石油开采中微生物采油技术的探讨
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摘 要：随着科技的快速发展，切实将新研发的技术应用到石油开采领域成了当下人们关注的重要话题。微生物采油技术是继传统三种采油技术后，所出现的能有效提高采收率的新技术。我国通过大量的实验与研究，证明其是能够广泛推广应用的。本文通过该技术的概况、技术原理、现状和发展作简单论述探讨该技术。
关键词：石油开采；微生物采油技术；探讨
中图分类号：TE3：文献标识码：A：文章编号：1673-9671-(2012)022-0147-01
一直以来，传统的石油开采技术一般只能采出油藏的一部分。提高采收率，从而采出更多的原油，是国内外不断研究的重要课题。而利用微生物来提高石油的采收率是传统方法如热力驱、化学驱、聚合物驱等方法之后，研发出的使用微生物有机活动的特性与其代谢产物用来提升石油采收率的一项新技术。与传统采油技术相比，微生物采油技术具有更明显的特点，如：应用范围广泛、工艺简便、成本低、不伤油层、环保等。是当下最具有发展潜力和市场的一项新技术。
1微生物采油技术简述
微生物采油技术是一种新型采油技术，该技术是指，把各类合适的菌种和营养物质注入到油藏中，让其在油藏里繁衍成长，加强石油代谢速度，从而产生活性物质或是气体，用来降低水油界面张力，提高原油的开采率。
2微生物采油技术作用机理与优点
该技术的作用机理相对比较复杂，目前石油开采中所掌握的基本可以概括为以下几方面。
1）改变石油结构，降低其粘度。微生物会以原油中的正构烷烃为资源进行繁殖生长，进而改变石油的结构。微生物的老化，从根本上改变了石油的物理性质，从而影响了石油固性的平衡，降低其压力与临界温度。而它生长时排出的生物酶，可充分将石油进行降解，从一定程度上增加了石油的流动性，而且还能改善石油的品质。
2）微生物在代谢的过程中，会产生一定的诸如二氧化碳之类的气体。而这些气体起到的作用是保持与增加油层的压力，使石油的粘度下降。
3）微生物同时能够产生各类化学物质，其聚合物可以在渗透地区很好的控制流速比，调整油层的吸水面，增加扫油的面积，提高采收率，同时产生的沉淀物具有良好的封堵功能。
4）厌氧菌所产生的产物带有溶剂性，可以溶解原油，降低界面张力，同时吸附在石料表面，在油膜之下发生作用，将油膜与石油分离，使石油释放。
5）微生物在发酵中产生有机溶剂，包括机酸、醇、酮等，它们分别可以使溶蚀碳酸盐及降低界面的张力，以促进石油液体化。
微生物采油技术的优点包括以下几方面。
1）成本低。利用传统方法不能采出的原油，通过极强的微生物繁殖力与适应力，持久的作用于油层，对于边际油田的积极意义重大。
2）工艺简单。该技术只需要对油层进行常态注入即可，无需其他设备，比起传统技术更方便。
3）应用广泛。适用于各种类型的油田，如：重油、中油、轻油等，特别对于地渗透油田的开采更为有利。
4）微生物来源源料广，容易生产及提取，根据油田的实际情况，可灵活调节微生物配方。
5）易于控制。同样通过注入手段，可以即时有效的终止微生物产生的作用。
6）其结构微小，活力强，可以进入到传统方法无法企及的油层微空隙。
7）可有效的控制微生物起作用的地区，避免不必要的浪费与盲目性。
8）生物降解。不损害油层，不会污染环境，可以在同一地区同区域重复使用该技术。
3微生物采油技术国内外研况
1）我国微生物采油技术研况。早在20世纪的60年代，我国就在胜利和新疆油田进行过相关的微生物采油技术研发工作，但是由于时间短等因素，并没有形成规模，其后微生物采油技术在国家“七五”时期，被列为国家科技攻关项目，并据此研究，选出了几种生物活性剂：厌氧发酵产生二氧化碳等。20世纪90年代初，国家科学院与东北的油田开展合作技术研究和实验。
近些年来，我国在微生物采油技术在研发方面取得了很大的成效，广大高等院校、大学、研究机构等都纷纷开展了很多针对该技术的专业研发工作，并进行了大量的现场应用实验，推广了该技术在采油方面的实质性应用。
2）国外微生物采油技术研况。美国与俄罗斯分别主导了微生物采油技术的两个学派，美国采用的是菌种注入油层技术，而俄罗斯则使用营养激活本源的微生物技术。两者的原理都是使用微生物代谢物质以提高原油采收率。
在微生物采油技术的应用和研究上，美国始终处在技术和应用的前沿。近些年来，基于其代谢物质的分析以及微生物在油层介质中的移动方式的研究，美国建立了微生物繁殖、代谢以驱油的模拟数值软件，在设计实验方案起到了很重要的作用。
4微生物采油技术工艺方法
按照其作业模式，微生物和营养物种类的不同，微生物采油技术大致可分为调剖、单井处理及水驱三种方法
1）调剖是利用微生物提高采收率的重要研究课题，我国吉林油田和国外油田合作开展了油田在高含水条件下微生物调剖技术的先导实验，实验结果表明，这种方式更为高效，实验现场的高吸水层被高效封堵，为微生物采油的应用提供了操作工艺基础。
2）单井处理可以有效改善石油特性，以达到降低粘度、防蜡、降低荷载等目的，进而提高生产效率，我国在胜利油区的桩西、清河、胜利等采油厂分别进行实地实验，对得出的分析数据和结果进行详细总结，为大规模应用打下基础。
3）水驱在石油开采中被应用得最为广泛，它通过井网的分布以实现对油层的处理，是上述三种技术方法中最重要的。我国的石油勘探研究所对水驱进行了调研，科学合理的再次表现出微生物采油的全过程，为我国石油探测、开发提供科学依据。
5运用微生物采油技术应注意的问题
1）认识的局限性。内、外源微生物驱油都基于要对油藏注入微生物，并使其生长且发挥作用，因而微生物的成长是微生物采油技术的关键点。外源微生物一般选择在好氧、兼性厌氧的条件下对菌种进行筛选，然后继续分析筛选出的菌种对石油的化学链降解与降低粘度的作用，确定切合现场实际情况的菌种。内源微生物则直接利用地下产出液体加入相应的营养物质，通过分析菌种的浓度变化，确定营养物质的配方。而这些研究并没有在实际现场进行，在实验室中的环境与现场实际环境条件相差过大。
油田是特殊环境，其的矿物构成和性质、孔隙、渗透率、压力、酸碱度、石油性质等物性因素，都会对菌种生长有着相当明显的影响，同时内源微生物在注入一些外源微生物或营养剂后，也会有着一些变化，并与其产生相互作用。在研究过程中，注入微生物与原生微生物的兼容性，以及外源微生物对原生微生物的影响也未得到认真的研究。
2）检测技术局限性。微生物采油技术的产量变化是在现场实地监测中最常见的，而在实际检测中应该定期测出诸如生产井产量、水的酸碱值、气体的组成等特征数值，发现其规律。现场对微生物进行分析
时，禁止用火，不能进行热消毒，不宜用药剂消毒取样困难大，如能在井下密封取样为最佳。
3）模拟实验局限性。目前微生物采油技术的物理模拟被应用于化学驱物理性模拟的设施与手法，通常使用人造岩心。岩心体积小是两者的共同特点，虽然可以模拟出其矿化、温度、压力值，却无法模拟出地下的无氧环境或是内源菌环境，同时岩心长度有限，往往微生物还未适应环境便可能被岩心驱出，生长与繁殖也是无从谈起。因而模拟的模型并不能将环境真实的模拟化，反映不出其环境的真实效果，所以得出的参数数值也不精确。
6微生物采油技术的发展前景
1）井筒技术，其目的是为了更好的保护微生物，能起到一定的防蜡效果，工艺简单，适合大规模的应用。与此同时，应筛选代谢物质能起到较强液化作用的菌种最为适宜。
2）单井吞吐，它的作用对象是近井的地下层，需要菌种在地下层完成新陈代谢，筛选的微生物的类型应以厌氧及兼性厌氧为主，同时要求具备耐温性，现场实际应用时需要补充营养剂，然后关井相对的时间。
3）好氧微生物驱，其又被称为空气辅助型微生物驱。在有氧条件下，该菌种的代谢加快，向地下层排放空气的同时菌种会消耗掉一定程度的氧气，并将石油中的结构进行氧化。
7结束语
微生物采油技术经过70多年的发展，已经取得了很大的成果，其发展潜力巨大，随着在全球范围内石油的消耗与价格快速增长。各个国家对石油的采收率的提升以及该相关技术更为重视，相应投入了大量的人力物力进行研发，伴随着上述这样的发展步伐，微生物采油技术必将有新的突破，它的成熟普及定会给石油工业油田开采开发水平带来巨大的飞跃，必将为经济发展起到更好的推动作用。
参考文献
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