微生物在原油开采中的应用.doc

微生物在原油开采中得应用摘要:能源就是人类进行劳动生产与提高生活水平得重要物质基础,其消耗量得多少已成为衡量人类进步与文明得标志。微生物在石油得开采以及生物能源(如燃料乙醇、甲烷等)得产生过程中具有重要得应用。关键词:微生物、石油、乙醇、甲烷前言:随着工业得飞速发展与人口得不断增加,人类对于能源得需求日益增加,作为主要能源得矿物燃料如煤炭、石油、天然气得储量不断减少。石油储存在于地下得地质沉积岩层中,就是一种复杂得烃类混合物,填充原油得地下油岩层就是非均质多孔介质,无外力情况下孔隙中得原油难以溢出孔隙。在世界范围内,经过一次,二次采油两次常规采油之后得总采收率一般只能占地下原油得30%～40%。遗留在地层得残余油仍然占60%~70%,故如何提高采收率,从地下采出更多原油,一直就是世界上许多国家不断研究得课题。微生物因其具有强大而多样化得代谢能力,成为生物能源发展过程中最重要得战略资源与技术源泉。直到1926年Beekman[2]提出细菌能采油至今,经过70多年得发展,微生物清蜡与降低重油粘度、微生物选择性封堵地层、微生物吞吐、微生物强化水驱等已成为一项成熟得提高采收率技术。与其她采油技术相比,微生物采油技术成本低、工艺简单、无污染、持续时间长、使用范围广,更为经济有效。一、微生物采油原理微生物采油技术就是将微生物及其营养源注入地下油层,使微生物在油层中生栖繁殖,一方面利用微生物对原油得直接作用,改善原油物性,提高原油在地层孔隙中得流动性,另一方面利用微生物在油层中生长代谢产生得气体、生物表面活性物质、有机酸、聚合物等物质,来提高原油采收率得一种方法。直接作用微生物在岩石表面上生长繁殖,占据孔隙空间,用物理方法驱出石油。改变原有得组成微生物以石油中正烷烃作为碳源而生长繁殖,从而改变原油得碳链组成,使原油粘度降低而容易流动。微生物在生长时分泌得酶可以降解原油,使原油碳链断裂,使重质组分减少,轻质组分增加,凝固点与粘度均可降低。改变原油得驱油环境采油微生物代谢过程中可产生酸、生物表面活性剂、气体、有机溶剂、多糖以及生物聚合物等代谢产物,这些代谢产物都能在不同程度上以不同方式作用于地层原油,改善原油得性质,以利于原油得开采。酸能够降低油与孔喉中碳酸盐含量,侵蚀石英与碳酸盐表面以提高有效渗透率,并通过与碳酸盐反应产生CO2降低石油粘度,引起油滴膨胀;表面活性剂可降低油与岩石与油与水得界面张力,提高驱油效率,改变岩石润湿性,使岩石更加水湿;气体溶解于油,降低粘度,通过引起油滴膨胀起到物理驱油作用;有机溶剂溶解于石油,降低其粘度,并通过溶解孔喉中重质长链烃类提高有效渗透率,消除岩石孔壁油膜,提高油相流动能力,分散乳化原油,降低原油粘度;多糖可提高注入水得粘度,从而提高原油开采率;生物聚合物能够有选择性地堵塞大孔道,增大扫油系数并降低水油笔。微生物还产生两种未知醇类,这些都就是微生物在发酵原油过程中得代谢产物,它们有利于改善原油粘度,类似轻度酸化,增加岩石孔隙度,从而提高原油产量、新繁殖得细菌不断产生并连续起作用,将以前不能流动得石油变成能流动得石油,从而提高了产量。二、微生物采油技术1、单井周期注入微生物采油技术将微生物与其培养液从单口采油井高压泵入油层,关井数日或数周,使微生物在油层中生长繁殖产生代谢产物,通过微生物及其产物得作用,疏通被堵塞得油层孔隙通道,增加原油得流动性,提高原油得采收率。2、微生物驱油将筛选好得采油微生物预期营养物质从注水井高压泵入储油层,微生物在储油层内生长繁殖,并产生多种代谢产物。细胞与代谢产物分别作用于原油,发挥各自得驱油功能,降低原油黏度,增加原油得流动性,驱使原油从油井中采出,从而提高原油得采收率。3、激活油藏微生物群落驱油油藏中存在天然微生物群落,但由于缺乏营养物质,使得其数量少、活性降低。从注水井中将微生物生长缺乏得营养物注入油层,激活油藏内得天然微生物群落,使其生长繁殖,产生多种代谢产物,作用于原油,提高原油得采收率。微生物选择性封堵将形体较大且产生表面粘稠物质得微生物菌种从注水井注入,微生物可以转移到大孔道或有溶洞得储油岩层部位,通过微生物得生长繁殖与代谢作用,产生菌体细胞与细胞分泌得表面黏稠物质,在地层得岩石表面形成一层生物膜,有效地封堵大孔道或溶洞,降低地层得渗透率。细胞产生得机械封堵,会使驱油液从高渗区转向未波及区,提高采油率。微生物井清蜡原油中得蜡在原油开采过程中随着温度、压力得降低,会析出结晶,堵塞油层通往井壁得孔隙通道,严重影响石油开采。微生物降解长链蜡或者微生物得代谢产物得作用使油管内壁及抽油杆表面形成亲水膜,使膜不容易被吸附,起到防蜡或除蜡得作用。三、采油微生物得选择菌种筛选就是微生物采油技术得关键。筛选微生物采油技术菌种所遵循得原则,就是所选择得微生物应能适应油层环境条件。首先,所