微生物采油的基本原理
微生物采油技术讲义
1、国外微生物采油技术发展概况
➢ 1954年，美国阿肯色州成功进行MEOR的矿场试验。 ➢ 86年～90年美国 (NIPER)2次资助俄克拉荷马州
Delawere-Childers油田的矿场试验，原油产量提高 13%和19.6%。 ➢ 20世纪50年代，前苏联和东欧国家进行MEOR研究。 ➢ 俄罗斯从88年开始在Romashkinskoe油田进行激活地下 本源微生物提高采收率的试验。 ➢ 英国、加拿大、澳大利亚、波兰、日本等国都开展了相 应的研究试验工作。
微生物采油技术
一、概述 1、国外微生物采油技术发展概况 2、国内微生物采油技术发展概况 3、微生物提高采收率机理 4、微生物提高采收率的优点 二、微生物采油技术工艺 1、微生物强化采油 2、油井套管防石蜡沉积技术 3、提高原油在地面管线中的流动效率 4、生物降解：一个环保的治理石油废弃物的方法 三、采油菌菌种筛选 四、微生物采油技术现场应用实例 单井吞吐 微生物驱 稠油开采
➢ 微生物在地下代谢生物聚合物与细菌一起形成物理堵塞，起调剖作 用，进行选择性封堵改变水的流向；
➢ 脱硫、脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出，降解沥青、胶质，降低原 油粘度；
➢ 产生有机酸、有机溶剂等（溶蚀油层岩石中的碳酸盐物质，提高地 层的孔隙度和渗透率）；
➢ 微生物附着在岩石表面生长形成生物沉积膜，有利于细菌在孔隙中 存活与延伸，扩大驱油面积。
及的油层中的死角和裂缝； ⑦微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢物，克服了盲目性； ⑧成本低，细菌能自我复制，通过层内繁殖扩大其有利作用； ⑨不损害地层，可在一井中多次应用； ⑩MEOR产物均可生物降解，不污染环境。
二、微生物采油技术工艺
表1 矿场MEOR应用的各种工艺
MEOR工艺 生产中的问题
微生物采油技术讲义全
一、概述
1、国外微生物采油技术发展概况 2、国内微生物采油技术发展概况 3、微生物提高采收率机理 4、微生物驱油技术定位 5、微生物提高采收率的优点
二、微生物采油技术工艺
1、微生物强化采油 2、油井套管防石蜡沉积技术 3、提高原油在地面管线中的流动效率 4、生物降解：一个环保的治理石油废弃物的方法
• 经常刮井（数天1次，一周一次等） • 导致油井减产 • 更多的能源消耗 • 昂贵的工作
作用机理：
微生物自身具有粘附在金属或粘土矿物等水润性物体表 面生长的特点,能够在金属和粘土矿物表面形成一层微生物保 护膜,具有屏蔽晶核,阻止结晶的作用。
微生物的新陈代谢作用可产生脂肪酸、糖脂、类脂体等 多种生物表面活性物质,这类表面活性物质可以和蜡晶发生相 互作用，参与蜡晶形成，促进蜡晶畸变，改变蜡晶状态,阻止 结晶的进一步生长,从而有效的阻止蜡、沥青、胶质等重质组 份的沉积。
2、国内微生物采油技术发展概况
（1）发展历程
60年代，玉门、新疆油田等开展过短期MEOR工作。 80年代后期，研究了注水油藏中微生物的生长活动规律，筛选出糖蜜发
酵菌种并在大庆进行了单井吞吐试验。 90年代以后，一方面引进国外技术，一方面组织产学研科研攻关。基础
研究和应用研究一起上。 2000年后，中国石油正式规划微生物采油技术研究；包括实验室建设和
1、国外微生物采油技术发展概况
（1）发展历程
1895年，Miyoshi首先记载了微生物作用于烃类的现象。 1926年， Beckman提出“利用微生物采油”的设想。同年， Bastin等
证实油层水中存在硫酸还原菌等。 1943年，Zobell申请了微生物采油的专利； 1946年，提出应用厌氧硫酸还原菌采油现场实施方案。 1947年，美国首次工业试验。 1953年，Zobell用其它菌型进行采油的实验研究。
石油开采中微生物采油技术的探讨
石油开采中微生物采油技术的探讨摘要：随着科技的快速发展，切实将新研发的技术应用到石油开采领域成了当下人们关注的重要话题。
微生物采油技术是继传统三种采油技术后，所出现的能有效提高采收率的新技术。
我国通过大量的实验与研究，证明其是能够广泛推广应用的。
本文通过该技术的概况、技术原理、现状和发展作简单论述探讨该技术。
关键词：石油开采；微生物采油技术；探讨一直以来，传统的石油开采技术一般只能采出油藏的一部分。
提高采收率，从而采出更多的原油，是国内外不断研究的重要课题。
而利用微生物来提高石油的采收率是传统方法如热力驱、化学驱、聚合物驱等方法之后，研发出的使用微生物有机活动的特性与其代谢产物用来提升石油采收率的一项新技术。
与传统采油技术相比，微生物采油技术具有更明显的特点，如：应用范围广泛、工艺简便、成本低、不伤油层、环保等。
是当下最具有发展潜力和市场的一项新技术。
1微生物采油技术简述微生物采油技术是一种新型采油技术，该技术是指，把各类合适的菌种和营养物质注入到油藏中，让其在油藏里繁衍成长，加强石油代谢速度，从而产生活性物质或是气体，用来降低水油界面张力，提高原油的开采率。
2微生物采油技术作用机理与优点该技术的作用机理相对比较复杂，目前石油开采中所掌握的基本可以概括为以下几方面。
1）改变石油结构，降低其粘度。
微生物会以原油中的正构烷烃为资源进行繁殖生长，进而改变石油的结构。
微生物的老化，从根本上改变了石油的物理性质，从而影响了石油固性的平衡，降低其压力与临界温度。
而它生长时排出的生物酶，可充分将石油进行降解，从一定程度上增加了石油的流动性，而且还能改善石油的品质。
2）微生物在代谢的过程中，会产生一定的诸如二氧化碳之类的气体。
而这些气体起到的作用是保持与增加油层的压力，使石油的粘度下降。
3）微生物同时能够产生各类化学物质，其聚合物可以在渗透地区很好的控制流速比，调整油层的吸水面，增加扫油的面积，提高采收率，同时产生的沉淀物具有良好的封堵功能。
微生物采油
缺点：微生物生产的化学剂注入地层后受
到本源细菌的降解而逐步失去其特性。
微生物菌种及其生物聚合物
微生物菌种及其生产表面活性剂
※ 注意：
生物表面活性剂的驱油效率比人工合 成表面活性剂的驱油效率高3.5-8倍。
生物表面活性剂的生产成本低，仅为
合成表面活性剂的30%。
●地下发酵法(油层发酵法) 通过微生物地下发酵提高采收率，微 生物在地下的活化作用以及产生的代谢 产物提高采收率。 优点：给微生物供应足够的营养物，就 可生产代谢产物，且生产速度大于降解 速度。因此其增产效果持续时间长，施 工成本低。
以确定。
微生物采油方法及微生物勘探 ●生物工艺法(地面发酵法) 在需氧或厌氧下,建立发酵反应器,利用 碳水化合物或其它有机物经微生物代谢产生 生物聚合物和生物表面活性剂,再象注工业 合成化学剂一样, 将生物产品注入油层, 从 而提高原油采收率。 优点：由于在地面进行培养, 微生物的生长 与代谢活动不受地层限制。
生物工程与技术专业进展专题一 — 微生物强化采油
(Microbial Enhanced Oil Recovery:MEOR）
内容提要
◆能源与石油简介
◆微生物采油
微生物采油现状及趋势 微生物在采油中的作用 微生物采油地层环境的选择 微生物采油方法及微生物勘探 微生物复配体系
◆能源与石油简介
能源是一种物质资源，是人类生存和发 展的物质基础。能源的开发和利用是社会经 济发展水平的重要标志。但是，随着社会的 发展，能源的供需矛盾日趋尖锐。 因此，如何合理地利用现有能源，开发 新的能源是人类必须关注一个重大社会问题。
善能源生产和消费结构。
石油开采工艺的几个概念 一次采油：依靠岩石膨胀、边水驱动、 重力、天然气膨胀等天然能量来采油的 方法; 二次采油：依靠注气或注水，提高油层 压力的采油方法； 三次采油：依靠注入的流体或热量改变 原油粘度或改变原油与地层中的其他介 质界面张力来驱替油层中不连续的和难 采原油的方法。
微生物采油技术讲义..
采油方法。
1、国外微生物采油技术发展概况
（1）发展历程
1895年，Miyoshi首先记载了微生物作用于烃类的现象。
1926年， Beckman提出“利用微生物采油”的设想。同年， Bastin等 证实油层水中存在硫酸还原菌等。
1943年，Zobell申请了微生物采油的专利；
1946年，提出应用厌氧硫酸还原菌采油现场实施方案。 1947年，美国首次工业试验。
MEOR工艺
单井激励
生产中的问题
地层受到伤害 , 渗透 性差 原油受到 毛细管力束缚 地层有孔道， 水驱效率低 结蜡
应用微生物的性能
产表面活性剂、气体,降解烃类
强化水驱
产表面活性剂、气体、酸和醇
调剖
产聚合物或增殖形成生物团 产乳化剂、表面活性剂，降解 烃类
清洗井筒
缓解指进
地层水或气指进
产聚合物或增殖形成生物团
微生物强化采油过程
微生物强化采油是一种提高采收率技术，通常应用在低产油井以
提高产量。
这项技术包括：向油藏注入耐温、耐压、耐盐、厌氧菌群和营养 液
菌群繁殖生长，分芽繁殖，产生有用的代谢产物（如酸、气体、
微生物采油技术
一、概述
1、国外微生物采油技术发展概况 2、国内微生物采油技术发展概况 3、微生物提高采收率机理 4、微生物驱油技术定位 5、微生物提高采收率的优点
二、微生物采油技术工艺
1、微生物强化采油 2、油井套管防石蜡沉积技术 3、提高原油在地面管线中的流动效率 4、生物降解：一个环保的治理石油废弃物的方法
微生物细胞很小，且能运移，所以能进入其它驱油工艺不能
全及的油层中的死角和裂缝；
微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢物，克服了盲目性；
微生物采油技术
微生物采油技术石油是一种非再生能源，经过一次采油和二次采油后，地层中仍有约60％～70％原油无法开采出来，提高原油采收率一直是世界采油业广泛关注的科学问题。
目前广泛采用物理、化学方法如由碱-表面活性剂-聚合物组成的三元复合驱油体系等开采原油。
在地球表层和缺氧深层生存着约占地球生物种类60％的微生物，其代谢产生的生物酶和中间产物能降解原油中的高分子物质如蜡、沥青、胶质等，从而降低原油的黏度、改善增加原油的流动性，从而可以大幅度提高原油的采收率。
1926年，美国人Beckman最早提出了用微生物提高原油产量的想法⋯，在美国石油研究所工作的Zobell于20世纪40年代初期首次进行了微生物提高采收率的研究工作，于1943年首先申请“把细菌直接注入地下，提高油层原油采收率。
1954年，美国率先成功地进行了矿场试验，随后在20世纪50年代末期到70年代，前苏联和东欧一些国家、加拿大、澳大利亚及中国也开展了微生物采油研究，并进行了一系列现场试验。
在当今世界能源危机的背景下，许多国家都将缓解能源供需矛盾列为头等大事，非常规采油技术受到格外重视。
在20世纪90年代伊拉克战争期间，大多数的美国石油公司建立起了自己的研究机构，资助研发一些新技术，其中微生物采油是潜力最大的新技术。
其美国估计原油储量6490亿桶，准备采用微生物技术开采约3750亿桶，约占总量的58％。
20世纪90年代以后随着生命科学的迅猛发展，分子生物和基因工程的新技术、新成果不断涌现，为微生物采油提供了新的理念和技术，经过几十年的发展，该技术取得了长足的进展。
本文综述微生物油田的生物学机理以及应用研究进展，旨在为提高能源利用率、节约能源、降低采油成本提供参考。
1微生物采油的优点微生物采油技术是一项费用低廉、无环境污染、科技含量高、发展迅猛的新技术，是现代生物技术在采油工程领域中创新性的应用，对于高含水和接近枯竭的老油田更显示出其强大的生命力。
与其他提高采收率的方法相比，微生物采油技术具有明显的优点：①成本低，微生物的主要营养源之一是用通常手段难以采出的石油，微生物的繁殖能力和适应性强，作用效果持续时间长，这尤其对边际油田吸引力大；②微生物采油技术工序简单，利用常规注人设备即可实施，不必增添井场设备，比其他EOR技术实用且操作方便；③应用范围广，不仅可开采轻油、中质原油，更适于开采重油；④注入的微生物和培养基原料来源广，容易制取，且可根据具体油藏特点，灵活调整微生物的配方；⑤易于控制，通过停止注入营养液，即可终止微生物的活动；⑥微生物细胞小且运动性强，能进入其他驱油工艺的盲区如死油区或裂缝；⑦微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢产物，避免了表面活性剂注入或降黏剂段塞的盲目性；⑧微生物采油产物均可生物降解，不损害地层，不会造成环境污染，且可以在同一井中重复使用多次；⑨长效性：微生物能自我复制，生活史比高等生物短，注入到油藏中的细菌不断地繁殖，长时间发挥作用；⑩生产成本低廉：微生物培养设备和成本低；灵活度高：可以针对具体的油藏灵活注入具体的微生物菌种和注入量；微生物体积小，能进入地层裂缝，不会引起明显的结垢腐蚀或堵塞等问题。
简述微生物采油技术
简述微生物采油技术[论文关键词]：微生物采油技术发展机理[论文摘要]：目前，微生物采油技术引起了微生物学界、石油工业界、石油地质界和地球化学界等相关学科的广泛兴趣和关注。
详细介绍微生物采油技术概况，明确分析微生物采油技术概况机理，并探讨其发展方向。
微生物原油采收率技术(microbial enhananced oil recovery，MEOR) 是利用微生物在油藏中的有益活动，微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油，并对原油/岩石／水界面性质的作用，改善原油的流动性，增加低渗透带的渗透率，提高采收率的一项高新生物技术。
该项技术的关键是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖和代谢产物能否有效地改善原油的流动性质及液固界面性质。
与其它提高采收率技术相比，该技术具有适用范围广、操作简便、投资少、见效快、无污染地层和环境等优点。
一、微生物采油技术概况1926年，美国科学家Mr.Beckman提出了细菌采油的设想。
1946年Zobeu研究了厌氧的硫酸盐还原菌从砂体中释放原油的机理，获得微生物采油第一专利。
I．D．shtum(前苏联)及其它国家等学者也分别作了大量的创新性工作，奠定了微生物采油的基础。
美国的Coty等人首次进行了微生物采油的矿物试验。
马来西亚应用微生物采油技术在Bokor油田做先导性矿物试验，采油量增加了47%。
2002年至2003年，我国张卫艳等在文明寨油田进行了微生物矿场应用，累计增产原油1695t，累计少产水1943t，有效期达10个月。
美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面，处于世界领先地位。
美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量，微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。
1985年至1994年，俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物，共增产原油13.49x10t，产量增加了10～46％。
1988年至1996年，俄罗斯在11个油田44 个注水井组应用本源微生物驱油技术，共增产21x10t。
微生物采油
微生物技术微生物采油是指将地面分离培养的微生物菌液和营养液注人油层,或单纯注人营养液激活油层内微生物,使其在油层内生长繁殖,产生有利于提高采收率的代谢产物,以提高油田采收率的采油方法,也称微生物强化采油。
1.微生物采油的优点微生物采油多用于三次开采,其不同于其它化学驱开采的优点在于。
⑴成本低,微生物的主要营养源之一是用通常手段难以采出的石油,微生物的繁殖能力和适应性强,作用效果持续时间长,这尤其对边际油田吸引力大;⑵微生物采油技术工序简单,利用常规注入设备即可实施,不必增添井场设备,比其他E OR技术实用且操作方便;⑶应用范围广,不仅可开采轻油、中质原油,更适于开采重油;⑷注入的微生物和培养基原料来源广,容易制取,且可根据具体油藏特点,灵活调整微生物的配方;⑸易于控制,通过停止注入营养液,即可终止微生物的活动;⑹微生物细胞小且运动性强,能进入其他驱油工艺的盲区如死油区或裂缝;⑺微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢产物,避免了表面活性剂注入或降黏剂段塞的盲目性;⑻微生物采油产物均可生物降解,不损害地层,不会造成环境污染,且可以在同一井中重复使用多次;⑼长效性:微生物能自我复制,生活史比高等生物短,注入到油藏中的细菌不断地繁殖,长时间发挥作用;⑽生产成本低廉:微生物培养设备和成本低⑾灵活度高：可以针对具体的油藏灵活注入具体的微生物菌种和注入量;⑿微生物体积小,能进入地层裂缝,不会引起明显的结垢腐蚀或堵塞等问题。
2.微生物采油的机理2.1生物表面活性剂提高采收率机理微生物所产表面活性剂会降低油水界面张力,减小水驱油毛管力,提高驱替毛细管数。
而且生物表面活性剂会改变油藏岩石润湿性,从亲油变成亲水,使吸附在岩石表面上的油膜脱落,从而提高采收率。
2.2生物气提高采收率机理大多数微生物在代谢过程中都产生气体,如CO2、H2、N2等,这些气体溶解在油中,可降低原油粘度,提高原油流动能力。
2.3微生物降解机理微生物在生长代谢过程中,一方面可以以原油中的碳链作为自生生长所需要的碳源,从而改变原油的碳链组成;另一方面微生物生长时释放出的生物酶,可降解原油,使原油碳链断裂,高碳链原油变为低碳链原油,改变原油性质,起降粘度减少结蜡的作用。
低渗透油田微生物采油技术的应用
低渗透油田微生物采油技术的应用随着开发的进展，部分油田区块进入开发中后期，采油难度大，效率低，甚至出现了很多低渗透油田，对油区的稳定发展和增产增收造成很大影响。
而微生物采油技术的出现，则在较大程度上提高了中后期油田和低渗透油田的产油率，节约了人工成本，有助于促进油田的可持续发展。
本文就低渗透油田微生物采油技术的原理，应用概况和后期发展展望做出一些研究。
标签：低渗透油田；微生物；采油技术；应用1 引言微生物采油技术是最近十多年出现并且快速发展起来的新兴技术。
在世界石油开采中，经过常规采油后，残余的油藏仍占有总油藏的很大比例，但是因为地理环境和地下状态复杂多变，导致残余油藏难以开采，后期采收率低，开采难度大，开采成本高。
微生物采油技术的出现，很大程度上改变了这一现状，很大程度上提高了采收率，降低了开采难度和开采成本，是现今石油领域的一项新的绿色环保技术。
因此，使用和改进微生物采油技术有助于缓解我国低渗透油田难以开发的现状。
2 微生物采油技术的原理和分类2.1 微生物采油技术微生物采油技术是指Microbial Enhanced Oil Recovery ，简称MEOR。
是将微生物及营养源注入地下油层，通过生物化学作用，使其在油层中繁殖，在微生物繁殖过程中，产生的新陈代谢作用和代谢产物与油藏融合，并相互作用，达到改善油藏流动性，增加渗透率的目的，实现增产和稳产。
微生物在新陈代谢过程中，会分泌一些活性剂，这些活性剂能够降低油水界面张力，有助于油液聚积，而在微生物新陈代谢中会和油藏矿物质发生反应，产生二氧化碳，二氧化碳在地下压力中，会溶入油藏中，降低油藏黏度，促进油液的流动速度，达到快速有效的驱油目的。
2.2 微生物采油技术分类微生物采油分为外源微生物采油和内源微生物采油。
区分方法是微生物的来源，外源微生物采油是指将外界微生物经过筛选，注入油藏之中，通过新陈代谢与油藏发生作用，达到改善油藏流动性的目的；内原微生物采油则是分析研究油藏中细菌，然后提取细菌酶用于采油。
微生物来采油啦!
微生物来采油啦！■王大锐微生物驱油技术机理研究微生物采油的机理和效果在于以下几个方面：微生物代谢产物，如微生物代谢产生气体（CH 4、H 2、CO 2、N 2）降低原油黏度、促进原油流动；产生低分子量有机酸和低分子量脂肪酸溶解碳酸岩，增大孔隙度，提高渗透率；代谢醇类物质、酮类物质等起到乳化剂的作用，溶解原油降低黏度，降解孔喉中大分子长链烃，参与稳定和减少界面张力促进乳化达到提高渗透性的目的；产生生物表面活性剂改变岩石的表面性质，如润湿角或改变原油黏度；以及产生生物大分子、生物质选择性堵塞高渗透地区孔隙、选择性和非选择性的添加作为增堵剂，改变原油黏度、油断电点以及脱硫等。
微生物堵调作用有两个方面：①细菌大量繁殖，在油藏多孔介质中，细菌个体增加会导致堵塞，因为细菌本身粒径为0.5~5·m；②有些细菌在油藏中可合成高分子多糖，起到深部堵调作用，无论是外源菌还是内源菌，只要条件合适，均可实现该机理的作用。
依靠细菌细胞的堵调作用，一般要求油藏渗透率不宜太高，多数报道的油藏渗透均在0.5×10-3/m 2 以下。
依靠微生物在油藏多孔介质中产生多糖进行封堵在我国吉林油田取得成功，所用的细菌可产生非水溶性纤维素多糖生物聚合物，现场应用时需要提供可溶性糖类作为营养。
成功应用的一个关键因素是该油田油藏温度在30~40℃，正好是细菌生长代谢的最适温度。
这个温度优势也带来杂菌污染的问题。
微生物很难在高温条件下产生生物多糖，所以这个机理只合适于低温油藏（20~40℃），同时还必须提供糖类营养底物。
微生物产生的生物表面活性剂可分为四大类：糖脂类、磷脂类、脂蛋白或缩氨酸和聚合物类，由于具有水溶性好、无毒、安全、驱油效果好等特点，国内外在这方面开展了广泛的研究。
这些研究可分为两个方面，即地面生产生物表面活性剂和地下原位产生生物表面活性剂。
多种微生物在代谢过程中能产生生物气，一般包括H 2、CO 2和CH 4等，无论是什么气体，如果在油藏中产生必然有利于采油。
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微生物采油的基本原理
微生物采油是一种利用微生物来提高油井产能的技术。
它的基本原理是通过注入特定的微生物菌种到油田中，这些微生物菌种能够利用油井中的有机物质作为能源，并产生一些物质，如酸、酶和代谢产物等，以改变油井中的物理和化学条件，从而促进原油的流动和提高采油效率。
微生物采油的基本原理包括以下几个方面：
1. 生物降粘作用：微生物菌种可以产生酸和酶，通过降低原油黏度，减少原油与油井岩石的黏附力，使原油更容易流动。
2. 生物酸化作用：微生物菌种通过代谢产生的酸可以溶解油井中的碳酸钙等矿物质，减少沉积物和堵塞情况，从而增加油井的渗透性。
3. 生物吞吐作用：微生物菌种可以降解油井中的油泥和沉积物，使油井通道清晰，提高原油的流动性。
4. 气体产生作用：微生物菌种通过代谢过程产生气体，如二氧化碳和丙烷等，可以增加油井的压力，推动原油上升。
需要注意的是，微生物采油技术的应用需要根据具体的油田条件和油藏特点进行调整和优化，以达到最佳的采油效果。
同时，也需要密切监测微生物菌种的生长
和代谢情况，防止不必要的环境污染和生态破坏。