浅谈微生物采油技术提高采收率机理及影响因素

张西子(中国石油辽河油田分公司钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010)

0 引言

所谓微生物，主要是指体积极小的动物或者是植物，在微生物内，包含了不同类型的酶，不用类型的酶之间可能出现上万种不同的化学反应，在该项化学反应内，均有利于采出石油。微生物内不同类型的酶之间形成的化学反应被称之为微生物新陈代谢作用。微生物的新陈代谢作用主要包含了三方面，第一方面，在有氧环境中实施新陈代谢，第二则是处于无氧环境下实施新陈代谢，最后是不管处于有氧状态还是无氧状态内，都可以起到新陈代谢的作用。这些微生物新陈代谢期间，是以碳氢化合物为基本能源。

1 微生物采油技术

微生物采油技术是指从地面将微生物注入油层内，一般是利用微生物在油藏内产生的新陈代谢效果，使原油自身的流动性发生变化，在正常采出石油的基础上提升采收率，将采收技术的优势发挥到最高。微生物代谢期间形成的生物表面活性剂以及生物乳化剂产生的作用极高，有利于进一步提升洗油效率。而且微生物在油层岩石表面生长速度非常快，包含的生物聚合物和菌群在地层孔隙空间内占据的比例极大，生物聚合物大部分属于多糖，其可以将地层大孔道彻底堵塞，提升注入水波的系数和驱油效率。

通过相关分析来看，经常使用的微生物包含了多种类型，分别是原生物、藻类、病菌和真菌以及细菌等。

(1)原生物自身有着较小的体积。

(2)只有处于光合作用下才可以将藻类的新陈代谢作用体现出来。

(3)病毒寄生在活细胞内才可以存活下去，因此在油层环境内不适合生存。

(4)对于真菌来讲，虽然可以在油层内正常存活下去，可是真菌自身产生的新陈代谢将会受到底层渗透率的约束，所以不太适合应用微生物采油技术。

(5)细菌，不管是处于繁殖状态还是生长状态中，均适合在油层环境内进行生存，这是提高采收率的最佳微生物。

微生物深部调剖技术本身有着施工方便、安全性强和无污染的优势，从上个世纪九十年代初期开始，我国在各个领域内展开了有关于微生物调剖技术方面的探究和实验工作，不过对于细菌大面积繁殖和代谢特征来讲，所需的环境条件比较苛刻，并不适合在高温高盐油层条件下，相关技术还应当进一步改进和创新。

除此之外，微生物采油技术还是技术含量极高的一项技术，除了涉及到微生物在油层内的生长、繁殖以及代谢等生物化学阶段之外，还包含了各项物体在油层内的转移，在岩石、油、气相互作用下引起的岩石和水物性改变情况，因此，加大对研究作用机理的探究力度是非常关键的。

当前阶段，应用微生物采油技术的关键是微生物新陈代谢以后代谢产物对于油层内原油产生的一系列影响，并且油层环境对于细菌新陈代谢作用过程的各方面都有着很大程度的影响，其决定了代谢产物在采收率提升方面的作用。所以，要想利用微生物采油技术提升采收率的话，就必须重点探究油层环境对微生物新陈代谢产生的作用。

2 微生物提升采收率方式的特征

和以往其他提升采收的方式相比较来看，微生物方式具备以下几种特征。

(1)微生物主要是以水为主生长介质，将质量较次的糖蜜当成营养，实施起来非常的方便，可以从注水管线或者是油套环形空间将菌液直接交换到地层，不需要改造管线或者是添加注入设备。

(2)因为微生物处于油藏内，可以随着地下流体自主移动，作用范围和聚合物相比较来看更大一些，注入井内后不需要实施加压工作，油层也不会受损，无污染，提升采收率的效果明显。

(3)微生物有利于解决油井生产期间存在的各项问题，具体表现为解堵、调剖和防蜡等。

(4)能够提升采收率的微生物代谢产物，在油层内的产生情况利用率非常高，便于进行生物方面的讲解，有着动态性的生态特征。

3 探究微生物采油技术提高采收率影响因素

3.1 地层温度

温度是影响因素中最为明显的一方面，同时也决定了微生物，当处于地温梯度中，地层温度本身伴随着地层深度增加而随之提升。当对地层温度在细菌新陈代谢作用影响之下进行重点探究期间，必须全面掌握不同细菌成长、繁殖和新陈代谢过程中适合的温度情况，合理控制。这是因为当温度处于较高状态的话，将不利于微生物正常生长，甚至有的情况下还会导致微生物发生死亡现象，虽然有的细菌温度几乎达到了100℃以上，可是依然可以进行繁殖以及代谢，不过适合应用于微生物采油技术内的细菌和新陈代谢作用要求相符合，能够在相应时间段内形成代谢产物，然后应用于驱油。有的情况下，细菌正常代谢的温度必须控制在55℃以下，在应用细菌代谢提升采收率所选取地层的地层温度不可以超出55℃。

3.2 油层中的pH值

当pH 太高或者是太低的话，将会对酶以及各项生物大分子稳定性有着直接的影响，从而干扰到生物活性。pH 在微生物中的生命活动也有着极大程度的影响，对于不同类型的微生物来讲，对于pH 条件提出的要求是不相同的，它们只能处于pH范围中进行健康成长，油层内的pH 值一般是介于3～7之间，细菌繁殖基于新陈代谢作用背景下的pH 值在7左右，处于该项范围内较窄，对pH 条件下的要求可以将微生物对于环境的适应能力体现出来。所以，在油层内pH 值在7左右的情况下比较适合使用细菌的新陈代谢提升采收率。

3.3 油层中所包含的原始细菌

在注水的油藏地下，往往存在比较稳定原微生物生态系统，由于原油自身包含很多的细菌，其中涵盖了原始存在的细菌。因此，如果使用微生物采油技术，包含的细菌与原始细菌是否共存就成为了至关重要的问题。对于新注入的细菌而言，一定会和原始的细菌发生相互作用。而这些发生的作用可能直接影响到石油的迁移。在原微生物中往往包含有利于石油开采的细菌，如果利用好这些细菌群，可以在最大程度上减少微生物对石油储存环境的影响，因此，新注入的细菌需要和原始存在的细菌可以共生，才不影响细菌的正常代谢，从而提高石油开采率。

3.4 地层的压力

如果地层的压力在300MPa 时，细菌的正常生存环境不会受到影响，但是，地下油层的压力往往在十几MPa 到几十MPa中间，因此，油层的压力不会影响细菌的正常生存，小于地层温度对细菌的影响。然而，却不能忽视压力对微生物采油的所造成的影响。如果压力大于100MPa，压力过大将会直接影响细菌自身的形态。如果压力过高，细菌的形态将会由杆状变成球状。通过这里可以看出，压力不会直接破坏微生物的生存环境，然而，却会直接影响整个细菌群的结构，从而会直接影响整个微生物的新陈代谢，如果微生物的形态发生改变，也会直接影响石油的开采。在严重的情况下和，还会导致孔喉堵塞，直接影响原油的开采等，从而影响微生物的采油能力。

3.5 地层水的矿化度

如果地层水所包含的盐分过大，则会影响微生物的正常生长，如果处于缺氧并且含磷的环境，也将会影响细菌的正常生长。主要由于地层水中所包含的阳离子会对细菌造成很大的影响，此时，如果地层水的矿化度偏高，就会直接影响细菌的正常生存。所以，细菌仅仅在矿化度相对偏低的环境下生存。地层水中盐分的浓度大于0.5%，就会直接影响细菌的正常生长。

3.6 油层和原油中的无用成分

在细菌的正常生长过程中，需要一定的营养物质维持生存。而微生物采油技术是将含有营养物质的营养液以及细菌直接放置到油层。在注入营养液之前，首先考虑到注入的营养液是否影响原油。为此，在不对原油质量造成影响的条件下将原油中存在的无用成分当作培养细菌的营养液，重点研究并且分析原油中无用成分对细菌正常存活造成的影响。

4 结语

从以上论述来看，伴随着生物技术的不断创新和改进，其各项优势逐渐体现了出现，再加上外形非常小，可以自由活动，因此能够进入其他驱油工艺内全面解决各项问题，比如裂缝和死角等。在本篇文章中，主要对微生物采油技术原理进行了重点探究，分析和判断了影响微生物采油的影响因素，特别是对于各项地层环境综合性分析来讲，有着极高的作用。