第一章概述
利用微生物提高原油采收率技术（Microbial Enhanced Oil Recovery 简称MEOR）是通过微生物产品或微生物的繁殖及其代谢产物对油藏作用来开采原油，是利用微生物提高原油采收率的各种技术的总称。凡是与微生物有关的采油技术均属于MEOR。因此，广义地讲，MEOR 包括地面发酵法（地面法）和微生物地下发酵法（油层法）两种。
地面法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用化学剂进行驱油，又称生物工艺法，目前此技术已趋成熟；微生物地下发酵法是利用微生物繁殖作用及其代谢产物对油藏流体的作用提高采收率，狭义上通常说的微生物驱油是指微生物地下发酵法。
微生物地下发酵法根据利用的微生物的来源不同，又可分为本源微生物驱油和外源微生物驱油。外源微生物驱油是在室内筛选出自然采油菌或采用生物基因工程合成培育出工程采油菌，经地面培养后注入油藏。前苏联在这方面做了不少实验研究，我国微生物采油领域也多采用此方法。本源微生物驱油是通过向地层中注入营养激活剂或在必要时注入一定量的空气，激活油藏中的已存在的有益微生物菌群，如石油烃降解菌、脱氮菌、产甲烷菌等，来达到提高采收率的目的。本源微生物采油比外源微生物驱更能适应油藏环境，不需要菌种保藏和菌液生产。微生物地下发酵法比注入人工合成的有机聚合物或凝胶更为有效，对油水分离和原油性质无影响，经济环保，设备简单，施工简便，控水增油效果好，有效期长，效益高。
微生物驱油技术与其它三次采油方法相比具有以下优点：
(1)注入的微生物和培养基价格便宜，成本低，来源广，容易获得，便于应用，可以针对具体的油藏灵活调整微生物配方；
(2)微生物具有自我复制功能，注入到油藏中的细菌通过生长、繁殖，可以在一个很长的时期内起作用；
(3)几种机理同时起作用，效果显著，因此在现场试验中往往将具有不同功能的细菌一起注入地下，使它们共同起作用；
(4)设备与注入工艺简单，与注水驱替注入方式类似，微生物驱油现场试验不需要大型地面设备，注入工艺也很简单，因此，施工非常方便，成本低廉；
(5)不会对地层产生伤害、引起油和水质明显下降，也不会引起明显的结垢腐蚀或堵塞等问题；
(6)微生物只在需要它的地方繁殖并产生代谢产物，针对性较强；
(7)微生物体积小，运移能力强，能进入其它驱油工艺不能触及到的油层中的死角和裂缝；
(8)产物可以降解，不污染环境；
(9)可开采各种类型的原油，尤其对重质原油效果优异；
(10)微生物在现场可产生大量的化学物质。
第二章微生物采油技术简介
2.1微生物采油技术的种类
按照作业方式，注入微生物和营养物的微生物采油方法又可以分为微生物调剖、微生物单井处理法和微生物水驱。
微生物水驱：将微生物发酵液和营养物随同注水过程一起注入到油层，使微生物在油层中生长繁殖。代谢作用及产物通过物理化学作用将岩石表面粘附的原油和岩石孔隙中的原油释放出来，使原来不能流动的原油以油水乳状液的形式随水驱输送到采油井中，达至增产的目的。微生物水驱能够通过注采井网的布局实现对整个油层的处理，有效地启动残余油，是三种方式中最重要的一种。
微生物调剖：将能够产生聚合物的微生物注入地层，代谢过程中产生的生物聚合物成膜粘附在孔隙表面，封堵高渗透带，提高波及效率;菌体自身也有堵塞孔隙的作用。
微生物单井处理：将微生物发酵液和营养物注入到油井内，关井一段时间，使其在井筒周围及近井地带发酵并与原油和地层作用，然后再开井生产，周而复始。所以该方法亦称为“周期性处理”或“吞吐”法。
地层中存在有好氧菌、兼性菌及厌氧菌，注水井近井带为好氧区，以好氧菌为主；油层深部为厌氧区，以厌氧菌为主。
随着含氮、磷的营养液及氧气的注入，首先激活近井地带的好氧菌，好氧菌氧化剩余油产生有机酸、二氧化碳、生物表面活性剂等。这些代谢产物由注入水推进到厌氧区，从而激活厌氧菌。厌氧发酵菌产生有机酸、二氧化碳和氢气，厌氧产甲烷菌利用乙酸、甲酸或二氧化碳及氢气产生甲烷。
2.2微生物的特征
一、微生物的共性
微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称，它们是一些个体微小、构造简单、杂居混生的低等生物。总体上，微生物可以分为属于原核类的细菌、放线菌等，属于真核类的真菌、原生动物等和属于非细胞类的病毒、类病毒等三大类。
1、由于其体形都非常微小，因而微生物具有以下五大共性：
（1）体积小，表面积大：微生物一般指体长0.lmm以下的任何生物。一个典型的球菌的体积仅为1um3，而其面积与体积的比值却非常大。这样一个小体积大面积的系统，是微生物与其他大型生物相区别的关键所在，也是赋予微生物五大共性的本质和基础。
（2）吸收多，转化快：微生物可以在很短的时间内分解它自重许多倍的物质，发酵乳糖菌能在lh内分解自重1000~10000倍的乳糖，产肮假丝酵母菌合成蛋白质的能力比食用牛强10万倍，微生物的这个特性为其高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质基础，使微生物能够发挥“活的化工厂”的作用。
（3）生长旺，繁殖快：微生物的生长繁殖速度极高，目前研究最透彻的大肠杆菌(Escherichia)的细胞在合适生长条件下，每分裂1次的时间是12.5~20min，若按每20min分裂1次计算，每昼夜可分裂72次，后代数为4722366500万亿个。事实上，由于客观条件的限制，细菌按指数分裂速度一般只能维持数小时，因而在液体培养基中细菌的浓度一般只能达到108~109cell/ml。
（4）适应性强，易变异：微生物有非常灵活的适应性，即使在恶劣的“极端环境”条件下，它们亦能存活。适宜细菌生长的温度范围很宽，有很多细菌能在0℃的低温和120℃的高温生长繁殖;有些嗜盐菌能在饱和盐水中正常生活;耐酸、碱菌可以生长的酸、碱范围要比一般生物宽得多;厌氧或兼性厌氧菌在无氧或缺氧条件下能够正常生长繁殖。由于微生物的个体一般都是单细胞、简单多细胞或非细胞的，通常都是单倍体，加之其繁殖快、数量多和与外界环境直接接触，所以会在很短时间内产生大量变异的后代。
（5）分布广，种类多：自然界中广泛地存在和活动着种类繁多的微生物。就分布而言，微生物的传播几乎到了无孔不入的地步。微生物只怕明火，地球上除了火山的中心区域外，从土壤圈、水圈、大气圈直至岩石圈，到处都有微生物的踪迹;土壤、河流、深海、盐湖、沙漠、油井、地层中等有大量与其相适应的微生物活动着。就种类而言，微生物种类繁多首先反映在它们的种数多，到目前为止，人们己经认识的微生物大约只有10万种，至多不超过生活在自然界中微生物总数的10%;其次，微生物的生理代谢类型多，分解地球上储量最丰富的天然气、原油、纤维素等初级有机物的能力为微生物所专有;再者，代谢产物种类多，微生物究竟能产生多少种类的代谢产物，至今仍难统计。
2、微生物代谢产物及其作用
代谢产物的类型和产量始终是微生物提高采收率最为重要的基础，虽然微生物的代谢产物十分复杂，但从提高采收率的角度，代谢产物的类型主要为:气体、酸、有机溶剂、生物表面活性剂、生物聚合物等。
表2.1驱油微生物的代谢产物及其作用
二、微生物的形态特征
对不同种群的微生物形态通过显微镜进行观察，烃降解菌如图4.1，形状为杆菌、球菌。发酵菌如图4.2所示，大部分为长的链杆菌。
图2.1 烃降解菌（放大100倍）图2.2 发酵菌（100倍）
腐生菌如图4.3所示，有弧形杆菌，有链杆菌。硫酸盐还原菌形态如图4.4所示，为短链杆菌。
图2.3 腐生菌（100倍）图2.4 硫酸盐还原菌形态（100倍）产甲烷菌如图4.5、图4.6 所示，以H2+CO2为培养基的产甲烷菌为短杆菌，而以乙酸盐为培养基的产甲烷菌为长链杆菌。其中有少量的短杆菌。
图2.5 产甲烷菌（100倍）图2.6 产甲烷菌（100倍）以H2+CO2为培养基以乙酸盐为培养基
三、微生物的生长特征
（1）微生物菌种的生长过程
细菌的生长过程可分为四个时期，迟滞期（调整期）、对数生长期（生长旺盛期）、稳定期（平衡期）和死亡期（衰退期）。
①迟滞期，细胞的个体的重量增加，体积增大，但是活菌数没有增加。
②对数生长期是指当细菌在经过了适应性的变化后，生长繁殖速度会迅速的增大，经过一个短暂的加速的过渡阶段，很快达到最大值，这一时期，菌体的每一次的分裂的世代的时间最短且恒定。
③稳定期，在稳定期内，菌体的世代时间加长且不恒定，活菌数的增加和死菌数的增加接近平衡。
④死亡期，稳定期后，细菌的死亡率逐渐的增加，死亡的菌体超过了新生的菌体数，活菌逐渐减少。
（2）几种典型的细菌生长曲线
微生物的生长与产物的生成有密切的关系，因此生长曲线对发酵的控制很重要。在适当的培养条件下，把一定数量的细菌接种到合适的液体培养基内，定时取样测定活菌的数量，以活菌数的对数为纵坐标，以时间为横坐标，可绘出一条反映单细胞微生物群体生长规律的曲线，即生长曲线。
1）某组混合菌生长曲线 1
10
100
1000
10000100000100000010000000
100000000
1000000000
0306090
120150180培养时间（h）菌数（个/m l ）
图2.7 微生物生长曲线
2）纯化后某单株菌生长曲线 1
10
100
1000
10000100000100000010000000
100000000
1000000000
0816243240
48566472培养时间（h）菌数（个/m l ）
图2.8菌微生物生长曲线
3）某复合菌生长曲线
110
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
100000000
1000000000
10000000000
012345
6789培养时间（d）菌数（个/m l
）
图2.9 SF67复合菌生长曲线
2.3影响微生物生长代谢的油藏条件
微生物的生长繁殖需要一定的环境条件，利用MEOR 时必需选择适宜的油层条件。这些条件主要包括地层矿物的组成及性质，岩石的孔隙度和渗透率、地层温度、地层压力和埋藏深度、矿化度、原油性质、残余油饱和度等，这些因素都会影响微生物在地层下的运移，存活及代谢，从而影响微生物提高原油采收率效果。
l ）地层矿物的组成及性质
石英、碳酸盐类矿物对微生物的活动不会带来危害，对于微生物的生长，在环境条件改变后能够溶解于水的高价金属离子矿物则是有害物质。粘土矿物由于其表面的电荷特征及水中的矿化度改变时会膨胀，对微生物的流动产生阻碍。尤其是蒙脱石粘土有很高的阳离子交换容量，遇水容易水化膨胀和分散，分散后颗粒的表平面显负电，端面显正电，与菌体发生静电吸引，对微生物活动的影响更大。巨大的岩石比表面积会对注入的营养液产生浓缩作用，使微生物在注入低浓度营养液时也能生长;同时由于微生物体在岩石表面上的吸附和寄生，形成一层生物膜，减少了孔隙尺寸，降低了营养液、微生物体的流动能力。
2)岩石的孔隙度和渗透率
岩石渗透率、孔隙度和孔隙大小明显地影响微生物的生长和代谢。随着毛细管横截面积的减小(即孔隙尺寸减小)，细菌的生长速度、繁殖数量和尺寸都明显降低(或减小)。一般微生物体的几何形状有:杆状、球状、曲杆状、四面体形、链形等，长度约为0.5~10.0um ，直径(或宽度)约为0.5~2.0um 。这就意味着若孔隙
尺寸小于0.5um、渗透率小于75x10-3um2时，将阻止微生物在孔隙介质中的传输，只有孔隙尺寸大于球菌(或短杆菌)直径的2倍，才能使微生物体有效传输。一般来说，岩石孔隙大小同岩石渗透率呈正相关关系，故使微生物有效传输的岩石渗透率的最低限值为75x10-3~l00x10-3um2。
3)地层温度
对提高采收率的微生物而言，在所有的影响因素中，温度是最为重要的一个因素。高温会引起微生物生长缓慢，甚至导致其死亡。细菌和真菌最适宜的生长温度为55~75℃。但在温泉、海底和火山喷发处，曾分离出耐高温的菌种。微生物能否在高温下生活繁衍，不仅取决于温度本身，更主要的是赖以生活的媒体介质—水必须处于液体状态。当温度超过水的沸点时，增加环境压力，水仍然可以以液体状态存在。因此，对于一些耐温菌种，油藏环境条件下生活的温度上限可以扩展。就目前的应用情况来看，对油层温度高于75℃的油藏，应用的微生物应该是经过专门筛选和研究的嗜热菌。
4)地层压力和埋藏深度
压力低于10.5~21.0MPa时，对微生物代谢活动无影响；压力增至50~60MPa 时，一般会限制细菌的生长。有人发现，随着压力的增加，生物体的形状由杆状变成球形。一般在压力由大气压增至200MPa时，微生物的最高耐温能力随之增加。油藏深度的影响主要反映在对压力和温度的影响，对微生物体的生长没有直接影响。
5)地层水的矿化度
水是提高采收率微生物生长繁殖的介质环境，与其它生物一样，一定量的矿物质在微生物生长体系中充当无机营养物，矿物质的类型和含量在很大程度上控制着微生物的生长形态和代谢产物的类型以及产量。在微生物生长过程中，菌体对NCaI的容忍度尤为重要，因为地层水中的盐大约90%以上是NCaI。不适宜的含盐度会导致微生物的细胞膜渗透压的变化。因此，微生物菌种筛选出来以后，应该在所应用油藏区块的地层水条件下再进行培养试验，进一步考察其生长繁殖速率、与提高采收率有关的代谢产物类型和产量以及菌种传代和变异等。
6)原油的性质
原油的性质是又一个对微生物有重要影响的因素。原油中的烷烃可以作为一
些微生物生长的碳源。在微生物群体的作用下，高碳烷烃变成了低碳烷烃，并且细菌群落在高碳烷烃的环境能够繁衍生长。但是碳链小于10的烃类对某些菌体是有毒的。高重度的原油(小于18API o)能在微生物的作用下产生生物表面活性剂，使原油的粘度降低。Finnerty等人用十六烷或重油(8~15API o)作培养基，结果原油粘度由25000mPa·s降到250mPa·S。
7)水中溶解物
通常微生物生长所必需的元素包括如Ca、Mg、Fe、K、S、N、P、C、O等。有些微生物在生长时还需要Mn、Zn、Se、Co、Cu、Ni等元素。但是，当其浓度超过一定值时则会使微生物中毒。如当H2S的含量大于0.3x10-3mol时，会影响一些脱氮作用。重金属离子，如Cu+2、Fe+3、Zn+2等浓度超过10-3mol时，会使微生物中毒；一些轻金属离子的浓度过高时也有类似的作用。
8)水的活性
水是微生物群体之间相互作用的介质，然而，水的结构及其中的溶质控制了细菌生长的过程。水中的溶质能使水分子极化，并将其吸引在它的周围，从而使水分子的活动能力—活度降低。随溶质浓度增加，水活度降低。一般，生物需要的水活度应低于0.62。
9)pH值
pH值是影响微生物生长和代谢的一个生物化学因素。一般地，微生物能够在pH为4.0~9.0的范围内正常生长，大多数油藏pH在6.0一8.0范围内，自然界的微生物一般能够满足这个要求。对特殊油藏，应该专门筛选开发嗜酸或嗜碱菌。
除了上述影响因素外，还有其它一些影响因素，但是目前研究较多的是单个因素对微生物提高采收率的影响，对这些因素共同存在、且又都是极端条件下共同对微生物活动影响的研究较少。
2.4 MEOR技术驱油机理
微生物驱油的机理比较复杂，就目前所知可归纳为如下几点：
①微生物的生长代谢可以将原油中的重质组分分解为轻质组分，将大分子的烃类转化为低分子量的烃，从而降低原油粘度，使其流动性能得到改善；
②微生物在油藏内代谢活动产生的CO2等气体能增加油层内部的压力，增
强原油的溶解能力，促进原来不连续原油区粘连成片，便于开采；
③微生物的生长代谢能促使原油释放出低分子量的醇、脂肪酸、糖脂、生物表面活性剂等，降低油水界面张力，改善原油的流动性能；
④微生物代谢产生的生物聚合物可以有选择地堵塞较高渗透率的条带，使驱替流体转向渗透率较小的部位，扩大波及体积；
⑤微生物产生的酸性物质能溶解岩石，改善油层渗流；
⑥微生物中的厌氧菌产生的溶剂性产物能溶解原油，降低油水界面张力；
⑦微生物细胞能使储层表面润湿性反转，改变流动性能；
⑧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，扩大驱油面积等等。
第三章微生物菌种性能评价及注入参数设计
3.1菌种筛选
菌种是微生物驱油的关键，是地下发酵的主题。而菌种只有能够适宜在油藏特定的恶劣地质条件，才能在油层内大量生长繁殖并产生对提高采收率的代谢产物。因此，菌种的筛选优化是微生物采油成败的关键因素之一。
驱油微生物的来源有两种，一方面是从自然界广泛存在的自然细菌中分离筛选得到，经过复壮培养后用于石油开采；另一方面，可以针对油藏条件，利用生物基因工程和遗传学工程合成驱油用的高效菌。目前，生物工程菌还未能得到应用，驱油用微生物主要来自地层水或海底淤泥中的自然菌。自然界中的各种微生物是混杂地生活在一起的，要寻找驱油目的菌并研究其性能，首先必须使微生物处于纯培养状态。即培养某一种或某一株微生物，使培养中的所有细胞具有共同特性。然后再依次检测并对比各菌株之间的生理活性差别，优选出益于微生物驱油的菌种。另一种方法是根据试验区块地质状况要求，从现有菌种保藏机构中寻找菌种，直接进行筛选评价。直接筛选法省时并提高了研究工作的效率，是菌种筛选工作中可取的捷径。也可采用先进技术方法，在菌种筛选工作的基础上对新菌种进行改良，或利用基因遗传技术将不同菌种的优点组合起来，合成具有优良性能的生物新产品。
1、微生物驱油菌种筛选的条件
采油微生物可以降低油—水界面和油—岩界面的张力，降低原油粘度，由此改变原油的性质，因此初步筛选出的用于微生物采油的菌种应具有的基本条件是：
（1）微生物在油藏的高温、高压、高盐等极端环境下能生长繁殖并代谢，且生长速度比油层本源微生物快。
（2）由于油藏岩石孔隙尺寸小，特别是低渗透油田的孔隙半径过小，微生物要运移到油层深部必须具有较小的体积；
（3）菌种以兼性厌氧或厌氧为佳，在地层无氧条件下能生长繁殖并进行厌氧发酵，在地上有氧条件下也能生长繁殖。
（4）菌种应与其注入油层的环境条件相适应，能在油层内运移，能生长繁殖，并产生有机酸、气体、表面活性剂、生物聚合物、有机溶剂等多种代谢产物。
（5）从经济角度考虑，最好能以油层中存在的烃类作碳源，能以储油层内的无机盐作为氮源或营养元素，添加少量其它营养物质，以减少成本。
（6）从安全角度讲，所选菌种应是自然界的非致病菌，对动物和植物都不产生毒害作用，无环境污染问题。
（7）初步挑选的菌种能否用于现场试验，要通过室内模拟实验测定，以确定提高采收率的效果。
2、微生物驱油菌种筛选的具体步骤：
（1）现场取样
先调查了解实验区块欲筛选的菌种的生态分布状况，然后进行现场取样。样品包括油样、土样、水样或提供的试验菌种。
（2）选择性培养
通常，通过选择性培养得出分离纯化需要的目的微生物。选择性培养就是提供一个特别设计的培养环境，利于所要分离的微生物生长，而不适于其他的微生物的生长，从而使欲分离的菌种从混合微生物中分离出来。培养方式有好氧培养法和厌氧培养法两种。
（3）菌种分离和纯化
为了获得某一种微生物，我们须从混杂的微生物类群中分离它，以得到只含有这一种微生物的纯培养，这种获得纯培养的方法称为微生物的分离与纯化。通常用平板划线分离法、简单平板分离法、稀释分离法等分离、纯化微生物。
平板划线分离法：此法是借划线将混杂的菌种，在琼脂平板表面上分散开，使单个菌体能固定在一点，生长繁殖后形成单个菌落，从而达到分离的目的。
简单平板分离法：与稀释分离法相似，梯度稀释后，取菌液涂平板，培养后获得单菌落。
稀释分离法：若分离纯化的样品中，含有两种或两种以上的微生物种类时，也可借溶化的琼脂将微生物冲散，待琼脂冷凝后，分散的微生物细胞个体就被固定在原位置形成菌落，这样也能达到分离纯种的目的。
（4）性能测定
分纯后的菌株必须通过性能测试后才能确定是否符合微生物驱油要求。这就需要将菌种进行摇瓶液体培养，然后对其适应环境能力以性能进行评价，来确定菌种的优良程度，以提出改进方法和应用措施。另外，纯培养得到的每种菌都具
有自己的特性，例如形态生理生化和遗传学特性等。无论研究工作或生产只有每次使用同一菌种，才能得到同样的结果，这就需要将纯培养的菌种保藏起来，以备每次使用。
3.3微生物性能评价
一、油田水中常见的微生物群落
油田在长期注水开发的过程中，在地层水中已形成了较为稳定的微生物群落。注水开发是决定微生物在油层生态系统中分布状况的主要因子。在注水量相对稳定的情况下，地层水中微生物群落在种类和数量上相对不变，在较深的地层中，由于温度和压力较高，微生物群落的结构相对简单；而在较浅的地层中，由于地层温度低于100℃，其中的微生物群落较为复杂，类群多且数量大，其中以细菌为主，按功能分主要包括石油烃降解菌、脱氮菌、产甲烷菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、硫细菌和腐生菌等。这些细菌在地层环境长期生存的过程中，对地层产生了较强的适应性。这些细菌的存在一方面会对岩石、原油等产生积极的作用，提高石油采收率；另一方面又可能造成注水井及油井的腐蚀与堵塞。为此，石油微生物学家都在试图寻找既能使不利于采油的细菌得到抑制而又能促使有利于采油的细菌得到生长和繁殖的方法。
1.有益本源菌
（1）石油烃降解菌石油烃降解菌是指可以利用石油烃作为生长底物的细菌。这类细菌在注水井及近井底地带最为丰富，它们是注水油层中微生物食物链的起动环节。它们可以通过自身的代谢作用，产生分解酶类，裂解重质烃类和石蜡，由此能够降低原油的粘度，改善原油在地层中的流动阻力，从而改善原油的流动性能，提高原油采收率。另外，HDB还可代谢产生表面活性剂、聚合物、有机酸、醇类和二氧化碳等利于驱油的产物。石油烃降解菌大部分为好氧菌，将含营养物的充气水注入地层，能够大大刺激这类细菌的生长，提高原油采收率。
（2）脱氮菌脱氮菌是指有反硝化(脱氮)作用的细菌。它们以含氮化合物作为终端电子受体，由于硝酸盐还原酶在足量氧供应的环境下不能形成，这类细菌一般生活在较为厌氧的条件下，因此在油层缺氧环境中可以发现脱氮菌。在硝酸盐和挥发性脂肪酸等有机物存在的条件下，异养脱氮菌迅速繁殖，一方面可以代谢产生大量的N2，CO2等气体以及增粘剂等利于驱油的物质，另一方面可以清
除掉体系中的硫化物，同时通过生存竞争抑制硫酸盐还原菌的生长，抑制新的硫化物的产生，降低了毒性气体H2S 对生产设备的腐蚀以及FeS 等不溶性硫化物对地层造成的伤害。
（3）产甲烷菌产甲烷菌是指甲烷杆菌科的细菌。所有的种都严格厌氧，对氧高度敏感。某些菌株被认为是兼性自养型。所有的种共同的产能形式是氢的厌氧氧化，以二氧化碳作为电子受体，代谢产物为甲烷和水。这类细菌处于油层生态系统的最后阶段。通常情况下，地层越深，还原条件越强，产甲烷菌活性越高。因此，除产生利于驱油的甲烷气体外，还可利用它们进行深度调剖。
2.有害本源菌
（1）硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌包括脱硫弧菌属和脱硫肠状菌属的细菌。在油田污水回注系统和油层缺氧环境中广泛存在。SRB代谢产生H2S 酸性气体，不但可以提高地层压力，而且还可以溶解碳酸岩岩层，促进原油的释放和增大地层的渗透率，另外某些菌种还可以降解石油中的重馏分，改善原油的流动性能，提高采收率。MEOR技术的早期研究利用的就是硫酸盐还原菌。但是这类菌群的活动产生毒性气体H2S，使地层产出的油或气中含H2S，降低了市场价格，另外还增加了腐蚀问题和石油工人的人身安全问题，以及由于其代谢活动形成的次生产物FeS对地层造成的非选择性堵塞。因此，SRB是MEOR技术中最为有害的菌群。
（2）铁细菌铁细菌(IronBacteria，IB)在有氧有铁的地方存在。IB以低铁盐为营养物，把二价铁离子变成三价铁化合物－氢氧化铁贮存于皮鞘的胶质物中，所以它的残体及菌落都能起到堵塞作用。并由于消耗二价铁离子，使产生二价铁离子的化学反应加剧，加快了腐蚀作用。这类菌群对MEOR技术是有百害而无一利的。在油田注水系统和注水层中常发现这类微生物，因此对这类微生物的控制也属于MEOR技术研究的范畴。
（3）硫细菌硫细菌(SulfurBacteria，SB)主要包括能氧化元素硫、硫代硫酸盐、亚硫酸盐和若干连多硫酸盐产生强酸的微生物。这类菌绝大多数是严格自养菌，从二氧化碳中获得碳，个别菌兼性自养。除脱氮硫杆菌厌气生长，其它都是严格好气菌。这类菌群通过产酸对注水系统产生腐蚀作用，因此归为MEOR有害菌。其中脱氮硫杆菌属于MEOR有益菌。
（4）腐生菌腐生菌(TotalGrowthBacteria，TGB)是各类营异养生活的细菌的总和。因此既包括MEOR 有益菌，又包括MEOR 有害菌。某些菌群可以代谢产生利于驱油的产物；某些厌氧菌群产生的粘性物质与某些代谢产物及菌体累积可对地层进行深度调剖。在油田水系统中多指好氧型异养菌，其中的某些菌群在生长繁殖过程中能产生大量的粘性物质，这些粘性物质可以附着在管线和设备上，造成生物垢，堵塞注水井和过滤器，进入地层则会引起地层堵塞；同时又会形成氧浓差电池而引起腐蚀，有时还会形成适合SRB生长的局部厌氧环境而使腐蚀加剧。因此，在MEOR技术中，把这类菌群归为了有害菌，是油田注入水重要的控制指标之一。
二、微生物菌种评价方法
在试验区油层中筛选出对驱油有益的微生物后，还必须对筛选出的目的菌进行性能评价。目前室内分离菌种采用的评价方法包括以下几方面：（1）评价筛选出的目的菌对环境的适应性，包括细菌与油层的配伍性测定，细菌生长速度对培养温度的敏感性测定；
（2）分别测定每种目的菌的发酵生长曲线；
（3）确定菌株发酵培养条件；
（4）评价菌液对原油物性的变化情况，包括原油粘度、含蜡、含胶质和油水界面张力等的变化；
（5）通过微生物岩心驱油模拟实验，评价目的菌提高原油采收率的效果。
在现有的分析条件下，这些评价方法基本上可满足微生物菌种筛选工作的要求。菌种筛选是一个非常复杂的系统工程，现有的评价方法与研究目标仍有较大的差距，需要不断地改进和完善，才能逐步认清菌种筛选机理的真正实质。
对不同的菌种采用的筛选及评价方法如下：
（1）微生物
目前采用的方法：简单微生物学方法（镜检和活菌计数）。
（2）发酵
目前采用的方法：原油性质分析实验法（原油的恩氏蒸馏法、全烃色谱谱线、质变化法及族组成法）。
1）原油粘度的测定：用粘度计测定。
2）含蜡和含胶质量的变化测定：先用正庚烷沉淀原油中的沥青胶质，称其
重量，再用硅胶吸附脱除沥青胶质的原油，再用正庚烷抽提硅胶吸附物，用丁酮从正庚烷抽提液中分离出石蜡，称其重量。
3）原油发酵后的化学组成成分分析：
恩氏蒸馏实验：通过恩氏蒸馏实验，比较原油发酵前后重质成分和轻质成分的含量，分析微生物对原油组分的作用。全烃色谱分析：用GC-920 型气相色谱仪，DB-1HT 柱型（30×0.25mm×0.1μm），初温110℃，5℃/min 升温，最高温度340℃，恒温30 分钟，进样量1μL。根据谱线上姥鲛烷与C17比值Pr /C17和植烷与C18比值PH/ C18判断原油被微生物降解前后原油组分变化情况。
（3）发酵液（微生物的代谢产物）
目前采用的方法：化学和物理化学分析方法（有机酸含量分析和油水界面张力测定）。今后考虑增加的内容：引入生物化学分析方法检测微生物代谢产物中的生物聚合物和表面活性剂以及蛋白质酶的结构、性质及作用。
（4）发酵产物性能评价
从稳定性、耐盐性、抗剪切性、耐温性、增粘性等方面对菌种发酵产生的代谢产物性能进行评价。
（5）驱油实验
目前采用室内模拟驱油实验来评价微生物采油性能的优劣，并定量确定微生物提高采收率的程度。这是将菌株应用于矿场实验的必要前提工作。微生物模拟实验采用的岩心有天然岩心、人造岩心、长管填砂模型等，国外也常采用标准贝雷岩心实验，实验方法基本相同。
三、微生物性能评价
本实验根据朝阳沟油田储层环境和流体特征，从本源菌中筛选菌种，进行优化组合，再通过室内评价，筛选出效果最好的一组菌种。本实验所用油水样及原油取自大庆朝阳沟油田3口井的油样中分离的地层水。
1.筛选的菌种与本源菌的相容性
将筛选目的菌种与分离出的地层水中的本源菌在一起培养，观察活菌数的生长情况，实验结果说明筛选菌种与地层中的本源菌兼容性良好，经显微镜观察已筛选的目的菌种为优势。地层水中的本源活菌数在102~103个/ml，在进行了相容性实验后筛选的目的菌种数可达到109~1010个/ml。通过细菌生长稳定性实验可
知，单菌种和混合菌都能在固定的培养基中生长，在3~5天达到对数生长，进入稳定生长期能保持40天，然后进入衰减期，如果在衰减期加入营养剂又重新激活菌种繁殖。
表3.1
菌种与本源菌的相容性实验表
2.不同温度条件下菌种的生长
将无机盐培养基溶液加入发酵罐，定容体积25升，121℃高温灭菌，20分钟。将无菌培养基温度分别设定在20℃、30℃、37℃、45℃、55℃、65℃条件下，接种量 5%。取不同培养时间分别为 12h 、24h 、48h 、72h 的菌液，测定菌种 I 和菌种 II 的生长数量。
表3.2
不同温度下细菌生长速率变化
5
10
1520
203037
455565温度（℃）菌数（108个）72小时
48小时24小时12小时
图3.1 菌种 I 生长曲线图
8
16
2432203037
455565温度（℃）菌数（108个）72小时
48小时
24小时
12小时
图3.2 菌种 II 生长曲线图
从结果得出，细菌类型I 和细菌类型II 在37℃~55℃之间生长较快，其中45℃左右条件下最为适合（细菌数量最高可达109级），当温度高于55℃或低于 30
℃时，细菌生长较缓慢。
3.不同通气量对菌体浓度的影响
用 2L 自控式发酵罐检测了不同通气量对发酵液菌体浓度的影响，发酵罐计料体积分数为0.6，培养温度为35℃，接种量为5%，通气量分别取 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5m 3/h ，每隔2h 取样测菌体浓度。
表3.3 不同通气量条件菌浓度值
4
80.10.20.3
0.40.5通气量（m 3/h）菌体浓度（108个/m l ）
图3.3 不同通气量对菌体浓度影响
结果发现，通气量对菌体细胞浓度影响较大，通气量过小或过大都会使菌体浓度大大降低，但并不影响样品菌体的发酵周期。
4.PH 值对菌体发酵的影响
发酵阶段的最适 PH 值和微生物生长阶段的最适 PH 值往往不一定相同，这不仅与菌种特性有关，还取决于产物的化学特性。为了更有效地控制生产，必须充分分析微生物的生长和合成产物的最适 PH 值，最终确定同时有利于生长和发酵的最佳
PH 值。将菌种营养液的 PH 值分别调至4、5、6、7、8、9，放置在摇瓶中进行平行培养，36h 后测发酵液菌浓度值，数据见表3.4。
表3.4 PH 值变化时发酵液的菌浓度值
4
812456
789pH 值菌体浓度（108个/m l ）
图3.4 pH 值对菌体浓度的影响
微生物采油技术提高采收率机理及影响因素分析 本文对微生物采油技术提高采收率的机理进行分析，并分析总结不同地层因素对微生物提高采收率的影响。标签：微生物采油；影响因素微生物是指体积极小的动物或植物。微生物中含有各种各样不同种类的酶，不同种类的酶之间可能会发生成千上万种不同的化学反应，这些化学反应中很多都有利于石油的采出。微生物中不同种类的酶之间的化学反应的总和可以称为微生物的新陈代谢作用。微生物的新陳代谢作用可分为三类，第一类是在有氧环境下进行新陈代谢，如黄单胞菌属、假单胞菌属等；第二类是在无氧环境下进行新陈代谢，如肠杆菌、脱硫弧菌属等；最后一类无论在有氧或无氧环境下都可以进行新陈代谢作用，如节杆菌属，芽孢杆菌属等。而很多微生物新陈代谢过程中利用的主要能源就是碳氢化合物，也就是原油中所富含的化合物。微生物采油技术就是指从地面将微生物注入油层，微生物在油层中进行新陈代谢作用，从而促进石油的采出，提高最终采收率的采油技术。 常见的微生物大致可以分为五种：原生物、藻类、病毒、真菌、细菌。其中原生物体积过小，藻类只有在光合作用下才能进行新陈代谢作用，病毒必须寄生在活细胞内才能存活，所以都不适用于油层环境。真菌虽然可以在油层之中存活，但是真菌的新陈代谢会很大程度受到地层渗透率的限制，所以也不适用于微生物采油技术。而细菌无论生长还是繁殖都适应于油层环境，是目前最适用于提高采收率的微生物。 微生物采油技术的关键和重点在于微生物新陈代谢后的代谢产物对油层中原油移动的影响。而油层环境对细菌新陈代谢作用过程在各个方面都有影响，直接关系到代谢产物对提高采收率的影响。所以，使用微生物采油技术来提高采收率首先应该考虑油层环境对微生物新陈代谢作用的影响： 1. 油层之中的PH 值 油层之中的PH 值通常在3-7 之间，细菌繁殖并进行新陈代谢作用最适应的PH 值大约在7 左右，而且这个范围很小。所以当油层中PH 值在7 左右就非常适合利用细菌的新陈代谢来提高采收率。 2. 地层温度 在一定地温梯度下，地层温度随地层深度增加而升高。在分析地层温度对细菌新陈代谢作用的影响时应该对不同细菌生长、繁殖、新陈代谢过程所适应的温度有所了解。虽然部分细菌在温度高达100℃之上仍然能够进行繁殖和代谢，但是适用于微生物采油技术中的细菌应该满足可以在极短时间内进行新陈代谢作用并可快速生成代谢产物用于驱油，而大部分细菌正常代谢的温度都不超过55℃。所以在使用细菌代谢来提高采收率所选取地层的地层温度不宜超过55℃。 3. 地层压力
微生物采油技术 石油是一种非再生能源，经过一次采油和二次采油后，地层中仍有约60％～70％原油无法开采出来，提高原油采收率一直是世界采油业广泛关注的科学问题。目前广泛采用物理、化学方法如由碱-表面活性剂-聚合物组成的三元复合驱油体系等开采原油。在地球表层和缺氧深层生存着约占地球生物种类60％的微生物，其代谢产生的生物酶和中间产物能降解原油中的高分子物质如蜡、沥青、胶质等，从而降低原油的黏度、改善增加原油的流动性，从而可以大幅度提高原油的采收率。1926年，美国人Beckman最早提出了用微生物提高原油产量的想法?，在美国石油研究所工作的Zobell于20世纪40年代初期首次进行了微生物提高采收率的研究工作，于1943年首先申请“把细菌直接注入地下，提高油层原油采收率。1954年，美国率先成功地进行了矿场试验，随后在20世纪50年代末期到70年代，前苏联和东欧一些国家、加拿大、澳大利亚及中国也开展了微生物采油研究，并进行了一系列现场试验。在当今世界能源危机的背景下，许多国家都将缓解能源供需矛盾列为头等大事，非常规采油技术受到格外重视。在20世纪90年代伊拉克战争期间，大多数的美国石油公司建立起了自己的研究机构，资助研发一些新技术，其中微生物采油是潜力最大的新技术。其美国估计原油储量6490亿桶，准备采用微生物技术开采约3750亿桶，约占总量的58％。20世纪90年代以后随着生命科学的迅猛发展，分子生物和基因工程的新技术、新成果不断涌现，为微生物采油提供了新的理念和技术，经过几十年的发展，该技术取得了长足的进展。本文综述微生物油田的生物学机理以及应用研究进展，旨在为提高能源利用率、节约能源、降低采油成本提供参考。 1微生物采油的优点 微生物采油技术是一项费用低廉、无环境污染、科技含量高、发展迅猛的新技术，是现代生物技术在采油工程领域中创新性的应用，对于高含水和接近枯竭的老油田更显示出其强大的生命力。与其他提高采收率的方法相比，微生物采油技术具有明显的优点：①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；②微生物采油技术工序简单，利用常规注人设备即可实施，不必增添井场设备，比其他EOR技术实用且操作方便；③应用范围广，不仅可开采轻油、中质原油，更适于开采重油；④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；⑤易于控制，通过停止注入营养液，即可终止微生物的活动；⑥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；⑦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；⑧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；⑨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；⑩生产成本低廉：微生物培养设备和成本低；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；微生物体积小，能进
探讨微生物采油技术的优越性及其技术特点[摘要]微生物提高采收率（Microbial Enhanced Oil Recovery）是指利用微生 物及其代谢产物增加石油产量的一种石油开采技术。目前，世界各主要产油国都把微生物采油技术，确定为新一代采油技术重点研究。为了提高外围油田采收率，解决主力油田剩余油开采难题，大庆油田有近百口油井通过微生物采油矿场试验，累计增油已逾2万吨，投入产出比为1：5。由此可见，随着这项技术的逐步完善，微生物采油将成为一项不可忽视的提高采收率技术。本文笔者深入分析了微生物采油技术的一些优越性及这项技术的特点。 【关键词】微生物采油；采收率；提高 随着全球微生物技术的发展，微生物采油技术已向前迈出了可喜的步伐。有人认为，利用微生物开采石油的时代已经到来。微生物提高采收率（Microbial Enhanced Oil Recovery）是指利用微生物及其代谢产物增加石油产量的一种石油开采技术。该技术是将经过筛选和评价的微生物与培养基注入地下油层，通过微生物就地繁殖和代谢，产生酸、气体、溶剂、生物表面活性剂和生物聚合物，改变岩石孔道和油藏原油的物理化性质，提高原油产量和增加油藏原油采收率。 一、微生物采油是一种最有前景的提高采收率方法 大量的室内研究和现场试验结果表明，微生物采油是一种最有前景的提高采收率方法。1991年美国已把微生物采油技术列为继热驱、化学驱、气驱等三次采油之后的第四次提高原油采收率方法，并已在许多油田得到应用。前苏联也把微生物采油列为一种工业性应用的新的提高采收率方法。东欧各国、澳大利亚、加拿大等国也很重视对微生物采油的研究，并把研究成果应用于矿场。 微生物采油以其可观的经济效益、独特的优点和广阔的发展前景引起各国石油工业界的重视。我国对微生物采油的研究，早在60年代末就开始探讨用地面烃类发酵，就地制备生物表面活性剂及生物聚合物的试验。七五”期间中科院微生物所与大庆油田合作，开展了两口井的微生物吞吐试验并取得了明显效果。“八五”期间，吉林油田和中科院微生物所合作已在35口井试验，累计增油4462吨。大港油田使用美国菌种，在枣园油田两口井内试验，已增油360吨。 大庆油田微生物采油技术研究始于1965年，1990年率先在国内进入矿场实验，2002年以来成功进行了多次先导性矿场试验，并已经掌握一整套拥有自主知识产权的微生物驱油技术。2002年，通过应用微生物采油技术，采油十厂的13口吞吐试验井，注入微生物后平均含水下降16％，一类油层的5口井累计增油1846吨。2011年，通过优选菌种和优化注入方式，采油七厂微生物驱油的7口试验井，日产油量由25吨上升到41吨、含水由47％下降到40％，两年来累计增油7000多吨。其中，有两口已关闭3年的废井，又恢复了生产。 二、微生物采油的技术特点 1、微生物采油技术的发展迫切要求综合各学科的研究成果 通过各学科间技术的交叉，大大提高微生物采油的研究进程和微生物提高采收率的成功率。微生物学家必须依靠油藏地质学家和石油工程师提供的有关地层构造、油藏条件等资料，研究微生物在油藏条件的生长、繁殖及代谢过程；遗传学家必须按微生物学家和石油工程师的要求设计并培育菌种；环境工程师必须使注入微生物不污染水源，排放的废水不导致人类受害和环境污染；化学工程师必
提高采收率的方法 石油是影响社会经济发展的主要资源之一，是工业生产和人民生活所需的重要资源。如何提高油田的采收率也是当前油田开发面临的主要问题，是石油企业可持续发展道路上面临的最大挑战，提高油田采收率对进一步推进我国石油开采业的进步，缓解能源紧张局面，具有重要的现实意义。 标签：采收率;提高方法 前言：進入21世纪以来，全社会进入一个新的发展时期，随着经济的快速发展，各行各业对能源的需求持续上升;随着开采数量的不断增加，油田多数已进入高含水、高采出程度、高递减的“三高”阶段，再由于油层非均质性与多层开采，导致油层动用不均，油田开发面临着储采失衡严重、套损速度加剧等一系列问题，所以必须采取行之有效的措施，发展功能配套、经济有效的采收技术实现油田稳产高产;本文将简要阐述如何提高油田采收率的技术和措施。 1.深度开发高含水油田提高采收率 于高含水油田的含水层、含水量以及分布位置较为复杂，水油田层间矛盾突出、多层断块、非主力层运用差等特点，所以对井网密度、井网性能上要求更高;通常重组、加密、细分是井网调整的常用方法;在加密操作调整井之前，综合测量断块、井间距离大小、油井之间的连通性测量等方面来制定调整方案，恰当的减小井间距离，实现井网的加密。在精细地质与剩余油分布规律的认知基础上针对不同的挖掘对象，对应分层调控，实现水驱立体调整，通过水井端精细分注，油井端精细分采，形成精细分层注水、精细分层采油、精细分层压裂、精细套管修复等一系列配套技术，实现注采对应分层调控，减缓层间和平面矛盾，实现水驱特高含水期高度分散剩余油的有效挖潜，更好的提高水驱开发效果和油田采收率。 2.注气提高油田采收率 气驱技术是将原油生产中分离出的高浓度硫化氢与二氧化碳气体重新注入到油层内部，在减少对酸气处理的基础上提高了地层压力，是提高采收率最具发展前景的方法之一。气驱技术包括混相、非混相、部分混相、干气驱、CO2 驱、富气驱、氮气驱和烟道气驱等;气驱采油技术相对复杂，且与油藏压力、油藏温度、油藏流体性质等有密切关系;注入方式分段塞注入、连续注入或水气交替注入;包括了抽提、溶解、蒸发、凝析、增溶等能改变原油相态特征的作用机理;以2008年CO2驱数据为例，世界总提高采收率产量为186.1×104桶/d，CO2提高采收率产量为27.25×104桶/d，占总的提高采收率产量的15.1%，世界低渗透油田中，特别针对渗透率小于50mD的油气藏，其中气驱占83%，而CO2混相驱提高采收率占91%。随着CO2提高采收率技术的深入和广泛应用，其所占比例还有很大的提升空间;当CO2溶于原油时，能使原油体积膨胀，使充满油的空隙体积相应增大，为油在空隙介质中提供了条件;同时可使原油粘度降低，促使原
摘要相对于常规提高采收率技术, 微生物采油有2 个优点, 即微生物不会1 消耗大量能源且其使用与油价无关。微生物能以油藏里的物质为营养代谢, 在2 发酵过程中排出生物气, 占据部分储层空间, 或形成人工气顶。微生物还可以3 堵塞油层的高渗透通道。微生物在油藏整个水相里都发挥作用, 包括水与岩石4 界面和油水界面, 并可以受控地在分子和孔隙微观水平上连续产出气体、溶剂、5 表面活性剂以及其他生物化学剂，驱替石油。日本和中国用优选的微生物菌种6 注入油藏进行矿场试验, 结果提高采收率15 %～23 % 。但是微生物采油也有一7 些局限性, 所以应该加强目前进行的微生物驱油模拟研究, 确定最好的菌种、8 营养物、代谢和生理特征, 使微生物驱油开采技术获得较高成功率。 9 一、微生物采油原理 10 为了让微生物快速繁殖和生长, 研究人员用各种方法往油藏里注入营养物, 11 激活这些微生物。有些微生物能以油藏里的物质为营养代谢, 在发酵过程中排12 出生物气, 占据部分储层空间, 或形成人工气顶。 13 微生物还可用于堵塞油层的高渗透通道。在多年注水开发后, 注入水会绕过14 渗流阻力高的含油部位, 沿渗流阻力最小通道流动。微生物数量在这个通道中15 也很多, 可以在注入水中添加营养物激活微生物。微生物的繁殖造成其数量猛16 增, 封堵无效循环的水路, 扩大波及体积, 提高注水效率。 17 大多数微生物具有天然依附于岩石表面的倾向, 不在液体中自由浮动。油藏18 里, 微生物吸附在岩石表面并繁殖, 产生胞外多糖, 促进了菌体在岩石表面的19 吸附作用, 形成生物膜, 起到对菌体保护的作用, 并加快细菌更好地利用营养20 物等资源。随注入水进入油藏的细菌将在原来的生物膜上流过, 有时微生物也21 会从生物膜中分离出去并与注入水一起渗流, 或者到油藏深部。 22 从物理化学原理方面看, 促使微生物增长并释放原油的机理与常规EOR 技术23 基本是一样的。尽管泄油机理相似, 但其他方面却有很大差异。常规的非微生24
微生物驱油技术 随着人们对石油资源的不断开采，石油储量逐渐减少，因此提高石油采收率已成为全球性的重要问题。微生物驱油技术作为一种新型的采油技术，具有很大的发展潜力，因此越来越受到人们的。 微生物驱油技术是一种利用微生物代谢产物来提高石油采收率的技术。通过将特定的微生物注入油藏中，使其与原油相互作用，改变原油的物理性质和流变性，从而提高采收率。该技术具有成本低、操作简单、环保等优点，已成为石油工业中的重要研究方向。 降低原油粘度：微生物代谢产物中的表面活性剂可以降低原油的表面张力，从而降低原油的粘度，使其更容易流动。 改变原油结构：微生物代谢产物中的某些物质可以与原油中的烃类物质发生反应，改变其结构，从而增加其流动性。 产生气体：微生物在油藏中代谢时会产生气体，如二氧化碳和甲烷，这些气体可以驱动原油流动。 改善油藏条件：微生物代谢产物中的某些物质可以改善油藏的物理性质，如渗透率和孔隙度，从而提高采收率。
优点：微生物驱油技术具有成本低、操作简单、环保等优点。由于该技术利用微生物代谢产物来提高石油采收率，因此可以针对不同油藏的特点进行定制化应用。 缺点：微生物驱油技术的实施需要大量的微生物和相关设备，同时需要确保微生物在油藏中的存活和代谢。该技术的实施过程中还需要考虑油藏的地质条件和流体性质等因素，因此存在一定的技术难度。 随着人们对石油资源的需求不断增加，提高石油采收率已成为全球性的重要问题。微生物驱油技术作为一种新型的采油技术，具有很大的发展潜力。未来，随着技术的不断进步和应用范围的不断扩大，微生物驱油技术将有望成为一种高效、环保的采油技术。随着人们对微生物驱油技术的研究不断深入，将有望发现更多的微生物种类和代谢产物，为该技术的发展提供更多的可能性。 摘要：微生物驱油技术是一种新型的提高石油采收率技术，通过利用微生物及其代谢产物与石油的相互作用，实现原油的增产。本文对微生物驱油技术的研究现状、方法、成果及不足进行了综述，旨在为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。 引言：随着全球石油资源的不断减少，提高石油采收率已成为世界各国面临的重大问题。微生物驱油技术作为一种新型的提高采收率方法，
ＭＥＯＲ（微生物强化采油） 【论文关键词】：微生物；采收率；菌种的筛选；应用 【论文摘要】：微生物提高石油采收率（MEOR)是目前国内外发展迅速的一项提高原油采收率的技术，它不仅可采出地下流动的原油，也可采出不流动的原油，并能使枯竭井延长生产寿命。 在世界范围内，用常规采油技术只能从地下油藏采出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重要课题。微生物提高石油采收率（MEOR)是目前国内外发展迅速的一项提高原油采收率的技术，它不仅可采出地下流动的原油，也可采出不流动的原油，并能使枯竭井延长生产寿命。 1微生物提高石油采收率（MEOR）方法概述 MEOR是指利用微生物提高采收率的各种技术的总称。凡是与微生物有关的采油技术均属于MEOR。国内外微生物提高采收率方式大致有两种。一类是地面法,在地面建立发酵反应罐，为微生物提供必须的营养物质，通过微生物代谢作用产生生物产物(主要是生物表面活性剂和生物聚合物)，将生物产物注入地层从而达到提高采收率的目的。另一类是地下法(油层法) ,指直接将微生物注入到油层，使其在油层中产生各种代谢产物，只要供给微生物足够的营养物质，代谢产物的生产速度就会大于被微生物降解的速度。 2微生物提高石油采收率（MEOR）方法的特点 ⑴微生物以水为生长介质，以质量较次的糖蜜作为营养，实施方便，可从注水管线或油套环形空间将菌液直接注入地层，不需对管线进行改造和添加专用注入设备； ⑵由于微生物在油藏中可随地下流体自主移动，作用范围比聚合物驱大，注入井后不必加压，不损伤油层，无污染，提高采收率显着。 ⑶以吞吐方式可对单井进行微生物处理，解决边远井、枯竭井的生产问题，提高孤立井产量和边远油田采收率； ⑷微生物可解决油井生产中多种问题，如降粘、防蜡、解堵、调剖，最后提高采收率的代谢产物在油层内产生，利用率高，且易于生物降解，具有良好的生态特性。 3 MEOR的作用机理 微生物采油是将地面分离培养的微生物菌液注入油层，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。其作用机理主要是： （1）微生物在地下发酵过程中能产生各种气体，如CH4、CO2、N2、H2等，这些气
石油开采中的提高采收率的方法石油是目前全球主要的能源之一，而石油的开采过程中采收率的提 高对于资源的有效利用和经济效益的最大化至关重要。因此，探索和 应用提高石油采收率的方法对于能源行业的可持续发展至关重要。本 文将讨论一些目前常用的石油开采中提高采收率的方法，并对其原理 和效果进行分析。 一、增强油藏驱替效应 油藏驱替是指从储层中驱替原油的作用，有效的油藏驱替可以提高 采收率。增强油藏驱替效应的方法主要有以下几种： 1. 水驱法：水驱是目前最常用的一种方法，通过注水来推动原油向 井口运移，增强驱替效果。在实际应用中，可采取适当的注水压力和 注水剂量，结合油藏特征和开发阶段的需求，来实现最佳的驱替效果。 2. 气驱法：气驱法主要是利用气体的浸润能力来驱替油藏中的原油，常用的驱替气体有天然气、二氧化碳等。气驱法一般适用于压力较高 的油藏或者已经进行水驱后的油藏，通过气体的相对低表面张力和较 大的流动性，实现驱替效果的提高。 3. 辅助驱替技术：辅助驱替技术主要包括聚合物驱、界面活性剂驱 和微生物驱等。聚合物驱通过在驱替液中添加聚合物，提高液相黏度，减小流通道隙的流动，从而增加剪切阻力，增强驱替效果。界面活性 剂驱则是通过界面活性剂的作用来降低油水界面的张力，增加乳液的 稳定性，实现油水乳化，降低粘度从而增强驱替效果。微生物驱则是
利用微生物的活性代替传统驱替剂，通过微生物的活性代谢作用，产 生有利于油藏驱替的物质，提高采收率。 二、水处理技术的应用 水处理技术在石油开采过程中起着重要的作用。合理的水处理可以 有效降低水井产生的垃圾及矽胶在油井中的堵塞问题，同时也可以提 高采收率。 1. 微生物技术：在水处理过程中，需要有效控制细菌和藻类的生长，以避免对水系统的不利影响。基于微生物技术的水处理技术可以在不 使用大量化学药剂的情况下降低水中的肉眼可见物质含量，提高水质。 2. 膜分离技术：膜分离技术是通过不同的过滤膜将水中的杂质和沉 积物分离出来，提高水的纯度。例如，超滤膜可以有效去除水中的悬 浮物、胶体物质和细菌，使得处理后的水质更加纯净。 三、增加油藏有效流动路径 为了提高采收率，需要优化油藏的有效流动路径，以便原油能够更快、更充分地流动。以下是几种常用的方法： 1. 高渗透油藏的压裂：通过对高渗透油藏进行压裂处理，可以增加 流体在储层中的流动通道，提高渗流能力和采收率。压裂作业一般通 过注入高压能量流体来破裂储层，进而创建更多的渗流通道。 2. 水平井开发：水平井开发是一种通过在油藏中进行横向钻井，增 加油井与储层接触面积的方法。水平井的开发可以有效提高采收率， 特别是对于低渗透油藏和脆性储层来说。
微生物在石油开采中的应用 摘要：经过几十年的发展，微生物采油技术（MEOR）已经成为继热力学驱、化学驱、聚合物驱之后的第4种提高采收率的新“三采”技术。已经引起了石油工程技术人员的空前关注。本文阐明了微生物采油的方法及特点、作用机理及应用，最后对微生物采油的前景做了展望。 关键词：微生物采油；机理；作用机理；菌种筛选。 前言：MEOR应用于三次采油、提高原油采收率的一项高新技术。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。特别对于枯场或近枯场的油旅更显示其强大的生命力。微生物在生物代谢作用下所产生的酶类，可以裂解重质烃类和石蜡，使原油粘度、凝固点降低，从而降低原油的流动阻力，改善原油的流动性能，提高原油产量和采收率。 1、微生物采油的背景、方法及特点 当今石油工业面临的一个重要问题是怎样采出在开发成熟的油田和即将枯竭的油田中仍然留在地下未被开采出的很大百分比的原油可采储量。新的技术必须通过经济方法处理现有生产井和扭转井堵塞的加速度，从而延长油田的生产寿命并且提高油藏的原油采收率。 我国稠油（高黏度重质稠油，黏度在1000mPa·s以上）资源分布很广，陆地稠油约占石油总资源的20%以上。稠油突出的特点是沥青质、胶质的含量比较高，具有高凝固点、难流动、难开采、高成本等特点。在我国的准噶尔盆地、塔里木盆地、吐鲁番盆地、渤海湾盆地和松辽盆地等盆地中有丰富的稠油资源，也发现了许多稠油大油田，如塔里木的塔河油田、渤海的PL193油田等，如果能寻找到一种经济有效的方法采出这些原油，对缓解我国石油进口压力具有重要意义。于是研究人员将目光转到微生物上，希望借助于以原油为碳源的微生物能够解决这些短板。 MEOR是指利用微生物提高石油采收率的各种技术总称，凡是与微生物有关的采油技术均属于MEOR。微生物提高石油采收率并不是一种单一的方法，具有明显的优点：①成本低，微生物的主要营养物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很强，作用效果持续时间长。这尤其对边际
高含水期油田提高采收率的有效措施 高含水期油田指的是在开采过程中，油井产出的含水率较高的油田。由于水和油在地 下构造中的分布不均匀，导致一些油井产出的油中含水率较高，这给油田的开采和提高采 收率带来了很大的挑战。针对高含水期油田，可以采取以下有效的措施来提高采收率： 1. 水封井措施：对于含水率较高的油井，可以采取水封井措施。即通过注水的方式，在井下形成一定的水压，使得其他井中的水逐渐向含水率较高的油井流动，推动含水率高 的油井中的水与油混合，然后一同采出地面。这样可以增加油田产出的非水相产品，提高 采收率。 2. 高效注水措施：在高含水期油田中，采取高效注水措施是提高采收率的重要手段。高效注水就是在适当的时间、适当的地点、适当的剂量下注水，以达到最佳的采收效果。 在注水时，需要合理选择注水井的位置，避免注水与油井水^混合，影响采油效果。要合 理选择注水井的注水剂量，避免过多的注水导致采收率降低。 3. 微生物改造技术：微生物改造技术是通过将一定的微生物引入高含水期油田中， 利用微生物的代谢能力降低油井的含水率，从而提高采收率。微生物改造技术可以通过改 变油藏中微生物群落结构来促进原油的释放和运移，提高原油的采收率。微生物改造技术 还可以利用微生物的酶作用，降解含水期油田中的胶质物质，减少对原油运移的阻碍，从 而提高采收率。 4. 调整开发方案：在高含水期油田中，可以通过调整开发方案来提高采收率。包括 合理选择开采顺序、调整注采比例、优化油井布局等。通过合理选择开采顺序，可以避免 过早开采含水率较高的油井；通过调整注采比例，可以控制含水率，提高采收率；通过优 化油井布局，可以更好地利用油藏资源，提高采收效果。 5. 优化采油工艺：在高含水期油田的开采过程中，可以通过优化采油工艺来提高采 收率。包括采用增凝剂、界面活性剂等剂型，以改变油水两相的物理性质，促进油水分离；采用表面活性剂减少油水界面张力，提高油井中的原油运移速度等。
微生物挑战性试验 微生物挑战性试验通常涉及将微生物暴露于不同浓度的药物或其他 干预措施中，并观察它们的行为和生存情况。通过这种试验，科学家可以确定微生物对药物的敏感性或抵抗力，以及药物的最小抑菌浓度或最小杀菌浓度。 这种试验可以用于评估抗生素和其他抗微生物药物的效果，以及评估免疫系统的反应和防御机制。微生物挑战性试验还可以用于研究病毒、细菌和其他微生物的感染过程，并评估抗病毒药物、抗菌药物和其他干预措施的有效性。 微生物挑战性试验是一种重要的工具，可以帮助科学家了解微生物的适应性和抵抗力，并评估新药物或干预措施的有效性。这种试验的应用范围广泛，对于控制感染和预防疾病具有重要意义。 随着石油工业的发展，微生物采油技术作为一种环保且高效的新型采油方法，日益受到人们的。本文将介绍微生物采油技术的研究背景和意义，并探讨微生物采油技术的优势、不足以及未来发展前景。 微生物采油技术是一种利用微生物提高石油采收率的方法。在油田环境中，微生物通过分解原油中的有机物，产生表面活性剂、溶剂等物
质，降低油水界面张力，从而帮助原油更好地从地下岩层中流出。相较于传统的采油技术，微生物采油技术具有环保、高效、针对性强等优点。 本文旨在研究微生物采油技术的优势和不足，并探讨如何通过实验研究优化该技术。微生物采油技术具有环保性，可减少化学物质的使用，降低对环境的污染。该技术可提高采收率，具有较高的经济价值。然而，微生物采油技术也存在一些不足，如对油田环境要求较高，微生物生长速度慢等。 在本次研究中，我们采用实验室模拟的方法，分别从不同油田采集油样，并利用微生物进行分解。通过对比实验，我们发现，微生物采油技术在提高采收率方面具有显著优势，但也存在一定局限性。为优化技术，我们提出以下建议：加强微生物种群优化，提高微生物分解速度；改善油田环境，为微生物生长提供更好的条件；结合其他采油技术，提高采收率。 通过本次研究，我们得出以下微生物采油技术具有环保、高效等优势，但也有一定局限性。为充分发挥该技术的潜力，应加强微生物种群优化、改善油田环境并结合其他采油技术。展望未来，随着微生物采油技术的不断改进和深入研究，该技术在石油工业中的应用前景广阔。
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。 需进行实验室室内配伍性测试，以及合理的工程设计，其采油机理尚未完全探明证实。对特定油层的最佳微生物应用工艺尚在建立之中。油田应用的筛选标准仍然需要不断改进。 能可靠预测现场过程的地层模拟技术和数值模拟技术还不成熟。 二、影响微生物活动的油藏条件 采油微生物的繁殖生长和代谢都是在油藏孔隙介质中完成的，而油藏是一个非常复杂的环境，由固、液、气三相组成，每种组成都可能对微生物的存活和生长产生影响。其主要的影响因素有矿物的组成及性质，孔隙度和渗透率，地层压力、流体的温度、pH、矿化度，原油性质及残余油饱和度等，这些因素都会进一步影响到微生物提高采收率的最终效果。 1.岩性 油藏的固相主要由各种岩石和矿物组成，硅酸盐和碳酸岩对微生物的活动没有太大的影响，地层中硅质矿物表面还能吸附阴离子化学剂和阳离子化学剂，这些化学剂即使以低浓度注入底层，也会使矿物表面对微生物产生毒性。 2.孔隙度 孔隙度是一个关键因素。细菌形态各异，一般其大小为长度在0.5～20.0μm之间，宽度约为0.4～2.0μm之间。当孔径直径小于0.5μm时，细菌在岩石基质中的运移会受到严重阻碍。孔隙直径必须至少大于球菌或短杆菌直径的两倍才能使细菌有效通过。 3.渗透率 渗透率对细菌的扩散有影响。渗透率在75～100×10-3μm2范围内是允许细菌有效运移
微生物吞吐采油技术发展思考 随着越来越多的老油田开采进入中晚期，以及油气价值的不断提升，再加上传统采油 方法的局限性和环境压力的不断增加，微生物吞吐采油技术在油田勘探开发领域逐渐崭露 头角。在微生物吞吐采油技术中，微生物的生命活动将油藏中油水分离，使易流动的原油 被提取并移动，从而达到提高采收率的目的。本文将从微生物吞吐采油技术的原理、现状 和应用前景三个方面进行探讨和思考。 微生物吞吐采油技术是一种生物采油技术，其基本原理是将一定的微生物添加到油层中，通过活跃的微生物代谢产物与油层的作用，分解油藏中的碳源分子，并从注入物中得 到能量，同时吞吐水分子，抑制水与油之间的粘度，使其分离，从而使原油在油层中的流 动性增强，提高油藏采收率。 微生物在油层中是一种高效而特殊的生物降解剂，其代谢物能够刺激微生物吞噬、降 解油烃物，还能够换液－油层微生态系统，改善油藏中的水力条件，从而使油藏的渗透率 提高，流体性能得到改进，更好地满足采油工程的要求。 目前，国际上已经有了许多微生物吞吐采油技术的研究报道，并取得了一些积极的效果。例如，美国石油基金会（API）就对微生物吞噬技术进行了长期的实验，获得了显著 的油田采收率提高效果；我国也在这个领域进行了大量的研究，如龚金龙等在渤海海域对 微生物吞吐技术进行了应用，在提高油田开采效率方面取得了一定的成果。 不过，微生物吞吐采油技术在应用上也存在一些问题和限制。由于油藏环境复杂，微 生物吞吐采油技术的成功与否与深层微生物数据及现场拱墅水、油藏物性等密切相关，同时，微生物吞吐采油技术在生态环境中的影响等问题也需要充分考虑。 相对于传统采油技术，微生物吞吐采油技术具有更为环保、节能、可持续等特点，且 在极端环境下发挥作用的能力非常强。因此，微生物吞吐采油技术在未来油气资源勘探开 发中具有广阔的应用前景。 未来，可以进一步加强微生物吞吐采油技术的研究，通过实验验证和应用示范，完善 技术体系，发挥微生物的更大潜力，进一步提高油田采收率，促进油气资源的可持续利用。同时，我们也要充分考虑技术在应用过程中可能带来的不利影响，积极探寻应对方案，保 护环境，实现可持续发展。
微生物采油 1综述 在世界范围内,经过一次，二次采油两次常规采油之后的总采收率一般只能占地下原油的30%～40%。遗留在地层的残余油仍然占60%~70%，故如何提高采收率,从地下采出更多原油,一直是世界上许多国家不断研究的课题[1] 。直到1926年Ｂｅｅｋｍａｎ[2]提出细菌能采油至今,经过70多年的发展,微生物清蜡和降低重油粘度、微生物选择性封堵地层、微生物吞吐、微生物强化水驱等已成为一项成熟的提高采收率技术，并形成了继传统的热驱、化学驱、气驱之后的第四种提高采收率的方法----微生物提高原油采收率技术(microbilial enhanced oil recover ,MEOR)。 ＭＥＯＲ是将微生物及其营养源注入地下油层,使微生物在油层中生栖繁殖,一方面利用微生物对原油的直接作用,改善原油物性,提高原油在地层孔隙中的流动性,另一方面利用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,来提高原油采收率的一种方法。微生物采油有个明显的特点。首先,微生物以水为生长介质,以质量较次的糖蜜作为营养,实施方便,可从注水管线或油套环形空间将菌液直接注入地层,不需对管线进行改造和添加专用注入设备;由于微生物在油藏中可随地下流体自主移动,作用范围比聚合物驱大,注入井后不必加压,不损伤油层,无污染,提高采收率显著。其次以吞吐方式可对单井进行微生物处理,解决边远井、枯竭井的生产问题,提高孤立井产量和边远油田采收率;再有选用不同的菌种,微生物可解决油井生产中多种问题,如降粘、防蜡、解堵、调剖, 最后提高采收率的代谢产物在油层内产生,利用率高,且易于生物降解,具有良好的生态特性。微生物采油由于其成本低、效果好、无污染,愈来愈受到人们广泛的重视。美国俄克拉何马州Payne县东南Vrssar vertza砂岩矿区[3]、Teapot donne 油田等[4]现场先导实验均使采油率有所增加，证明MEOR是行之有效的．微生物采油技术在许多油田中应用,取得了投入产出比为1∶5的好效果[5] 2微生物采油机理及数学模型 2.1微生物采油机理 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,深入研究作用机理显得尤为重要。 武平仓等[6]对原油受实验微生物作用生成的气体进行研究，发现Ｃ6以下气态烃的含量增加幅度达90%—100%;气体中烃的总含量由28.090%增加到54.145%,增加幅度接近93%。同时有Ｎ2、ＣＯ2、Ｈ2生成。生成气可改善原油在地层条件下的流动性,大量气体在油藏中生成也会产生驱油效果。大港油田、青海油田重复试验证明微生物作用后原油高碳烃密度减少,原油组成改变[7]。Statman 等[8]等对微生物作用前后油样对比发现作用后油黏度变小。Onyekonwu等[9]对微生物作用前后的油样进行对比分析，发现长链烃含量相对减少,短链烃或中链烃含量明显增加,从而使原油结构中轻质组分含量增加.微生物能作用芳烃可以对芳环上的取代支链发生断链作用.,胶质分子中取代基的平均分子链长也有变化.原油受微生物作用后生成大量的可带羰基的化合物如酸、酯、酮等.这些有机物可以很好改变原油物性,使原油变得容易开采,从而提高产量.何正国等还进行了人造岩心驱替实验，微生物在水驱后的岩心中活动，作用原油，可明显观察到有产气
微生物提高原油采收率的机理研究 向廷生何正国佘跃惠柳常青江汉石油学院地球化学研究中心前言微生物采油是利用微生物的活动及其代谢物进行强化采油的技术[1~3]。本文采用从油田水中分离出的菌种,以青海七个泉油田原油为研究对象,进行了较详细的室内实验研究,目的是弄清所筛选出的微生物对七个泉油田原油的作用及效果,以寻求提高该油田原油采收率的新途径。原油组成和化学结构的变化1菌种来源本实验中采用的菌种从辽河油田、塔里木油田、江汉油田等大量油水样品中分离、培养、纯化而得。结合青海七个泉油田原油物性及油层水高矿化度特征,在其中进一步优选出优秀菌种,有关特性见表1。表1供实验用的3种细菌主要生物特性表菌种号菌落特征细胞形态大小(μm)革兰氏染色是否运动是否需氧分类地位DLA5白色,光滑,薄而平长杆1.5×0.6 G-运动兼性梭状芽孢杆菌属LB7白色,粘稠短杆0.7×0.3 G-运动兼性牙孢杆菌属HG9白色,表面不平球形0.3×0.3 G+运动兼性假单孢菌属2微生物处理原油产生短链有机酸实验采用HP3D-CE高效毛细管等速电泳仪分析短链有机酸,选用长50cm、内径50μm的熔融石英细管和二极管阵列检测器。样品取自微生物作用原油后的水溶液。将缓冲溶液、有机酸标准样及水样分别用0.45μm微孔水系样滤膜过滤,直接进行分析。取DLA5和HG9细菌处理七个泉油田5-8井原油后的水溶液及不加细菌处理的空白对照水样分析。在空白对照水样中未检测到短链有机酸,而用细菌处理过的水溶液中检测到大量有机酸(见表2)。从表2可以看出,所选用的微生物作用原油主要产生乙酸,另外还有几种短链有机酸。表25-8井原油微生物处理后水中短链有机酸含量表样品有机酸含量(10-6g/cm3)甲酸乙酸丙酸丁酸戊酸DLA5处理2.85 183.83 28.17 9.65 1.23HG9处理10.05 216.19 22.39 6.01 7.283微生物处理原油产生气体将混合菌液与5-8井原油按1∶1体积比混合,充满100mL三角瓶,用带有导气管的胶塞密封,将其置于50℃恒温箱中,静置72h。实验过程中采用带压排水集气法收集产生的气体,然后将气体进行气相色谱分析。结果,甲烷占4.57%,乙烷占3.10%,丙烷占4.25%,二氧化碳占0.82%,氮气占61.3%,未知气体占25.6%。由此可知,所选微生物作用于原油产生的气体主要是氮气,另外还有低分子量烷烃和二氧化碳。这些气体使产层压力增加,有利于驱出原油,增加产量。4微生物降解原油重烃(1)原油族组分变化对微生物处理前后的原油进行族组分分离,得到饱和烃、芳香烃、胶质及沥青质。5-8井和中19井原油受微生物作用前后的组分变化见表3。从表3看出,2口井原油受微生物作用后,均有饱和烃、胶质表3微生物处理前后原油族组分含量表井号族组分含量(%)处理前处理后5-8井饱和烃芳烃胶质+沥青质73.9015.8010.2874.3714.1711.46中19井饱和烃芳烃胶质+沥青质68.3017.2212.4871.2915.7712.9353石油勘探与开发1998年8月PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT V ol.25 No.4沥青质增加,芳烃减少。(2)分子结构的变化将分离得到的饱和烃进行气相色谱分析。气相色谱仪为HP5890Ⅱ,毛细柱SE-54,0.32mm×0.52μm×25m。升温程序为:100℃恒温2min,以3℃/min的速率升温到300℃,然后恒温30min。原油受微生物作用前后正构烷烃碳数分布见图1。图15-8井(a)和中19井(b)原油微生物作用前后正构烷烃分布曲线5-8井原油的∑nC21-/∑nC22+从作
微生物采油技术现状及发展 摘要：微生物采油技术是通过在油藏中活动着的微生物所产生的代谢作用对油 藏残余油的物理特性进行作用，改变了原油与岩石之间的界面性质从而进一步的 改善原油流动性，增加低渗透带的渗透率达到提高采收率的目的。采用微生物采 油技术的关键问题是所选取的菌种是否能够通过自身的代谢与繁殖对地层原油的 流动性和原油与岩层之间的界面性质产生影响。相比于其他的采油技术，微生物 采油技术的特点优点是现场操作简单、投资成本较少、污染性较小以及成效较快 等等，是一项十分具有发展前景的采油技术，值得进一步的推广应用。 关键词：微生物；采油技术；现状；发展 引言 经济的发展离不开石油企业的发展，在如今的工业发展中石油起到了举足轻 重的作用。但是随着石油开采的不断深入，石油存储量的不断较小，石油开采的 难度越来越大。目前，石油开采也发展到了三次采油，微生物吞吐采油技术是一 种三次采油的方法，能在很大程度上提高原油采收率。我国微生物采油技术得到 了快速发展，一些微生物采油技术成果已经应用到多个油田中，但仍存着一些问题，需要进一步改进。文章简述了微生物吞吐采油技术的概念和特点，并对国内 外微生物吞吐采油技术的发展现状进行了探讨，最后对我国微生物吞吐采油技术 发展应用方面的不足进行了分析，期望为我国未来的微生物采油技术的发展提供 一定的借鉴意义。 1微生物采油技术原理 原油中含有大量的饱和烃、芳香烃、胶质与沥青质，采油用微生物将烃类作 为碳源，通过注入井灌注的营养液实现微生物的增殖，同时实现了烃类内代谢酶 的有效利用，同时，在其代谢循环过程中，会产生一系列的氢气及二氧化碳，这 些产物会提高地层压力，同时降低黏稠度，有效提高了原油的流动性，代谢生成 的有机物可以改变油藏内岩石湿润性，大幅度降低原油界面张力，对油层表面岩 石具备脱膜的功能，有利于提高石油的采收率。通过对微生物内酸类物质的应用，可以加快岩石内盐分的溶解，真正提高了岩石孔隙度，实现了渗透率的提高，适 应了现阶段石油开采工作的要求。 2微生物采油技术方法 2.1 微生物水驱技术 该技术的本质是通过对地层原油的吸附后再进行分离实现改善原油流动性的 目的。微生物水驱技术的基础作用是微生物自身的代谢作用，基于这种代谢产物 来对地层中的残余油进行吸附，从而达到提高采收率的目的。高效的实现该项技 术的关键是微生物所产生的代谢产物，这些产物可以将地层中的吸附着的原油分 离开来形成一股混合流动的液体，能够在一定程度上提高原油的采收率。 2.2 微生物防垢防腐技术 随着我国科学技术水平的不断提高，石油开采技术也不断的在发展，随之而 来的是微生物采油技术也越来越成熟。针对地层防腐防垢等采用微生物防垢防腐 技术可以有效的抑制垢晶核的形成。防垢防腐的机理是微生物的新陈代谢作用产 物中能够得到一种表面涂层和生膜剂。微生物的生膜作用可以有效的预防晶体污 垢附着在油藏的表面。而且，对于金属表面的钝化也能够起到一定的抑制作用， 从而达到防腐防垢的目的。该种技术能够在不造成油藏二次污染的前提下起到防 垢防腐的作用，在未来石油开采技术领域中必然具有很广阔的应用市场。
微生物采油技术 一．概述 稠油微生物多轮次吞吐技术主要是针对目前稠油高轮次吞吐后期、特别是不适宜蒸汽驱的区块和油井以及高轮次吞吐、注汽效果差、高含水、低产能的油井，研究利用微生物采油技术，为稠油开采寻找一种降低开采成本、提高油井产量、提高生产率的采油工艺方法。 二．原理 微生物采油是通过引入或刺激在油藏中能够存活的微生物来提高原油采收率的技术。它是依赖包括微生物生长、运移、新陈代谢等复杂过程在内的一个生物学和物理化学的综合作用，是靠多种的机理将原油采出的，因此它具有一个多重的作用效果，其采油原理已经在采油过程中得到证实。但同时，它又具有较强的选择性和针对性，要解决不同区块原油的开采问题，就要针对不同的区块的地质特性、油品特性，有针对性地选择菌种，并进行包括菌种的油藏生态特性在内的生物学评价。该工艺以其费用低、工序简单、操作方便而成为一种新的提高采收率的方法。 通过菌种的筛选，筛选出了三株菌种。在此基础上对此进行反反复复的驯化、富集、复壮，使其达到生长、代谢稳定、活性高在一定程度上解决了以往菌种不稳定的弱点，在稠油微生物菌种的筛选和研究方面取得了突破，并非常适合在所选油藏条件下生存。 同时，通过室内对菌种特性的研究，得出所选菌种的生长规律，并以此为基础，确定现场吞吐工艺参数。 从2005年9月开始，该技术辽河油田锦45、千12两个区块上选定了四种不同类型的井，即：（1）高含水，（2）低产能，（3）注汽周期短、效果差或无效，（4）注汽末期的井，共进行了13口井、19个井次的微生物多轮次吞吐试验。截止到2006年2月，共注入菌液60吨。有效井12口，有效率92.3%，有效井表现为成本降低，部分井表现为产量增加，目前累产油2511.3吨，创经济效益246万元。 三．实用条件: 粘度:<40000 温度:<85℃ 含水:>5% 四．实例 千12-75-453：该井1996年12月投产，到2005年9月已注汽14轮，累计注入蒸汽38344m3,累计产水27317.9 m3，累计产油12786.4吨，油汽比为0.3。平均蒸汽吞吐一轮的生产时间是7.6个月，平均月产量为119.5吨。目前，该井为高轮次吞吐、高含水且处于注汽生产末期的井，在注入微生物之前平均液量为10.8 m3，日产油1.2吨，含水89.5%。 2005年9月6日进行微生物采油施工。共注入微生物制剂7.8吨，关井7天，开井后产量很快上升，产液量最高达到20 m3以上，平均为15.2m3；日产油最高为7吨以上，平均为3.6吨。截止到2005年12月9日，已增产液1159.9 m3，增产油248吨，有效期为78天，投入产出比为1:3.03。从该井目前的生产状态来看，属于高轮次蒸汽吞吐井。注汽开采成本已达到384.6元/吨。微生物吞吐的成本是280.72元/吨。微生物多轮次吞吐在该井初步见到了效果，从生产曲线可以看出，整个趋势与所监测到的细菌生长曲线的趋势一致，目前该井的地下菌浓已降到105cell/ml，而产量也已降到初期水平，对此，2005年12月10日，我们对该井进行第二次补注，进行第二轮次吞吐试验，验证微生物多轮次吞吐的可行性。12月21日开井，日产液平均为12m3；日产油平均为2.1吨，已正常生产49天，累计产液588 m3，累产油101.1吨。