简论微生物采油技术

【摘要】微生物采油技术具有经济效益高，环境影响小等众多优势，目前已不断走向成熟，在石油工业中的应用也日渐广泛。本文简要论述了微生物采油技术的相关问题，分析特性，回顾成果，提出标准，展望未来，望对以后此问题的继续探讨提供借鉴。

【关键词】微生物采油 采油标准 前景展望

2012年4月25日至27日，“第三届国际石油微生物大会”在西安国际会议中心胜利召开，大会主题为”为地球开个药房”，旨在立足化石能源日益枯竭问题，寻求新方法、新技术、新思路和新材料，国内外专家积极讨论了微生物采油技术发展的相关问题，并交流了各地油田在微生物采油技术上的新成果和新经验。微生物采油技术将在全世界范围内受到的更多更广泛的关注。

1 微生物采油技术概述

微生物采油技术含量较高，是一种可以提高原油采收率的多功能性新型石油开采技术。将精心研配出的微生物营养液注通过水管线或者油套环形空间注入地下油层，微生物有益菌在油层内自动生长繁殖，可以改善原油的特性，增加原油在油层内的流动性。同时，利用微生物生长代谢出来的活性剂、有机酸等物质亦可以大大提高原油的开采率。这种采油技术的优势在于首先经济成本低。微生物的繁殖能力强，有较强的环境适应能力，一旦实施，具有长时间的持续效果，并可以在同一井中多次重复应用。其次，工艺过程简易。微生物培养原料较为常用且容易制取，利用常规注入设备如水管线即可实施。再次，应用起来方便灵活。可以根据不同油田地质特点灵活配置营养液，如果需要停止微生物的活动，即可随时停止营养液的注入。最后，石油开采过后，微生物产出物均可使用生物降解的方法自行综合消除，既不损害地层也不会造成过大的环境污染。既成本廉价又高效环保。有望成为未来油田开发后期稳油控水、提高采收率的主要技术之一。

自从20世纪20年代美国人Beckman提出利用微生物提高原油产量的想法，到50年代矿场试验成功，美国对生物采油技术的发展做出重大贡献。50年代末到70年代，此项技术在前苏联和东欧一些国家取得了较为显著的进步。目前，美国和俄罗斯是微生物采油技术的两大研究阵地，二者都主张将微生物代谢的产物作为驱油剂使用，从而提高石油采收率，但又有所不同。美国侧重于培养筛选菌种注入油藏，在实际应用中绝大多数项目都是成功的，并在两次微生物采油经济评价中，分别使石油产量增加百分之十三和百分之十九点六。俄罗斯主张利用营养物激活原油本源微生物，大量的矿场试验表明这种方式效果十分显著。相较而论我国微生物采油技术起步较晚，60年代，胜利油田曾经开展过微生物采油的相关研究，但后来很可惜因种种原因没能够坚持到底而中途夭折。进入90年代后，方呈现出一片繁荣的景象，无论是理论实验还是实际应用都取得了巨大的进展，总体技术已经接近国际先进水平，吕振山等学者利用聚合酶链式反应技术（利用DNA在体外摄氏95度时解旋，55度时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至72度左右DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖（5’-3’）的方向合成互补链，放大特定的DN段，可看作生物体外的特殊DNA复制）对多种微生物进行基因检测，并对菌种的油藏适应性、增殖地下运移能力、和增采能力进行了准确可靠的认证；微生物驱油的数学模型在雷光伦等学者的努力下也初步实现了准确化和完整化；采油微生物代谢物及其分析研究也取得了可喜的成绩，包木太等学者用力甚勤，中国有望后来居上，成为微生物采油技术最为先进的主要国家之一。

2 微生物采油技术标准

菌种选择标准。菌种筛选是微生物采油技术的关键，菌种选择的优劣将直接影响到采油效果的实现。目前使用的方式主要有培养基因工程采油菌和筛选自然采油菌两类。就国内情况来讲，早期目标是筛选出能够适应地层环境的菌种，它们可以提供适当的有机营养物，使微生物的生长代谢产物可以起到驱除地层中残油的作用就可以。随着技术的不断进步，菌种筛选要求亦越来越高，菌种耐温性得到较大的重视，这是因为耐温性能越好，其适用的油藏范围越广；菌种应耐矿化度，降低营养物成本。

油藏环境标准。微生物的正常生长是在一定的环境条件进行的，不同的油层条件需要配置不同的微生物溶液，同样采用微生物技术也需要满足特定的油藏环境标准，主要包括温度、深度、压力、矿化度、渗透率等，有学者已统计出选择微生物处理的油层条件，在此列出，以备参考（表1）：

3 未来研究前景

微生物采油技术含量较高，同时也是一门新兴的交叉学科。在未来的科学研究中，笔者建议：首先，注重提高采收率的机理研究。微生物采油应用技术正日臻完善，驱油机理方面的研究尚有欠缺，仍有进一步发展的必要。其次，微生物采油数学模型的研究亦有待深入，开发模型软件，建立系统的微生物与盐水相互作用研究体系，加强微生物在孔介质中的运动规律研究。再次，加强与其他学科的交叉研究。微生物采油技术涉及到生物、石油、地质、化学等多学科的知识内容，因此，需要有关学科的专家通力合作，共同发展，相互帮助，最终使微生物采油技术的发展得到质的飞跃。