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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【1】。
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。
微乳液在石油开采中的应用摘要：简述了微乳液的定义及微乳液的制备方法；详细综述了微乳液在三次采油中的应用。
微乳液是指两种或两种以上互不相溶液体经混合乳化后，分散液滴的直径在5nm~100nm之间，形成的体系。
微乳液为透明分散体系，其形成与胶束的加溶作用有关，又称为“被溶胀的胶束溶液”或“胶束乳液”，简称微乳。
通常由油、水、表面活性剂、助表面活性剂和电解质等组成的透明或半透明的液状稳定体系。
分散相的质点小于0.1μm，甚至小到数十埃。
其特点是分散相质点大小在0.01～0.1μm间，质点大小均匀，显微镜不可见；质点呈球状；微乳液呈半透明至透明，热力学稳定，如果体系透明，流动性良好。
微乳液的形成主要依靠体系中各成分的配比，虽然温度、压力、浓度等因素的改变，会对平衡体系中的相组成造成影响，出现相变区，但不会妨碍微乳液的形成。
因此，微乳液制备关键在于各组份的适当组成关系。
主要制备方法有两种：一种是将油、水、表面活性剂混合形成乳状液后，向其中滴加助表面活性剂(醇类)，滴加到一定数量时体系则变为澄清透明的微乳液，该方法称为Schulman 法，常用于O/W型微乳液的制备。
另一种是将油、水、表面活性剂按一定比例混合均匀后，向其中滴加适量水，即可形成澄清的微乳液，继续加入过量水，液滴数量增多，体积增大，体系由W/O型逐渐过渡为浑浊、粘度大的双连续型，最后水成为连续相，形成O/W型微乳液，该方法称为shah法，常用于制备W/O型微乳液，也可用于O/W型微乳液的制备。
微乳液有广泛的应用，例如在油田三次采油中可以提高收率。
通常油田开发分为三个阶段，当新油藏投入开发时，往往利用其蕴藏的天然能量将原油从地下采至地面，这个阶段称为一次采油。
若油藏的能量不足以将原油从井底举升到地面时，可采取向油井注入高压气体进行气举采油，或在井下安装抽油泵进行深井泵采油。
一般一次采油的效率很低，为提高采油采收率，向一次采油后的油藏注水或注气、人工补充能量开采，称为二次采油。
石油开采中微生物采油技术的探讨摘要：随着科技的快速发展，切实将新研发的技术应用到石油开采领域成了当下人们关注的重要话题。
微生物采油技术是继传统三种采油技术后，所出现的能有效提高采收率的新技术。
我国通过大量的实验与研究，证明其是能够广泛推广应用的。
本文通过该技术的概况、技术原理、现状和发展作简单论述探讨该技术。
关键词：石油开采；微生物采油技术；探讨一直以来，传统的石油开采技术一般只能采出油藏的一部分。
提高采收率，从而采出更多的原油，是国内外不断研究的重要课题。
而利用微生物来提高石油的采收率是传统方法如热力驱、化学驱、聚合物驱等方法之后，研发出的使用微生物有机活动的特性与其代谢产物用来提升石油采收率的一项新技术。
与传统采油技术相比，微生物采油技术具有更明显的特点，如：应用范围广泛、工艺简便、成本低、不伤油层、环保等。
是当下最具有发展潜力和市场的一项新技术。
1微生物采油技术简述微生物采油技术是一种新型采油技术，该技术是指，把各类合适的菌种和营养物质注入到油藏中，让其在油藏里繁衍成长，加强石油代谢速度，从而产生活性物质或是气体，用来降低水油界面张力，提高原油的开采率。
2微生物采油技术作用机理与优点该技术的作用机理相对比较复杂，目前石油开采中所掌握的基本可以概括为以下几方面。
1）改变石油结构，降低其粘度。
微生物会以原油中的正构烷烃为资源进行繁殖生长，进而改变石油的结构。
微生物的老化，从根本上改变了石油的物理性质，从而影响了石油固性的平衡，降低其压力与临界温度。
而它生长时排出的生物酶，可充分将石油进行降解，从一定程度上增加了石油的流动性，而且还能改善石油的品质。
2）微生物在代谢的过程中，会产生一定的诸如二氧化碳之类的气体。
而这些气体起到的作用是保持与增加油层的压力，使石油的粘度下降。
3）微生物同时能够产生各类化学物质，其聚合物可以在渗透地区很好的控制流速比，调整油层的吸水面，增加扫油的面积，提高采收率，同时产生的沉淀物具有良好的封堵功能。
1152022年4月上 第07期 总第379期油气、地矿、电力设备管理与技术China Science & Technology Overview1943年Hoar 和Schulman 意外发现了一种新的分散体系，并于1959年被正式命名为微乳液，自问世以来得到众多学者的关注和研究，人们对其性质、相态、驱替机理以及制备工艺等的认识也很快达到一个新的高度[1-2]。
经过不断的研究、钻研与创新，大幅度地推动了微乳液的发展，微乳液目前可广泛地应用于多个领域，包括医药、采油、日化品及环境保护等。
我国在微乳液方面的研究起步虽晚，但自1980后经过刻苦钻研，在基础理论研究和实际应用方面也取得了一些成绩[3]。
我国非常规油气资源占比较大，开采难度大，微乳液作为新兴增产助剂，具有广泛的应用前景。
1.微乳液的类型和特点1.1 类型微乳液是由油、水、表面活性剂、助表面活性剂以及盐五组分按一定比例混合而成的溶液体系。
5种组分中任意一种组分的性质或质量的改变都会影响微乳液组成。
表面活性剂有阴离子型、阳离子型、两相离子型以及非离子型。
类型不同、浓度不同的表面活性剂制备出来的微乳液的性质大不相同[4]。
助表面活性剂既溶于油相又溶于水相，使得助表面活性剂与表面活性剂相辅相成，能够很好地改善微乳液体系的性能。
常用的助表面活性剂有醇、醛、醚及其衍生物。
1.2 微乳液的相态和乳状液相比，微乳液是更为分散的体系，因而具有大界面和较高界面自由能。
这一性质使微乳液在驱油方面很有应用前景。
微乳液的相态很复杂，5种成分重点任意一种组分和浓度的变化都影响其相态的变化，而且它也没有通用的状态方程。
因此体系的相态是通过实验来的测定的，常以相图的形式来表示出来的。
微乳液以3种相态存在，它们是上相微乳液、上相微乳液和中相微乳液。
上相微乳液是指在配制微乳液的容器中上部生成了微乳液，其下部是过剩的水。
下相微乳液是容器下部是微乳液，上部是过剩油。
中相微乳液便是容器上部是过剩油，下部是过剩水，中部是微乳液[5-6]。
钻井完井化 工 设 计 通 讯Drilling CompletionChemical Engineering Design Communications·195·第47卷第3期2021年3月微乳液驱在最近的低渗透油藏三次采油中的应用取得的效果十分显著，使原油采收率稳步提高。
微乳液主要是指由于表面活性剂和助表面活性剂的作用，由油类或油类等构成的分散体系，其主要特点包括：热力学稳定性、各向同性、黏度低等。
微乳颗粒在10~100nm ，相对低渗透储层孔喉半径较小，因此不会出现堵塞喉管的情况。
微乳可与油、水发生混溶，并能显著提高油水界面张力；不同配方微乳液的物理化学性质都存在一定程度的差异，因此其在采油过程中所发挥的作用也不完全一致。
所以，为了对微乳液的性能有一个深入的了解以及明确其在驱动过程当中的具体功能，对微乳液驱动提升采收率的具体机制进行深入研究在研发微乳液体系中发挥着关键的作用。
1 微乳液在提高原油采收率方面的应用低渗储层孔道统筹不具有较大的半径，水驱采收率水平总体为10%~20%，对提高水驱采收率的方法进行深入研究能够显著优化低渗储层开发效果。
化学式复驱法（包括二元复合驱法和三元复合驱法）是提高原油采收率的重要方法，对于常规油藏开发意义重大。
这一方法目前已经大庆油田和胜利油田等多个矿场进行，取得了非常明显的效果，提高采收率10%~15%。
但是，上述体系中所含聚合物分子的尺寸相对较大，聚合物分子在溶胀等条件下的回旋半径通常比低渗透储层喉管半径大，因此，该方法在储层注入等方面仍存在较大的局限性，对其进一步推广应用有一定的负面影响。
低渗透油藏水驱过程中所开展的剩余油微观实验结果表明，水驱后的剩余油在多孔介质的分布形式主要包括：盲端剩余油、簇状剩余油与油膜等，减小油水界面张力是实现这类剩余油动用情况优化的重要内容。
室内研究发现：表面活性剂存在着两亲结构，此外，在不同浓度范围内，表面活性剂体系对应的界面张力为10﹣3~10﹣4mN/m ，可有效降低油水界面张力。
微乳液综述1.1 微乳液概述微乳液为两种互不相溶的液体在表面活性剂分子的作用下生成的热力学稳定的、各向同性的、透明的分散体系。
微乳液是由蒸馏水、油、表面活性剂、助表面活性剂和盐五种组分按一定比例组成的高度分散的低张力体系,五种组分中任何一种组分的性质或量的变化,都会影响微乳液的形成与性质[1] 1.1.1微乳液的结构性质微乳液通常是由表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类) 、油(通常为碳氢化合物) 和水或电解质水溶液在适当的比例下自发形成的外观为透明或半透明,粒径在10 ～200nm 之间,具有超低界面张力(微乳液体系的界面张力通常约为10 -2 mN·m-1 ) ,热力学稳定的乳状液。
微乳液分为W/O 型O/W 型和双连续型3 种结构。
W/O 型微乳液由油连续相、水核及表面活性剂与助表面活性剂组成的界面膜三相构成。
O/W型微乳液的结构则由水连续相、油核及表面活性剂与助表面活性剂组成的界面膜三相构成,双连续相结构具有W/O 和O/W2 种结构的综合特性,但其中水相和油相均不是球状,而是类似于水管在油相中形成的网格。
影响微乳液结构的因素很多,主要包括表面活性剂分子的亲水性、疏水性、温度、pH值、电解质浓度、各相分的相对比、油相的化学特性等。
通过相图,各组分的关系可以比较精确地确定,而且可以预测微乳液的特征。
除单相微乳液之外,微乳液还能以许多平衡的相态存在,如Winsor Ⅰ型(两相,O/W 微乳液与过量的油共存) 、Winsor Ⅱ型(两相,W/O 微乳液与过量的水共存) 以及WinsorⅢ型(三相,中间态的双连续相微乳液与过量的水、油共存) 。
1.1.2微乳的形成机理尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处即有O/W 型和W/O 型,但微乳液和普通乳状液有2 个根本的不同点:其一,普通乳状液的形成一般需要外界提供能量如经过搅拌、超声粉碎、胶体磨处理等才能形成,而微乳液的形成是自发的,不需要外界提供能量;其二,普通乳状液是热力学不稳定体系,在存放过程中将发生聚结而最终分成油、水两相,而微乳液是热力学稳定体系,不会发生聚结,即使在超离心作用下出现暂时的分层现象,一旦取消离心力场,分层现象即消失,还原到原来的稳定体系。
微生物采油技术简介大庆石油学院2006年3月一、概述微生物采油技术在我国发展很快，近年来各油田采用与大学、研究院所合作以及从国外公司引进技术等方式，进行了大量的室内研究，取得了一定的成果，并进行了一定数量的现场试验。
但在以烃类为营养物的厌养菌或兼性厌养菌的筛选、评价和应用等方面的研究还很少。
我们在此方面进行了大量的实验，已经筛选出能够在油藏环境生长、繁殖、代谢的菌种。
室内研究取得了突破性的进展，在大庆油田的不同区块进行了油井解堵、水井降压以及提高采收率矿场试验，效果非常明显，经济效益好。
二、研究依据经过几十年的研究，通过微生物地下发酵提高原油采收率，已经提出了以下几个方面的机理：1、细菌降粘，减少原油的渗流阻力；2、产生气体，形成气驱和原油降粘；3、产生表面活性剂，降低油水界面张力，提高洗油效率；4、产生聚合物，封堵高渗透层，调整吸水剖面；5、脱硫或脱硫菌，食原油组分中的硫、氮、降解沥青和胶质，降低原油粘度；6、产生有机酸，溶解岩石，提高油层的孔隙度和渗透率；7、产生醇、醛、酮等有机溶剂，降低原油的粘度；8、利用微生物产生的代谢物质，使储层岩石表面的湿性反转，以利于水驱提高采收率。
以上的微生物采油机理，主要是以细菌在地下代谢碳水化合物（如糖蜜）为基础提出来的。
我国的糖蜜资源有限，不可能将大量的糖蜜注入地层。
但是，在油层中却存在着大量未被采出的残余油。
如果能够找到以油层原油为碳源生长繁殖的细菌，通过产生大量代谢产物或使原油降粘来增加原油的产量，那么将是一条非常经济的MEOR途径。
三、菌种的筛选对于所筛选解堵或提高原油采收率的菌种，必须满足以下的条件才有可能取得较好的效果。
1、厌氧条件下能以原油为唯一碳源生长繁殖；2、营养要求简单，补充氮、磷、钾元素，即能满足厌氧代谢原油的要求；3、以原油为碳源时，厌氧生长速度较快；4、细胞较大；5、适合油藏条件（如温度、PH值、矿化度等）；6、地面扩大发酵较为简单。
微乳化柴油【摘要】本文介绍了微乳化柴油的概念、形成机理、燃烧机理、配制方法及其发展趋势，指出W/ O型微乳化柴油具有节油、节能的特点并能大大减少环境污染，具有较好的发展前途。
【关键词】微乳化柴油；微爆理论；乳化剂随着经济快速发展与人口的急剧增长，汽车在我们的生产生活中扮演了日益重要的角色。
由于柴油机效率比汽油机高，且柴油的体积热值比汽油高10%～14%，柴油机的比油耗率明显低于汽油机，所以从十九世纪80年代开始，出现了汽车柴油机化的趋势，柴油需求量不断增长。
然而柴油不完全燃烧造成的环境污染越来越受到人们的关注，根治大气污染已成为人类面临的重要课题。
另一方面，由于柴油是从石油中提炼出来的，而天然石油的储备是有限的，人类面临日益严峻的能源危机。
因此，如何提高燃油燃烧效率和减少环境污染，研究新型节油防污染技术，己成为人们十分关心的问题。
微乳化柴油的性能了决定它是一种很有发展前途的替代燃料，故目前得到了广泛的研究。
1 微乳化柴油的概念近二十多年来，我国燃油技术获得了很大的发展，其中以乳化柴油的研究居多，然而乳化柴油的推广应用范围仍然十分有限，因为乳化柴油存在着稳定性差、储存时间短及燃烧不稳定等缺点。
近几年微乳化理论及技术的成熟和发展使得微乳柴油进入一个新的发展时期。
微乳液为两种互不相溶的液体在表面活性剂界面膜的作用下生成的热力学稳定、各向同性的透明的分散体系。
与普通乳状液相比，微乳液外观透明稳定，液滴粒径小(10～100nm)，能形成超低界面张力，具有高稳定性、大增溶量等优点。
微乳化柴油是水、柴油、表面活性剂、助表面活性剂在适当比例下自发形成的的油包水（W/O）型乳液。
与传统的乳化柴油相比，具有许多优点：（1）制备比较简单，只需把油、水、表面活性剂和助剂等以不同比例混在一起，经常搅拌均匀，即可自发形成；（2）稳定性极高，长时间存放不分层；（3）凝点低，可以在较低温度下使用；（4）黏度不会明显增大，流动性好，有利于雾化、燃烧，节油效果更好；（5）是一种清洁燃料，大量研究表明，微乳化柴油节油率约为5%～15%，烟度有所下降，NO、CO和CH排放含量约为一般燃油的25%，其节能环保和经济效益显著；（6）使用时不需要改变原来的燃烧设备，便于商业化应用。
