微生物提高石油采收率技术

文章编号:100520930(2000)20320236210 中图分类号:T E 357.9 文献标识码:A

微生物提高石油采收率技术①

包木太1,　牟伯中1,2,　王修林1,　周嘉玺2,　倪方天2

(1.青岛海洋大学化学化工学院,青岛266003;2.中国石油大港油田公司,天津300280)

摘要:对M EO R 国内外研究现状、方法、菌种和营养液配制、油藏筛选标准、作用

机理及矿场应用等基本理论进行了论述.在微生物驱、聚合物驱、碱 表面活性

剂 聚合物三元复合驱等三次采油技术对比的基础上,阐明了M EO R 的良好发

展前景.

关键词:微生物;采收率;研究现状

微生物提高石油采收率(M icrob ial Enhanced O il R ecovery ,M EO R )是目前国内外发展迅速的一项提高原油采收率的技术,也是21世纪一项高新生物技术.与其它三次采油技术相比,微生物采油技术具有适用范围广、工艺简单、经济效益好、无污染等特点,因而越来越受到人们的重视,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.M EO R 是一项具有良好发展前景的三次采油技术.近年来国内各油田都相继开展了微生物采油技术的研究,取得了一定的进展.微生物采油技术是生物工程在石油工业领域开拓性的应用,已经受到世界各国的普遍重视.

1　国外M EO R 发展概况

早在1895年,M iyo sh i [1]就首先记载了微生物作用烃类的现象.1926年,B astin [2]等人又证实了油层水中存在着硫酸盐还原菌等的生理菌群.同年,美国人B eckm an [3,4]提出了细菌采油设想.1943年,ZoB ell 首先申请了把细菌直接注入地下以提高石油采收率的专利[5],1946年又提出了一套应用厌氧硫酸盐还原菌进行二次采油的现场实施方案.1947年,B eck 进行了首次工业试验.1953年,ZoB ell 又用其它类型细菌进行提高原油采收率的实验研究[6].此后又进行了多方面的研究,奠定了细菌采油的基础.1954年,美国在阿肯色州的联合县成功地进行了一次利用细菌大规模地下发酵可以提高石油采收率的矿场试验.

从50年代起,前苏联和东欧一些国家对细菌采油进行了深入的研究,结果表明细菌采油对低产井效果较好.

利用微生物提高采收率的设想从提出到在其后的40多年间,尽管也做了不少研究工第8卷3期2000年9月 应用基础与工程科学学报JOU RNAL O F BA S I C SC IEN CE AND EN G I N EER I N G V o l .8,N o.3Sep tem ber 2000

作并形成了一些专利技术,但总体看来,此项技术在石油工业领域并没有长足进展.

70年代初爆发的世界石油危机引起了人们对微生物采油技术的高度重视,也加快和促进了M EO R 的研究和应用步伐,尤其是美国.1975年美国首先召开了“微生物在石油开采中的作用讨论会”.1982年5月在美国俄克拉荷玛的埃费顿召开了有34个国家参加的“世界微生物采油会议”,会上系统地交流了多年来的研究成果,并决定以后每两年召开一次国际会议,同时决定1986年正式创办《世界微生物采油杂志》.此后,又相继出版了几部专著和发表了大量的论文,有力地促进了该项技术的发展.1986年4月在美国得克萨斯(A b ilene T exas )召开了第三次国际微生物采油会议,详细讨论了将细菌注入地下每一个环节的条件,评价了细菌采油的应用效果和前景,推动了矿场应用研究[7,8].

80年代末90年代初,随着生物工程技术和信息技术等高科技在世界范围内的迅速发展,加之人们对M EO R 技术认识的深化,美、英、俄、德、奥等国在M EO R 室内研究及矿场试验方面取得了令人瞩目的成果,其中以美国国家石油和能源研究所(N IPER )、BA C 公司(M icro 2BA C In ternati onal ,Inc )N PC 公司(N ati onal Parak leen Com p any )等最具代表.

近十几年来,M EO R 取得了令人瞩目的进展,研究内容不断加深,研究领域不断拓宽.目前,M EO R 已从室内研究走向矿场试验并开始现场应用,取得了良好的应用效果.M EO R 应用技术正在日臻完善之中,但微生物驱油机理方面的研究仍有待进一步加强和深入.

2　国内M EO R 发展概况

国内于1955年就开始了微生物勘探研究.60年代中期,研究细菌代谢多聚糖类等增稠剂,典型菌株为元2A 2144的假单孢杆菌

.70年代,主要开展生物表面活性剂方面的研究,筛选到了两株菌4B 105g 和4213.

“七五”期间,微生物三次采油被列为国家科技攻关项目,主要开展(1)微生物地下发酵提高采收率研究.(2)生物表面活性剂的研究.(3)生物聚合物提高采收率的研究.(4)注水油层微生物活动规律及其控制的研究.其间,筛选出厌氧发酵糖蜜产生CO 2和H 2、C 22

C 3的有机酸菌株,并在大庆油田东6J 222井进行了吞吐试验,研制出槐糖脂、

鼠李糖脂、海藻糖脂、多糖脂等四种糖脂型生物活性剂体系,其界面张力为2×10-2mN m ;分离筛选出黄原胶生产菌种,其增粘性、耐温性、抗盐性和驱油效率等性能良好;研究了注水油层微生物在油层特定条件下生长发育的规律.

“九五”期间,我国M EO R 技术研究方面取得了令人瞩目的成果,中科院微生物所、南开大学、山东大学对采油用微生物开展了大量研究,并进行了现场应用试验.中科院有机所对生物表面活性剂驱油进行了初步攻关.在此期间,国内油田M EO R 应用技术也已进入工业性应用阶段.大庆、胜利、大港、河南等油田,大庆石油学院的科研机构、采油厂都已制定了攻关项目,并且正在密切合作付诸实施[9].大港油田建立了微生物菌液厂,并率先进行了区块的微生物驱矿场先导试验.目前辽河油田、胜利油田、新疆油田等油田也在开732N o .3 包木太等:　微生物提高石油采收率技术