试论微生物采油技术及其进展情况

2014-08-15曾磊新疆油田公司百口泉采油厂新疆维吾尔自治区克拉玛依市834000

化工管理 2014年21期

曾磊（新疆油田公司百口泉采油厂新疆维吾尔自治区克拉玛依市 834000）

能源危机已成为人类发展面临的首要问题，微生物采油技术是提升原油采收率，缓解石油能源危机的可行方案之一。微生物采油技术是一种利用微生物生物化学反应提高采收率的技术，具有成本低廉、不损伤油层、无污染等优点，可解决石油生产过程中产生的油井降解、解堵等问题，从而实现边远井、枯竭井再次开采，提升主井采收率，有望成为未来石油开采主流技术。本次研究对微生物采油技术及其进展进行综述。

一、微生物采油技术原理

1.改变原油组分

某些微生物可在原油中进行繁殖生长与代谢，整个过程涉及多种生物化学反应，这些反应与油田中油、气、水甚至是岩石相互作用，改变组分。主要实现方式包括：①以微生物自身作为碳源，进行正构烷烃生物化学反应，改变石蜡基原油物理性质，从而对原油固相与液相、临界温度计压力产生影响，打破原有的油层的固、液相平衡；②微生物的生长繁殖过程中产生大量的生物酶，会破坏周围原油的组分，使高碳链转变为低碳链，降低凝固点与粘度，地坛链石油密度更低、流动性更强，甚至品质都会有一定提高。

2.改变驱油环境

所谓驱油环境便是驱动原油流动被开采的环境，微生物改变驱油环境的主要形式包括：①产生生物气驱动，多数微生物代谢会产生二氧化碳、甲烷的气体，这些气体可增加原油流动性，降低其粘度，使原油体积膨胀，提高原油渗透能力，同时通过贾敏效用，增加水流阻力，降低注入水流动性，提升注水采用效率；②产生有机溶剂与酸，促岩石溶解，提高原油渗透能力，同时增加二氧化碳的释放；改变原油性质，使其更容易从岩石中释放出来；③产生微生物表面活性剂，改善水驱油毛细管效应；提高油页岩润湿性，使其具有亲水特性，以利于油膜脱落；④通过产生微生物聚合物，堵塞大口径油道，增加水油比，同时增大扫油面积，增加水粘度，增加水相流动阻力，有助于封堵水相[2]。

3.直接作用于原油

微生物在油页岩表明大量繁殖，可直接驱使原油剥落，占据空间驱除原油成分。

二、微生物采油技术特点

微生物类型各异、品种繁多，但多数具有体积小、适应性强、自主性等特点，将其应用于原油开采，具有以下优点：①无需增加设施设备，工序简单；②可适用于各类原油开采，弥补其它技术缺陷；③取材方便、材料来源广，可控制性好，方案灵活；④成本低廉，微生物生存能力、记忆繁殖能力强，一次投入持续时间较长，运行管理成本低廉；⑤可进入空间范围狭小、应用常规技术开采价值不高的储油区域，资源利用率较高；⑥易于控制，通过控制微生物生长繁殖所需的营养源量与分布，以控制微生物生长繁殖速率、量与分布区域；⑦绿色环保，社会效益好，微生物及其产物均为自然产品，均可降解，营养源也属于绿色无污染制成品，不含对环境有严重危害的物质，且微生物通过集聚效应工作，对地质的影响非常缓慢，一般不会引发地质灾害[3]。

三、微生物采油技术应用与研究现状、发展前景

1.微生物采油技术应用与研究现状

微生物采油技术施工简单、成本低廉、效用良好，经数十年的发展应用，已取得了一些突破性进展，但尚有诸多缺陷与不足之处，国内外关于微生物采油技术应用与研究主要集中在三大领域:①代谢产物分析，微生物代谢产物与微生物采油技术起效密切相关，该领域研究是微生物采油技术原理基础性研究内容之一，其主要研究内容包括微生物代谢产物定量与定性分析、微生物表面活性剂实验研究、微生物有机溶剂与生物气分析、不同类型微生物代谢物对采油效率与品质影响，等；②数学模型，是研究微生物采油技术机理、效用的重要方法，主要研究内容包括多组分微生物采油模型、微生物采油模型预测、微生物采油模型控制，等；③微生物分子生态学，是研究微生物生物化学对采油效率影响的关键领域之一，主要研究内容包括微生物采油分子生态学方法与体系、不同油田微生物采油分子生态学动态变化、采油菌种研究等[4]。

2.未来发展前景

微生物采油技术具有广阔的发展与应用前景，其技术仍不成熟，从现有技术发展状况与采油需要来看，需解决以下问题：①菌种的选择、制备与大规模生产，是应用微生物采油的基础，目前菌种主要采用室内模拟研究法、对比分析法进行选择，该领域研究尚处于初始奠基阶段；②菌种的选择需考虑经济适用性、采油经济性、环境与社会综合效益，制定相应的评价体系，并将其与不同油田需要相结合；③据不同的油田条件，建立微生物菌种配比系统，采用数字化模拟技术，寻求最优解决方案。