微生物采油技术综述

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，能进入地层裂缝，不会引起明显的结垢腐蚀或堵塞等问题。

简述微生物采油技术[论文关键词]：微生物采油技术发展机理[论文摘要]：目前，微生物采油技术引起了微生物学界、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。

详细介绍微生物采油技术概况，明确分析微生物采油技术概况机理，并探讨其发展方向。

微生物原油采收率技术(microbial enhananced oil recovery，MEOR) 是利用微生物在油藏中的有益活动，微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油，并对原油/岩石／水界面性质的作用，改善原油的流动性，增加低渗透带的渗透率，提高采收率的一项高新生物技术。

该项技术的关键是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖和代谢产物能否有效地改善原油的流动性质及液固界面性质。

与其它提高采收率技术相比，该技术具有适用范围广、操作简便、投资少、见效快、无污染地层和环境等优点。

一、微生物采油技术概况1926年，美国科学家Mr.Beckman提出了细菌采油的设想。

1946年Zobeu研究了厌氧的硫酸盐还原菌从砂体中释放原油的机理，获得微生物采油第一专利。

I．D．shtum(前苏联)及其它国家等学者也分别作了大量的创新性工作，奠定了微生物采油的基础。

美国的Coty等人首次进行了微生物采油的矿物试验。

马来西亚应用微生物采油技术在Bokor油田做先导性矿物试验，采油量增加了47%。

2002年至2003年，我国张卫艳等在文明寨油田进行了微生物矿场应用，累计增产原油1695t，累计少产水1943t，有效期达10个月。

美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面，处于世界领先地位。

美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量，微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。

1985年至1994年，俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物，共增产原油13.49x10t，产量增加了10～46％。

1988年至1996年，俄罗斯在11个油田44 个注水井组应用本源微生物驱油技术，共增产21x10t。

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。

微生物采油技术简要总结中原油田分公司勘探开发科学研究院2003.07一、微生物采油机理及应用范围1、微生物采油技术原理：采用从自然环境中筛选、培养的微生物，这些微生物通过复杂的新陈代谢作用降解原油中的石蜡，产生有机酸、有机溶剂分子、生物表面活性剂，可降低原油的倾点、粘度，减少重质成分含量，降低油水界面张力，增加原油的流动性。

由此可以增加油井产量，提高原油采收率，延长油井的使用寿命，这就是微生物采油的基本原理。

微生物（细菌）具有：尺寸小、呈指数增加率生长、能忍受地层中所遇见的恶劣环境（如高盐、高温、高压）等特征。

微生物在油藏孔道中可通过自由水相及束缚水相进入地层深部。

2、微生物采油应用范围1）周期性单井吞吐增产处理。

2）微生物驱、本源微生物驱。

3）生物多糖（聚合物）、生物表面活性剂。

4）微生物破乳、清污、防腐等。

3、微生物采油技术的使用条件1）油层温度：＜90℃2）矿化度；氯离子含量＜10万mg/L3）矿物含量：砷、汞、镍、硒＜15mg/L4）渗透率：＞50×10-3um2 (如果地层中的裂缝不发育)5）残余油饱和度：＞20%（有例外情况）6）原油密度：＜0.940g/cm37）含水量：＞5%二、微生物采油菌种的筛选及生产勘探开发科学研究院采收率所从96年以来，开展了微生物采油技术的研究。

先后采用外购菌种开展微生物单井吞吐现场试验，开展局级微生物驱试验研究项目等，经过几年的研究探索，逐渐由应用研究、机理研究走向核心技术（菌种筛选与生产）的开发，目前已拥有提供微生物采油从室内评价、菌液生产到现场施工的全套技术能力。

取得以下成果：1、建立了微生物富集、筛选、分离、纯化、保藏的全套方法。

采用HUNGATE 厌氧技术，从中原油田140个地层水样品中通过富集培养、筛选分离到25株纯菌株，属厌氧嗜热嗜盐细菌。

可适应温度90℃、矿化度15×104mg/L 的油藏环境。

2、通过对部分代谢产物定量分析，筛选的菌株有产生用于驱替原油的有机物的能力，如：有机酸或气体等。

/— 73 —微生物采油之综述曹泰承（大庆油田第一采油厂第二油矿，黑龙江，大庆，163000）【摘要】微生物采油技术是一种前沿的用于提高原油采收率的新技术，微生物生长的整个过程中在采油原油的过程中都起到了作用，包括了微生物相关联的物质、化学过程，以及周围物质之间的作用。

因此，对微生物采油技术的研究是一项十分重要课题，本文针对微生物采油技术的现状、前景和机理进行了分析、阐述。

【关键词】微生物；采油；；综述一、微生物采油技术的概念微生物采油技术，就是通过运用微生物来提高采油采收率，它是利用特殊的微生物注入到油藏里，微生物在其中发生有益的活动，因其活动产生的产物与周围的物质发生作用，改变了原油固有的化学特征，使原油的流动性质也发生了改变，从而达到提高原油采收率效果的技术。

在微生物代谢的过程中，能够产生一定量的酸，还产生生物表面活性剂等代谢物质，还有一些聚合物、有机溶剂，这些物质都能够作用与原油，使原油的性质发生改变，从而使原油更易开采。

近些年，微生物采油技术因其存在诸多优点，已经成为一项迅速发展的提高原油采收率的技术。

微生物采油有两类方法：第一类就是利用微生物产品进行化学驱油，即利用微生物的地上发酵提高原油的采收率，这种技术在外国已经发展的相当成熟。

第二类就是利用微生物自身和它的代谢物质提高原油的采收率，也被称之为微生物地下发酵提高原油采收率。

另外，微生物采油技术狭义上讲也可以被认为仅仅是利用微生物地下发酵提高采油率的办法。

微生物采油的方法就是把微生物直接注入到地下油层，这样储油层就成为一个大发酵罐，微生物就能够在里面繁殖，从而产生能够提高采收率的产物，还能够对原油进行改良，从而提高原油采收率的办法。

同传统提高采收率的方法比较，微生物采油具有这样的优点，一是生产成本比较低，二是施工过程和施工的工艺相对简单，操作起来也容易，方式也多样，易于控制。

三是对底层不产生破坏，可以循环使用，生物还容易降解，不会产生大的污染。

微生物采油技术应用及发展动态本文对微生物采油技术在石油开采中的应用进行探讨，希望对促进我国石油工业的发展，可以起到促进作用。

标签：微生物采油技术；石油开采；应用1 微生物采油技术概述微生物采油技术是一种新型石油开采技术，包括微生物在油层中的生长、繁殖及代谢等生物化学过程，也包括了微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移，以及与油、气、水的相互作用导致的油、气、水物性的改变。

相关研究表明，一次采油、二次采油的总采收率仅为地下原油的30%～40%。

在地层当中的残余油含量高达60%～70%。

借助微生物采油技术，能够对这些残余油进行有效采集。

微生物采油技术主要是将微生物与相关营养源注入地下油层，让微生物在油层当中繁殖。

这些微生物会对原油产生直接作用，能够在一定程度上改善原油物性，并提升原油在地层孔隙当中的流动性。

同时，在微生物生长繁殖过程中，会产生一系列代谢物，有机酸、聚合物、活性物质等，部分代谢物能够促进原油采收率提升。

2 微生物采油技术应用2.1微生物增产技术一些特殊功能的微生物其会直接以油井中的烷烃为食物，并代谢出类似原油成分的代谢产物。

在微生物开采技术的应用过程中，很多人只是简单将该技术看作是清除井壁杂物、打开空隙通道、修复地层损伤、提高原油流动性的技术。

但除此之外，该技术的另一优势是可以有效增加油井的产量，让油藏的粘度得到降低，让油藏的流动性得到增强，又能提高油藏的相对渗透率和润湿性，能够起到油井增产的作用。

2.2地层压力在压力小于300MPa环境下细菌生长、繁殖、新陈代谢过程并不会受到影响，而油层所处地层压力往往在十几兆帕到几十兆帕之间，所以地层压力对细菌新陈代谢作用的影响其实并不大，远远小于温度的影响。

但不能因此忽视地层压力对微生物采油的影响。

因为当压力超过10MPa后，压力会对细菌的细胞形态有所影响，压力继续增大，细菌的形态就会有所改变，在高压下微生物会变形，其形态会由杆状变为球状。

２００７／１技术与市场ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴ院校成果微生物采油是一项行之有效的三次采油技术，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。

特别对于枯竭或近枯竭的油藏更显示其强大的生命力。

微生物采油的成本仅为化学驱的１／２～１／３。

国内外的实践已证明，微生物采油技术特别对高粘、高凝油藏的开发具有较强的针对性，它能够经济有效地从油藏中采用出更多的油，使采收率较水驱有较大幅度的提高，符合“稳定东部，开发西部”的战略方针，意义重大。

我国微生物采油技术起步较晚。

从９０年代开始，南开大学与大港油田合作，成功地选育出了一系列以原油和无机盐为营养，具有降低蜡、胶含量功能的采油微生物。

现已在菌种选育与评价、菌液产品的生产、矿场应用的设计施工与监测诸方面取得了成绩和经验。

随着微生物采油技术日臻成熟，应用市场正在逐步扩大。

南开大学开展的石油微生物及其产品提高采收率的研究，筛选出多种能利用液蜡或原油的菌株。

其中Ｓ１１４菌生产的聚合物在大港、胜利油田进行了稠化水驱油模拟试验，分别增产９．５％～２９．４％和８．３％～２７．６％。

９５年采用自行开发的微生物产品进行了采油井周期性微生物吞吐处理和微生物驱先导性矿场试验，吞吐试验４口井均见到明显增油效果，增幅达２０％以上；该井试验并清蜡周期为３０天，试验后３个月内未进行清蜡作业。

之后，产品在大港油田、吉林油田和江苏油田的试用同样见到有明显的增油效果，推广到南阳、华北等油田试用，均已取得不同效果。

采油微生物产品的应用前景多年的应用结果表明：已选出的菌的应用效果与国外产品相当，价格只有国外产品的１／３～１／４，竞争力强，便于推广，产品市场十分广阔。

提高水驱开发油藏的采收率是当今世界各油田所面临的新问题，特别是对高含蜡和胶质沥青原油油藏。

微生物强化采油新技术在我国乃至世界油田都具有广阔的推广应用前景。

特别是我国东部油田，现已进入高含水的中后采油期，并且有大量的原油为高含蜡、高胶质沥青的高稠油。