微生物采油行性报告
1．概述
11石油开采
石油种复杂烃类混合物烃类气态液态者沥青质固态存般沉积岩层中存液态烃俗称原油存储油岩层孔隙中孔隙开采时难易程度没外压情况孔隙中原油难溢出
常规次采油油井建成层压力原油压面开采出原油量30左右二次采油需加压注水注汽等水气体流动油油井驱面获总储量10％~20％剩余油藏中石油吸附岩石空隙间难开采需新方法开采出需三次开采油
三次采油机理降低原油黏度增加注入水黏度缩油水间黏度差控制水流动性提高驱油面积提高原油采收率常规三次采油方法：热驱蒸汽驱油化学驱油（包括表面活性剂驱油聚合物驱油）微生物采油
常规化学驱动费较昂贵微生物采油着生物技术发展已着济开采原油目标迈出第步利微生物开采枯渴油层目前济方法应种方法仅开采出流动原油开采出动石油枯渴井延长寿命年研究证明：微生物采油种前途强采方法
12微生物采油技术概述
微生物采油技术微生物提高原油采收率技术（microbial enhanced oil recoverg MEOR）通筛选微生物注入油藏利微生物油藏中益活动微生物代谢产物油藏中液相固相互相作原油岩油水界面性质特性作等改变原油某物理化学特征改善原油流动性质提高原油采收率综合性技术采油微生物代谢程中产酸生物表面活性剂气体等代谢产物外产生聚合物机溶剂等代谢产物程度方式作层原油改善原油性质利原油开采微生物采油技术年发展逐渐成目前国外发展迅速项提高原油采收率技术21世纪项高新生物技术
广义说微生物采油方法包括两类：类利微生物产品（生物聚合物生物表面活性剂）作油田化学剂进行驱油称微生物发酵提高采油率目前该技术国外已趋成熟类利微生物代谢物提高采油率利微生物发酵提高采收率狭义微生物采油技术指利微生物发酵提高采收率方法报告者进行重点分析
微生物采油（发酵发）直接微生物注入油层储油岩层作巨发酵罐中生长繁殖代谢出提高采收率代谢产物进行原油改良提高原油采收率方法提高采收率方法相微生物采油技术具明显优势施工成低二施工工艺简单操作方便操作方式灵活变容易控制三具损坏层反复易生物降解易污染环境生态学优势四增产效果持续时间长五范围广
2．微生物采油技术现状前景
微生物采油20世纪20年代提出受种素限制发展直缓慢20世纪20年代世界石油危机国加速细菌采油研究年国外研究微生物采油学越越许石油公司独立高科技实验室进行研究开发取许喜成果
采油微生物研究初期侧重菌种筛选菌种性评价室模拟试验矿厂应试验提高原油采收率研究微生物采油技术广泛应基础深入研究表现两方面微生物采油技术矿厂工程学深入研究二石油微生物菌种生物学特性基础研究
微生物采油技术提供性优良菌种采油微生物菌种基础研究十分活跃表现五方面：微生物生理学研究石油微生物遗传学研究者热菌耐温菌基础研究石油微生物酶研究石油微生物分类鉴定
目前部分微生物采油现场实验均含蜡量高轻质油中进行胶质沥青质含量高黏油微生物缺乏足够资料显然原油黏度越高通微生物生命活动降低黏度增加流动性越困难
目前高黏油微生物采油技术报道极少高黏油微生物开采现场实验层成功报道数高胶质沥青质含量高黏油微生物开采带少困难通筛选高黏油优良菌种进行高黏微生物开采矿场实验探讨高黏油微生物采油机理目前世界亟解决项技术难题
3．行性分析
3．1微生物采油机理
微生物采油利蜡碳源耐氧厌氧菌原油作程中产生轻组分代谢产物——机酸醇表面活性剂改善原油流动性改善油水界面状况流动关系增加油井产油量提高油田开发效果通细菌层直接作细菌产生种代谢产品油层作提高原油采收率细菌油层作方式种
311微生物直接作
通岩石表面生长繁殖占孔隙空间物理方法驱出石油改变碳氢化合物馏分微生物黏附岩石表面油膜生长油膜推开油释放出
312改变原油组成
通降解原变成低黏原油微生物石油中正构烷作碳源生长繁殖改变原油碳链组成原油黏度降低变容易流动微生物断老化改变石蜡原油物理性质影响原油液固相衡降低石蜡原界温度压力微生物增加减少储存井眼设备表面原油石蜡温度压力微生物生长时释放出生物酶降解原油原油碳链断裂高碳链原油变低碳链原油重组分减少轻质组成增加凝固流黏均降低仅改善原油油层中流动性会原油层质改善
313改变原油驱油环境
3131生物表面活性剂提高采收率
微生物产生表面活性剂会降低油水界面张力减少水驱油张力提高驱毛数时生物表面活性剂会改变油藏岩石润湿性亲油变成亲水吸附岩石表面油膜脱落油藏成余饱度降低提高采收率
3132生物气提高采收率
数微生物代谢程中产生气体CO2H2CH4等气体够油层部分增压降低原油黏度提高原油流动力溶解岩石中碳酸盐增加渗透率石油膨胀体积增利驱出原油增加产量时气泡贾敏效应会增加水流阻力提高注入水波体积
3133产生酸机溶剂提高采收率
微生物产生酸相低分子质量机酸（甲酸丙酸）部分机酸（硫酸）溶解碳酸盐方面增加孔隙度提高渗透率方面释放二氧化碳提高油层压力降低原油黏度提高原油流动力产生醇机酯等机溶剂改变岩石表面性质原油物理性质吸附孔隙岩石表面原油释放出易采出面研究结果表明微生物作原油产生乙酸丙酸外种短链机酸时微生物产生两种未知醇类微生物发酵原油程中代谢产物利改善原油黏度类似轻度酸化增加岩石孔隙度提高原油量发酵液中机酸分析表明细菌生命活动加速石油分解代谢石油烷烃产生脂肪酸着发酵时间增长机酸含量时增加细菌发酵发酵液PH明显降般发酵液PH70降低60~55
3134生物聚合物提高采收率
微生物油藏高渗透区生长繁殖产生聚合物够选择堵塞孔道增扫油系数降低水油水驱中增加水黏度降低水相流动性减少指进早水淹提高波系数增扫油效率层中产生生物聚合物高渗透带控制流度周整注水油层吸水剖面增扫油面积提高采收率
314综合作（表1）
表1 微生物代谢产物油层作
微生物代谢产物
油层作
溶剂
表面活性剂
酸
气体
生物量
聚合物
3．2微生物采油应方案
321单井周期注入微生物采油
单井周期注入法称单井吞吐法提高低产油井产量需筛选采油微生物培养液营养液单口采油井高压泵入油层关井数日成数周微生物油层中生长繁殖产生代谢产物微生物运动油井周围直径10m左右储油岩层通微生物产物作疏通堵塞油层孔隙通道增加原油流动性提高原油采收率关井时间视微生物生长繁殖情况定取决油层温度开井采油微生物反排出称单井吞吐法周期性微生物采油增油期维持时间较短般半年数月保持高产采油量降低需次循环注入采油微生物定局限性区重复进行周期性注入时常出现生物净化作
周期性微生物采油机理见图1
微生物单井吞吐采油选井应注意问题①产低渗透率低油井适应单井吞吐②易出砂井宜采单井吞吐③黏土含量高油层宜采④高温高压井宜采微生物开采
微生物注入量注入周期确定合理菌液量处理频率否佳优影响济效益重素应根具体情况调整般宜超六轮
微生物单井吞吐采油应含水70~90时进行利微生物生存繁殖微生物单井吞吐断块连通状况差层温度低土豆 油藏增产措施
322微生物驱油
微生物驱油指筛选采油微生物营养物注水井高压泵入储油层微生物注入水油层迁移直运动储油层深部微生物油层生长繁殖产生种代谢产物细胞代谢产物分作原油发挥出驱油功降低原油黏度增加原油流动性驱原油油井中采出提高原油采收率微生物驱油微生物采油方法中真正提高原油采收率效果显效长微生物显油技术
微生物驱原油机理见图2
筛选采油微生物菌种般方法步骤见图3
取样
现场
厌氧富集
菌落 试验装置 富集装置加压
加压
微生物筛选
温度
压力
矿化度
产物
油分散体
驱油
微型填矿柱
油
气
高温高压
放岩样试验
MEOR岩芯试验结果 机理研究结果
油田现场试验
第步现场取样准备微生物处理油藏原油水中分离菌中油藏中分离出微生物应油层条件类似油藏效果较
第二步厌氧富集现场采集油水样品装入加压厌氧菌中试验装置富集装置中进行样品富集厌氧培养
第三步微生物筛选厌氧培养物置进行微生物处理油藏条件考虑新黏试验中筛选适油藏条件微生物然进考察菌种注入水配伍性取污水处理站注水井水样进行室试验观察注入水菌株伤害选择抗伤害力强菌株注入水菌体伤害水处理药剂致尤杀菌剂更严重施工程中停止加入水处理药剂
第四步驱油模拟实验微型填矿柱做岩芯模型饱原油气态烃模拟油藏高温高压高矿化度条件筛选微生物菌种做室驱油试验微型岩芯模拟试验基础进步做放岩芯模拟试验根驱油效果确定微生物菌种
做驱油岩芯模拟试验时应时筛选菌种做驱油机理研究筛选菌种相应条件做原油降黏效果分析产酸产气定量分析根微生物作效果进步确定采油现场应微生物菌种
微生物采油法开采深层高温油井时然界分离微生物少够满足求应通遗传操作改造现菌种构建符合特殊求微生物菌侏
323激活油藏微生物群落驱油
油藏中存着天然微生物群落某营养物质贫乏原先微生物数量少活性低果注水井中微生物生长缺乏营养物注入油层激活油藏天然微生物群落生长繁殖产生种代谢产物作原油提高原油采收率节约量成实践证明油藏条件存着源微生物源微生物严格厌氧单独存油藏种类发展微生物生理特性作矿场历着然选择涉进入层质时期厌氧微生物总发酵硫酸盐原甲烷细菌结合起微生物利原油中烃炭作碳源微生物方法采油变更加简单
324微生物选择性封堵
微生物封堵油层机理：形体较产生表面黏稠物质微生物菌种注入井中注入微生物送移孔道溶洞储油岩层部位通微生物生长繁殖代谢作产生菌体细胞细胞分泌表面黏稠物质层岩石表面形成层生物膜效封堵孔道溶洞降低层渗透率微生物胞外糖细胞亲力裸露岩石表面亲力注入微生物细胞封堵部位生物膜聚集形成更封堵层细菌产生机械封堵会驱油液高渗区转未波区提高波斤数防止注入水指状流动提高原油采收率
325微生物压裂液压裂
厌氧条件量产生机酸微生物营养物高压注入孔隙度甚渗透率低储油层微生物生长程中产生量机酸溶解岩层形成缝隙提高渗透率利原油流动提高原油采收率
利微生物压裂液压裂层技术施工时需先菌株营养物注入油层凝胶填充油产层附空间然加压压裂油层压力降低井数月次开采时产油量增加
4采油微生物注意事项
41采油微生物应具备生物学特性
采油微生物降低油—水界面油—岩石界面张力降低原油黏度改变原油性质注入油层采油微生物必须具备基生物特征
①厌氧兼性厌氧层氧条件生长繁殖进行厌氧发酵氧条件生长繁殖
②油层高温高压高盐等极端环境生长繁殖代谢生长速度油层中存微生物生长速度快
③采油微生物油层中存烃类作碳源储油层机盐作氮源营养元素减少成
④采油微生物必须注入油层环境条件相配伍相适应油层运移生长繁殖产生机气体表面活性剂生物聚合物机溶剂等种代谢产物
50°C温度缺氧条件生长中度嗜盐细菌微生物采油力竞争者
42菌种选择营养物配制
421菌种选择
微生物适应层中种条件力产生代谢物外生物工程目需微生物代谢产物根层条件生物工程目合理选择菌种工程获成功关键
层条件中着先需考虑层温度微生物耐热力（表2）
第步现场取样准备微生物处理油藏原油水中分离菌中油藏中分离出微生物应油层条件类似油藏效果较
第二步厌氧富集现场采集油水样品装入加压厌氧菌中试验装置富集装置中进行样品富集厌氧培养
第三步微生物筛选厌氧培养物置进行微生物处理油藏条件考虑新黏试验中筛选适油藏条件微生物然进考察菌种注入水配伍性取污水处理站注水井水样进行室试验观察注入水菌株伤害选择抗伤害力强菌株注入水菌体伤害水处理药剂致尤杀菌剂更严重施工程中停止加入水处理药剂
第四步驱油模拟实验微型填矿柱做岩芯模型饱原油气态烃模拟油藏高温高压高矿化度条件筛选微生物菌种做室驱油试验微型岩芯模拟试验基础进步做放岩芯模拟试验根驱油效果确定微生物菌种
做驱油岩芯模拟试验时应时筛选菌种做驱油机理研究筛选菌种相应条件做原油降黏效果分析产酸产气定量分析根微生物作效果进步确定采油现场应微生物菌种
微生物采油法开采深层高温油井时然界分离微生物少够满足求应通遗传操作改造现菌种构建符合特殊求微生物菌侏
323激活油藏微生物群落驱油
油藏中存着天然微生物群落某营养物质贫乏原先微生物数量少活性低果注水井中微生物生长缺乏营养物注入油层激活油藏天然微生物群落生长繁殖产生种代谢产物作原油提高原油采收率节约量成实践证明油藏条件存着源微生物源微生物严格厌氧单独存油藏种类发展微生物生理特性作矿场历着然选择涉进入层质时期厌氧微生物总发酵硫酸盐原甲烷细菌结合起微生物利原油中烃炭作碳源微生物方法采油变更加简单
324微生物选择性封堵
微生物封堵油层机理：形体较产生表面黏稠物质微生物菌种注入井中注入微生物送移孔道溶洞储油岩层部位通微生物生长繁殖代谢作产生菌体细胞细胞分泌表面黏稠物质层岩石表面形成层生物膜效封堵孔道溶洞降低层渗透率微生物胞外糖细胞亲力裸露岩石表面亲力注入微生物细胞封堵部位生物膜聚集形成更封堵层细菌产生机械封堵会驱油液高渗区转未波区提高波斤数防止注入水指状流动提高原油采收率
325微生物压裂液压裂
厌氧条件量产生机酸微生物营养物高压注入孔隙度甚渗透率低储油层微生物生长程中产生量机酸溶解岩层形成缝隙提高渗透率利原油流动提高原油采收率
利微生物压裂液压裂层技术施工时需先菌株营养物注入油层凝胶填充油产层附空间然加压压裂油层压力降低井数月次开采时产油量增加
4采油微生物注意事项
41采油微生物应具备生物学特性
①厌氧兼性厌氧层氧条件生长繁殖进行厌氧发酵氧条件生长繁殖
②油层高温高压高盐等极端环境生长繁殖代谢生长速度油层中存微生物生长速度快
③采油微生物油层中存烃类作碳源储油层机盐作氮源营养元素减少成
④采油微生物必须注入油层环境条件相配伍相适应油层运移生长繁殖产生机气体表面活性剂生物聚合物机溶剂等种代谢产物
50°C温度缺氧条件生长中度嗜盐细菌微生物采油力竞争者
42菌种选择营养物配制
421菌种选择
微生物适应层中种条件力产生代谢物外生物工程目需微生物代谢产物根层条件生物工程目合理选择菌种工程获成功关键
层条件中着先需考虑层温度微生物耐热力（表2）
表2 微生物生长温度范围
类
生长温度°C
举例
底
适
高
低温微生物
中温微生物
高温微生物
5~10
5~10
25~40
10~20
15~40
45~65
25~30
45~50
70~100
活性淤泥
梭状芽孢杆菌
黄单胞杆菌
需考虑层条件矿化度渗透率PH层水化学组分等通常做顶关层流体微生物间配伍性试验检验出微生物否适应条件体预测出应种微生物否获增产效果种配伍性试验试进行方法八种微生物配方分层流体（时层岩石）中进行培养微生物生长状况代谢产物生成情况进行测试便确定出佳条件种方法确定标准具体油藏条件选择出微生物配方
根微生物工程目选择菌种时参考表3中列出微生物处理类型
表3 微生物层处理类型
微生物采油工艺
生产问题
微生物类
微生物增产处理
层压力足注入力问题毛力造成束缚油
通常产生表面活性剂气体酸醇类细菌
微生物洗井
结蜡问题
产生乳化剂表面活性剂酸微生物降解烃类微生物
微生物强化水驱
毛力造成束缚油
通常产生表面活性剂气体酸酶微生物
微生物改善渗透率
波效率低
产生聚合物产生量生物细菌
生物聚合物驱油
注井入突进利流度化
产生聚合物微生物
微生物堵水
高水油
产生聚合物量生物质微生物
422营养液配制
注入层微生物必须提供营养液营养液配制根选菌种层条件工程目确定通常菌种需营养物质微生物培养实验助确定微生物优营养配方组分微生物般需磷化合物含氧化合物含碳化合物硫种微量元素氢维生素二氧化碳等层中会缺乏营养物质中种数种营养液组分包括层中缺乏营养物质利层中取岩样通原子吸收先 法离子层析法感耦合等离子体等技术额定出层中缺乏营养物质
选种营养物质应层条件具热稳定性化学稳定性会层流体中机盐反应形成沉淀物免堵塞层外含黏土层中营养液应引起层黏土膨胀微粒远移
增强微生物配方效果选择某种化学试剂作微生物配方增效剂增效剂直接添加菌种配方中作微生物增产处理液前置液增效剂采生物表面活性剂采工业合成化学剂增效剂作前置液时通岩石表面吸附提高微生物细胞微生物代谢产物传递速度增效剂直接添加微生物配方中时产生协效应外某化学剂促进微生物产生量代谢产物通改变微生物细胞代谢途径产生代谢产物
单井处理静压头菌种流入井注水井安装旁通接头注入菌种注入水入层水驱开发中规模处理时罐装微生物营养液通分流线泵入注入井
43适合微生物采油工程油藏筛选标准筛选程序
油藏固液气三相构成物理化学性质微生物生存繁殖代谢活动决定性影响非油藏皆适微生物采油根量研究油层深度压力温度层水化学组分矿化度PH原油密度等参数微生物生存代谢活动具体限制作参数值适范围时应微生物采油技术获增产效果美国国家石油源研究制定出微生物采油油藏筛选标准（表4）
油藏参数
评价范围
含盐度
温度
深度
微量元素含量
层渗透率
层固微生物
原油重度
原油类型
残余油饱度
单井控制面积
根油藏中微生物限制作种参数制定油藏筛选程序（表5）
表5 油藏筛选程序
油藏参数
筛选程序
选菌种
确定提高原油产量潜机理
矿化度
应配伍性试验评价微生物生长代谢活动
温度深度
层条件配伍性试验评价微生物生长代谢活动
微量元素
应配伍性试验确定出微生物生长代谢活动害影响
层渗透率
果进行井微生物处理应进行单井注放力试验岩芯驱潜研究
层中固微生物
层条件应配伍性试验评价微生物生长代谢活动
5．产品工艺流程
基修饰
试验分析
分离纯化
初筛选
厌氧富集
取样
筛先
密封灌装贮存
配制营养液
6 成核算
微生物采油成低需复杂面设施昂贵原材料设施仅装制备细菌接种物需浸液加热器注入泵设施许注入场均进行微生物采油成（表6）：
表6 成核算 （年产10000m3菌液计）
项目
费（民币万元）
厂房
发酵罐
分装机
基科研分析设备
固定资合计
2000
150
30
400
2580
基质（糖蜜糖）
电子
劳力（科研费）
勤费
80
100
1000
70
包装
运行资合计
10
1260
总合计
3840
7 济效益分析
微生物采油运现全部适微生物采油油藏需特增加采油设施需重新铺设线钻注入井（次性投资）成低驱油方法（较化学驱油言微生物驱油成约12~23左右）石油开采国家垄断行业需特增加市场营销方面费
参考国外相关产品价格定立方米菌液售价913亿元年收入913亿元
产品固定资产2580万元运行成1260万元年厂房设备折旧费120万年预见费50万年税收3652万元年计5082万元年
产品净利润86218亿元年收回成年投资回报率16965
8 微生物采油中存问题
微生物采油方法身局限性：①高温（＞89°C）高含盐量（ ＞10）层通常适②营养基中时含定量重金属离子微生物副作③某细菌产生黏性渗出液菌胶团堵塞层④钢套油泵受硫酸盐原菌产生腐蚀性化学物质侵蚀低硫原油性破坏⑤硫酸盐原产生H2S层中铁反应生成硫酸亚铁黑色沉淀常堵塞污染生产线⑥微生物导致泵油工艺化学剂降解
目前研究微生物适中温度盐含量压力存活果理条件变微生物效利会受限制然显著证说明石油储存库实验室研究表明样微生物受住环境事实微生物深储存库中分离已发展专门机制克服低氧需氧微生物已分离微生物进步研究会利石油工业中微生物开发外现采油微生采基修饰等手段克服局限性
9行性研究结建议
91结建议
根前面节研究分析结果项目技术济进行全面评价建设方案进行总结提出结性意见建议容：
911推荐拟建方案结性意见
推荐拟建方案建设条件产品方案工艺技术济效益社会效益环境影响结性意见
912方案进行说明
913行性研究中尚未解决问题提出解决办法建议
914应修改问题进行说明提出修改意见
915行项目提出行问题处理意见
92行性研究中争议问题结
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微生物采油行性报告
1．概述
11石油开采
石油种复杂烃类混合物烃类气态液态者沥青质固态存般沉积岩层中存液态烃俗称原油存储油岩层孔隙中孔隙开采时难易程度没外压情况孔隙中原油难溢出
常规次采油油井建成层压力原油压面开采出原油量30左右二次采油需加压注水注汽等水气体流动油油井驱面获总储量10％~20％剩余油藏中石油吸附岩石空隙间难开采需新方法开采出需三次开采油
三次采油机理降低原油黏度增加注入水黏度缩油水间黏度差控制水流动性提高驱油面积提高原油采收率常规三次采油方法：热驱蒸汽驱油化学驱油（包括表面活性剂驱油聚合物驱油）微生物采油
常规化学驱动费较昂贵微生物采油着生物技术发展已着济开采原油目标迈出第步利微生物开采枯渴油层目前济方法应种方法仅开采出流动原油开采出动石油枯渴井延长寿命年研究证明：微生物采油种前途强采方法
12微生物采油技术概述
微生物采油技术微生物提高原油采收率技术（microbial enhanced oil recoverg MEOR）通筛选微生物注入油藏利微生物油藏中益活动微生物代谢产物油藏中液相固相互相作原油岩油水界面性质特性作等改变原油某物理化学特征改善原油流动性质提高原油采收率综合性技术采油微生物代谢程中产酸生物表面活性剂气体等代谢产物外产生聚合物机溶剂等代谢产物程度方式作层原油改善原油性质利原油开采微生物采油技术年发展逐渐成目前国外发展迅速项提高原油采收率技术21世纪项高新生物技术
广义说微生物采油方法包括两类：类利微生物产品（生物聚合物生物表面活性剂）作油田化学剂进行驱油称微生物发酵提高采油率目前该技术国外已趋成熟类利微生物代谢物提高采油率利微生物发酵提高采收率狭义微生物采油技术指利微生物发酵提高采收率方法报告者进行重点分析
微生物采油（发酵发）直接微生物注入油层储油岩层作巨发酵罐中生长繁殖代谢出提高采收率代谢产物进行原油改良提高原油采收率方法提高采收率方法相微生物采油技术具明显优势施工成低二施工工艺简单操作方便操作方式灵活变容易控制三具损坏层反复易生物降解易污染环境生态学优势四增产效果持续时间长五范围广
2．微生物采油技术现状前景
微生物采油20世纪20年代提出受种素限制发展直缓慢20世纪20年代世界石油危机国加速细菌采油研究年国外研究微生物采油学越越许石油公司独立高科技实验室进行研究开发取许喜成果
采油微生物研究初期侧重菌种筛选菌种性评价室模拟试验矿厂应试验提高原油采收率研究微生物采油技术广泛应基础深入研究表现两方面微生物采油技术矿厂工程学深入研究二石油微生物菌种生物学特性基础研究
微生物采油技术提供性优良菌种采油微生物菌种基础研究十分活跃表现五方面：微生物生理学研究石油微生物遗传学研究者热菌耐温菌基础研究石油微生物酶研究石油微生物分类鉴定
目前部分微生物采油现场实验均含蜡量高轻质油中进行胶质沥青质含量高黏油微生物缺乏足够资料显然原油黏度越高通微生物生命活动降低黏度增加流动性越困难
目前高黏油微生物采油技术报道极少高黏油微生物开采现场实验层成功报道数高胶质沥青质含量高黏油微生物开采带少困难通筛选高黏油优良菌种进行高黏微生物开采矿场实验探讨高黏油微生物采油机理目前世界亟解决项技术难题
3．行性分析
3．1微生物采油机理
微生物采油利蜡碳源耐氧厌氧菌原油作程中产生轻组分代谢产物——机酸醇表面活性剂改善原油流动性改善油水界面状况流动关系增加油井产油量提高油田开发效果通细菌层直接作细菌产生种代谢产品油层作提高原油采收率细菌油层作方式种
311微生物直接作
通岩石表面生长繁殖占孔隙空间物理方法驱出石油改变碳氢化合物馏分微生物黏附岩石表面油膜生长油膜推开油释放出
312改变原油组成
通降解原变成低黏原油微生物石油中正构烷作碳源生长繁殖改变原油碳链组成原油黏度降低变容易流动微生物断老化改变石蜡原油物理性质影响原油液固相衡降低石蜡原界温度压力微生物增加减少储存井眼设备表面原油石蜡温度压力微生物生长时释放出生物酶降解原油原油碳链断裂高碳链原油变低碳链原油重组分减少轻质组成增加凝固流黏均降低仅改善原油油层中流动性会原油层质改善
313改变原油驱油环境
3131生物表面活性剂提高采收率
微生物产生表面活性剂会降低油水界面张力减少水驱油张力提高驱毛数时生物表面活性剂会改变油藏岩石润湿性亲油变成亲水吸附岩石表面油膜脱落油藏成余饱度降低提高采收率
3132生物气提高采收率
数微生物代谢程中产生气体CO2H2CH4等气体够油层部分增压降低原油黏度提高原油流动力溶解岩石中碳酸盐增加渗透率石油膨胀体积增利驱出原油增加产量时气泡贾敏效应会增加水流阻力提高注入水波体积
3133产生酸机溶剂提高采收率
微生物产生酸相低分子质量机酸（甲酸丙酸）部分机酸（硫酸）溶解碳酸盐方面增加孔隙度提高渗透率方面释放二氧化碳提高油层压力降低原油黏度提高原油流动力产生醇机酯等机溶剂改变岩石表面性质原油物理性质吸附孔隙岩石表面原油释放出易采出面研究结果表明微生物作原油产生乙酸丙酸外种短链机酸时微生物产生两种未知醇类微生物发酵原油程中代谢产物利改善原油黏度类似轻度酸化增加岩石孔隙度提高原油量发酵液中机酸分析表明细菌生命活动加速石油分解代谢石油烷烃产生脂肪酸着发酵时间增长机酸含量时增加细菌发酵发酵液PH明显降般发酵液PH70降低60~55
3134生物聚合物提高采收率
微生物油藏高渗透区生长繁殖产生聚合物够选择堵塞孔道增扫油系数降低水油水驱中增加水黏度降低水相流动性减少指进早水淹提高波系数增扫油效率层中产生生物聚合物高渗透带控制流度周整注水油层吸水剖面增扫油面积提高采收率
314综合作（表1）
表1 微生物代谢产物油层作
微生物代谢产物
油层作
溶剂
表面活性剂
酸
气体
生物量
聚合物
3．2微生物采油应方案
321单井周期注入微生物采油
单井周期注入法称单井吞吐法提高低产油井产量需筛选采油微生物培养液营养液单口采油井高压泵入油层关井数日成数周微生物油层中生长繁殖产生代谢产物微生物运动油井周围直径10m左右储油岩层通微生物产物作疏通堵塞油层孔隙通道增加原油流动性提高原油采收率关井时间视微生物生长繁殖情况定取决油层温度开井采油微生物反排出称单井吞吐法周期性微生物采油增油期维持时间较短般半年数月保持高产采油量降低需次循环注入采油微生物定局限性区重复进行周期性注入时常出现生物净化作
周期性微生物采油机理见图1
微生物单井吞吐采油选井应注意问题①产低渗透率低油井适应单井吞吐②易出砂井宜采单井吞吐③黏土含量高油层宜采④高温高压井宜采微生物开采
微生物注入量注入周期确定合理菌液量处理频率否佳优影响济效益重素应根具体情况调整般宜超六轮
微生物单井吞吐采油应含水70~90时进行利微生物生存繁殖微生物单井吞吐断块连通状况差层温度低土豆 油藏增产措施
322微生物驱油
微生物驱油指筛选采油微生物营养物注水井高压泵入储油层微生物注入水油层迁移直运动储油层深部微生物油层生长繁殖产生种代谢产物细胞代谢产物分作原油发挥出驱油功降低原油黏度增加原油流动性驱原油油井中采出提高原油采收率微生物驱油微生物采油方法中真正提高原油采收率效果显效长微生物显油技术
微生物驱原油机理见图2
筛选采油微生物菌种般方法步骤见图3
取样
现场
厌氧富集
菌落 试验装置 富集装置加压
加压
微生物筛选
温度
压力
矿化度
产物
油分散体
驱油
微型填矿柱
油
气
高温高压
放岩样试验
MEOR岩芯试验结果 机理研究结果
油田现场试验
第步现场取样准备微生物处理油藏原油水中分离菌中油藏中分离出微生物应油层条件类似油藏效果较
第二步厌氧富集现场采集油水样品装入加压厌氧菌中试验装置富集装置中进行样品富集厌氧培养
第三步微生物筛选厌氧培养物置进行微生物处理油藏条件考虑新黏试验中筛选适油藏条件微生物然进考察菌种注入水配伍性取污水处理站注水井水样进行室试验观察注入水菌株伤害选择抗伤害力强菌株注入水菌体伤害水处理药剂致尤杀菌剂更严重施工程中停止加入水处理药剂
第四步驱油模拟实验微型填矿柱做岩芯模型饱原油气态烃模拟油藏高温高压高矿化度条件筛选微生物菌种做室驱油试验微型岩芯模拟试验基础进步做放岩芯模拟试验根驱油效果确定微生物菌种
做驱油岩芯模拟试验时应时筛选菌种做驱油机理研究筛选菌种相应条件做原油降黏效果分析产酸产气定量分析根微生物作效果进步确定采油现场应微生物菌种
微生物采油法开采深层高温油井时然界分离微生物少够满足求应通遗传操作改造现菌种构建符合特殊求微生物菌侏
323激活油藏微生物群落驱油
油藏中存着天然微生物群落某营养物质贫乏原先微生物数量少活性低果注水井中微生物生长缺乏营养物注入油层激活油藏天然微生物群落生长繁殖产生种代谢产物作原油提高原油采收率节约量成实践证明油藏条件存着源微生物源微生物严格厌氧单独存油藏种类发展微生物生理特性作矿场历着然选择涉进入层质时期厌氧微生物总发酵硫酸盐原甲烷细菌结合起微生物利原油中烃炭作碳源微生物方法采油变更加简单
324微生物选择性封堵
微生物封堵油层机理：形体较产生表面黏稠物质微生物菌种注入井中注入微生物送移孔道溶洞储油岩层部位通微生物生长繁殖代谢作产生菌体细胞细胞分泌表面黏稠物质层岩石表面形成层生物膜效封堵孔道溶洞降低层渗透率微生物胞外糖细胞亲力裸露岩石表面亲力注入微生物细胞封堵部位生物膜聚集形成更封堵层细菌产生机械封堵会驱油液高渗区转未波区提高波斤数防止注入水指状流动提高原油采收率
325微生物压裂液压裂
厌氧条件量产生机酸微生物营养物高压注入孔隙度甚渗透率低储油层微生物生长程中产生量机酸溶解岩层形成缝隙提高渗透率利原油流动提高原油采收率
利微生物压裂液压裂层技术施工时需先菌株营养物注入油层凝胶填充油产层附空间然加压压裂油层压力降低井数月次开采时产油量增加
4采油微生物注意事项
41采油微生物应具备生物学特性
采油微生物降低油—水界面油—岩石界面张力降低原油黏度改变原油性质注入油层采油微生物必须具备基生物特征
①厌氧兼性厌氧层氧条件生长繁殖进行厌氧发酵氧条件生长繁殖
②油层高温高压高盐等极端环境生长繁殖代谢生长速度油层中存微生物生长速度快
③采油微生物油层中存烃类作碳源储油层机盐作氮源营养元素减少成
④采油微生物必须注入油层环境条件相配伍相适应油层运移生长繁殖产生机气体表面活性剂生物聚合物机溶剂等种代谢产物
50°C温度缺氧条件生长中度嗜盐细菌微生物采油力竞争者
42菌种选择营养物配制
421菌种选择
微生物适应层中种条件力产生代谢物外生物工程目需微生物代谢产物根层条件生物工程目合理选择菌种工程获成功关键
层条件中着先需考虑层温度微生物耐热力（表2）
第步现场取样准备微生物处理油藏原油水中分离菌中油藏中分离出微生物应油层条件类似油藏效果较
第二步厌氧富集现场采集油水样品装入加压厌氧菌中试验装置富集装置中进行样品富集厌氧培养
第三步微生物筛选厌氧培养物置进行微生物处理油藏条件考虑新黏试验中筛选适油藏条件微生物然进考察菌种注入水配伍性取污水处理站注水井水样进行室试验观察注入水菌株伤害选择抗伤害力强菌株注入水菌体伤害水处理药剂致尤杀菌剂更严重施工程中停止加入水处理药剂
第四步驱油模拟实验微型填矿柱做岩芯模型饱原油气态烃模拟油藏高温高压高矿化度条件筛选微生物菌种做室驱油试验微型岩芯模拟试验基础进步做放岩芯模拟试验根驱油效果确定微生物菌种
做驱油岩芯模拟试验时应时筛选菌种做驱油机理研究筛选菌种相应条件做原油降黏效果分析产酸产气定量分析根微生物作效果进步确定采油现场应微生物菌种
微生物采油法开采深层高温油井时然界分离微生物少够满足求应通遗传操作改造现菌种构建符合特殊求微生物菌侏
323激活油藏微生物群落驱油
油藏中存着天然微生物群落某营养物质贫乏原先微生物数量少活性低果注水井中微生物生长缺乏营养物注入油层激活油藏天然微生物群落生长繁殖产生种代谢产物作原油提高原油采收率节约量成实践证明油藏条件存着源微生物源微生物严格厌氧单独存油藏种类发展微生物生理特性作矿场历着然选择涉进入层质时期厌氧微生物总发酵硫酸盐原甲烷细菌结合起微生物利原油中烃炭作碳源微生物方法采油变更加简单
324微生物选择性封堵
微生物封堵油层机理：形体较产生表面黏稠物质微生物菌种注入井中注入微生物送移孔道溶洞储油岩层部位通微生物生长繁殖代谢作产生菌体细胞细胞分泌表面黏稠物质层岩石表面形成层生物膜效封堵孔道溶洞降低层渗透率微生物胞外糖细胞亲力裸露岩石表面亲力注入微生物细胞封堵部位生物膜聚集形成更封堵层细菌产生机械封堵会驱油液高渗区转未波区提高波斤数防止注入水指状流动提高原油采收率
325微生物压裂液压裂
厌氧条件量产生机酸微生物营养物高压注入孔隙度甚渗透率低储油层微生物生长程中产生量机酸溶解岩层形成缝隙提高渗透率利原油流动提高原油采收率
利微生物压裂液压裂层技术施工时需先菌株营养物注入油层凝胶填充油产层附空间然加压压裂油层压力降低井数月次开采时产油量增加
4采油微生物注意事项
41采油微生物应具备生物学特性
①厌氧兼性厌氧层氧条件生长繁殖进行厌氧发酵氧条件生长繁殖
②油层高温高压高盐等极端环境生长繁殖代谢生长速度油层中存微生物生长速度快
③采油微生物油层中存烃类作碳源储油层机盐作氮源营养元素减少成
④采油微生物必须注入油层环境条件相配伍相适应油层运移生长繁殖产生机气体表面活性剂生物聚合物机溶剂等种代谢产物
50°C温度缺氧条件生长中度嗜盐细菌微生物采油力竞争者
42菌种选择营养物配制
421菌种选择
微生物适应层中种条件力产生代谢物外生物工程目需微生物代谢产物根层条件生物工程目合理选择菌种工程获成功关键
层条件中着先需考虑层温度微生物耐热力（表2）
表2 微生物生长温度范围
类
生长温度°C
举例
底
适
高
低温微生物
中温微生物
高温微生物
5~10
5~10
25~40
10~20
15~40
45~65
25~30
45~50
70~100
活性淤泥
梭状芽孢杆菌
黄单胞杆菌
需考虑层条件矿化度渗透率PH层水化学组分等通常做顶关层流体微生物间配伍性试验检验出微生物否适应条件体预测出应种微生物否获增产效果种配伍性试验试进行方法八种微生物配方分层流体（时层岩石）中进行培养微生物生长状况代谢产物生成情况进行测试便确定出佳条件种方法确定标准具体油藏条件选择出微生物配方
根微生物工程目选择菌种时参考表3中列出微生物处理类型
表3 微生物层处理类型
微生物采油工艺
生产问题
微生物类
微生物增产处理
层压力足注入力问题毛力造成束缚油
通常产生表面活性剂气体酸醇类细菌
微生物洗井
结蜡问题
产生乳化剂表面活性剂酸微生物降解烃类微生物
微生物强化水驱
毛力造成束缚油
通常产生表面活性剂气体酸酶微生物
微生物改善渗透率
波效率低
产生聚合物产生量生物细菌
生物聚合物驱油
注井入突进利流度化
产生聚合物微生物
微生物堵水
高水油
产生聚合物量生物质微生物
422营养液配制
注入层微生物必须提供营养液营养液配制根选菌种层条件工程目确定通常菌种需营养物质微生物培养实验助确定微生物优营养配方组分微生物般需磷化合物含氧化合物含碳化合物硫种微量元素氢维生素二氧化碳等层中会缺乏营养物质中种数种营养液组分包括层中缺乏营养物质利层中取岩样通原子吸收先 法离子层析法感耦合等离子体等技术额定出层中缺乏营养物质
选种营养物质应层条件具热稳定性化学稳定性会层流体中机盐反应形成沉淀物免堵塞层外含黏土层中营养液应引起层黏土膨胀微粒远移
增强微生物配方效果选择某种化学试剂作微生物配方增效剂增效剂直接添加菌种配方中作微生物增产处理液前置液增效剂采生物表面活性剂采工业合成化学剂增效剂作前置液时通岩石表面吸附提高微生物细胞微生物代谢产物传递速度增效剂直接添加微生物配方中时产生协效应外某化学剂促进微生物产生量代谢产物通改变微生物细胞代谢途径产生代谢产物
单井处理静压头菌种流入井注水井安装旁通接头注入菌种注入水入层水驱开发中规模处理时罐装微生物营养液通分流线泵入注入井
43适合微生物采油工程油藏筛选标准筛选程序
油藏固液气三相构成物理化学性质微生物生存繁殖代谢活动决定性影响非油藏皆适微生物采油根量研究油层深度压力温度层水化学组分矿化度PH原油密度等参数微生物生存代谢活动具体限制作参数值适范围时应微生物采油技术获增产效果美国国家石油源研究制定出微生物采油油藏筛选标准（表4）
油藏参数
评价范围
含盐度
温度
深度
微量元素含量
层渗透率
层固微生物
原油重度
原油类型
残余油饱度
单井控制面积
根油藏中微生物限制作种参数制定油藏筛选程序（表5）
表5 油藏筛选程序
油藏参数
筛选程序
选菌种
确定提高原油产量潜机理
矿化度
应配伍性试验评价微生物生长代谢活动
温度深度
层条件配伍性试验评价微生物生长代谢活动
微量元素
应配伍性试验确定出微生物生长代谢活动害影响
层渗透率
果进行井微生物处理应进行单井注放力试验岩芯驱潜研究
层中固微生物
层条件应配伍性试验评价微生物生长代谢活动
5．产品工艺流程
基修饰
试验分析
分离纯化
初筛选
厌氧富集
取样
筛先
密封灌装贮存
配制营养液
6 成核算
微生物采油成低需复杂面设施昂贵原材料设施仅装制备细菌接种物需浸液加热器注入泵设施许注入场均进行微生物采油成（表6）：
表6 成核算 （年产10000m3菌液计）
项目
费（民币万元）
厂房
发酵罐
分装机
基科研分析设备
固定资合计
2000
150
30
400
2580
基质（糖蜜糖）
电子
劳力（科研费）
勤费
80
100
1000
70
包装
运行资合计
10
1260
总合计
3840
7 济效益分析
微生物采油运现全部适微生物采油油藏需特增加采油设施需重新铺设线钻注入井（次性投资）成低驱油方法（较化学驱油言微生物驱油成约12~23左右）石油开采国家垄断行业需特增加市场营销方面费
参考国外相关产品价格定立方米菌液售价913亿元年收入913亿元
产品固定资产2580万元运行成1260万元年厂房设备折旧费120万年预见费50万年税收3652万元年计5082万元年
产品净利润86218亿元年收回成年投资回报率16965
8 微生物采油中存问题
微生物采油方法身局限性：①高温（＞89°C）高含盐量（ ＞10）层通常适②营养基中时含定量重金属离子微生物副作③某细菌产生黏性渗出液菌胶团堵塞层④钢套油泵受硫酸盐原菌产生腐蚀性化学物质侵蚀低硫原油性破坏⑤硫酸盐原产生H2S层中铁反应生成硫酸亚铁黑色沉淀常堵塞污染生产线⑥微生物导致泵油工艺化学剂降解
目前研究微生物适中温度盐含量压力存活果理条件变微生物效利会受限制然显著证说明石油储存库实验室研究表明样微生物受住环境事实微生物深储存库中分离已发展专门机制克服低氧需氧微生物已分离微生物进步研究会利石油工业中微生物开发外现采油微生采基修饰等手段克服局限性
9行性研究结建议
91结建议
根前面节研究分析结果项目技术济进行全面评价建设方案进行总结提出结性意见建议容：
911推荐拟建方案结性意见
推荐拟建方案建设条件产品方案工艺技术济效益社会效益环境影响结性意见
912方案进行说明
913行性研究中尚未解决问题提出解决办法建议
914应修改问题进行说明提出修改意见
915行项目提出行问题处理意见
92行性研究中争议问题结
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