摘要：随着世界能源供应的日益紧张，同时勘探和采油技术的不断进步，各国都对微生物采油技术的研究投入了相当热情。我国在“九五”、“十五”期间，也后对微生物采油技术立项攻关，并且取得了一定的成效，我国胜利油田在四个块区的微生物采油试验也已累计增油6万余桶。对许多百姓来说，利用微生物技术采油是个新鲜话题。本文将对这一话题进行简单的论述。

关键词：微生物采油、收率、孔隙、筛选

1. 前言和概述

目前世界上已探明的石油可采储量是按照现有技术水平认定的，只占已探明石油地质总储量的一小部分。十多年前有人预测地球上的石油可采储量只够用40年，然而如今这一预测已被更多的石油可采储量所否定。其原因是勘探和采油技术进步了，在当时认为勘探不到或开采不出石油的地方采出了石油。世界现今的采油工业采收率就50%左右，就是说还有约50%的石油埋在地下采不出来。美国能源部（DOE）的研究表明，微生物可提高采收率10%-15%，可延长油藏开发5-10年。[1]

利用微生物提高油井的采收率这项技术研究在国外已有了近80年的历史，它是一项利用微生物的活动及其代谢物强化采油的技术(Microbial Enhanced Oil Recovery,简称MEOR)。因其具有较强的应用潜力，国内外对该技术越来越重视，90年代初，美国和加拿大等已进入商业化应用阶段。我国在此领域虽然起步较晚，但发展势头强劲，室内研究和矿场试验都有相当进展，胜利油田微生物吞吐技术也已经进入推广阶段。[2]

2. 原因和优势

起初，也就是油田刚开发时，油厚、油多、地下压力又大，那时油可以“自喷”出来。过些年后，地下压力变小，就得往地下注水“驱油”，用“嗑头机”往上抽。再后来，注入地下的水都打上来了，油则变得很少了，而且新注入的水总是向同一个方向跑，习惯了“老路”，油就采不出来。科学家就用化学办法采油，即往油层里注聚合物，这些聚合物把水驱习惯的“老路”给“堵上”，这样水就向别的方向压，结果油又被挤了出来。虽然这种化学采油效果比较好，但是被堵上的“老路”以后几乎再也打不开，里面被封闭的石油就无法开采。

继续采油需要“微生物”帮忙：微生物多是兼氧菌，有氧能活，无氧也能活，形态小，一般为球状和杆状，它们在地下主要以石油为营养。将微生物及其营养源注入地下油层，让微生物在油层中生栖繁殖。这样，在复杂的千米地下，细小的微生物，通过新陈代谢，对原油可以直接作用，把大分子链切成小的分子链，改善原油物性，降低原油的黏度，提高原油在地层孔隙中的流动性。另一方面利用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,可以提高原油采收率。 在采油过程中，整个井壁会被泥沙或者油本身的物质如石蜡等堵塞，影响正常生产，而这些微生物可以将蜡等物质分解，将堵的地方疏通开。细小的微生物还可以通过代谢产物，把因注水而习惯性流动的“老路”或大的孔隙截堵上，再注水增加压力，以此提高采油率。

微生物采油不会产生二次污染：因为微生物在自然界中无处不在，从水体、土壤到空气都有，它们不会污染环境，因而这种采油技术是绿色采油。以前采油过程中加的一些化学试剂大部分对环境有污染，而且，这些化学物给石油加工也带来一些弊端，而微生物可以把大分子降解为小分子，代谢产物不会产生二次污染。

微生物采油不受区域限制：微生物采油还可以解决其他化学方法无法解决的问题，有独到之处，如化学剂只能运送到原来的通道里去，比如油层本身存在的空隙等，而微生物则不受这个限制，它们达到的区域很广，因为微生物要生存，不得不四处找东西吃。

微生物采油成本低、效果好：它以水为生长介质，以质量较次的糖蜜为营养。实施也很方便，通过油井现有的管道就可以注入油层。资料显示，微生物采油技术已经在许多油田中应用，取得投入产出比为1∶5的好效果。[3]

3. 机理和步骤

微生物强化采油技术就是将特殊的微生物体系、生物催化剂与营养物系统接种到生产井或注水井中，从而将其大量的植入含油区的孔隙介质中，并通过控制酶在含油层油水界面上的反应，改变原油的流动性，产生短链的分子与生物表面活性剂。它利用复杂的生物化学酶来加速普遍存在于原油中的直链烃的氧化还原反应，借助于共生微生物及特殊营养物，使兼性喜氧微生物与严格厌氧微生物交替作用，最终通过酶的反复氧化还原将石蜡等重油组分转化为短链分子，从而使原油的性质和岩石与原油的相互影响等得到改善。

微生物强化采油技术的三个主要作用机理为：(1)通过低界面张力的生物表面活性剂进一步降低地层的剩余油饱和度；(2)将石蜡等重油组分转化为短链分子，从而改善原油的流动性；(3)微生物的大量植入，使流体转向未波及区域，从而提高波及系数。[4]

利用微生物采油的四个步骤。

(1) 调查油层中微生物生活环境

由于微生物采油的地层环境对微生物采油有很大影响，所以，在进行微生物采油前，应对油田进行调查。另外，选择矿场试验油田时，应了解油层温度、渗透率、孔隙度、原油性质、储层岩性以及油层中所含微生物的类型等，尽可能多地掌握各种资料。

(2) 选择和培养微生物

不是所有的微生物都能够用于采油，而且不同的油层所需要的采油微生物也不同，所以微生物必须经过筛选，在筛选过程中还要通过性能评价，取得实验室的各种结果后才能用到现场。菌种筛选是微生物采油技术的关键。筛选菌种所遵循的原则是，所选菌种能在油藏条件下生存、运移并能产生大量对采油有利的代谢产物；其次,从经济角度出发，所选菌种能以原油为营养源。

选择好微生物后，要对其进行培养。在温度保持恒定的厂房中将微生物注入培养罐，培养至必要的菌体浓度，然后通过混合罐与无机盐水及营养源制成特定浓度的菌体悬浊液。微生物的筛选与油藏微生物生态问题是密不可分的。一定的油藏微生物生态系统决定了微生物菌种的筛选，而已掌握的微生物菌种的特性反过来决定了油井选择。

(3) 把微生物注入油井

可以从注水管线或油套环形空间将菌液直接注入地层，不需对管线进行改造和添加专用注入设备。一般不同的油井注入微生物的量不一样，有的可以注入几百公斤，当然这几百公斤不全是微生物，里边还包括很多营养液。

(4) 关闭油井让微生物进行繁殖

当微生物注入油井之后，油井就得关闭，一般关闭时间越长越好，但是时间太长就会影响经济效益，所以一般关闭3到5天，这样能让微生物在里边充分繁殖。这期间是不能采油的，如果采油就会把刚注入的微生物又抽了上来。关闭期之后就可以恢复开采。一般微生物在油层中的有效期是3到6个月，可以根据实际情况进行微生物多轮次的注入，这样，微生物才有机会进入更深的地层,作用于更多的残余油。但一般是第一次效果最好，后来越来越不好，这也和油井内石油越来越少有关系。[5]

4. 前景和后言

虽然世界各国都已经非常重视对新型能源的开发和使用，但是技术水平的不成熟和相当技术难点尚未攻克，使得新型能源的推广和普及够受到很大的局限性，以石油、煤、天然气等非再生能源为主的状况短时期内还不会有所改变。而另一方面，对能源的需求依旧与日俱增，尤其我国今年来经济建设飞速，我国的能源供应也屡次出现危机。

我国稠油资源分布很广，地质储量达16.4亿吨，其中陆地稠油约占石油总资源的20%以上。稠油突出的特点是含沥青质、胶质较高。辽河油田锦州采油厂1995年率先开展了将微生物处理技术适用于针对稠油中胶质、沥青质组分的研究，1996年进入矿场试验阶段，1996～1997年先后在辽河千江块进行微生物吞吐26井次，取得了良好的效果[6]。微生物采油技术可以很大程度的增加油田的产率和收率，使原来已经衰竭油田恢复产能，提高新油田的采油率。

基于类似种种的情况，我国在微生物采油技术方面的攻关，对于我国未来几年中的能源供应有着相当重要的影响，将该技术成熟的运用起来，无疑将十分有利于我国继续快速的发展经济。

主要参考：

[1] 李大庆,专家呼吁应进一步加大对微生物采油技术的支持力度,科技日报,中国能源网，http://www.china5e.com/news/newpower/200508/200508170193.html, 2005-08-17

[2] 孙岩波,肖占利,杨英,孔祥峰,王恒强,成建,微生物采油技术在低渗高含蜡断块油田的应用,油气田地面工程,2004,23(4):16-17

[3] 周清春, 微生物究竟是如何帮助采油的?科报网, http://www.stdaily.com/gb/misc/2005-11/03/content_450429.htm，

[4] 牟建海,微生物强化采油技术研究现状及应用前景,化工科技市场,2003,4:6-9

[5] 冯庆贤,陈智宇,耐高温采油微生物的研究与应用,石油勘探与开发, 2000,27(3):50-53

[6] 崔波,石文平,戴树高,李旭云,高粘度稠油开采方法的现状与研究进展,石油化工技术经济, 2000, 16(6): 5-10, 32