理主要有以下几个方面： 物不仅受地层本身环境的物理和化学因素 2.1生物气提高采收率机理 如温度、压力和矿化等因素的影响，还受油 微生物在地下发酵过程中能产生各种 田生产过程中所应用的各种化学剂的影响。 气体，如CH4、C02、N2、H2等，这些气体溶 因此在微生物采油过程中充分利用化学剂 解在油中，可降低原油粘度，提高原油流动 的促进作用，避免化学剂的不良影响，是该 能力。这些气体以小气泡存在时，可增加油 技术应用的关键。油田开采过程中，视不同 层压力，减小残余油饱和度，同时气泡的贾 的目的，使用的化学剂种类不同，如生产过 敏效应还会增加水流阻力，提高注入水波及 程常使用的腐蚀、防垢、除垢、杀菌剂等油 体积。 田注水处理剂。 2.2微生物降解原油机理： 化学剂对微生物的影响主要有两方面： 微生物在生长代谢过程中，一方面可以 一是化学剂对微生物细胞结构的影响，一些 以原油中的碳链作为自身生长所需要的碳 具有表面活性的物质可直接破坏细胞结构， 源，从而改变原油的碳链组成：另一方面微 使微生物死亡。二是化学剂与微生物细胞某 生物生长时释放的生物酶，可以降解原油， 些生化物质结合，使其丧失原有的生化性能， 使原油碳链断裂，将原油中的长链饱和烃降 不能正常生长代谢，最终导致死亡。无论哪 解为中短链烃，使饱和烃平均分子链长变短， 一种影响，都与化学剂的质量浓度密切相关， 改变原油性质，起降粘防蜡作用。 ·般而言，所用化学剂的质量浓度越大，对 2.3生物表面活性剂提高采收率机理： 微生物影响越大，但只有化学剂的质量浓度 微生物所产表面活性剂（主要为石油羧 超过一定的范围，才能对微生物生长产生控 酸盐类表面活性剂)可以降低油水界面张力， 制作用。如目前油田注入污水处理多用阳离 减小水驱油毛管力，提高驱替毛细管数。同 子季铵盐类以及其它氧化剂复配物，一般加 时生物表面活性剂会改变油藏岩石润湿性， 药的质量浓度在9-10mg/L,当细菌数高于 从亲油变成亲水，使吸附在岩石表面上的油 102个/mL时，药剂量须加大2-3倍，才能控 膜脱落，油藏残余油饱和度降低，从而提高 制细菌的生长。在实施聚合物驱的区块，常 采收率。 出现高细菌腐蚀速率现象，也是注入的驱油 2.4酸性物质改善地层渗流条件机理： 剂中聚丙烯酰胺和甲醛共同影响地层中细 微生物作用新陈代谢产生的C02会溶于 菌生长造成的。 地层水产生碳酸，向廷生等研究发现微生物 要从根本上消除化学剂对微生物采油 在其新陈代谢过程中也会产生大量有机酸， 的不利影响，必须从微生物菌种筛选及微生 如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等，其中 物育种着手，如可在含有化学剂的地层水中 以乙酸为主。这些酸性物质与地层、岩石进 筛选出由于自发突变而能抵抗化学剂不利 行反应，碳酸盐部分被溶解，地层渗透率增 影响的微生物，从而满足采油需要又能抵抗 大，驱替效果得到提高。 化学剂的不利影响。利用遗传学原理和技术 2.5调整吸水剖面改善水驱机理： 对某个用于特定生物技术的菌株进行多方 微生物注入水驱油层后，微生物代谢生 位的改变，以增加新的性状，获得在不利化 成的生物聚合物与菌体一起形成物理封堵， 学剂存在条件下生长良好的采油菌种，从而 增加了水相粘度，改善水油流度比，控制高 消除化学剂对微生物采油的不良影响四。 渗地层吸水量，减少指进和过早水淹。 4我国微生物采油技术的现状 3化学剂对微生物采油的影响 4.1室内研究 在微生物采油技术中，微生物生长的好 4.1.1菌种筛选是微生物采油技术的关键。 坏直接影响微生物的采油率，而微生物的生 国内早期目标是筛选能适应地层环境 长又受生长环境因素的影响，在地层中微生 的菌种，提供适当的有机营养物（如糖蜜），理主要有以下几个方面: 2.1 生物气提高采收率机理: 微生物在地下发酵过程中能产生各种 气体,如 CH4、CO2、N2、H2 等,这些气体溶 解在油中,可降低原油粘度,提高原油流动 能力。这些气体以小气泡存在时,可增加油 层压力,减小残余油饱和度,同时气泡的贾 敏效应还会增加水流阻力,提高注入水波及 体积。 2.2 微生物降解原油机理: 微生物在生长代谢过程中,一方面可以 以原油中的碳链作为自身生长所需要的碳 源,从而改变原油的碳链组成；另一方面微 生物生长时释放的生物酶,可以降解原油, 使原油碳链断裂,将原油中的长链饱和烃降 解为中短链烃,使饱和烃平均分子链长变短, 改变原油性质,起降粘防蜡作用。 2.3 生物表面活性剂提高采收率机理: 微生物所产表面活性剂(主要为石油羧 酸盐类表面活性剂)可以降低油水界面张力, 减小水驱油毛管力,提高驱替毛细管数。同 时生物表面活性剂会改变油藏岩石润湿性, 从亲油变成亲水,使吸附在岩石表面上的油 膜脱落,油藏残余油饱和度降低,从而提高 采收率。 2.4 酸性物质改善地层渗流条件机理: 微生物作用新陈代谢产生的CO2会溶于 地层水产生碳酸,向廷生等研究发现微生物 在其新陈代谢过程中也会产生大量有机酸, 如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等,其中 以乙酸为主。这些酸性物质与地层、岩石进 行反应,碳酸盐部分被溶解,地层渗透率增 大,驱替效果得到提高。 2.5 调整吸水剖面改善水驱机理: 微生物注入水驱油层后,微生物代谢生 成的生物聚合物与菌体一起形成物理封堵, 增加了水相粘度,改善水油流度比,控制高 渗地层吸水量,减少指进和过早水淹。 3 化学剂对微生物采油的影响 在微生物采油技术中,微生物生长的好 坏直接影响微生物的采油率,而微生物的生 长又受生长环境因素的影响,在地层中微生 物不仅受地层本身环境的物理和化学因素 如温度、压力和矿化等因素的影响,还受油 田生产过程中所应用的各种化学剂的影响。 因此在微生物采油过程中充分利用化学剂 的促进作用,避免化学剂的不良影响,是该 技术应用的关键。油田开采过程中,视不同 的目的,使用的化学剂种类不同,如生产过 程常使用的腐蚀、防垢、除垢、杀菌剂等油 田注水处理剂。 化学剂对微生物的影响主要有两方面: 一是化学剂对微生物细胞结构的影响,一些 具有表面活性的物质可直接破坏细胞结构, 使微生物死亡。二是化学剂与微生物细胞某 些生化物质结合,使其丧失原有的生化性能, 不能正常生长代谢,最终导致死亡。无论哪 一种影响,都与化学剂的质量浓度密切相关, 一般而言,所用化学剂的质量浓度越大,对 微生物影响越大,但只有化学剂的质量浓度 超过一定的范围,才能对微生物生长产生控 制作用。如目前油田注入污水处理多用阳离 子季铵盐类以及其它氧化剂复配物,一般加 药的质量浓度在 9-10 mg/L,当细菌数高于 102 个/ mL 时,药剂量须加大 2-3 倍,才能控 制细菌的生长。在实施聚合物驱的区块,常 出现高细菌腐蚀速率现象,也是注入的驱油 剂中聚丙烯酰胺和甲醛共同影响地层中细 菌生长造成的。 要从根本上消除化学剂对微生物采油 的不利影响,必须从微生物菌种筛选及微生 物育种着手,如可在含有化学剂的地层水中 筛选出由于自发突变而能抵抗化学剂不利 影响的微生物,从而满足采油需要又能抵抗 化学剂的不利影响。利用遗传学原理和技术 对某个用于特定生物技术的菌株进行多方 位的改变,以增加新的性状,获得在不利化 学剂存在条件下生长良好的采油菌种,从而 消除化学剂对微生物采油的不良影响 [2]。 4 我国微生物采油技术的现状 4.1 室内研究 4.1.1 菌种筛选是微生物采油技术的关键。 国内早期目标是筛选能适应地层环境 的菌种,提供适当的有机营养物(如糖蜜)