微生物采油技术特点论文（通用8篇）
微生物采油技术特点论文 篇1
在各项油田开采技术中, 微生物采油技术属于一种高含量、高采收率、低成本的新型技术, 其主要是通过微生物与代谢物来实现石油产量的增加。在地下油层放置评估和筛选好的培养基与微生物, 利用微生物代谢功能和就地繁殖功能形成生物聚合物与生物表面活性剂, 这样才能对油藏原油与岩石孔道的物理化性质进行有效更改, 最终达到提升油藏原油采收率与原油产量的目的。
1 微生物采油技术在油田开采中的优越性
经有关研究证明, 微生物采油技术在油田开采中属于一种发展前景最佳和采收率最高的采油技术。自1991年开始, 美国在使用气驱、热驱和化学驱等多种采油技术后, 将微生物采油技术作为第四种可以显著增加原油采收率的重要手段, 并广泛应用于各大油田开采作业中[1]。而前苏联在全面研究和分析微生物采油技术后, 也把该技术作为一种新型的工业性采油手段, 其他各国更是高度重视微生物采油技术, 例如加拿大、俄罗斯、乌克兰与澳大利亚等国家, 这些国家均把研究成果的效用充分发挥在矿场上。
由于微生物采油技术的发展前景开阔, 加上其具有原料来源广、工序简单、安全环保、操作便利、成本低和效益高等诸多优点, 使得各国石油工业越来越注重该技术的研究。我国从60年代末开始钻研微生物采油技术, 对生物聚合物、地面烃类发酵和就地制备生物表面活性剂进行各种试验, 以取得最佳成果。“七五”期间, 大庆油田和中科院微生物所相互协作、相互配合, 对两口井做微生物吞吐综合试验, 获得了显著成效;“八五”期间, 中科院微生物所与吉林油田相互协作、相互配合, 对已有35口井进行有效试验, 同样也获得了显著成效。
大庆油田从1965年开始钻研微生物采油技术, 于1990年将该技术投放到矿场进行实践研究, 在2002年顺利完成多次矿场试验工作, 同时研制出一套合理科学的微生物驱油技术, 注意该套技术为大庆油田的自主知识产权。2002年, 大庆油田开始将微生物采油技术投入到实际生产作业中, 对已有13口井做微生物吞吐试验, 发现平均含水减少至16%, 其中5口井的实际采油量上升至1846吨。
2 微生物采油技术在油田开采中的特点
2.1 归纳各学科研究成果, 推动微生物采油技术发展
整合性分析各学科对微生物采油技术的研究成果, 并加以归纳, 这样不仅可以加快该技术的研究进程, 还可以显著提升油田的采收率和成功率, 以取得最大化经济效益和社会效益。在充分了解和掌握油藏条件的基础上, 微生物学家根据石油工程师与油藏地质学家提供的相应地层结构资料和油藏条件资料, 对微生物的生长、代谢和繁殖过程进行全方位研究;遗传学家一定要根据石油工程师与微生物学家提出的要求, 对微生物采油技术进行合理设计, 同时做好菌种的培育工作;环境工程师一定要确保微生物置入后, 环境、水源和人类不会受到任何污染与损害;石油工程师根据微生物学家与遗传工程师提供的相应菌种和营养物结构, 有效了解和掌握细菌培养全过程, 以便微生物能够顺利注入油井中[2]。
对于微生物采油技术来说, 遗传工程学具有至关重要的作用和意义。“超级细菌”是微生物采油成功的决定性因素, 而该“超级细菌”必须要满足以下几个条件:
(1) 可以减少解迥的高质量组分, 也就是可以脱重金属和脱硫;
(2) 可以在无氧、高温、高压与高盐等多种不利于油藏的情况下, 及时做好运移和繁殖工作;
(3) 可以形成许多对原油流动有利的代谢产物。“超级细菌”的出现, 在很大程度上给微生物采油技术创造了全新的应用局面。总括而言, 微生物采油技术只有将各学科研究结果有效归纳起来, 才能顺利取得成功, 最终实现可持续发展目标。
2.2 微生物采油技术的细菌受地层条件影响
一般情况下, 利用微生物采油技术对油田进行开采时, 该技术必须保证微生物可以在地层中实现增殖。氢离子浓度、营养物利用率、氧化还原电势、毒性因子、盐度、压力和温度等各种因素均会对油层内细菌的生长、代谢和繁殖造成直接性影响[3]。若油田企业可以确保微生物生长所需营养基和地下岩层条件, 那么微生物的代谢与繁殖就能够有效进行。
微生物完成注入工作后, 应采取有效性措施将其均匀分配到与原油相适应的各个多孔岩石中, 只有这样才能显著提高油田企业的实际采收率。根据有关研究结果表明, 细菌可以通过以下几种方法进行传播:
(1) 凭借注入流体本身存在的流动性进行传播;
(2) 凭借生物体自然运动进行传播;
(3) 凭借布朗运动进行传播;
(4) 凭借细胞增殖进行传播。
微生物采油技术的细菌扩散倾向取决于细菌和多孔介质的电荷性质、物理性质及化学性质。因为细胞大多粘附在岩石表面, 所以细胞注入后往往无法顺利穿透岩石。为此, 必须针对该问题进行详细分析和讨论, 并提出有效性解决方案, 例如适当补偿岩石表面电荷, 以削弱细菌对岩石表面存在的粘附力。如果该岩石表面电荷不大, 那么细菌完全可以顺利穿透多孔岩石, 有效提升原油的采收率。
在岩心被油饱和或未被油饱和的条件下, 对粘氏赛氏杆菌的实际穿透程度进行研究, 发现其穿透程度与速度和岩心含油量、渗透率与孔隙度无任何关联。但如果岩石内存在一定原油量, 那么生活细胞与芽孢的实际穿透力就会得到有效提升[4]。若200~400×10-3μm2为细菌穿透岩心的实际渗透率, 那么细菌细胞大小不会影响到其穿透程度, 反而是离子浓度会严重影响到其穿透程度。把高浓度、高密度的细菌悬浮液置入油井内, 不仅会立即引发地层堵塞情况, 还会显著降低细胞分散程度。把焦磷酸离子10-2mol置入油井内, 可显著提升微生物细胞对砂岩的实际穿透力。
3 结束语
总而言之, 油田企业必须高度重视微生物采油技术, 做好各方面的研究工作, 以进一步完善该技术, 提高原油的采收率。同时, 还要全面了解与掌握微生物采油技术的优越性和特点, 培养具有高素质、高文化和高业务水平的专业型开采人员, 只有这样才能取得最大化经济效益和社会效益, 最终达到推动油田企业不断向前发展的目的。
参考文献
[1]韩朝阳, 田家领.浅谈微生物强化采油技术在现代技术中的应用[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2009, (01) :226
微生物采油技术特点论文 篇2
摘要：世界上许多国家都开展了这项技术的研究试验，大都获得了比较满意的增产效果，尤其对于稠油的开采，更是其它方法无法比拟的。
关键词：微生物强化采油技术优点
1微生物强化采油技术简介
微生物强化采油技术是一项科技含量高、发展迅猛的新技术，是现代生物技术在采油工程领域中开拓性的应用，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。微生物强化采油技术主要包括两类：一类是利用微生物产品如生物聚合物和生物表面活性剂作为油田用化学剂进行驱油，称为微生物地上发酵提高采收率工艺，即生物工艺法，目前该技术在国内外已趋成熟；另一类是利用微生物及其代谢产物提高采收率，主要是利用微生物地下发酵和利用油层中固有微生物的活力，称为微生物地下发酵提高采收率方法。一般说微生物采油是指利用微生物地下发酵提高采收率的方法。用于采油的微生物可分为油层中固有的微生物和从外部注入的微生物两种。固有微生物中有好氧菌和厌氧菌之分，前者的生长容易分解烃类物质，降低石油质量，而厌氧菌不仅不容易分解烃类，还可以产生有机酸、有机溶剂、气体等，更有利于提高原油采收率。但是由于缺少营养，固有微生物的生长繁殖受到限制，可以向油层中注入微生物培养基促进微生物的生长。可供选择的注入微生物的种类很多，它们可以在地面上培养到有充足的生物量后再注入地层中，从而能更快发挥作用，减少封井时间。微生物强化采油的机理比较复杂，就目前所知可归纳为如下几点：①微生物的生长代谢可以将原油中的重质组分分解为轻质组分，将大分子的烃类转化为低分子量的烃，从而降低原油粘度，使其流动性能得到改善：②微生物在油藏内代谢活动产生的CO2、H2、N2、CH4等气体能增加油层内部的压力，增强原油的溶解能力，促进原来不连续原油区粘连成片，便于开采；③微生物的生长代谢能促使原油释放出低分子量的醇、脂肪酸、糖脂、生物表面活性剂等，降低油水界面张力，改善原油的流动性能；④微生物代谢产生的生物聚合物可以有选择地堵塞渗透率较高的岩石层，使驱替流体转向渗透率较小的孔隙，提高驱替效果；⑤微生物产生的酸性物质能溶解岩石，改善油层渗流；⑥微生物中的厌氧菌产生的溶剂性产物能溶解石油，降低油水界面张力，使石油从岩石表面释放。利用微生物提高采收率主要有四种方式：一是微生物清蜡和降低重油粘度。微生物清蜡可以代替溶剂的使用和热油处理方法，大多数细菌对蜡质脂肪烃的代谢速度高于对芳香烃的代谢速度，细菌产生的溶剂对近井区域地层也能起到很好的清洗作用；二是微生物选择性封堵地层。把能产生生物聚合物的微生物注入地层，或向地层注入适当的营养液，使微生物在高渗透层内大量繁殖形成生物多糖，可起到封堵高渗透地层的作用；三是周期性注入微生物采油。将微生物、营养液、生物催化剂注入一口生产井内关井一段时间，发酵数天到数周，然后开井生产，经过一段时间的生产，当产量明显下降时，重复上述过程；四是微生物强化水驱。在水驱油藏中开展微生物强化水驱，可有效地提高水驱效率。将菌种和营养液混合而成的微生物处理液由注水井注入地层，处理液被注入水推进通过油层时，微生物代谢作用产生溶剂、表面活性剂、有机酸、气体和繁衍出新细菌，这些代谢产物通过物理、化学作用将岩石孔隙中的原油释放出来，使不能流动的原油以油水乳化液的形式被注入水驱向生产井，从而延长油井寿命。
2微生物强化采油技术在我国发展现状
近几年来，我国先后从美国、加拿大引进微生物产品和微生物采油技术，从多方面来加快我国微生物采油技术的发展。先导性试验的油田增多，推广速度加快。先后在新疆、大庆、扶余、大港、胜利、冀东、辽河、江汉等油田开展了微生物采油技术的推广应用，先导性试验共2000多井次。在1966年，新疆石油管理局就开始利用微生物进行原油脱蜡技术的研究，1986年开展了微生物稠油脱蜡技术的研究工作；进入1990年代以来，加快了微生物采油技术的研究步伐，新型调剖堵水剂——黄原胶的研究已取得实用性成果，开发研究出的新菌种能降低原油界面张力60％，而且能够耐压24MPa。大庆油田开展的菌种配伍性研究，进展十分喜人。辽河油田锦州采油厂1995年率先开展了将微生物处理技术用于针对稠油中胶质、沥青质组分的研究，1996年进入矿场试验阶段，1996～1997年先后在辽河千12块进行微生物吞吐26井次，取得良好效果。扶余采油三厂自1992年6月至1995年5月底在86口井中应用微生物强化采油技术，成功率高达79％，平均提高采油量204％，增产原油近15.4kt。1999年，微生物单井吞吐采油技术在胜利油田6个采油厂实施了77口油井，累计增油11kt，平均单井增油148t，投入产出比1:9以上，取得了良好的经济效益。2003年2月，大庆油田的微生物驱油试验获得成功，在朝阳沟油田实施13口油井，注入微生物菌液24.5t，累计增产原油1428t。2002年5月，我国目前最大吨级(5kt)的微生物采油厂在山东东营动工兴建，这将对我国微生物强化采用技术的发展起到巨大的促进作用。
3微生物强化采油技术的优点及应用条件
微生物强化采油技术与其它三次采油方法相比具有以下优点：①注入的微生物和培养基价格便宜，成本低，来源广，容易获得，便于应用，可以针对具体的油藏灵活调整微生物配方；②微生物具有自我复制功能，注入到有油藏中的细菌通过生长、繁殖，可以在一个很长的时期内起作用；③几种机理同时起作用，效果显著，因此在矿场试验中往往将具有不同功能的细菌一起注入地下，使它们共同起作用；④设备与注入工艺简单，与注水驱替注入方式类似，微生物采油矿场试验不需要大型地面设备，注入工艺也很简单，因此，施工非常方便，成本低廉；⑤不会对地层产生伤害、引起油和水品质明显下降，也不会引起明显的结垢腐蚀或堵塞等问题；⑥微生物只在需要它的地方繁殖并产生代谢产物，针对性较强；⑦微生物体积小，运移能力强，能进入其它驱油工艺不能触及到的油层中的死角和裂缝：⑧产物可以降解，不污染环境；⑨可开采各种类型的原油，尤其对重质原油效果优异。微生物生长需要一定的环境条件，使用微生物采油必须选择适宜的油层条件，如温度、压力、矿化度、pH值、渗透率等，并非所有油层都适宜采用微生物强化采油技术，这也决定了其自身的局限性。其中油层温度以30～50℃为最佳，油层深度最好小于1500m，矿化度最好在10％以下。
4微生物强化采油技术的研究应用前景
简论微生物采油技术 篇3
1 微生物采油技术概述
微生物采油技术含量较高, 是一种可以提高原油采收率的多功能性新型石油开采技术。将精心研配出的微生物营养液注通过水管线或者油套环形空间注入地下油层, 微生物有益菌在油层内自动生长繁殖, 可以改善原油的特性, 增加原油在油层内的流动性。同时, 利用微生物生长代谢出来的活性剂、有机酸等物质亦可以大大提高原油的开采率。这种采油技术的优势在于首先经济成本低。微生物的繁殖能力强, 有较强的环境适应能力, 一旦实施, 具有长时间的持续效果, 并可以在同一井中多次重复应用。其次, 工艺过程简易。微生物培养原料较为常用且容易制取, 利用常规注入设备如水管线即可实施。再次, 应用起来方便灵活。可以根据不同油田地质特点灵活配置营养液, 如果需要停止微生物的活动, 即可随时停止营养液的注入。最后, 石油开采过后, 微生物产出物均可使用生物降解的方法自行综合消除, 既不损害地层也不会造成过大的环境污染。既成本廉价又高效环保。有望成为未来油田开发后期稳油控水、提高采收率的主要技术之一。
自从20世纪20年代美国人Beckman提出利用微生物提高原油产量的想法, 到50年代矿场试验成功, 美国对生物采油技术的发展做出重大贡献。50年代末到70年代, 此项技术在前苏联和东欧一些国家取得了较为显著的进步。目前, 美国和俄罗斯是微生物采油技术的两大研究阵地, 二者都主张将微生物代谢的产物作为驱油剂使用, 从而提高石油采收率, 但又有所不同。美国侧重于培养筛选菌种注入油藏, 在实际应用中绝大多数项目都是成功的, 并在两次微生物采油经济评价中, 分别使石油产量增加百分之十三和百分之十九点六。俄罗斯主张利用营养物激活原油本源微生物, 大量的矿场试验表明这种方式效果十分显著。相较而论我国微生物采油技术起步较晚, 60年代, 胜利油田曾经开展过微生物采油的相关研究, 但后来很可惜因种种原因没能够坚持到底而中途夭折。进入90年代后, 方呈现出一片繁荣的景象, 无论是理论实验还是实际应用都取得了巨大的进展, 总体技术已经接近国际先进水平, 吕振山等学者利用聚合酶链式反应技术 (利用D N A在体外摄氏95度时解旋, 55度时引物与单链按碱基互补配对的原则结合, 再调温度至72度左右DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖 (5'-3') 的方向合成互补链, 放大特定的D N A片段, 可看作生物体外的特殊D N A复制) 对多种微生物进行基因检测, 并对菌种的油藏适应性、增殖地下运移能力、和增采能力进行了准确可靠的认证;微生物驱油的数学模型在雷光伦等学者的努力下也初步实现了准确化和完整化;采油微生物代谢物及其分析研究也取得了可喜的成绩, 包木太等学者用力甚勤, 中国有望后来居上, 成为微生物采油技术最为先进的主要国家之一。
2 微生物采油技术标准
菌种选择标准。菌种筛选是微生物采油技术的关键, 菌种选择的优劣将直接影响到采油效果的实现。目前使用的方式主要有培养基因工程采油菌和筛选自然采油菌两类。就国内情况来讲, 早期目标是筛选出能够适应地层环境的菌种, 它们可以提供适当的有机营养物, 使微生物的生长代谢产物可以起到驱除地层中残油的作用就可以。随着技术的不断进步, 菌种筛选要求亦越来越高, 菌种耐温性得到较大的重视, 这是因为耐温性能越好, 其适用的油藏范围越广;菌种应耐矿化度, 降低营养物成本。
油藏环境标准。微生物的正常生长是在一定的环境条件进行的, 不同的油层条件需要配置不同的微生物溶液, 同样采用微生物技术也需要满足特定的油藏环境标准, 主要包括温度、深度、压力、矿化度、渗透率等, 有学者已统计出选择微生物处理的油层条件, 在此列出, 以备参考 (表1) :
3 未来研究前景
关于微生物采油技术的研究 篇4
微生物采油技术采即Microbial Enhana nced Oil Recovery, 简称为MEOR[1]。通过微生物在油藏内的活动产生代谢, 而微生物代谢以及代谢生成的产物又能够提炼油藏中的残余油, 从而改善原油、水界面、岩石的性质, 最终促进原油的流动, 增加石油的收采率, 属于一种高新的生物技术。微生物原油技术的重点在于在地下层注入微生物之后, 微生物的生长、繁殖以其代谢的产物能不能对原油起作用。相较于其他提高石油采收率的技术来说, 微生物采油的优点在于投资少、效率高、操作简单、更环保、适用范围广。
2 MEOR的国内发展状况
早在20世纪20年代, 美国相关的科学家就曾经设想过利用微生物细菌来进行采油的可行性, 并与1949年研究出一种在砂体中注入厌氧硫酸盐还原菌后, 使其分离出原油的机理, 从此揭开了微生物采油的帷幕[2]。除此之外各国的科学家针对微生物细菌采油这一项技术进行了大量的创作性研究, MEOR的发展打下了坚实的基础。例如, 马来西亚的科学家们在Bo kor油田MEOR技术做先导性的矿物实验, 使Bo kor油田的产量提高了50%。相较于其他研究微生物细菌采油的国家来说, 在全球处于一个领先的地位。据不完全统计, 在美国, 运用微生物采油技术来提高石油产量的油井就有超过900口以上, 并且在有效减低含水量以及提高采油量方面取得了一定的效果。
我国的微生物细菌采油技术的研究开始于20世纪60年代, 相对来说起步较晚, 发展也较缓慢。并且于20世纪的80年代末期, 在大庆油田的两口井内进行地下发酵试验。接着胜利、新疆、辽河、大港等地方的油田开始于美国相关的公司进行合作, 开始了单井吞吐试验[3]。直至1994年, 由南开大学与大港油田合作进行的微生物采油试验, 在培养以食用无机盐以及原油的微生物, 通过降低原油的胶质以及蜡质含量来提高采油量, 减少含水量。此次合作在菌种的选择与培育, 菌剂的生产等方面取得了建设性的成功。
3 MEOR机理
微生物细菌采油的过程牵扯到包括化学、物理、生物在内的因素。微生物细菌采油不仅具备化学驱增加原油采集率的机理, 另外微生物的生长、活动过程也具备了增加原油采收率的机理。总的来说微生物采油技术的机理主要分为以下几种:
3.1 微生物细菌代谢产物的用途
在地下层注入微生物时候, 经过其生长以及代谢所产生的例如酶等的物质, 它能够把原油中的长链饱和烃转变成短链烃, 从而起到稀释原油粘性的作用, 除此之外还能分解石蜡, 缓解石蜡的沉淀, 进一步促进原油的流动。例如将脱硫脱氮细菌注入原油中, 则能够分离出原油内含有的氮、硫, 是原油水界面的张力减少, 从而增加原油的流动。另外, 微生物在生长与活动中产生的气体有:C3H、CH、CO2、CO、H、N2等气体[4]。气体的产生能够对地层的压力进行提高, 在气体融入原油之后而产生的气泡膜也能够有效缓解原油的粘性, 促使原油膨胀, 增加渗透率。
3.2 微生物细菌采油的调剖增油机理
在微生物细菌的代谢过程中, 其产生的代谢产物与其他生物相结合造成了微生物的堵塞, 从而起到调节吸水的剖面, 扩大水区吸油的效果, 在一定程度稍减少了原油中的含水量, 也就是调剖增油作用。利用这一要点, 有选择性的调整微生物的堵塞方向, 使水流方向改变, 进一步提高采油的效率。
3.3 原油溶解机理
微生物细菌代谢所产生的物质, 其表面含有丰富的有机酸、活性剂以及另外的一些有机溶剂。它不仅能降低原油、岩石以及水界面张力, 促使原油化成水乳状的液体, 也就是所谓的水包油, 另外, 还能够改善岩石表面的湿润性, 提高原油的渗透率, 缓解原油的粘性, 减少原油中的含水量。
3.4 界面效应机理
微生物细菌在渗透到地下层之后, 迅速的覆盖岩石的表面, 然后形成沉积膜, 改变岩石表面的性质, 彻底分离出岩石表面的原油, 并且在微生物渗透到岩石孔中后, 使驱油面积扩大, 增加采油量[5]。
4 微生物采油技术的运用
目前, 能够进行开发并且易于开发的油藏越来越少, 因此更要注重微生物细菌采油技术的应用, 尤其针对一些低产的油井。一般情况下, 微生物细菌采油技术的应用形式主要表现在以下几个方面:
4.1 微生物细菌水驱技术
微生物细菌水驱技术通过将营养液与菌种相结合而生成的微生物注射到地下层中, 让微生物在油层中生长繁殖, 进行代谢。微生物在其代谢过程中所产生的物质, 能够经过化学、物理的作用使岩石表面以及岩石空隙中所附着的原油分离出来, 使那些固态的原油变成水乳状, 然后流入水驱的生产井内, 使原油的生产量增加。
4.2 微生物细菌防蜡技术
例如蜡分散剂、降倾点剂、晶体调节剂在内的传统油田化学剂其作用于微生物细菌所产生的代谢物质作用大同小异。微生物所产生的代谢产物能够放射出微生物化学剂, 使之覆盖在岩石的结蜡表面膜, 从而防止油井与地层的结蜡堵塞现象发生。
4.3 微生物细菌单井吞吐技术
微生物细菌但井吞吐技术的核心类似于酸化技术, 但是在实施过程中要将油井关闭, 使微生物在封闭的油藏中生存与代谢, 增加油藏的渗透性, 促进原油的流动。在技术研发的早期, 主要是相井中倾入厌氧发酵菌以及营养素, 而目前的单井吞吐技术则可以直接倾入营养素, 从而使原本存活在油藏中的微生物发挥作用。在我国的12个油田600口左右的油井中均采用单井吞吐技术, 并实现油产量增值7.2×115t左右。有研究显示, 当油藏内的温度小于85℃使, 单井吞吐技术的渗透率较大, 可以广泛应用于多种油井, 甚至是低产油井。但单井吞吐技术在实施过程中的相关参数, 例如实施周期、注入细菌及营养的数量、关井天数等方面还需完善。
4.4 微生物细菌采油技术的增产功效
在使用常规的增产方法中, 往往会出现地层损害与井壁堵塞的问题, 不仅没有起到增产的作用还对油井产生了一定的损害。微生物细菌采油技术则没有这一方面的隐患, 这些微生物通过在地下层的自由生长与代谢, 从而生出有机物, 将岩石空隙中的烃类沉积物进行溶解。不仅能够净化油井中的杂质以及垢颗粒, 使原油更纯净, 更能增加原油的产量。
5 结束语
随着我国科技的发展, 在微生物采油技术方面也取得了一定的成就。目前我国应能够自主进行菌种的筛选、培养以及分离, 对微生物采油的数值模拟以及数学模型进行了研究, 并在国内的大部分油田上展开了采油矿场试验。微生物细菌采油技术具有安全、环保、效果好、成本低的优点, 在油藏的开采方面有着一定的经济潜力。虽然我国在这一技术的开发与研究方面有了一定的进展, 但是仍存在着不少的问题, 微生物采油技术的全面推广与应用还有一段很长的路要走。
参考文献
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[4]Song Shaofu.Progress of Microbial Enhanced Oil Recovery in LaboratoryInvestigationpetroleum Science, ..2004:245-250[4]Song Shaofu.Progress of Microbial Enhanced Oil Recovery in LaboratoryInvestigationpetroleum Science, ..2004:245-250
关于微生物采油技术的探讨 篇5
在宏观上, 微生物的采油技术主要包括两种类型。第一种是生物工艺法。具体就是将微生物的产品作为油田的化学剂再进行驱油作业。第二类是提高微生物的地下发酵以及代谢产物的方式, 进一步的提高采油率。和其他的方法相比较来说, 微生物采油技术的最为明显的优点包括: (1) 成本比较低。在这种采油方式中, 微生物主要的营养源是用一般的方法难以采出的石油。微生物同时也具有繁殖能力以及适应性较强, 持续的作用时间比较长, 对于边际的油田的吸引力较大的特点。 (2) 工序简单。在进行微生物采油作业中常规注入的设备都可以投入运行中, 并不需要增添井场的设备。 (3) 应用的范围较广。该技术不仅可以对各种类型的原油进行开采, 也可以适用于对重油的开采。 (4) 注入的微生物和培养基的原料的来源比较广, 比较容易获取。可根据油藏的具体特点, 调整微生物使用的原料配方。 (5) 易于控制。在停止加入营养液之后, 就会终止微生物的生命活动。 (6) 微生物的运动性强。由于微生物的细胞小, 因此运动性比较强, 能够进入到其他驱油工艺中的部分盲区中。 (7) 微生物的繁殖环境中必须包括油类, 这样就进一步的处理表面活性剂或者降粘剂堵塞等一系列的问题。 (8) 微生物采油作业中的产物都可以用生物降解, 而且对地层也不产生伤害, 对环境也不产生污染, 并且在一口井中均可重复的使用。
二、微生物采油技术的作用原理
对于微生物采油技术来说, 作用机理是比较复杂的。大概包括以下几种。 (1) 微生物进一步的对原油的结构进行改造, 使得变为低粘度的原油。微生物是依赖石油中的正构烷烃作为碳源进行新陈代谢, 生长繁殖。就会改变原油的碳链结构。通过微生物的不断的老化, 就会改变石蜡基原油的物理性质, 从而对原油的固相或者液相的平衡产生影响, 大大降低了石蜡基的临界的温度和压力。在微生物的生长过程中会产生很多生物酶, 可以对原油进行降解, 使得原油的碳链断裂, 将高碳链的原油变为低碳链的原油, 进而轻质的组分增加, 重组分大量减少, 粘度以及凝固点都降低。微生物采油技术的运行进一步的增强了原油在油层中的流动性, 也使得原油的质量得到了很好的改善。 (2) 对于厌氧微生物来说, 在其生长代谢的过程中, 会产生二氧化碳, 氮气, 氢气以及氨气等, 这些气体对油层的压力有保持功能, 同时也可以和原油相融, 使得原油的粘度下降。 (3) 对于注入地层的微生物来说, 在生长代谢的过程中会有许多化学物质产生。生物聚合物不仅可以在高渗透的地带对流度比进行控制, 也可以对注水油层的吸水剖面进行调整, 对扫油的范围加大, 提高采油率等。对微生物的聚合物和重金属产生的沉淀物来说, 都具有高效封堵的特点, 对非均质的油藏可进行良好的注水调剖作业。 (4) 在微生物中的厌氧菌可以产生溶剂性的产物。对石油进行溶解, 使得油水界面的张力降低。微生物一般吸附在岩石的表面, 生长在油膜下, 最后就会将油膜推开, 使得原油得到释放。 (5) 在微生物在地下的发酵过程中会产生一些有机溶剂。在其中的有机酸类可以溶蚀碳酸盐地层, 使其渗透性增加。对于酮类和醇类来说可以将表面的张力和油层界面的张力降低, 大大的促进原油的乳化。
对于利用微生物来提高采油率中有四种方式。 (1) 生物吞吐增油。在生产井中注入微生物的发酵剂和营养液之后, 关闭生产井一段时间。使得微生物能够充分的进行发酵, 之后再打开井, 在重复的操作。 (2) 微生物调剖法。这种方法是在地层中注入了可生产聚合物的微生物之后, 微生物就会在高渗透的油层中大量的繁殖, 从而封堵高渗透带。这样的方法比注入人工合成的有机聚合物更为有效, 同时也减低了对地层造成破坏。 (3) 微生物清防蜡。这种技术可以代替溶剂以及分散剂的作用, 一般状况下也可以将热油处理法取代。 (4) 微生物水驱增油降水技术。这种技术是将菌种和营养液混合而成微生物的处理液, 注入到需处理的油层中。这样就会和油层作用产生一系列的活性物质, 再通过一定的物理化学作用将岩石表面上的吸附的原油释放出来, 再将不能够流动的原油以一种油水乳状液的形式注入到水驱生产井中, 采收原油。
三、微生物采油技术的发展前景
今天, 微生物的采油技术已经非常的成熟。在国际上都在积极的对于这项技术进行研究, 很多都获得了很好的增产的效果。我国的大多数油田处于了三次采油的阶段, 其中液含水已经占有90%的比例, 因此应该大力的推荐使用微生物采油技术进行采油作业。对于未来的研究工作应做到: (1) 大力培养耐高温, 耐重金属的易于培养的菌种。在微生物的生命活动中, 会需要许多N、P等营养物质, 对于低廉营养物质的发现具有重要的作用。 (2) 认真研究微生物提高采收率的机理。现在微生物的采油技术正在不断的完善中, 但是在微生物的驱油机理上的研究和实验需更加的深入。为提高采油率提供良好的基础条件。 (3) 确立微生物采油的评价指标体系, 并制定研究评价的标准。 (4) 由于微生物采油技术的综合性比较强, 因此需要微生物, 有机化学及石油工程方面的专家, 石油地质学家进行合作。
四、结语
微生物采油技术经过多年的研究和发展, 现在已经取得了良好的成绩。成为了一种具有巨大潜力的采油技术。在原油价格不断增长以及能源短缺的状况下, 国际上各国都已对能够提高采油率的微生物采油技术提起了重视。随着对微生物采油技术的深入研究, 该技术一定会有很大的进步, 在世界的石油工业中发挥更大的作用。
摘要：在采用了热力驱, 化学驱以及聚合物驱等传统的方法之后, 微生物采油技术成为通过微生物的一些有益的活动以及新陈代谢的产物来提升采油率的一种比较综合的技术。它与其他的三次采油技术有很大的差异。不仅仅工艺简单, 费用低, 而且不会对油层造成伤害, 没有污染。因此, 微生物采油技术是当今最具有发展前景的一项提高采油率的采油技术。本文深入探讨了微生物采油技术的现状以及发展趋势。
朝阳沟油田微生物采油技术研究 篇6
微生物采油的作用机理是将适宜的微生物注入油层后, 微生物在油层中活动和繁殖, 降解烃类物质, 使原油中的轻质组分含量相对增加, 原油的流动性得到改善;微生物代谢产物中含有大量的有机酸和表面活性剂物质, 降低原油的粘度、凝固点和表面张力, 促进滞留原油的流动;细菌以原油的烃类为碳源进行生长繁殖, 能使储层表面润湿性反转, 改善原油物性及流动性能;微生物附着在岩石表面生长形成生物膜, 占据孔隙空间而驱出原油;改变原油的流动性能, 解决油井近井地带堵塞, 达到增加油井产量和提高采收率的目的。
1.2微生物菌种优选
根据朝阳沟油田储层环境和流体特征, 从本源菌中筛选菌种, 进行优化组合, 再通过室内原油实验, 筛选适合不同区块的微生物菌种。第一要求菌种必须适应地层环境, 第二要求菌种在地层中稳定的生长周期。通过细菌生长稳定性实验, 可以明显的看到, 单菌种和混合菌都能在固定的培养基中生长, 在3-5天达到对数生长, 进入稳定生长期能保持40天, 然后进入衰减期, 如果在衰减期加入营养剂又重新激活菌种繁殖。
应用朝阳沟油田地层水将优选的菌种试验得出, 细菌类型I和细菌类型II在37℃～55℃之间生长较快, 在45℃左右条件下最为适合 (细菌数量可达109级) 。
1.3室内降粘效果分析
通过室内实验得出:
一是原油组份发生了变化, 将菌种作用前后的原油做色谱分析, 从色谱分析结果可以看到菌种作用前后的原油的烷烃组份发生了不同程度的变化, 从色谱曲线上可以看出, 菌种作用后原油中低碳烷烃组份明显增加, 高碳烷烃组份明显减少。
二是菌种作用前后原油含蜡、含胶发生了变化。微生物菌种作用前后原油含蜡量和含胶量都有不同程度的变化。微生物作用后原油中饱和烃增加了3.67-6.3%, 沥青质降低了0.94-4.54%, 这些变化对原油在地下的流动是有利的。
三是原油流变特性变好。用HAAKE粘度计, 温度50℃, RS150转子检测了原油的流变性, 从检测的数据中可以看到菌种作用后的原油粘度明显降低, 流变性变好。
2微生物驱油可行性分析
一是油层连通性好, 注水井注入状态好。具有较好的油层厚度和水驱控制程度, 主力砂体成片状, 发育稳定。注水井注水压力相对较低, 满足注入需要。
二是孔喉半径与微生物大小配伍性较好, 能保证微生物菌液的注入。储层基质平均空气渗透率25×10-3μm2左右, 有效孔隙度15%-20%, 原始含油饱和度57%-60%。平均孔喉半径2.5-4.0μm, 微生物个体大小 (0.1-0.4) × (0.5-2) µm左右, 可以进入地层, 完全能满足微生物注入要求。
三是油层的环境适合微生物生存。从朝阳沟油田原油油样中分离地层水, 水质属NaHCO3类型, 总矿化度在2320-1640mg/L, PH值和各项离子的含量都符合微生物生长的条件。
四是岩心驱油试验表明微生物对残余油有较强的作用。人造岩心水驱至含水100%后, 注入微生物菌液提高采收率7-8个百分点, 可以有效的驱替残余油。
五是充分利用裂缝可以使微生物尽快的接触原油。利用裂缝渗流速度快的特点, 加快微生物向油层深部运移。注入微生物后, 在其随注入水到达油井时, 对油井采取关井措施, 实现沿裂缝注入, 向两侧驱油, 使微生物向非裂缝方向基质中渗透, 发挥渗吸作用, , 和原油充分发生作用, 提高驱油效果。
3微生物驱油试验效果
微生物驱油试验累计注入累计注入菌液375.6t, 营养液125.75t, 以0.4万元/t计算, 设备及施工费用以50万元计算, 合计投入250.54万元;目前累计增油2868t, 以1722元/t计算, 产出为493.9万元, 投入产出比为1:1.97。
4微生物驱油试验的三点认识
(1) 微生物注入与发生作用区域以中高含水区域为主。一是宏观上来看, 微生物驱油试验以笼统方式注入, 微生物以水为载体, 随注入水运动而进入高渗透层。二是中高渗透区域内微观水相连继, 水相孔隙半径更大, 有利于微生物个体通过孔隙。
(2) 微生物在油层中大量繁殖。微生物注入前后油井采出液菌数化验结果表明, 菌数数量提高了2-3个数量级。
(3) 微生物改善了原油物性, 提高了油相相对渗透率。一是原油物性改善, 界面张力下降, 说明原油在地层中的流动性变好。二是油相相对渗透率提高, 试验井区Kro由3.8%上升到66.7%, Krw由8.1%上升到14.2%。油水相对渗透率的变化, 也反映了采收率的提高。
摘要：朝阳沟油田老区经过二十余年的开发, 在油田的一类区块出现含水上升速度加快、自然递减率加大的开发矛盾, 而对于油层条件较差的二、三类区块, 由于储层物性及原油物性较差导致单井产量低、开发效果差。通过探索研究应用适用于朝阳沟油田的微生物采油技术, 在试验区实现了提高单井产能、控制含水上升和提高采收率的目的。
关键词：朝阳沟油田,微生物技术,采收率
参考文献
[1]《现代油藏渗流力学原理》葛家理主编石油工业出版社2003.2
[2]《微生物提高石油采收率》[美]E.C唐纳森等编著石油工业出版社1995.4
试论微生物采油技术及其进展情况 篇7
一、微生物采油技术原理
1. 改变原油组分
某些微生物可在原油中进行繁殖生长与代谢, 整个过程涉及多种生物化学反应, 这些反应与油田中油、气、水甚至是岩石相互作用, 改变组分。主要实现方式包括: (1) 以微生物自身作为碳源, 进行正构烷烃生物化学反应, 改变石蜡基原油物理性质, 从而对原油固相与液相、临界温度计压力产生影响, 打破原有的油层的固、液相平衡; (2) 微生物的生长繁殖过程中产生大量的生物酶, 会破坏周围原油的组分, 使高碳链转变为低碳链, 降低凝固点与粘度, 地坛链石油密度更低、流动性更强, 甚至品质都会有一定提高。
2. 改变驱油环境
所谓驱油环境便是驱动原油流动被开采的环境, 微生物改变驱油环境的主要形式包括: (1) 产生生物气驱动, 多数微生物代谢会产生二氧化碳、甲烷的气体, 这些气体可增加原油流动性, 降低其粘度, 使原油体积膨胀, 提高原油渗透能力, 同时通过贾敏效用, 增加水流阻力, 降低注入水流动性, 提升注水采用效率; (2) 产生有机溶剂与酸, 促岩石溶解, 提高原油渗透能力, 同时增加二氧化碳的释放;改变原油性质, 使其更容易从岩石中释放出来; (3) 产生微生物表面活性剂, 改善水驱油毛细管效应;提高油页岩润湿性, 使其具有亲水特性, 以利于油膜脱落; (4) 通过产生微生物聚合物, 堵塞大口径油道, 增加水油比, 同时增大扫油面积, 增加水粘度, 增加水相流动阻力, 有助于封堵水相[2]。
3. 直接作用于原油
微生物在油页岩表明大量繁殖, 可直接驱使原油剥落, 占据空间驱除原油成分。
二、微生物采油技术特点
微生物类型各异、品种繁多, 但多数具有体积小、适应性强、自主性等特点, 将其应用于原油开采, 具有以下优点: (1) 无需增加设施设备, 工序简单; (2) 可适用于各类原油开采, 弥补其它技术缺陷; (3) 取材方便、材料来源广, 可控制性好, 方案灵活; (4) 成本低廉, 微生物生存能力、记忆繁殖能力强, 一次投入持续时间较长, 运行管理成本低廉; (5) 可进入空间范围狭小、应用常规技术开采价值不高的储油区域, 资源利用率较高; (6) 易于控制, 通过控制微生物生长繁殖所需的营养源量与分布, 以控制微生物生长繁殖速率、量与分布区域; (7) 绿色环保, 社会效益好, 微生物及其产物均为自然产品, 均可降解, 营养源也属于绿色无污染制成品, 不含对环境有严重危害的物质, 且微生物通过集聚效应工作, 对地质的影响非常缓慢, 一般不会引发地质灾害[3]。
三、微生物采油技术应用与研究现状、发展前景
1. 微生物采油技术应用与研究现状
微生物采油技术施工简单、成本低廉、效用良好, 经数十年的发展应用, 已取得了一些突破性进展, 但尚有诸多缺陷与不足之处, 国内外关于微生物采油技术应用与研究主要集中在三大领域: (1) 代谢产物分析, 微生物代谢产物与微生物采油技术起效密切相关, 该领域研究是微生物采油技术原理基础性研究内容之一, 其主要研究内容包括微生物代谢产物定量与定性分析、微生物表面活性剂实验研究、微生物有机溶剂与生物气分析、不同类型微生物代谢物对采油效率与品质影响, 等; (2) 数学模型, 是研究微生物采油技术机理、效用的重要方法, 主要研究内容包括多组分微生物采油模型、微生物采油模型预测、微生物采油模型控制, 等; (3) 微生物分子生态学, 是研究微生物生物化学对采油效率影响的关键领域之一, 主要研究内容包括微生物采油分子生态学方法与体系、不同油田微生物采油分子生态学动态变化、采油菌种研究等[4]。
2. 未来发展前景
微生物采油技术具有广阔的发展与应用前景, 其技术仍不成熟, 从现有技术发展状况与采油需要来看, 需解决以下问题: (1) 菌种的选择、制备与大规模生产, 是应用微生物采油的基础, 目前菌种主要采用室内模拟研究法、对比分析法进行选择, 该领域研究尚处于初始奠基阶段; (2) 菌种的选择需考虑经济适用性、采油经济性、环境与社会综合效益, 制定相应的评价体系, 并将其与不同油田需要相结合; (3) 据不同的油田条件, 建立微生物菌种配比系统, 采用数字化模拟技术, 寻求最优解决方案。
小结
微生物采油技术是一种较为理想的采油技术, 是解决能源危机, 特别是石油危机的可行方法, 拥有广阔的发展应用前景, 虽然该技术目前尚不成熟, 大规模应用尚有待时日, 但是笔者相信随着相关技术的不断深入, 其必将焕发应有的光芒。
摘要：石油工业是现代工业的核心产业产业之一, 是保障国家经济健康稳定发展的基础性产业。随着能源需求的扩大、化石能源的消耗, 能源危机逐渐显现, 成为困扰国家长远发展的关键问题。采收率是反映石油开采效用的关键指标, 一般来说, 油田经二次常规采油后, 采收率仅占储量的30%40%, 提高采收率是解决能源危机的可行途径, 如何提高采收率, 成为石油产业热点课题[1]。本次研究从微生物采油技术原理、特点、研究现状、发展前景四个方面对相关研究进展进行概述。
关键词：微生物,采油技术,进展情况
参考文献
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微生物采油技术特点论文 篇8
不可再生就意味着石油能源的一次性属性, 同时作为一种资源它的分布也是有条件的。就世界范围内而言, 石油资源的丰富与匮乏是相对的, 可以预见在未来的时期内石油资源会彻底消耗殆尽。而从国内现状来看, 我国的石油开采经历了长期的作业, 很多油田的产能开始下降, 开采困难程度增加, 如何提高老油田的产能是亟需解决的问题。
根据石油工程的采油作业划分, 按照进程顺序包括三类, 分别是一次采油、二次采油和三次采油。
一次采油是发生在油田首次勘测和利用阶段, 这一过程中地下原油储量丰富、地下压力作用大, 开采较为容易, 只需要构建完井设施即可;二次采油是在一次采油之后进行的, 这一过程中由于原油的开采工作经历了大规模应用期, 导致地下储量减少, 并呈现出多层分布的特点。为了能够继续获取石油开采的能力, 一般采用水注入的形式进行填充。
而三次采油是针对一些服役在二十年以上的油田而言的, 三次采油的开采过程非常困难, 开采率也很低, 是对资源的充分利用表现。这一阶段为了维持正常的开采行为, 需要进行多方面的补救措施, 例如利用化学剂来改善油层环境, 优化开采设备性能, 引进新技术等。本文中所讨论的微生物采油技术, 主要是应用在三次采油过程中的。
1 微生物采油技术现状
微生物采油技术是近年来兴起的一种三次采油创新技术, 也是目前国际石油产业中重点关注项目。考虑到目前石油储备环境急剧萎缩的现状, 为了争夺新的经济领域, 就必须从技术角度出发, 针对现有的老油田进行重新开发, 对油藏中没有实现收集的残油部分进行回收。
微生物采油技术是利用在油藏中的微生物活动实现的, 微生物在油藏中的生存和新陈代谢, 可以优化原油存储空间的性质作用, 人们利用这一特性开发出来了微生物驱油技术。
所谓的微生物动力主要来源于细菌, 按照细菌来源不同可以划分为两种, 一种是内部微生物驱油技术, 一种是外部微生物驱油技术。这两种微生物采油技术各有特点, 但在已用上主要根据细菌的生存环境来判断, 温度、湿度、压力均对其繁殖有所影响。
1.1 微生物采油机理分析
客观上分析, 微生物采油技术涉及到的机理非常复杂, 缺乏详细的数据来描述其可控性, 因此在研究中主要采用固定性的方法而忽略定量手段。微生物的生命活动和新陈代谢行为, 是提高采油率的关键, 而油藏为微生物提供了生存的空间。
首先, 两者在存在形式上是相互依存的。微生物采油技术, 也可以看作是微生物利用油藏环境生存的行为, 细菌可以在是原油环境中依赖内部含有的烷烃类物质生存。
其次, 微生物的新陈代谢中富含有讲解原油中重油成分的物质。三次开采之所以要消耗掉大量的资源和劳动力, 与轻质油大量收集有直接的原因。例如稠油成分过多, 导致剩余的原油粘度大、临界温度高、物理性质稳定等不利因素, 通过微生物作用可以实现液体相变。
再次, 微生物在生命活动进行过程中会消耗掉大量的废物, 产生热量和二氧化碳, 在热力作用下气体发生流动, 原油表面活性增加。
1.2 微生物采油技术特点
微生物采油主要应用于三次采油过程中, 相比与同样在此阶段使用的采油技术而言, 其特点是非常明显的。
第一, 微生物采油的成本较低, 这也是国际石油工业关注这一技术的原因。因为在三次采油过程中, 可获取的资源十分有限, 过多的投入得不偿失, 必须实现经济投入的均衡。
第二, 微生物采油的操作简单, 对于技术的运用除了成本之外, 还要关系到对现有采油作业的兼容性。如果需要对现有设施进行大量改造, 势必消耗人力物力成本。
第三, 微生物采油环境污染低。环境保护是我国的一项基本国策, 微生物采油技术完全利用的是生物方法, 不存在任何的污染问题, 这是比化学制剂优越的地方。
第四, 微生物采油的效率很高。微生物在油藏环境中的繁育速度很快, 反应迅速, 并且通过自身的繁殖保持了长效性。
2 微生物采油技术的发展前景
微生物采油技术之所以得到广泛的关注, 除了其在三次采油中的杰出表现之外, 更重要的一点是技术本身的特点。现有的最先进的采油技术, 也只能获取30%到50%的产能, 大量的油藏由于地质原因被牢牢锁定在地下。要获取这一部分资源, 势必采取人工干预的方法, 化学剂的大量使用虽然可以起到一定的效果, 但是对生态环境也形成了伤害, 甚至改变原油性质。
微生物采油技术的成本低廉、效果明显, 最重要的是不会产生污染显现个, 也不会影响原有品质, 这对于三次采油的前景十分旷阔。
摘要：石油是宝贵的不可再生能源, 在经济发展和社会进步中发挥了重要的作用。结合我国石油资源匮乏的现状, 需要对现有资源提高利用效率, 表现在石油产业方面主要是提高采油技术, 提升石油原油的产能。本文中结合我国油田现状, 重点介绍了微生物采油技术的相关内容, 通过优势突出来阐明微生物采油技术在未来的重要价值。
关键词：采油技术,微生物技术,三次采油,石油供应
参考文献
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