提高原油采收率原理微生物采油技术讲义.pdf

微生物采油技术微生物采油技术 一、概述一、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、采油菌菌种筛选三、采油菌菌种筛选 四、微生物采油技术现场应用实例四、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 微生物驱油技术（Microbial Enhanced Oil Recovery） 微生物采油（微生物采油（MEORMEOR）是指将地面分离培养的微生物菌液和）是指将地面分离培养的微生物菌液和 营养液注入油层，或单纯注入营养液激活油层内微生物，营养液注入油层，或单纯注入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 物或直接作用于原油改善原油物性，以提高油田采收率的物或直接作用于原油改善原油物性，以提高油田采收率的 采油方法采油方法 一、概述一、概述 1 1、国外微生物采油技术发展概况、国外微生物采油技术发展概况 （（1 1）发展历程）发展历程 18951895年，年，MiyoshiMiyoshi首先记载了微生物作用于烃类的现象。

首先记载了微生物作用于烃类的现象 19261926年，年，BeckmanBeckman提出“利用微生物采油”的设想同年，提出“利用微生物采油”的设想同年， BastinBastin等证实油层水中存在硫酸还原菌等等证实油层水中存在硫酸还原菌等 19431943年，年，ZobellZobell申请了微生物采油的专利申请了微生物采油的专利 19461946年，提出应用厌氧硫酸还原菌采油现场实施方案年，提出应用厌氧硫酸还原菌采油现场实施方案 19471947年，美国首次工业试验年，美国首次工业试验 19531953年，年，ZobellZobell用其它菌型进行采油的实验研究用其它菌型进行采油的实验研究 19541954年，美国阿肯色州成功进行年，美国阿肯色州成功进行MEORMEOR的矿场试验的矿场试验 8686年年9090年美国年美国 (NIPER)2(NIPER)2次资助俄克拉荷马州次资助俄克拉荷马州 DelawereDelawere- -ChildersChilders油田的矿场试验，原油产量提高油田的矿场试验，原油产量提高13%13% 和和19.6%19.6% 2020世纪世纪5050年代，前苏联和东欧国家进行年代，前苏联和东欧国家进行MEORMEOR研究。

研究 俄罗斯从俄罗斯从8888年开始在年开始在RomashkinskoeRomashkinskoe油田进行激活地下油田进行激活地下 本源微生物提高采收率的试验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 应的研究试验工作应的研究试验工作 1 1、国外微生物采油技术发展概况、国外微生物采油技术发展概况 （（2 2）发展趋势）发展趋势 MEORMEOR设想于设想于2020世纪世纪2020年代末其后年代末其后4040多年间，发展缓慢多年间，发展缓慢 基础研究阶段基础研究阶段 2020世纪世纪7070年代爆发世界石油危机，促进了年代爆发世界石油危机，促进了MEORMEOR研究和应研究和应 用步伐经济技术需求阶段经济技术需求阶段 2020世纪世纪80809090年代，生物工程和信息技术的迅速发展，年代，生物工程和信息技术的迅速发展， 导致导致MEORMEOR研究和矿场试验取得了一系列成果研究和矿场试验取得了一系列成果快速发快速发 展和工业化阶段展和工业化阶段 1 1、国外微生物采油技术发展概况、国外微生物采油技术发展概况 2 2、国内微生物采油技术发展概况、国内微生物采油技术发展概况 （（1 1）发展历程）发展历程 6060年代，玉门、新疆油田等开展过短期年代，玉门、新疆油田等开展过短期MEORMEOR工作。

工作 8080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发酵菌种并在大庆进行了单井吞吐试验 9090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 20002000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 和引进专业人才等和引进专业人才等 20022002年和年和20042004年，中国石油两次召开微生物采油技术研讨会，确定了年，中国石油两次召开微生物采油技术研讨会，确定了 微生物采油技术研究、发展重点和发展规划微生物采油技术研究、发展重点和发展规划 近几年来，近几年来，大庆、胜利、辽河、大港、吉林、河南、新疆、玉门、长大庆、胜利、辽河、大港、吉林、河南、新疆、玉门、长 庆、青海庆、青海等油田等油田MEORMEOR矿场试验规模越来越大矿场试验规模越来越大 （（2 2）现状及发展趋势）现状及发展趋势 近年来中国石油在近年来中国石油在MEORMEOR基础研究和应用的主要成果有：基础研究和应用的主要成果有： 分离筛选出多种能够适应特定油藏条件的微生物菌种。

分离筛选出多种能够适应特定油藏条件的微生物菌种 采用生物技术构建采油微生物菌株方面取得进展采用生物技术构建采油微生物菌株方面取得进展 通过基础研究丰富和深化了微生物采油机理的认识通过基础研究丰富和深化了微生物采油机理的认识 通过对外合作，吸收先进的理论，数值模拟研究取得进展通过对外合作，吸收先进的理论，数值模拟研究取得进展 在油藏评价和施工设计方面，建立了微生物驱油矿场试验在油藏评价和施工设计方面，建立了微生物驱油矿场试验 方案设计规范草案方案设计规范草案 在矿场应用方面，除塔里木之外的各油田都开展了提高单在矿场应用方面，除塔里木之外的各油田都开展了提高单 井产量的微生物增产措施，取得了成功率不等的效果井产量的微生物增产措施，取得了成功率不等的效果 2 2、国内微生物采油技术发展概况、国内微生物采油技术发展概况 3 3、微生物提高采收率机理、微生物提高采收率机理 微生物将石油中的长链饱和烃分解为短链烯烃；微生物将石油中的长链饱和烃分解为短链烯烃； 微生物代谢产生气体微生物代谢产生气体（（CO2、 、CH4） ），，一使原油膨胀一使原油膨胀，，降低粘度降低粘度，，二二 是增加油层压力；是增加油层压力； 微生物代谢产生具有广泛效果的表面活性剂微生物代谢产生具有广泛效果的表面活性剂（（降低油水界面张力降低油水界面张力，， 润湿反转润湿反转））；； 微生物在地下代谢生物聚合物与细菌一起形成物理堵塞微生物在地下代谢生物聚合物与细菌一起形成物理堵塞，，起调剖作起调剖作 用用，，进行选择性封堵改变水的流向；进行选择性封堵改变水的流向； 脱硫脱硫、、脱氮细菌使原油中的硫脱氮细菌使原油中的硫、、氮脱出氮脱出，，降解沥青降解沥青、、胶质胶质，，降低原降低原 油粘度；油粘度； 产生有机酸产生有机酸、、有机溶剂等有机溶剂等（（溶蚀油层岩石中的碳酸盐物质溶蚀油层岩石中的碳酸盐物质，，提高地提高地 层的孔隙度和渗透率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有利于细菌在孔隙中 存活与延伸存活与延伸，，扩大驱油面积扩大驱油面积。

4 4、微生物提高采收率的优点、微生物提高采收率的优点 对边际油田而言对边际油田而言，，在在经济上具有吸引力经济上具有吸引力，，且效果持续时间长；且效果持续时间长； 工序简单工序简单，，操作方便操作方便一般不必增添井场设备；一般不必增添井场设备； 可用于开采各种类型的原油可用于开采各种类型的原油，，开采重质原油效果更好；开采重质原油效果更好； 注入的注入的微生物和营养基价格便宜微生物和营养基价格便宜，，可针对具体的油藏可针对具体的油藏，，灵活调灵活调 整配方；整配方； 只要停止注入营养液只要停止注入营养液，，即可终止微生物活动；即可终止微生物活动； 微生物细胞很小微生物细胞很小，，且能运移且能运移，，所以能进入其它驱油工艺不能全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；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微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢物，，克服了盲目性克服了盲目性；； 成本低成本低，，细菌能自我复制细菌能自我复制，，通过层内繁殖扩大其有利作用；通过层内繁殖扩大其有利作用； 不损害地层不损害地层，，可在一井中多次应用；可在一井中多次应用； MEORMEOR产物均可生物降解产物均可生物降解，，不污染环境不污染环境。

二、微生物采油技术工艺二、微生物采油技术工艺 MEOR工艺工艺生产中的问题生产中的问题应用微生物的性能应用微生物的性能 强化水驱强化水驱 调剖调剖 清洗井筒清洗井筒 缓解指进缓解指进 原油受到原油受到 毛细管力束缚毛细管力束缚 地层有孔道地层有孔道，， 水驱效率低水驱效率低 结蜡结蜡 地层水或气指进地层水或气指进 产表面活性剂产表面活性剂、、气体气体、、酸和醇酸和醇 产聚合物或增殖形成生物团产聚合物或增殖形成生物团 产乳化剂产乳化剂、、表面活性剂表面活性剂，，降解降解 烃类烃类 产聚合物或增殖形成生物团产聚合物或增殖形成生物团 表表1 1 矿场矿场MEORMEOR应用的各种工艺应用的各种工艺 采油 一次采油可采一次采油可采 出大约出大约12%12%- - 15%15%的原油的原油 二次采油可采出大约二次采油可采出大约 15%15%- -20%20%的原油，的原油， 一般采用注水的方法一般采用注水的方法 目前技术包括：热采、注气混相、目前技术包括：热采、注气混相、 化学方法化学方法 另外的另外的4%4%- -11%11%是应用目前的先进的技是应用目前的先进的技 术生产的术生产的 先进技术包括：增强流度控制、深层先进技术包括：增强流度控制、深层 蒸汽、微生物驱等蒸汽、微生物驱等 由于孔隙度非常小传统技术很难开采致密油藏由于孔隙度非常小传统技术很难开采致密油藏 微生物强化采油过程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。

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、气菌群繁殖生长，分芽繁殖，产生有用的代谢产物（如酸、气 体、溶液和生物表面活性剂等等）使油向井筒流动体、溶液和生物表面活性剂等等）使油向井筒流动 酸酸：： 提高孔隙度和渗透率提高孔隙度和渗透率 气体气体（（COCO2 2、、CHCH4 4）：提高孔隙压力、原油膨胀、和降低粘度）：提高孔隙压力、原油膨胀、和降低粘度 溶液溶液：溶解原油：溶解原油 生物表面活性剂生物表面活性剂：降低表面张力：降低表面张力 生物聚合物生物聚合物：流度控制、选择性封堵：流度控制、选择性封堵 微生物强化采油过程的优越性微生物强化采油过程的优越性 经济经济 操作简单操作简单 操作设备少操作设备少 应用广泛应用广泛 微生物可以在微生物可以在9090的油藏中仍具有活性的油藏中仍具有活性 菌群就地繁殖，无致病性、无毒并且对环境无害菌群就地繁殖，无致病性、无毒并且对环境无害 菌群微观照片 微生物强化采油工程的实施 将微生物菌种和媒介从实验室运到井场通过膜过滤法对媒介进行消毒 微生物强化采油工程的。