試論微生物采油技術及其進展情況

曾磊 （新疆油田公司百口泉采油廠 新疆維吾爾自治區克拉瑪依市 834000）

能源危機已成為人類發展面臨的首要問題，微生物采油技術是提升原油采收率，緩解石油能源危機的可行方案之一。微生物采油技術是一種利用微生物生物化學反應提高采收率的技術，具有成本低廉、不損傷油層、無污染等優點，可解決石油生產過程中產生的油井降解、解堵等問題，從而實現邊遠井、枯竭井再次開采，提升主井采收率，有望成為未來石油開采主流技術。本次研究對微生物采油技術及其進展進行綜述。

一、微生物采油技術原理

1.改變原油組分

某些微生物可在原油中進行繁殖生長與代謝，整個過程涉及多種生物化學反應，這些反應與油田中油、氣、水甚至是巖石相互作用，改變組分。主要實現方式包括：①以微生物自身作為碳源，進行正構烷烴生物化學反應，改變石蠟基原油物理性質，從而對原油固相與液相、臨界溫度計壓力產生影響，打破原有的油層的固、液相平衡；②微生物的生長繁殖過程中產生大量的生物酶，會破壞周圍原油的組分，使高碳鏈轉變為低碳鏈，降低凝固點與粘度，地壇鏈石油密度更低、流動性更強，甚至品質都會有一定提高。

2.改變驅油環境

所謂驅油環境便是驅動原油流動被開采的環境，微生物改變驅油環境的主要形式包括：①產生生物氣驅動，多數微生物代謝會產生二氧化碳、甲烷的氣體，這些氣體可增加原油流動性，降低其粘度，使原油體積膨脹，提高原油滲透能力，同時通過賈敏效用，增加水流阻力，降低注入水流動性，提升注水采用效率；②產生有機溶劑與酸，促巖石溶解，提高原油滲透能力，同時增加二氧化碳的釋放；改變原油性質，使其更容易從巖石中釋放出來；③產生微生物表面活性劑，改善水驅油毛細管效應；提高油頁巖潤濕性，使其具有親水特性，以利于油膜脫落；④通過產生微生物聚合物，堵塞大口徑油道，增加水油比，同時增大掃油面積，增加水粘度，增加水相流動阻力，有助于封堵水相[2]。

3.直接作用于原油

微生物在油頁巖表明大量繁殖，可直接驅使原油剝落，占據空間驅除原油成分。

二、微生物采油技術特點

微生物類型各異、品種繁多，但多數具有體積小、適應性強、自主性等特點，將其應用于原油開采，具有以下優點：①無需增加設施設備，工序簡單；②可適用于各類原油開采，彌補其它技術缺陷；③取材方便、材料來源廣，可控制性好，方案靈活；④成本低廉，微生物生存能力、記憶繁殖能力強，一次投入持續時間較長，運行管理成本低廉；⑤可進入空間范圍狹小、應用常規技術開采價值不高的儲油區域，資源利用率較高；⑥易于控制，通過控制微生物生長繁殖所需的營養源量與分布，以控制微生物生長繁殖速率、量與分布區域；⑦綠色環保，社會效益好，微生物及其產物均為自然產品，均可降解，營養源也屬于綠色無污染制成品，不含對環境有嚴重危害的物質，且微生物通過集聚效應工作，對地質的影響非常緩慢，一般不會引發地質災害[3]。

三、微生物采油技術應用與研究現狀、發展前景

1.微生物采油技術應用與研究現狀

微生物采油技術施工簡單、成本低廉、效用良好，經數十年的發展應用，已取得了一些突破性進展，但尚有諸多缺陷與不足之處，國內外關于微生物采油技術應用與研究主要集中在三大領域:①代謝產物分析，微生物代謝產物與微生物采油技術起效密切相關，該領域研究是微生物采油技術原理基礎性研究內容之一，其主要研究內容包括微生物代謝產物定量與定性分析、微生物表面活性劑實驗研究、微生物有機溶劑與生物氣分析、不同類型微生物代謝物對采油效率與品質影響，等；②數學模型，是研究微生物采油技術機理、效用的重要方法，主要研究內容包括多組分微生物采油模型、微生物采油模型預測、微生物采油模型控制，等；③微生物分子生態學，是研究微生物生物化學對采油效率影響的關鍵領域之一，主要研究內容包括微生物采油分子生態學方法與體系、不同油田微生物采油分子生態學動態變化、采油菌種研究等[4]。

2.未來發展前景

微生物采油技術具有廣闊的發展與應用前景，其技術仍不成熟，從現有技術發展狀況與采油需要來看，需解決以下問題：①菌種的選擇、制備與大規模生產，是應用微生物采油的基礎，目前菌種主要采用室內模擬研究法、對比分析法進行選擇，該領域研究尚處于初始奠基階段；②菌種的選擇需考慮經濟適用性、采油經濟性、環境與社會綜合效益，制定相應的評價體系，并將其與不同油田需要相結合；③據不同的油田條件，建立微生物菌種配比系統，采用數字化模擬技術，尋求最優解決方案。

小結

微生物采油技術是一種較為理想的采油技術，是解決能源危機，特別是石油危機的可行方法，擁有廣闊的發展應用前景，雖然該技術目前尚不成熟，大規模應用尚有待時日，但是筆者相信隨著相關技術的不斷深入，其必將煥發應有的光芒。

[1]陳文新，胡榮，賀琦.微生物采油技術及國外應用研究進展[J].西安石油大學學報，2009，24(4)：58-60.

[2]何延龍.微生物及代謝物與原有相互作用研究[D].陜西：西安石油大學，2012：45-47.

[3]鄭承綱.微生物提高采收率技術研究[D].北京：中國科學院，2010：56-58.

[4]黃永紅.微生物分子生態學技術在微生物采油中的應用研究[D].大慶石油學院，2009：34-55.