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油藏微生物研究助力微生物强化采油技术应用

文档作者：赵洁玉刘哲刘然岳高俞维平蒋浩文档来源：物资节能中心		点击数：	更新时间： 2023年10月04日
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赵洁玉刘哲刘然岳高俞维平蒋浩
(物资节能中心北京100834)
摘要目前我国油田开发主要处于高含水后期．55。60％的地层残余油无法用传统方法开采出。微生物强化采油技术
(MEOR)以低成本和环境友好等优势引起石油工业界的重视。油藏微生物是MEOR技术应用的重要资源和激活目标，因此了
解油藏微生物及其代谢网络、微生物群落分布特征、内源微生物激活规律将有助于MEOR技术的推广，进而提高石油采收率。
关键词油藏微生物微生物强化采油技术(MEOR) 内源微生物激活
中图分类号：TE355．9 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2018)06—021一04
l概述
“十一五”以来．以太阳能、风能和地热能等为代表的新
能源发展迅速．但是石油依然是影响经济的重要能源．是重
要的战略储备之一。2016年世界一次能源消费量增加了
1．O％．特别是作为世界主要燃料的石油占全球能源消费的1／
3。中国作为新兴经济体．2016年虽然能源消费仅增长1．3％，
但仍然是世界上最大的能源消费国．占全球能源消费量的
23％．同时中国石油对外依存度上升至历史最高值68％，使
得能源安全保障风险加大。
石油在开采初期是依赖地层的天然能量开采石油称为
一次采油。随着开采的不断进行，采油的过程造成油藏地层
能量的损失．因而世界上广泛应用的采油技术是注水或注气
采油．利用注水设备把质量合乎要求的水从注水井注入油
层，提供地层能量．保持油层压力，从而驱替地下石油至油
井。20世纪60年代，三次采油技术．即强化采油技术，得到
了广泛发展，三次采油技术主要分为热采、化学驱、气驱和微
生物驱．主要通过物理和化学方法改善石油在油藏中的流动
性(图1)。尽管我国油藏储量丰富，但是在传统的采油技术
下，55％～60％的地层残余油无法开采出，且由于不断开采，
部分油田已经出现老龄化．采出液的含水率高达95％．高粘
度和高密度的稠油比例越来越大。目前．我国已在12个盆地
发现了70多个重质油田．预计我国重质油和沥青资源量达
300×108t以上．因而我们非常有必要对现有和废弃的油田进
行开发⋯。而既经济又环保的微生物强化采油技术(Micm．
bial enharIced oil recovery。MEOR)是现代生物技术在采油工
程领域中开拓性的应用．对于高含水和接近枯竭的老油田显
示出其强大的生命力[2]。
MEOR是指将获得并扩大培养的微生物菌液和营养液
注人地层或单纯注入营养液使油层内微生物生长繁殖．产生
有利于采油的代谢产物，改善油藏开采环境，提高石油采收
率的采油技术。1954年，美国在阿肯色州成功进行微生物采
油的矿场实验．从而开启MEOR技术的发展历程(3]。MEOR
主要包括2类：①利用微生物的代谢产物．如生物聚合物和
生物表面活性剂作为化学剂进行驱油．即利用微生物地上发
酵来提高石油采收率：②通过添加外源微生物和营养物激活
油层中内源微生物．通过微生物生长代谢提高石油采收率。
由于内源微生物对油藏环境的适应性．内源微生物激活提高
石油采收率受到广泛关注和应用。该过程主要机理为：①改
善石油流动性：微生物将石油中的重质组分转变为轻质组
分．从而降低石油粘度．提高石油流动性；此外微生物在油藏
内的代谢活动产生了大量的C02、H：、N：和CH4等，增加了油
层压力．进而提高了石油的溶解能力．使得原来不连续石油
区粘连成片．便于开采：再者微生物代谢过程中产生大量的
醇、脂肪酸、糖脂、生物表面活性剂等，可以有效地降低油水
界面张力，改善石油的流动性能；②驱替石油：一方面，微生
物代谢产生的生物聚合物及微生物自身的生长可以有选择
地堵塞渗透率较高的岩层．使驱替流体转向渗透率本来较小
的孔隙．扩大了驱替区域，提高驱替效果；另一方面，微生物
产生的酸性物质能溶解某些岩石．改善油层渗流：微生物中
的厌氧菌产生的溶剂性产物能溶解石油．降低油水界面张
力．使石油从岩石表面释放(图1)。
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～次采油-二次采油。⋯一*耋浚黎耱I强{l：器演蒺零一—————————————L——一—— 热壤化学疆气驱
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图l石油开采历程和开采技术。
基于内源微生物激活提高石油采收率机理可以看出油
藏微生物是MEOR的激活目标和作用基础．是MEOR技术
是否有效的重要保障．因此本文从油藏微生物及其代谢网
络、微生物群落分布特征和内源微生物激活规律三个方面对
油藏微生物研究进展进行探讨．了解MEOR技术理论和实
践经验。从而更好的指导MEOR技术服务于石油开采。
2油藏微生物资源及其主要代谢过程
了解不同油藏微生物资源是精准实施内源微生物激活
提高石油采收率的基础。目前，很多国家学者通过纯培养技
术和分子生物学方法对油藏微生物进行系统研究。发现油藏
微生物种类丰富，大致分为烃氧化菌(hydrogenoxidizing bac．
te而a．HOB)、硫酸盐还原菌(suhte—reducers，SRM)、发酵菌
作者简介：赵洁玉(1988～)，女，工学博士，工程师，研究方向：节约能源与环境保护，绿色物流。
2018．NO．6． 团

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