次使用,且微生物的产物具备生物降解功能,作为解堵剂时也不会导致环境污染问题(4)无聚驱后堵塞问题（5）聚合物驱油后会仍有大量的剩余油残留在低渗透层中，切油层中滞留的聚合物还会给后续的驱油带来负面的影响，而使用微生物驱油无此问题，并且可将导致堵塞的聚合物分解。【5】

4微生物采油方法的局限性及采油中存在的问题微生物采油方法也有其自身的局限:

(1) 对于高温( > 89 ℃) 或高含盐量( > 10 %) 的地层通常不能适用; (2)

营养基中有时含有一定量的重金属离子, 可能对微生物有负作用; (3) 需进行

实验室配伍性试验以及合理的工程设计, 其采油机理尚未完全探明证实; (4)

对特定油层的最佳微生物应用工艺尚在建立之中; (5) 油田应用的筛选标准仍需

不断改进; (6) 能可靠预测现场过程的地层模拟

技术尚未开发1微生物在井下的出现对石油开采既有有利的一面, 又有不利的一面, 具体地说不利方面有: (1某些细菌能产生粘性渗出液即菌胶团, 堵塞地层(2) 钢套管、油管及泵受到硫酸盐还原菌产生的腐蚀性化学物质的侵蚀, 能使低硫原油性能变坏; (3由于硫酸盐还原产生的H2S在地层中与铁反应生成硫酸亚铁黑色沉淀, 经常堵塞污染生产管线; (4有些微生物能导致用于EOR工艺的化学剂降解[李风华]。

发展

目前,国外分离得到的自然采油菌主要有假单胞菌、芽孢杆菌、微球菌、棒杆菌、分歧杆菌、节杆菌、梭菌、甲烷杆菌、拟杆菌、热厌氧菌等。采用基因工程学方法培育出的非天然存在的自然菌用于微生物采油即基因工程采油菌。基因工程菌能够根据某种目标而进行培养，因此其往往具有独特的性能如耐高温、富产酸、富产表面活性剂等，能够增强微生物与原油的作用效果。

我国对微生物采油技术的研究始于20世纪60年代,进入20世纪80年代以后对该项技术的研究和现场试验工作逐渐活跃起来,取得了很多可借鉴性的工作,个别研究成果也达到了国际先进水平。