淺談微生物采油技術提高采收率機理及影響因素

張西子(中國石油遼河油田分公司鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010)

0 引言

所謂微生物，主要是指體積極小的動物或者是植物，在微生物內，包含了不同類型的酶，不用類型的酶之間可能出現上萬種不同的化學反應，在該項化學反應內，均有利于采出石油。微生物內不同類型的酶之間形成的化學反應被稱之為微生物新陳代謝作用。微生物的新陳代謝作用主要包含了三方面，第一方面，在有氧環境中實施新陳代謝，第二則是處于無氧環境下實施新陳代謝，最后是不管處于有氧狀態還是無氧狀態內，都可以起到新陳代謝的作用。這些微生物新陳代謝期間，是以碳氫化合物為基本能源。

1 微生物采油技術

微生物采油技術是指從地面將微生物注入油層內，一般是利用微生物在油藏內產生的新陳代謝效果，使原油自身的流動性發生變化，在正常采出石油的基礎上提升采收率，將采收技術的優勢發揮到最高。微生物代謝期間形成的生物表面活性劑以及生物乳化劑產生的作用極高，有利于進一步提升洗油效率。而且微生物在油層巖石表面生長速度非常快，包含的生物聚合物和菌群在地層孔隙空間內占據的比例極大，生物聚合物大部分屬于多糖，其可以將地層大孔道徹底堵塞，提升注入水波的系數和驅油效率。

通過相關分析來看，經常使用的微生物包含了多種類型，分別是原生物、藻類、病菌和真菌以及細菌等。

(1)原生物自身有著較小的體積。

(2)只有處于光合作用下才可以將藻類的新陳代謝作用體現出來。

(3)病毒寄生在活細胞內才可以存活下去，因此在油層環境內不適合生存。

(4)對于真菌來講，雖然可以在油層內正常存活下去，可是真菌自身產生的新陳代謝將會受到底層滲透率的約束，所以不太適合應用微生物采油技術。

(5)細菌，不管是處于繁殖狀態還是生長狀態中，均適合在油層環境內進行生存，這是提高采收率的最佳微生物。

微生物深部調剖技術本身有著施工方便、安全性強和無污染的優勢，從上個世紀九十年代初期開始，我國在各個領域內展開了有關于微生物調剖技術方面的探究和實驗工作，不過對于細菌大面積繁殖和代謝特征來講，所需的環境條件比較苛刻，并不適合在高溫高鹽油層條件下，相關技術還應當進一步改進和創新。

除此之外，微生物采油技術還是技術含量極高的一項技術，除了涉及到微生物在油層內的生長、繁殖以及代謝等生物化學階段之外，還包含了各項物體在油層內的轉移，在巖石、油、氣相互作用下引起的巖石和水物性改變情況，因此，加大對研究作用機理的探究力度是非常關鍵的。

當前階段，應用微生物采油技術的關鍵是微生物新陳代謝以后代謝產物對于油層內原油產生的一系列影響，并且油層環境對于細菌新陳代謝作用過程的各方面都有著很大程度的影響，其決定了代謝產物在采收率提升方面的作用。所以，要想利用微生物采油技術提升采收率的話，就必須重點探究油層環境對微生物新陳代謝產生的作用。

2 微生物提升采收率方式的特征

和以往其他提升采收的方式相比較來看，微生物方式具備以下幾種特征。

(1)微生物主要是以水為主生長介質，將質量較次的糖蜜當成營養，實施起來非常的方便，可以從注水管線或者是油套環形空間將菌液直接交換到地層，不需要改造管線或者是添加注入設備。

(2)因為微生物處于油藏內，可以隨著地下流體自主移動，作用范圍和聚合物相比較來看更大一些，注入井內后不需要實施加壓工作，油層也不會受損，無污染，提升采收率的效果明顯。

(3)微生物有利于解決油井生產期間存在的各項問題，具體表現為解堵、調剖和防蠟等。

(4)能夠提升采收率的微生物代謝產物，在油層內的產生情況利用率非常高，便于進行生物方面的講解，有著動態性的生態特征。

3 探究微生物采油技術提高采收率影響因素

3.1 地層溫度

溫度是影響因素中最為明顯的一方面，同時也決定了微生物，當處于地溫梯度中，地層溫度本身伴隨著地層深度增加而隨之提升。當對地層溫度在細菌新陳代謝作用影響之下進行重點探究期間，必須全面掌握不同細菌成長、繁殖和新陳代謝過程中適合的溫度情況，合理控制。這是因為當溫度處于較高狀態的話，將不利于微生物正常生長，甚至有的情況下還會導致微生物發生死亡現象，雖然有的細菌溫度幾乎達到了100℃以上，可是依然可以進行繁殖以及代謝，不過適合應用于微生物采油技術內的細菌和新陳代謝作用要求相符合，能夠在相應時間段內形成代謝產物，然后應用于驅油。有的情況下，細菌正常代謝的溫度必須控制在55℃以下，在應用細菌代謝提升采收率所選取地層的地層溫度不可以超出55℃。

3.2 油層中的pH值

當pH太高或者是太低的話，將會對酶以及各項生物大分子穩定性有著直接的影響，從而干擾到生物活性。pH在微生物中的生命活動也有著極大程度的影響，對于不同類型的微生物來講，對于pH條件提出的要求是不相同的，它們只能處于pH范圍中進行健康成長，油層內的pH值一般是介于3～7之間，細菌繁殖基于新陳代謝作用背景下的pH值在7左右，處于該項范圍內較窄，對pH條件下的要求可以將微生物對于環境的適應能力體現出來。所以，在油層內pH值在7左右的情況下比較適合使用細菌的新陳代謝提升采收率。

3.3 油層中所包含的原始細菌

在注水的油藏地下，往往存在比較穩定原微生物生態系統，由于原油自身包含很多的細菌，其中涵蓋了原始存在的細菌。因此，如果使用微生物采油技術，包含的細菌與原始細菌是否共存就成為了至關重要的問題。對于新注入的細菌而言，一定會和原始的細菌發生相互作用。而這些發生的作用可能直接影響到石油的遷移。在原微生物中往往包含有利于石油開采的細菌，如果利用好這些細菌群，可以在最大程度上減少微生物對石油儲存環境的影響，因此，新注入的細菌需要和原始存在的細菌可以共生，才不影響細菌的正常代謝，從而提高石油開采率。

3.4 地層的壓力

如果地層的壓力在300MPa時，細菌的正常生存環境不會受到影響，但是，地下油層的壓力往往在十幾MPa到幾十MPa中間，因此，油層的壓力不會影響細菌的正常生存，小于地層溫度對細菌的影響。然而，卻不能忽視壓力對微生物采油的所造成的影響。如果壓力大于100MPa，壓力過大將會直接影響細菌自身的形態。如果壓力過高，細菌的形態將會由桿狀變成球狀。通過這里可以看出，壓力不會直接破壞微生物的生存環境，然而，卻會直接影響整個細菌群的結構，從而會直接影響整個微生物的新陳代謝，如果微生物的形態發生改變，也會直接影響石油的開采。在嚴重的情況下和，還會導致孔喉堵塞，直接影響原油的開采等，從而影響微生物的采油能力。

3.5 地層水的礦化度

如果地層水所包含的鹽分過大，則會影響微生物的正常生長，如果處于缺氧并且含磷的環境，也將會影響細菌的正常生長。主要由于地層水中所包含的陽離子會對細菌造成很大的影響，此時，如果地層水的礦化度偏高，就會直接影響細菌的正常生存。所以，細菌僅僅在礦化度相對偏低的環境下生存。地層水中鹽分的濃度大于0.5%，就會直接影響細菌的正常生長。

3.6 油層和原油中的無用成分

在細菌的正常生長過程中，需要一定的營養物質維持生存。而微生物采油技術是將含有營養物質的營養液以及細菌直接放置到油層。在注入營養液之前，首先考慮到注入的營養液是否影響原油。為此，在不對原油質量造成影響的條件下將原油中存在的無用成分當作培養細菌的營養液，重點研究并且分析原油中無用成分對細菌正常存活造成的影響。

4 結語

從以上論述來看，伴隨著生物技術的不斷創新和改進，其各項優勢逐漸體現了出現，再加上外形非常小，可以自由活動，因此能夠進入其他驅油工藝內全面解決各項問題，比如裂縫和死角等。在本篇文章中，主要對微生物采油技術原理進行了重點探究，分析和判斷了影響微生物采油的影響因素，特別是對于各項地層環境綜合性分析來講，有著極高的作用。