针对微生物采油技术的研究
发表时间：2019-07-29T12:14:21.110Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：刘艳红李鹏王伟健
[导读] 摘要：随着经济的发展我国对石油的需求量日益增高，为保证更好的开采石油，现阶段有各种先进的科学技术手段应用到石油工业的开采过程中，其中微生物采油技术应用最为广泛。
大庆油田采油九厂 163000
摘要：随着经济的发展我国对石油的需求量日益增高，为保证更好的开采石油，现阶段有各种先进的科学技术手段应用到石油工业的开采过程中，其中微生物采油技术应用最为广泛。微生物采油技术是一项常用的三次采油技术。本文将通过对微生物采油技术的特点以及优势研究，探讨微生物采油技术在我国石油开采业的应用。
关键词：微生物采油技术；研究现状；采油机理
前言：石油是一种不可或缺的基础能源物质，其采收率不光是石油基础工业，并且是所有工业界极其重视的问题。在所有能源资源的开发中，石油的采收率一直处于较低水平。微生物采油技术在我国石油开采业的应用，不仅提升了石油的采油率，还在一定程度上降低了开采工作对油层的破坏，为我国的采油事业的发展做出一定的贡献。
1.国内外技术现状
1.1国外技术现状
1926年，美国科学家提出了细菌采油的设想。至上世纪50年代，美国、前苏联及东欧国家相继进行了微生物采油的工业规模现场实验，取得了理想的效果。进入七十年代随着世界石油危机的爆发，世界各国更加重视对微生物采油技术的研究和应用步伐。上世纪九十年代微生物采油技术在美国及前苏联的矿场应用标志着工业化应用阶段的到来。美国国家石油能源研究所自上世纪80年代以来在微生物采油方面做出了重大突破，并取得了一系列研究成果。自1986年直到1993年，通过注入微生物试验，原油产量增加20%，并且发现微生物能改变亲油性岩石的润湿性，这将大大降低残余油饱和度，美国为微生物采油技术的发展打下了坚实的基础。2012年日本学者通过向生产枯井中土著微生物注入外源营养物，发现土著微生物利用酵母提取液可以从已经枯竭的气井中回收到天然气。2012年有研究团队从油藏中分离出的嗜热土芽胞杆菌H9，该微生物是可以在高温、高盐并以原油为唯一的碳源的环境下生长的兼性厌氧性微生物，通过实验表明，该微生物的生长代谢可以产生一类在石油工业中能提高采收率的生物表面活性剂。2013年从伊朗西南部的一个高盐的油矿中分离出一株阴沟肠杆菌，该菌株生长过程中产生的表面活性剂为1.53g/L，能使油水表面张力降低率达到56.9%～88.9%。
1.2国内技术现状
我国对微生物采油技术研究较晚，直到1966年，新疆石油管理局开始利用微生物进行原油脱蜡技术的研究，被认为是微生物技术研究的开端。“七五”期间，开展了以下工作：微生物地下发酵提高采收率研究；生物表面活性剂的研究；生物聚合物提高采收率的研究；注水油层微生物活动规律及其控制的研究。近几年来，我国先后从美国和加拿大引进微生物产品和微生物采油技术，从多方面加快我国微生物采油技术的发展。大庆、胜利、大港、河南等油田，大庆石油学院等科研机构、采油厂都已制定了攻关项目，并且正在密切合作付诸实施。
1.3我国微生物采油的主要技术
目前，我国主要的微生物采油技术有微生物单井吞吐技术、微生物驱技术、微生物深部调驱技术、土壤污垢的生物修复术。其中：微生物单井吞吐技术是将微生物挤入生产井近井底带油层，改善原油流动性。微生物驱技术是将微生物从注水系统注入地层，利用微生物在油藏中的生长代谢，降解原油重质部分，产生生物表面活性剂有机溶剂、生物气等，改善残余原油的流动性。微生物深部调驱是在微生物驱油技术基础上，结合油层生态学方面、产生物多糖微生物研究成果。土壤污垢的生物修复术通过利用微生物催化降解有机污染物，将其浓度降低至地域监测下限或低于环保部门规定的浓度。
2.微生物采油技术机理
2.1改变原油组成
微生物细菌采油的过程牵扯到化学、物理、生物等因素。微生物细菌采油不仅具备化学驱增加原油采集率的机理，另外微生物的生长、活动过程也具备了增加原油采收率的机理。微生物以石油中正钩烷烃作为碳源而生长繁殖，然后改变原油的碳链组成。微生物通过不断新陈代谢，改变了石蜡基原油的物理性质，降低了石蜡基原油的临界温度和压力。微生物生长时释放出的生物酶可降解原油，使原油碳链断裂，高碳链原油变为低碳链原油，使重组分减少，轻质组分增加，凝固点和黏度均可降低，不仅改善了原油在油层中的流动性，而且会使原油品质得到改善。
2.2改变油藏条件
由于微生物所产表面活性剂会降低油水界面张力，减小水驱油毛管力，提高驱替毛细管数。因此，需要生物表面活性剂的应用来提高采收率。生物表面活性剂会改变油藏岩石润湿性，从亲油变成亲水，使吸附在岩石表面上的油膜脱落，油藏残余油饱和度降低，从而提高
采收率。微生物在生长与活动中产生的气体有：、、、等。这些气体能够使油层部分增压并降低原油粘度，提高原油流动能力；酸性气体还能溶解岩石中的碳酸盐，增加渗透率；气体能够使石油膨胀，使其体积增大，有利于驱出；气体的贾敏效应还会增加水流阻力，提高注入水的波及体积。生物气能改变油藏条件，提高采收率机理。除此之外，微生物还会产生酸及有机溶剂提高采收率，微生物产生的主要是相对低分子质量的有机酸，如甲酸和丙酸，也有部分无机酸，如硫酸，它们能溶解碳酸盐，一方面增加孔隙度，提高渗透率；另一方面，释放二氧化碳，提高油层压力，降低原油黏度，提高原油的流动能力。产生的醇、有机酯等有机溶剂，可以改变岩石表面性质和原油物理性质，使吸附在孔隙岩石表面的原油被释放出来，并易于采出地面。应用微生物采油技术还可以通过生物聚合物来提高采收率，由于微生物在地层中产生的生物聚合物，能在高渗透地带有选择性地堵塞大孔道，控制油水流度比，调整注入油层的吸水剖面，增大扫油面积，从而提高原油采收率。
2.3微生物体直接作用
微生物体出了间接影响油藏条件，还可以直接作用改变油藏条件。微生物能粘附到岩石表面，在油膜下进行生长，进而把油膜推开，促进油释放出来。在微生物生长的过程中碳氢化合物的馏分也发生了改变。
