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我國油田提高采收率主要以化學(xué)驅(qū)及氣驅(qū)為主,其中聚合物驅(qū)技術(shù)較為成熟,進(jìn)入了大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用階段。但作為一種重要的提高采收率技術(shù),微生物采油一直處于研究和礦場小規(guī)模試驗階段。
微生物采油技術(shù)是利用微生物的活動及其代謝產(chǎn)物強(qiáng)化采油的技術(shù)。相比其他提高采收率技術(shù),微生物采油成本低、作業(yè)簡單、施工方便、環(huán)境友好,被稱為“四次采油”技術(shù)。
微生物提高采收率技術(shù)是通過引入或刺激油藏中微生物,促其就地繁殖和代謝,產(chǎn)生酸、氣體、生物表面活性劑和生物聚合物,改變巖石孔隙和原油的物理化學(xué)性質(zhì)而提高原油產(chǎn)量。其機(jī)理主要是微生物代謝產(chǎn)物中生物表面活性劑降低油水界面張力,生物聚合物改善油水流度比,代謝產(chǎn)生的氣體溶解于原油中可以降低原油黏度。此外,微生物在地層中生長與繁殖過程,能有效降解稠油和高分子烷烴及其他有機(jī)物質(zhì),增加原油流動性。由于微生物采油技術(shù)利用微生物在油藏中就地繁殖和代謝,實現(xiàn)了波及體積的成倍增長,使得采油成本遠(yuǎn)低于其他三次采油技術(shù)。同時,由于微生物在油藏中生長和運(yùn)移過程不需要額外的驅(qū)動力,因此,不僅可以采出水驅(qū)波及范圍內(nèi)的殘余油,而且可以采出水驅(qū)波及不到剩余油,這對于提高油藏最終采收率具有十分重要的意義。
盡管微生物采油技術(shù)早在1926年就由美國人Beckman提出,但目前仍處于研究開發(fā)階段。主要原因在于整體技術(shù)復(fù)雜,綜合了聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、氣驅(qū)及生物降解多個作用過程,機(jī)理復(fù)雜,開發(fā)可推廣的技術(shù)難度非常大。該技術(shù)涉及油藏地質(zhì)、油藏工程、油田化學(xué)、生物工程、生物化學(xué)等多個學(xué)科,需要各學(xué)科間密切配合。技術(shù)成功的前提是微生物能夠進(jìn)入油藏微小孔隙,并能快速地生長、繁殖和代謝。而油藏巖性、孔隙的大小、壓力,尤其是高溫、高礦化度條件,往往對微生物生長產(chǎn)生不利的影響。
在我國,大部分油田油藏溫度高,地層水礦化度高,滲透率差異大,油水關(guān)系復(fù)雜,因而不同油田提高采收率所面臨的問題也不同,這對微生物采油技術(shù)提出了更高的要求。此外,大部分油田均進(jìn)入注水開發(fā)中、后期并進(jìn)行了多種提高采收率試驗,大量水處理劑(如殺菌劑、絮凝劑、緩蝕劑等)及其他化學(xué)劑的使用,導(dǎo)致了數(shù)量龐大、種類繁多的化學(xué)劑進(jìn)入地層,使得油藏中微生物生長環(huán)境變得更加復(fù)雜,進(jìn)一步加大了技術(shù)研究與運(yùn)用的難度。
盡管如此,近年來微生物采油技術(shù)在我國還是受到越來越多的關(guān)注。大慶油田、勝利油田、大港油田聯(lián)合多家研究單位進(jìn)行了微生物采油技術(shù)的專項研究,在采油微生物菌種等關(guān)鍵技術(shù)上都取得了一定進(jìn)展,從最初的引進(jìn)菌液發(fā)展到目前自主研究本源菌種和外源菌種,并在大港、大慶、勝利、中原等多家油田開展了微生物單井吞吐和小規(guī)模礦場驅(qū)油試驗。但是,由于我國大部分油田油藏條件復(fù)雜,該技術(shù)的總體水平與國外還存在較大差距。
隨著深入研究和生物工程技術(shù)的發(fā)展,微生物適應(yīng)高溫、高壓、高鹽條件和提高采收率機(jī)理等技術(shù)難題的攻克,微生物采油技術(shù)將會在提高油井單井產(chǎn)量、節(jié)省開采時間、提高油田最終采收率方面發(fā)揮更大的作用。微生物采油技術(shù)的應(yīng)用范圍也將從目前的常規(guī)油藏向高溫高礦化度油藏、稠油油藏、低滲特低滲油藏擴(kuò)展,具有更加廣闊的發(fā)展前景。