微生物吞吐在低渗透油田的研究与应用分析

摘要：微生物采油技术按照驱替方式分为微生物驱油技术和微生物吞吐采油技术。微生物驱油技术与微生物吞吐采油技术不同主要在于微生物的注入方式。前者的注入是跟随注入水一起进行的，而后者则是借助采油井展开的。另外，前一种技术不会改变油层的物理特性，它只是将油层进行驱替，而后者显然不同，它会改变原油的理化性能。值得注意的是，后一种技术相比前一种，具有很多优势，比如说，在进行这项技术操作时，要面临的风险更小，并且，这项技术的应用也很简单。故而，本文主要就微生物吞吐采油技术的发展应用进行分析探讨。

关键词：微生物；吞吐；低渗透油田；研究；应用分析

1微生物吞吐采油技术作用机理

对于石油开采事业来讲，最大的成功莫过于高油田采收率的出现。而而微生物吞吐采油技术，则能够使这一指标增加。它的作用机理可以简单归结为以下几点:首先第一点，这一技术可以提高原油的流动性。原因在于微生物会在其生长发展的期间产生生物酶，其生物酶和原油结合以后，可以改变原油的粘度，并使它的凝固点发生变化。第二点，这项技术可以改善地层的渗透率，因为微生物在原油中可以分泌一种溶解碳酸盐的物质。第三点机理的作用也可以增加原油的流动性，不过它是通过微生物产生的气体活动实现的。第四点，这些技术还可以改变地层的流动性。同样的，微生物在代谢的过程中也会产生一些物质，可以作用于岩层，使得岩层内部的湿润程度变化。

2微生物吞吐采油技术应用现状

我国石油工业的发展落后于其他发达国家，一直到20世纪50年代，我们才引入微生物吞吐技术，并开始投入力量研究这一技术。期间的发展并不顺利，一直到80年代，才取得了突破性进展。为了推动该项技术的发展，我国尤其重视增加人才在该项目的投入，先后资助多所研究所进行该项技术的研究和实验，比如胜利油田采油研究院。同时，我国还鼓励一些高校开展这方面的研究，如东理工大学。

微生物吞吐采油技术在一些问题上具有较大的难度，单靠我们国家自身的力量或许可以取得突破，但是，能够与他国合作，取长补短，共同进步，更加符合时代潮流。目前，我国已经和多个国家建立了合作关系，一起研究该项技术，资料的丰富度大大提高。值得庆幸是，在我国这几十年的不懈努力中，已经在微生物吞吐采油技术领域取得了显著的成果，推动了我国石油开采事业的发展。但另一方面，我们还需要清醒地认识到，我国与其他国家的尤其是发达国家的差距。为了进一步推动该项技术在我国的发展，国家需要持续不断地关注这一领域，增加对相关高校和科研单位的政策性帮助。

3.微生物降解原油机理

大庆油田的原油含蜡量高，为凝点高的石蜡基原油，高碳烷烃和芳香烃对黏度的影响较大。利用氢放射性同位素氘对石油烃组分进行标记，通过降解过程中的中间代谢产物的气相色谱-质谱和同位素标记物检测分析，可以阐明微生物降解多环芳香烃的机理及途径。

3.1微生物降解芳香烃中间代谢产物鉴定

利用微生物进行芳香烃的降解实验。降解1d后的样品进行气相色谱检测，结果显示，中性样品中出现多个峰，而未衍生的酸性样品峰很少，且中性样品中多种物质在酸性样品中未出现，可见气相色谱检测的方法对代谢物中的酸性和中性样品具有很好的分离能力。

质谱鉴定结果验证了酸油周围形成趋化带，采油菌与原油的密切接触促进了对原油的降解。以黏附原油方式趋向原油的微生物，其趋油能力主要表现在不同的生长周期微生物细胞表面的疏水性不同，疏水性越强，越易发生趋向；黏附原油主要依靠微生物细胞表面的疏水性物质，其疏水性有利于微生物在原油表面黏附聚集，添加表面活性剂等营养物质，可以较好地促进该种微生物繁殖并协同表面活性剂黏附原油。通过研究发现表面活性剂对细菌本身没有激活作用，而是通过乳化原油增加了细菌与原油的接触机会，而接触的增加源于细菌的趋油性及黏附作用。在该过程中，表面活性剂乳化原油，使其亲水性增强、溶解度增加。依靠产生表面活性剂乳化原油的微生物，其趋油能力主要表现在产生的表面活性剂的质量浓度的高低；通过优化培养条件，提高微生物自身表面活性剂的产量和速率，能够加速微生物在原油表面的聚集。

2.2微生物降解芳香烃途径

为了进一步探讨微生物驱油机理，在对微生物作用前后单一烷烃和芳香烃分析的基础上，建立了乙醇-氢氧化钠-正己烷萃取体系，对原油中极性含氧化合物进行了提取分离，甲酯化后，采用气相色谱-质谱检测方法对菌株降解原油后的油相和水相提取物中酸、醇等物质进行了分析。结果显示：油相中脂肪酸由作用前的7种分别增至17和24种，质量分数由作用前的1.05%分别升高至60.05%和61.02%，2种菌株作用大庆油田原油后都有新的醇产生，且新产生的醇相近，均以一元醇为主，碳数在20以下；水相中检测到乙酸、丙酸、丁酸、异戊酸4种有机酸。原油中极性含氧化合物的分析结果进一步验证了微生物降解烷烃和芳香烃途径的判断。

4微生物吞吐采油技术的发展趋势探讨

尽管我国在微生物吞吐采油技术方面的研究起步晚，研究的时间也不长，只有短短的十几年，但是我们取得的成果却是傲人的，成绩斐然。但是，我们的不足之处也是显而易见的:就研究的领域与侧重点来看，我国目前在理论层面的研究是薄弱的，这和该技术对知识内容的要求较高有一定关系。另外，该技术主要和微生物打交道，因此，了解微生物的习性和机制具有很重要的意义，但是我国目前在这方面的研究是不足的，想要调控微生物达到理想的效果比较困难。除此之外，持续关注油藏微生物很有必要，这需要精准的样本，以及长期检监测，但是，我们尚未建立起一个比较完备全面的数据库，这就缺乏对油藏微生物的演变认识。

石油开采的结果和地质情况也有很大关系。由于地址结构比较复杂，原油的位置比较隐蔽，需要勘破岩层才能开采，即便找到原油的位置，也不能保证能将原油百分百地全部开采出来，石油浪费在所难免。至于浪费的程度，则要取决于技术的高度。这也就意味着，如果我们可以在一定时期里利用好微生物吞吐采油技术，那么，石油的开采率一定可以随之得到提高。当然，我们不断地投入人财物来研究微生物吞吐采油技术，不只是为了提高石油的开采率，另一方面，我们还可以通过了解利用微生物的特性，改善石油储层条件。

5结论

针对大庆油田研究出不同微生物趋向原油的方式以及关键影响因素，明确了微生物降解原油的途径。在机理研究的基础上，筛选出适用于大庆油田外围低渗透、老区高含水率及稠油过渡带、聚合物驱后等不同类型油藏的微生物，为不断提高微生物采油技术的实施效果，进而指导现场应用奠定了基础。针对大庆油田低渗透和化学驱后油层开展微生物采油技术研究，对于油层发育好、微生物丰度高的长垣油田老区聚合物驱后油藏，应充分发挥内源微生物成本低的优势，以内源微生物驱为主；对于微生物种类少、部分采油功能菌缺失的外围油田，在充分利用油藏内源微生物的基础上，应补充相应的外源菌，采用内、外源微生物驱技术相结合的方法。已开展的外围特低渗透和聚合物驱后油层先导性试验均取得较好的开发效果，经济效益突出，为中外同类型油藏利用该技术提供了重要的借鉴。针对大庆油田将进一步研发高效微生物驱油体系，不断扩大微生物采油技术在外围油田、化学驱后油藏的应用规模。

参考文献

[1]徐婷，佘跃惠，何延龙，等.微生物驱矿场采出液中生物代谢产物［J］.大庆石油地质与开发，2020，39（2）：107-113.

[2]伍晓林，侯兆伟，李蔚，等.原油黏附性细菌的运动及其调控研究［J］.油田化学，2013，30（1）：87-91.