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油藏微生物研究助力微生物強化采油技術應用

文檔作者：趙潔玉劉哲劉然岳高俞維平蔣浩文檔來源：物資節(jié)能中心		點擊數：	更新時間： 2023年10月04日
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趙潔玉劉哲劉然岳高俞維平蔣浩
(物資節(jié)能中心北京100834)
摘要目前我國油田開發(fā)主要處于高含水后期．55。60％的地層殘余油無法用傳統(tǒng)方法開采出。微生物強化采油技術
(MEOR)以低成本和環(huán)境友好等優(yōu)勢引起石油工業(yè)界的重視。油藏微生物是MEOR技術應用的重要資源和激活目標，因此了
解油藏微生物及其代謝網絡、微生物群落分布特征、內源微生物激活規(guī)律將有助于MEOR技術的推廣，進而提高石油采收率。
關鍵詞油藏微生物微生物強化采油技術(MEOR) 內源微生物激活
中圖分類號：TE355．9 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2018)06—021一04
l概述
“十一五”以來．以太陽能、風能和地熱能等為代表的新
能源發(fā)展迅速．但是石油依然是影響經濟的重要能源．是重
要的戰(zhàn)略儲備之一。2016年世界一次能源消費量增加了
1．O％．特別是作為世界主要燃料的石油占全球能源消費的1／
3。中國作為新興經濟體．2016年雖然能源消費僅增長1．3％，
但仍然是世界上最大的能源消費國．占全球能源消費量的
23％．同時中國石油對外依存度上升至歷史最高值68％，使
得能源安全保障風險加大。
石油在開采初期是依賴地層的天然能量開采石油稱為
一次采油。隨著開采的不斷進行，采油的過程造成油藏地層
能量的損失．因而世界上廣泛應用的采油技術是注水或注氣
采油．利用注水設備把質量合乎要求的水從注水井注入油
層，提供地層能量．保持油層壓力，從而驅替地下石油至油
井。20世紀60年代，三次采油技術．即強化采油技術，得到
了廣泛發(fā)展，三次采油技術主要分為熱采、化學驅、氣驅和微
生物驅．主要通過物理和化學方法改善石油在油藏中的流動
性(圖1)。盡管我國油藏儲量豐富，但是在傳統(tǒng)的采油技術
下，55％～60％的地層殘余油無法開采出，且由于不斷開采，
部分油田已經出現老齡化．采出液的含水率高達95％．高粘
度和高密度的稠油比例越來越大。目前．我國已在12個盆地
發(fā)現了70多個重質油田．預計我國重質油和瀝青資源量達
300×108t以上．因而我們非常有必要對現有和廢棄的油田進
行開發(fā)?。而既經濟又環(huán)保的微生物強化采油技術(Micm．
bial enharIced oil recovery。MEOR)是現代生物技術在采油工
程領域中開拓性的應用．對于高含水和接近枯竭的老油田顯
示出其強大的生命力[2]。
MEOR是指將獲得并擴大培養(yǎng)的微生物菌液和營養(yǎng)液
注人地層或單純注入營養(yǎng)液使油層內微生物生長繁殖．產生
有利于采油的代謝產物，改善油藏開采環(huán)境，提高石油采收
率的采油技術。1954年，美國在阿肯色州成功進行微生物采
油的礦場實驗．從而開啟MEOR技術的發(fā)展歷程(3]。MEOR
主要包括2類：①利用微生物的代謝產物．如生物聚合物和
生物表面活性劑作為化學劑進行驅油．即利用微生物地上發(fā)
酵來提高石油采收率：②通過添加外源微生物和營養(yǎng)物激活
油層中內源微生物．通過微生物生長代謝提高石油采收率。
由于內源微生物對油藏環(huán)境的適應性．內源微生物激活提高
石油采收率受到廣泛關注和應用。該過程主要機理為：①改
善石油流動性：微生物將石油中的重質組分轉變?yōu)檩p質組
分．從而降低石油粘度．提高石油流動性；此外微生物在油藏
內的代謝活動產生了大量的C02、H：、N：和CH4等，增加了油
層壓力．進而提高了石油的溶解能力．使得原來不連續(xù)石油
區(qū)粘連成片．便于開采：再者微生物代謝過程中產生大量的
醇、脂肪酸、糖脂、生物表面活性劑等，可以有效地降低油水
界面張力，改善石油的流動性能；②驅替石油：一方面，微生
物代謝產生的生物聚合物及微生物自身的生長可以有選擇
地堵塞滲透率較高的巖層．使驅替流體轉向滲透率本來較小
的孔隙．擴大了驅替區(qū)域，提高驅替效果；另一方面，微生物
產生的酸性物質能溶解某些巖石．改善油層滲流：微生物中
的厭氧菌產生的溶劑性產物能溶解石油．降低油水界面張
力．使石油從巖石表面釋放(圖1)。
獯賴暌饞暌蕊?
～次采油-二次采油。?一*耋浚黎耱I強{l：器演蒺零一—————————————L——一—— 熱壤化學疆氣驅
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●黛纛
圖l石油開采歷程和開采技術。
基于內源微生物激活提高石油采收率機理可以看出油
藏微生物是MEOR的激活目標和作用基礎．是MEOR技術
是否有效的重要保障．因此本文從油藏微生物及其代謝網
絡、微生物群落分布特征和內源微生物激活規(guī)律三個方面對
油藏微生物研究進展進行探討．了解MEOR技術理論和實
踐經驗。從而更好的指導MEOR技術服務于石油開采。
2油藏微生物資源及其主要代謝過程
了解不同油藏微生物資源是精準實施內源微生物激活
提高石油采收率的基礎。目前，很多國家學者通過純培養(yǎng)技
術和分子生物學方法對油藏微生物進行系統(tǒng)研究。發(fā)現油藏
微生物種類豐富，大致分為烴氧化菌(hydrogenoxidizing bac．
te而a．HOB)、硫酸鹽還原菌(suhte—reducers，SRM)、發(fā)酵菌
作者簡介：趙潔玉(1988～)，女，工學博士，工程師，研究方向：節(jié)約能源與環(huán)境保護，綠色物流。
2018．NO．6． 團

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