微生物采油技术研究进展以及前景介绍
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（ 1.**大学 动物科技学院 动物科学专业 中国 ** ）
中文摘要：微生物采油经过70多年发展, 已成为继热驱、化学驱、气驱之后的第四种提高采收率的方法. 其采油机理为:一是改变原油组成, 二是改善驱油环境, 最终使原油流向井底, 提高采收率。本文在介绍微生物采油技术发展历史的基础上, 重点阐述了微生物采油的机理，PCR 和分子生物学在MEOR 中的应用，以及应用该技术的油层条件和应用前景, 并提出了一些建议。[１]
关键词：微生物采油技术（MEOR ），作用机理，PCR ，分子生物学，采收率 引言：随着行油勘探规模的增人，在我国发现巨型整装特大型油田的几率越来越 小，而高速发展的国民经济对石油的需求量不断增加，为适应当前经济形势，我 国石油工业开发建设的目标逐渐转向低产、低压、低渗透油田。如何应用新技术提高此类油田采收率，成为当前需要攻关的重要课题。
微生物采油提高采收率技术以其成本低、适用性强、施工简单、不伤害储层 及无污染等优点受到石油业的普遍重视。以烃为碳源的微生物采油技术主要是利 用其生物作用和生物化学作用来提高采收率的，即依靠其在油藏中利用原油中的 重烃组分为碳源，通过自身的生长、代谢和繁殖改善原油性质；代谢大量有益产 物，降低了油藏中油、水和岩石的界面张力，提高原油的流动性。但是所选菌种 能否在地层条件下生长和繁殖、代谢产物能否有效地改善原油流动性、其生物化 学作用如何启动剩余油以及低渗透油田采用微生物驱油技术的最佳时机等问题 是该技术得以推广的关键。[２]
正文：
1.MEOR 简介及作用机理
1.1MEOR 国内外发展现状
在世界范围内, 常规采油只能采出地下原油的30%~40%。如何提高采收率, 从地下采出更多原油, 一直是世界上许多国家不断研究的课题。直到1926年Beekman 提出细菌能采油至今, 经过70多年的发展, 微生物清蜡和降低重油粘度、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的提高采收率技术。
80年代, 美国和前苏联的微生物采油技术已进入矿场试验阶段, 而且美国1991年把微生物采油列为传统的热驱、化学驱、气驱之后的第四种提高采收率的方法, 并在许多油田中应用, 取得了投入产出比为1：5的好效果[３]。
我国从60年代就开始进行微生物采油技术研究, 但进展较慢。进入90年代, 我国在某些油田相继开展了微生物采油的研究和应用, 取得了一定的成效。
1.2MEOR 采收方式
目前, 国内外微生物提高采收率方式大致有两种。
一类是地面法, 在地面建立发酵反应罐, 为微生物提供必须的营养物质, 通过微生物代谢作用产生生物产物(主要是生物表面活性剂和生物聚合物), 将生物产物注入地层从而达到提高采收率的目的。这种工艺特点是发酵在地面进行, 所以微生物生长和代谢不受地层的影响。
另一类是地下法(油层法), 指直接将微生物注入到油层, 使其在油层中产生各种代谢产物, 只要供给微生物足够的营养物质, 代谢产物的生产速度就会大于被微生物降解的速度。此种工艺特点是驱油持续时间长且施工成本低。
1.3MEOR 特点
微生物采油有明显的特点。首先, 微生物以水为生长介质, 以质量较次的糖蜜作为营养, 实施方便, 可从注水管线或油套环形空间将菌液直接注入地层, 不需对管线进行改造和添加专用注入设备; 由于微生物在油藏中可随地下流体自主移动, 作用范围比聚合物驱大, 注入井后不必加压, 不损伤油层, 无污染, 提高采收率显著。其次以吞吐方式可对单井进行微生物处理, 解决边远井、枯竭井的生产问题, 提高孤立井产量和边远油田采收率; 再有选用不同的菌种, 微生物可解决油井生产中多种问题, 如降粘、防蜡、解堵、调剖, 最后提高采收率的代谢产物在油层内产生, 利用率高, 且易于生物降解, 具有良好的生态特性。微生物采油由于其成本低、效果好、无污染, 愈来愈受到人们广泛的重视。
1.4MEOR 作用机理
微生物采油是将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层, 或单独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物, 以提高油田采收率的方法。微生物采油是技术含量较高的一种提高采收率技术, 不但包括微生物在
油层中的生长、繁殖和代谢等生物化学过程, 而且包括微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移, 以及与岩石、油、气、水的相互作用引起的岩石、油、气、水物性的改变, 深入研究作用机理显得尤为重要[4]
2.PCR技术在MEOR 中的应用
在SARS(Severe Acute Respiratory Syndrome)病毒肆虐后,PCR(Ploymerase Chain Reaction) 技术也越来越被人们所熟知。通过逆转录PCR(RT-PCR)技术, 对SARS 病毒进行全基因组测序和双基因片段区荧光诊断, 为尽快对病毒的变异、病毒的特性、在人群中的流行规律、早期诊断方法, 以及为防治药物的筛选等研究提供了重要基础。吉林油田在开展微生物采油技术研究过程中, 以PCR 技术为基础开发了菌种DNA 基因检测技术, 为菌种的筛选与评价、采油能力与机理的认证, 为决策微生物采油工艺、指导矿场试验进程发挥了重要作用。
2.1PCR 技术简介
PCR 技术是一种体外特异地扩增DNA 的技术, 使数量上极微、且不需要完全纯化的原始模板DNA, 经一对特异引物的引导和DNA 聚合酶的催化下, 在2~3 h内即可将任意所需的DNA 特异片段扩增几百万倍, 使其在数量上和特异性上, 可以满足几乎所有生物工程的需要[５]。
2.2PCR 技术在MEOR 中的应用
PCR 技术可以帮助实验人员了解目的菌的属种、浓度、纯度、生存竞争能力、油藏环境适应性、地下繁殖运移能力; 为确定目的菌种增采机理[６]、确认杂菌的种类、浓度及其对MEOR 的影响; 为准确分析和客观评价MEOR 现场试验效果; 为MEOR 商业菌种的质量检测和效能分析; 为目的菌DNA 序列分析和镶入可直接跟踪监测的荧光探针
[７];为不同性能的MEOR 菌进行基因重组育种[８],构建嗜蜡、嗜胶多功能复合石油降解菌[９]提供了重要的技术手段。PCR 及基因工程相关技术的应用, 对促进MEOR 发展具有积极的推动作用。
2.3PCR 技术在MEOR 中的具体作用
2.3.1油层本源菌调查及菌种培养跟踪检测
长期PCR 基因跟踪检测表明:一般油层产出水中各类杂菌总浓度为102~104个/mL,注入营养液中各类杂菌总浓度一般为103~105个/mL。菌种培养、注入、营养液及油层产出液中主要存在甲烷产生菌、硫酸还原菌、腐生菌、烃氧化菌等 [１０]各类常在菌20多种。依据特性分类后, 可以对具有MEOR 作用的细菌加以利用, 对其油藏适应性、地下运移能力、增殖和增采能力进行准确认证[１１],对有害菌进行防治 [１２]。
2.3.2本源微生物采油跟踪检测
扶余油田实施激活本源菌先导试验4口油井, 累计增产原油15913 t。实施注水激活本源菌先导试验7口井, 周围油井累计增产原油1 155 t。PCR-RFLP 基因跟踪检测表明, 部分本源菌竞争力强、EOR 性能好, 普通菌、杂菌没有增油作用或增油作用很小。由于各种微生物对碳、氮、磷等营养物需求的普遍性, 使得对某一特定高效EOR 本源菌的选择性激活十分困难。利用本源菌采油的最好办法是将筛选到的优秀MEOR 本源菌, 在地面大量培养后, 再与营养液一起回注到油层中。
2.3.3菌种竞争性、配伍性
跟踪检测菌种竞争性、配伍性基因跟踪检测表明,3#菌生存竞争能力好于7#、18#菌。18#菌代谢产出的生物表面活性剂, 对其它菌种的生长具有溶解或抑制作用, 在18#菌存在的情况下, 其它菌种的最高生长浓度同比下降2个数量级以上。由于营养条件、生存环境、繁殖速度的不同, 各种不同性能菌种间常常相互制约和竞争, 混合培养各菌种都难以达到预期最高生长浓度。应用不同性能的多个菌种实施MEOR 工艺, 应对各菌种做单独放大培养, 达到高活性、高浓度后, 再段塞式或混合式注入, 以期发挥EOR 协同作用。食蜡菌5#、6#之间存在协调配伍性, 其中一个菌种的代谢产物或中间代谢产物可能是另一个菌种的营养基质, 此类具有协同代谢作用的EOR 菌种, 适宜于一同培养和混合式注入。
2.3.4 油井微生物吞吐跟踪检测
使用室内竞争力强、物模驱油效率>11%的7个菌种, 在扶余油田实施油井吞吐矿场试验250井次,188井次有效, 累计增产原油18 704 t。PCR 基因跟踪检测表明, 其中2#、32#、48#3个菌种起增产作用, 增产效果越好的井, 产出液中目的菌检出浓度和检出几率越高。另外1#、3#、7#、18#4个菌种无论地下生长好坏, 检出浓度和检出几率多高, 都不起增油作用, 其试验井增产完全是由本源菌引起的。实践表明, 筛选到的EOR 菌种, 即使其室内物模驱油效率高、油藏模拟条件下繁殖能力强, 矿场应用也仅有1/3的菌种能真正起到增油作用。
2.3.5 微生物清防蜡跟踪检测
前大采油厂使用商业清防蜡菌, 进行了374井次的微生物清防蜡矿场试验,255井次有效, 累计增产原油7 854 t。PCR 基因跟踪检测表明, 商品菌液中EOR 性能菌浓度低、活性差, 杂菌含量高、菌液使用量不足, 是矿场试验效果差的直接原因。由于商业菌种价格高, 大剂量使用在经济上是不合算的, 在存储及运输过程中杂菌的污染也在所难免, 因而保证原种纯度、浓度和活度, 强化施工质量, 是改善矿场试验效果的前提和基础。
2.3.6 微生物调驱跟踪检测
扶余油田24-26区块微生物调驱矿场试验, 年综合含水率下降5%~15%,单井平均日产原油由016 t上升到112 t以上。PCR-RFLP 基因跟踪检测结果表明, 降水增油是产聚合物、产气、产酸、食蜡、产表活剂菌综合作用的结果。其它各种类型菌的大量存在和快速增殖, 极大地制约了生物聚合物菌CJF-002的调驱作用, 注入、产出动态和示踪剂的变化, 也佐证了生物聚合物在高渗水洗层没有产生室内试验所形成的强烈堵塞作用。保证目的菌培养、注入、繁殖、产出的绝对优势地位, 是发挥其EOR 作用的关键所在。
2.3.7菌种储运及变异跟踪检测
现场菌种储运罐车无法彻底密闭, 因各类杂菌大量、广泛地存在和极强的环境适应能力, 常常在8~12 h内, 将菌罐内目的菌完全掩盖, 导致井口注入液中难以找到目的菌。直接PCR 基因跟踪检测表明, 扶余油田最优秀的生物聚合物产出菌CJF-002, 近2 a因变异产生了2种以上菌落形态。除雪花状形态菌落仍能产出生物聚合物外, 其它菌落形态都不能代谢产出生物聚合物了。由于忽视彻底严格的灭菌措施,CJF-002菌的大量培养、使用、储存和排放, 使其在某些区域大量而广泛地存在, 自然选择及生态平衡法则, 使其不可避免地将要遭受噬菌体的侵害。噬菌体的产生严重抑制和侵害了细菌的生长和生物聚合物的产出。致使室内育培罐中CJF-002菌在24 h内消失和现场储运菌液罐车中CJF-002菌在8 h内消失。尽管矿场试验过程中注入了大量的CJF-002菌, 但在地下本来就存在CJF-002菌(油层本源菌) 的情况下, 试验区油井产出液中找到CJF-002菌的几率和数量却很少。杂菌污染、退化、变异以及噬菌体的侵害, 最终可能导致目的菌种的培养、注入以及EOR 作用都难以实现。一般国内外优秀EOR 菌种的使用期限仅为5 a左右, 因而矿场应用试验及时更新菌种, 改善方案设计和改进工艺措施是十分必要的。
2.4PCR 技术的启示
(1) PCR基因检测技术能准确地认识和评价目的菌种的油藏适应性和矿场应用潜力, 能确切说明影响和制约MEOR 矿场试验各个环节的主要技术因素, 为决策MEOR 工艺、指导矿场试验进程, 提供了重要的技术手段。
(2)从菌种矿场试验基因跟踪检测结果来看, 使用单一菌种MEOR 工艺, 产气类本源菌增油效果最好、矿场试验有效率最高, 聚合物菌其次, 食蜡菌矿场试验有效率较低。使用多种不同性能的MEOR 菌种复配采油, 具有综合增采作用和协同效应, 增油效果更好。
(3)菌种基因跟踪检测结果表明, 目的菌的高活性, 是发挥其采油性能的基本保证; 目的菌的高纯度, 才能有效抑制杂菌的危害; 目的菌的高浓度, 才能有效发挥其EOR 性能; 大剂量使用目的菌, 才能保证其在油层中的处理范围和增产效果。
(4) PCR基因检测技术为油藏本源菌调查、目的菌现场动态跟踪监测、各菌种间竞争性配伍性考察、MEOR 菌种筛选和分类鉴定, 以及商业菌种的质量检测, 提供了准确的技术
方法。PCR 及基因工程相关技术的应用, 对构建复合性多功能石油烃降解菌, 促进MEOR 发展具有积极的推动作用。
(5) PCR基因检测技术为及时防治噬菌体侵害、及时改进现场实施工艺、正确调整MEOR 策略, 同时也为避免矿场实验的盲目性、减少决策的失误率、降低MEOR 风险与成本, 提供了有效的技术手段。[１３]
3. 分子生物学在MEOR 中的应用
3.1分子生物学简介
分子生物学经过几十年的迅速发展, 已成为人类从分子水平上揭示生命一致性奥秘的基础学科, 几乎渗透到生命科学的全部领域。分子生物学的巨大渗透力及其基础性, 使得分子生物学技术在微生物采油中得以应用, 随着分子生物学技术的日趋完善以及微生物采油自身发展的要求, 分子生物学技术越来越多地应用于微生物采油中。目前用于微生物采油的分子生物学技术主要有16SrRNA 基因克隆文库、基因芯片(Microchip)、变性(温度) 梯度凝胶电泳(DGGE/TGGE)、末端限制性片段长度多态性分析(T2RFLP)、反相基因组探针(RS-GP)、荧光原位杂交(FISH)和基因工等技术。
3.2 反相基因组探针法在MEOR 中的应用
反相基因组探针法是较早用于油藏微生物研究的分子生物学方法, 其反相的意思主要指固定相是标准参照物而不是待测样品, 这与基因芯片的设计思路是相同的, 只是没有芯片的密度大, 也可以认为是一种全基因组芯片, 适用于检测特定菌种在油藏中的分布。16SrRNA 基因文库是目前微生物采油研究使用频率最高的方法, 为油藏复杂环境中/不可培养0或/难培养0微生物的研究提供了一种有效的手段。变性(温度) 梯度凝胶电泳技术在油藏微生物群落研究中的应用发展十分迅速, 是很好的监测油藏微生物群落演替的方法。
3.3利用分子生物学对油藏中的微生物进行分类鉴定
近年来一些学者运用基于16SrRNA 基因文库法对油藏中微生物生态系统进行了研究
[１４]。VoordouwG 等人, 通过16SrRNA 基因扩增克隆测序, 研究了加拿大北部油田微生物群落的多样性, 检测到多种革兰氏阴性的硫酸盐还原菌(SRB)、厌氧菌、发酵菌和产醋酸菌。OrphanVJ 等人, 研究了加利福利亚高温、富硫油藏微生物群落。从生产流体中全部菌落的DNA 构建了2个16SrRNA 基因文库, 使用古细菌或通用寡核苷酸引物, 通过文库系列分析表明, 克隆的大部分与从相似环境中分离得到的已知真细菌和古细菌高度类似。FujiwaraK 等人利用限制性片断长度多样性(RFLP)分析了向油藏注入的2种微生物(E1CloacaeTRC-32及B1LicheniformisTRC-18-2-a) 的16SrRNA 基因, 来监测微生物在地层的繁殖和运移情况。通过利用通用引物进行PCR 扩增微生物的16SrRNA 基因
片断, 用RFLP 方法分析16SrRNA 基因, 比较rRNA 片断。结果表明, 在RFLP 图中与E1CloacaeTRC-322具有密切相关性。而B1LicheniformisTRC-18-2-a 不在所分离的油藏样品中。JeanThonC 等人从法国东巴黎盆地油藏中分离到一株嗜热、严格厌氧的微生物, 通过16SrRNA 序列分析, 该菌株属于栖热袍菌属。通过DNA-DNA 杂交, 该菌株在种的水平上与海栖热袍菌(T1Marit-ima)、那不勒斯栖热袍菌(T1Neapolitana)和温泉栖热袍菌(T1Thermarum)没有相似性。认为是一株新种:地下栖热袍菌(T1Subterranea)。Grabowski 等人采用文库法分析了加拿大低温、低矿化度和未注水开发的生物降解类油藏的微生物群落多样性, 首次使用分子分析方法证实低温油藏中有乙酸营养型产甲烷古菌的存在
研究表明, 油藏可培养微生物仅0101%~1%左右, 石油储层中也存在很多还没有检测到的微生物。由于石油储层中可培养微生物与本源微生物多样性之间的偏差, 评价人工培养菌种在地层本源微生物群落中的地位是困难的。因此从事微生物采油研究首先必须弄清楚石油储层中微生物群落的组成、各微生物种群的地位、整个采油过程中各微生物群落的变化以及它们之间的关系, 从而发现与提高原油采收率相关的微生物菌群并将其应用于微生物采油。因此, 在微生物纯培养的基础上来研究微生物, 提高原油采收率机理并以此来指导微生物驱油的现场试验, 还存在很大的不足。佘跃惠等人[１５]通过PCR-DGGE 分子技术对新疆克拉玛依油田地层水样品进行分析, 揭示了该油藏中的微生物群落结构, 从分析的样品中得到了很多新的基因序列。DGGE 图谱中优势条带序列分析表明, 未培养微生物与数据库中A 、C 、D 、E 变形杆菌和拟杆菌有很近的亲缘关系。这一结果为该油田下一步微生物提高原油采收率的现场应用提供了很多有价值的信息。
3.4分子生物学对MEOR 机理研究的影响
对微生物采油机理的研究随着分子生物学技术在MEOR 中的不断应用, 微生物采油越来越受到石油开采业的青睐。分子生物学技术对微生物采油机理的研究产生了很大的影响。Basso 等人用指纹图谱法对比分析了井筒和管线灭菌前后所采水样中的微生物群落结构信息 [１６],发现管线除菌后水样中的细菌浓度比除菌前下降了25倍, 解释了为什么会从高温油藏水样中检测到大量的常温菌。Nazina 等人[１７]用文库法结合纯培养研究了高温油藏中产甲烷菌群的活性, 发现利用氢产甲烷的速率达到1517Lg
CH4/L#d,而利用乙酸产甲烷的速率则高达1 143Lg CH4/L#d,但是没有分离到乙酸营养型产甲烷菌, 说明油藏环境中乙酸不是由产甲烷菌降解的, 而是由乙酸氧化共生菌系中的细菌消耗的。Grabowski 等人[１８]用FISH 杂交法结合纯培养研究了甲烷生成条件下长链烃降解菌群的功能, 发现主要是脂肪酸降解菌、利用氢或甲酸产甲烷菌和利用乙酸产甲烷菌这3类微生物组成了烃降解的共生菌系。这些微生物驱油机理的研究, 为调整各项技术工艺、优化方案设计和把握实验进程提供了可靠的依据。
3.5培育基因工程菌
进行采油微生物基因重组育种PCR 技术、基因工程等技术对用不同性能的MEOR 菌进行基因重组育种、构建多功能复合石油降解基因工程菌等方面提供了有效的技术方法。培养较强竞争力的基因工程菌是现代微生物采油技术的主要目标之一, 利用基因工程菌, 可有针对性地培养有理菌株, 拓展微生物采油菌种的资源。
3.6 分子生物学技术在MOER 中应用总结
在微生物采油研究中, 分子生物学检测技术能准确认识和评价采油目的菌种的油藏适应性和矿场应用潜力, 能确切说明影响和制约MEOR 矿场试验各环节的主要技术因素, 为决策MEOR 工艺、指导矿场试验进程提供重要技术手段。随着分子生物学技术的日趋成熟完善, 其在MEOR 中的应用将更为广泛, 提供更多的问题解决途径与洞察视角。但要注意分子生物学技术的选择, 应根据自己的研究目的、油藏微生物的遗传背景等来进行, 考虑解决不同问题的有效性、可靠性和适用性, 而并非技术越新越适合研究; 在研究中还应注意学科间的相互联系, 使之相互渗透及促进。此外, 任何一种生物学技术都不能解决所有的问题并都存在着一定的局限性, 在MEOR 研究中, 要不断探索不同技术的结合, 相互补充、相互认证, 进行综合研究。总之, MEOR在分子生物学技术全面渗透下, 势必进入一个全新的发展阶段。[１９]
4 微生物采油技术应用的油层条件
微生物生长需要一定的环境条件, 使用MEOR 技术必需选择适宜的油层条件。这些条件包括温度、压力、矿化度、渗透率、含油饱和度、pH 值、原油相对密度等(表1) 。
(1)对采油微生物而言, 在所有的影响因素中, 温度是最为重要的一个因素。高温会引起微生物生长缓慢, 甚至导致其死亡。油层温度以30～50℃成功率最高, 利用嗜热菌可以在80～100℃的油层温度条件下进行MEOR 处理。美国在犹他州A/B油田进行微生物处理的油层温度达116℃, 仍见到明显效果。
(2)深度与温度呈一定的相关性,MEOR 适用的油层深度一般小于1500m, 匈牙利曾用微生物561处理过2 457 m深的油层并获得成功。美国在犹他州A/B油田进行微生物处理的油层深度高达3 100～5 500 m,竟然获得成功。
(3)地层水矿化度一般都比较高, 包括许多种盐类, 其中90%以上为NaCl 。矿化度是影响采油微生物的重要因素, 矿化度过高对微生物生长不利, 只有少数细菌能承受高浓度盐水。另外, 底层缺氮和磷也不利于细菌生长。
(4)与其它因素相比, 压力对细菌的活动影响较小。对大多数自然界中存在的细菌,10～20 MPa的压力一般不会影响其生长, 若其它环境条件不理想, 如pH 值和温度过高时, 压力会影响细菌的正常生长。
(5)原油的性质是一个对采油微生物有重要影响的因素。原油性质对微生物的影响主要来源于两个方面。一是原油中易挥发的轻质组分对微生物的毒性, 一般认为, 原油中碳数少于10个的烷烃都可能会对微生物产生毒性, 毒性的大小因微生物种类的不同而异; 二是原油中的沥青等重质组分也对微生物的活动不利。所以要求原油的API(相对密度) 大于18°。
(6)一般地, 微生物能够在pH 值为4.0～9.0的范围内正常生长, 大多数油藏pH 值在6.0～8.0范围内, 自然界的微生物一般能满足这个条件。
(7)细菌在油层中运移, 要求油层渗透率不应低于0.05Lm2, 孔隙度应大于15%,否则将会影响细菌在油层中的运移。表1列出了应用MEOR 技术的油层筛选条件[２０]。国内常用MEOR 适用的油层条件标准为:¹油层温度≤120℃; º地层渗透率≥30×10-3Lm2;»地层水矿化度≤150 000 mg/L;¼原油黏度≤4 000 mPa·s 。
5.MEOR 今后发展展望
微生物采油技术具有其它三次采油技术无可比拟的优点——多功能性, 故有望成为未来提高采收率的主要技术之一。但是MEOR 技术的局限性在于:微生物在温度较高、盐度较大、重金属离子含量较高的油藏条件下易于遭到破坏, 微生物产生的表面活性剂和生物聚合物有造成沉淀的危险性, 培养微生物的条件不易把握, 微生物采油技术在冬季不易施工。为了克服这些局限性, 在现有的菌种基础上, 可以通过生物工程、遗传工程和基因工程的手段, 针对油藏条件来构建采油用工程菌, 例如有选择性降解作用的稠油降解工程菌、高产大分子量聚合物的调剖工程菌或菌体自身体积较大的调剖菌、高产表面活性剂和酸以及有机溶剂的驱油工程菌等; 进一步研究解决[２１]微生物必须在0℃以上生存的问题; 将计算机技术、基因检测技术等新技术用于微生物驱替中。[２２]
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ｌｏｇｙ ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｂｅｉｂｅｉ，ＣｈｏｎｇＱｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Abstract ：Over 70 years development, microbial enhanced oil recovery is
fourthly method of MEOR then thermal drive, chemistry drive, gas drive . The
mechanism, one is that changes crude oil composition, another is that improve environment of drive oil. It has a bright application prospect.
This paper introduces the history and the mechanism of MEOR, the PCR and molecular biology methods of strains, the reservoir range of MEOR, and then put up
some advices．
Keyword ：ＭＥＯＲ，mechanism ，ＰＣＲ，molecular biology，recovery ratio
微生物采油技术研究进展以及前景介绍
***1
（ 1.**大学 动物科技学院 动物科学专业 中国 ** ）
中文摘要：微生物采油经过70多年发展, 已成为继热驱、化学驱、气驱之后的第四种提高采收率的方法. 其采油机理为:一是改变原油组成, 二是改善驱油环境, 最终使原油流向井底, 提高采收率。本文在介绍微生物采油技术发展历史的基础上, 重点阐述了微生物采油的机理，PCR 和分子生物学在MEOR 中的应用，以及应用该技术的油层条件和应用前景, 并提出了一些建议。[１]
关键词：微生物采油技术（MEOR ），作用机理，PCR ，分子生物学，采收率 引言：随着行油勘探规模的增人，在我国发现巨型整装特大型油田的几率越来越 小，而高速发展的国民经济对石油的需求量不断增加，为适应当前经济形势，我 国石油工业开发建设的目标逐渐转向低产、低压、低渗透油田。如何应用新技术提高此类油田采收率，成为当前需要攻关的重要课题。
微生物采油提高采收率技术以其成本低、适用性强、施工简单、不伤害储层 及无污染等优点受到石油业的普遍重视。以烃为碳源的微生物采油技术主要是利 用其生物作用和生物化学作用来提高采收率的，即依靠其在油藏中利用原油中的 重烃组分为碳源，通过自身的生长、代谢和繁殖改善原油性质；代谢大量有益产 物，降低了油藏中油、水和岩石的界面张力，提高原油的流动性。但是所选菌种 能否在地层条件下生长和繁殖、代谢产物能否有效地改善原油流动性、其生物化 学作用如何启动剩余油以及低渗透油田采用微生物驱油技术的最佳时机等问题 是该技术得以推广的关键。[２]
正文：
1.MEOR 简介及作用机理
1.1MEOR 国内外发展现状
在世界范围内, 常规采油只能采出地下原油的30%~40%。如何提高采收率, 从地下采出更多原油, 一直是世界上许多国家不断研究的课题。直到1926年Beekman 提出细菌能采油至今, 经过70多年的发展, 微生物清蜡和降低重油粘度、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的提高采收率技术。
80年代, 美国和前苏联的微生物采油技术已进入矿场试验阶段, 而且美国1991年把微生物采油列为传统的热驱、化学驱、气驱之后的第四种提高采收率的方法, 并在许多油田中应用, 取得了投入产出比为1：5的好效果[３]。
我国从60年代就开始进行微生物采油技术研究, 但进展较慢。进入90年代, 我国在某些油田相继开展了微生物采油的研究和应用, 取得了一定的成效。
1.2MEOR 采收方式
目前, 国内外微生物提高采收率方式大致有两种。
一类是地面法, 在地面建立发酵反应罐, 为微生物提供必须的营养物质, 通过微生物代谢作用产生生物产物(主要是生物表面活性剂和生物聚合物), 将生物产物注入地层从而达到提高采收率的目的。这种工艺特点是发酵在地面进行, 所以微生物生长和代谢不受地层的影响。
另一类是地下法(油层法), 指直接将微生物注入到油层, 使其在油层中产生各种代谢产物, 只要供给微生物足够的营养物质, 代谢产物的生产速度就会大于被微生物降解的速度。此种工艺特点是驱油持续时间长且施工成本低。
1.3MEOR 特点
微生物采油有明显的特点。首先, 微生物以水为生长介质, 以质量较次的糖蜜作为营养, 实施方便, 可从注水管线或油套环形空间将菌液直接注入地层, 不需对管线进行改造和添加专用注入设备; 由于微生物在油藏中可随地下流体自主移动, 作用范围比聚合物驱大, 注入井后不必加压, 不损伤油层, 无污染, 提高采收率显著。其次以吞吐方式可对单井进行微生物处理, 解决边远井、枯竭井的生产问题, 提高孤立井产量和边远油田采收率; 再有选用不同的菌种, 微生物可解决油井生产中多种问题, 如降粘、防蜡、解堵、调剖, 最后提高采收率的代谢产物在油层内产生, 利用率高, 且易于生物降解, 具有良好的生态特性。微生物采油由于其成本低、效果好、无污染, 愈来愈受到人们广泛的重视。
1.4MEOR 作用机理
微生物采油是将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层, 或单独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物, 以提高油田采收率的方法。微生物采油是技术含量较高的一种提高采收率技术, 不但包括微生物在
油层中的生长、繁殖和代谢等生物化学过程, 而且包括微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移, 以及与岩石、油、气、水的相互作用引起的岩石、油、气、水物性的改变, 深入研究作用机理显得尤为重要[4]
2.PCR技术在MEOR 中的应用
在SARS(Severe Acute Respiratory Syndrome)病毒肆虐后,PCR(Ploymerase Chain Reaction) 技术也越来越被人们所熟知。通过逆转录PCR(RT-PCR)技术, 对SARS 病毒进行全基因组测序和双基因片段区荧光诊断, 为尽快对病毒的变异、病毒的特性、在人群中的流行规律、早期诊断方法, 以及为防治药物的筛选等研究提供了重要基础。吉林油田在开展微生物采油技术研究过程中, 以PCR 技术为基础开发了菌种DNA 基因检测技术, 为菌种的筛选与评价、采油能力与机理的认证, 为决策微生物采油工艺、指导矿场试验进程发挥了重要作用。
2.1PCR 技术简介
PCR 技术是一种体外特异地扩增DNA 的技术, 使数量上极微、且不需要完全纯化的原始模板DNA, 经一对特异引物的引导和DNA 聚合酶的催化下, 在2~3 h内即可将任意所需的DNA 特异片段扩增几百万倍, 使其在数量上和特异性上, 可以满足几乎所有生物工程的需要[５]。
2.2PCR 技术在MEOR 中的应用
PCR 技术可以帮助实验人员了解目的菌的属种、浓度、纯度、生存竞争能力、油藏环境适应性、地下繁殖运移能力; 为确定目的菌种增采机理[６]、确认杂菌的种类、浓度及其对MEOR 的影响; 为准确分析和客观评价MEOR 现场试验效果; 为MEOR 商业菌种的质量检测和效能分析; 为目的菌DNA 序列分析和镶入可直接跟踪监测的荧光探针
[７];为不同性能的MEOR 菌进行基因重组育种[８],构建嗜蜡、嗜胶多功能复合石油降解菌[９]提供了重要的技术手段。PCR 及基因工程相关技术的应用, 对促进MEOR 发展具有积极的推动作用。
2.3PCR 技术在MEOR 中的具体作用
2.3.1油层本源菌调查及菌种培养跟踪检测
长期PCR 基因跟踪检测表明:一般油层产出水中各类杂菌总浓度为102~104个/mL,注入营养液中各类杂菌总浓度一般为103~105个/mL。菌种培养、注入、营养液及油层产出液中主要存在甲烷产生菌、硫酸还原菌、腐生菌、烃氧化菌等 [１０]各类常在菌20多种。依据特性分类后, 可以对具有MEOR 作用的细菌加以利用, 对其油藏适应性、地下运移能力、增殖和增采能力进行准确认证[１１],对有害菌进行防治 [１２]。
2.3.2本源微生物采油跟踪检测
扶余油田实施激活本源菌先导试验4口油井, 累计增产原油15913 t。实施注水激活本源菌先导试验7口井, 周围油井累计增产原油1 155 t。PCR-RFLP 基因跟踪检测表明, 部分本源菌竞争力强、EOR 性能好, 普通菌、杂菌没有增油作用或增油作用很小。由于各种微生物对碳、氮、磷等营养物需求的普遍性, 使得对某一特定高效EOR 本源菌的选择性激活十分困难。利用本源菌采油的最好办法是将筛选到的优秀MEOR 本源菌, 在地面大量培养后, 再与营养液一起回注到油层中。
2.3.3菌种竞争性、配伍性
跟踪检测菌种竞争性、配伍性基因跟踪检测表明,3#菌生存竞争能力好于7#、18#菌。18#菌代谢产出的生物表面活性剂, 对其它菌种的生长具有溶解或抑制作用, 在18#菌存在的情况下, 其它菌种的最高生长浓度同比下降2个数量级以上。由于营养条件、生存环境、繁殖速度的不同, 各种不同性能菌种间常常相互制约和竞争, 混合培养各菌种都难以达到预期最高生长浓度。应用不同性能的多个菌种实施MEOR 工艺, 应对各菌种做单独放大培养, 达到高活性、高浓度后, 再段塞式或混合式注入, 以期发挥EOR 协同作用。食蜡菌5#、6#之间存在协调配伍性, 其中一个菌种的代谢产物或中间代谢产物可能是另一个菌种的营养基质, 此类具有协同代谢作用的EOR 菌种, 适宜于一同培养和混合式注入。
2.3.4 油井微生物吞吐跟踪检测
使用室内竞争力强、物模驱油效率>11%的7个菌种, 在扶余油田实施油井吞吐矿场试验250井次,188井次有效, 累计增产原油18 704 t。PCR 基因跟踪检测表明, 其中2#、32#、48#3个菌种起增产作用, 增产效果越好的井, 产出液中目的菌检出浓度和检出几率越高。另外1#、3#、7#、18#4个菌种无论地下生长好坏, 检出浓度和检出几率多高, 都不起增油作用, 其试验井增产完全是由本源菌引起的。实践表明, 筛选到的EOR 菌种, 即使其室内物模驱油效率高、油藏模拟条件下繁殖能力强, 矿场应用也仅有1/3的菌种能真正起到增油作用。
2.3.5 微生物清防蜡跟踪检测
前大采油厂使用商业清防蜡菌, 进行了374井次的微生物清防蜡矿场试验,255井次有效, 累计增产原油7 854 t。PCR 基因跟踪检测表明, 商品菌液中EOR 性能菌浓度低、活性差, 杂菌含量高、菌液使用量不足, 是矿场试验效果差的直接原因。由于商业菌种价格高, 大剂量使用在经济上是不合算的, 在存储及运输过程中杂菌的污染也在所难免, 因而保证原种纯度、浓度和活度, 强化施工质量, 是改善矿场试验效果的前提和基础。
2.3.6 微生物调驱跟踪检测
扶余油田24-26区块微生物调驱矿场试验, 年综合含水率下降5%~15%,单井平均日产原油由016 t上升到112 t以上。PCR-RFLP 基因跟踪检测结果表明, 降水增油是产聚合物、产气、产酸、食蜡、产表活剂菌综合作用的结果。其它各种类型菌的大量存在和快速增殖, 极大地制约了生物聚合物菌CJF-002的调驱作用, 注入、产出动态和示踪剂的变化, 也佐证了生物聚合物在高渗水洗层没有产生室内试验所形成的强烈堵塞作用。保证目的菌培养、注入、繁殖、产出的绝对优势地位, 是发挥其EOR 作用的关键所在。
2.3.7菌种储运及变异跟踪检测
现场菌种储运罐车无法彻底密闭, 因各类杂菌大量、广泛地存在和极强的环境适应能力, 常常在8~12 h内, 将菌罐内目的菌完全掩盖, 导致井口注入液中难以找到目的菌。直接PCR 基因跟踪检测表明, 扶余油田最优秀的生物聚合物产出菌CJF-002, 近2 a因变异产生了2种以上菌落形态。除雪花状形态菌落仍能产出生物聚合物外, 其它菌落形态都不能代谢产出生物聚合物了。由于忽视彻底严格的灭菌措施,CJF-002菌的大量培养、使用、储存和排放, 使其在某些区域大量而广泛地存在, 自然选择及生态平衡法则, 使其不可避免地将要遭受噬菌体的侵害。噬菌体的产生严重抑制和侵害了细菌的生长和生物聚合物的产出。致使室内育培罐中CJF-002菌在24 h内消失和现场储运菌液罐车中CJF-002菌在8 h内消失。尽管矿场试验过程中注入了大量的CJF-002菌, 但在地下本来就存在CJF-002菌(油层本源菌) 的情况下, 试验区油井产出液中找到CJF-002菌的几率和数量却很少。杂菌污染、退化、变异以及噬菌体的侵害, 最终可能导致目的菌种的培养、注入以及EOR 作用都难以实现。一般国内外优秀EOR 菌种的使用期限仅为5 a左右, 因而矿场应用试验及时更新菌种, 改善方案设计和改进工艺措施是十分必要的。
2.4PCR 技术的启示
(1) PCR基因检测技术能准确地认识和评价目的菌种的油藏适应性和矿场应用潜力, 能确切说明影响和制约MEOR 矿场试验各个环节的主要技术因素, 为决策MEOR 工艺、指导矿场试验进程, 提供了重要的技术手段。
(2)从菌种矿场试验基因跟踪检测结果来看, 使用单一菌种MEOR 工艺, 产气类本源菌增油效果最好、矿场试验有效率最高, 聚合物菌其次, 食蜡菌矿场试验有效率较低。使用多种不同性能的MEOR 菌种复配采油, 具有综合增采作用和协同效应, 增油效果更好。
(3)菌种基因跟踪检测结果表明, 目的菌的高活性, 是发挥其采油性能的基本保证; 目的菌的高纯度, 才能有效抑制杂菌的危害; 目的菌的高浓度, 才能有效发挥其EOR 性能; 大剂量使用目的菌, 才能保证其在油层中的处理范围和增产效果。
(4) PCR基因检测技术为油藏本源菌调查、目的菌现场动态跟踪监测、各菌种间竞争性配伍性考察、MEOR 菌种筛选和分类鉴定, 以及商业菌种的质量检测, 提供了准确的技术
方法。PCR 及基因工程相关技术的应用, 对构建复合性多功能石油烃降解菌, 促进MEOR 发展具有积极的推动作用。
(5) PCR基因检测技术为及时防治噬菌体侵害、及时改进现场实施工艺、正确调整MEOR 策略, 同时也为避免矿场实验的盲目性、减少决策的失误率、降低MEOR 风险与成本, 提供了有效的技术手段。[１３]
3. 分子生物学在MEOR 中的应用
3.1分子生物学简介
分子生物学经过几十年的迅速发展, 已成为人类从分子水平上揭示生命一致性奥秘的基础学科, 几乎渗透到生命科学的全部领域。分子生物学的巨大渗透力及其基础性, 使得分子生物学技术在微生物采油中得以应用, 随着分子生物学技术的日趋完善以及微生物采油自身发展的要求, 分子生物学技术越来越多地应用于微生物采油中。目前用于微生物采油的分子生物学技术主要有16SrRNA 基因克隆文库、基因芯片(Microchip)、变性(温度) 梯度凝胶电泳(DGGE/TGGE)、末端限制性片段长度多态性分析(T2RFLP)、反相基因组探针(RS-GP)、荧光原位杂交(FISH)和基因工等技术。
3.2 反相基因组探针法在MEOR 中的应用
反相基因组探针法是较早用于油藏微生物研究的分子生物学方法, 其反相的意思主要指固定相是标准参照物而不是待测样品, 这与基因芯片的设计思路是相同的, 只是没有芯片的密度大, 也可以认为是一种全基因组芯片, 适用于检测特定菌种在油藏中的分布。16SrRNA 基因文库是目前微生物采油研究使用频率最高的方法, 为油藏复杂环境中/不可培养0或/难培养0微生物的研究提供了一种有效的手段。变性(温度) 梯度凝胶电泳技术在油藏微生物群落研究中的应用发展十分迅速, 是很好的监测油藏微生物群落演替的方法。
3.3利用分子生物学对油藏中的微生物进行分类鉴定
近年来一些学者运用基于16SrRNA 基因文库法对油藏中微生物生态系统进行了研究
[１４]。VoordouwG 等人, 通过16SrRNA 基因扩增克隆测序, 研究了加拿大北部油田微生物群落的多样性, 检测到多种革兰氏阴性的硫酸盐还原菌(SRB)、厌氧菌、发酵菌和产醋酸菌。OrphanVJ 等人, 研究了加利福利亚高温、富硫油藏微生物群落。从生产流体中全部菌落的DNA 构建了2个16SrRNA 基因文库, 使用古细菌或通用寡核苷酸引物, 通过文库系列分析表明, 克隆的大部分与从相似环境中分离得到的已知真细菌和古细菌高度类似。FujiwaraK 等人利用限制性片断长度多样性(RFLP)分析了向油藏注入的2种微生物(E1CloacaeTRC-32及B1LicheniformisTRC-18-2-a) 的16SrRNA 基因, 来监测微生物在地层的繁殖和运移情况。通过利用通用引物进行PCR 扩增微生物的16SrRNA 基因
片断, 用RFLP 方法分析16SrRNA 基因, 比较rRNA 片断。结果表明, 在RFLP 图中与E1CloacaeTRC-322具有密切相关性。而B1LicheniformisTRC-18-2-a 不在所分离的油藏样品中。JeanThonC 等人从法国东巴黎盆地油藏中分离到一株嗜热、严格厌氧的微生物, 通过16SrRNA 序列分析, 该菌株属于栖热袍菌属。通过DNA-DNA 杂交, 该菌株在种的水平上与海栖热袍菌(T1Marit-ima)、那不勒斯栖热袍菌(T1Neapolitana)和温泉栖热袍菌(T1Thermarum)没有相似性。认为是一株新种:地下栖热袍菌(T1Subterranea)。Grabowski 等人采用文库法分析了加拿大低温、低矿化度和未注水开发的生物降解类油藏的微生物群落多样性, 首次使用分子分析方法证实低温油藏中有乙酸营养型产甲烷古菌的存在
研究表明, 油藏可培养微生物仅0101%~1%左右, 石油储层中也存在很多还没有检测到的微生物。由于石油储层中可培养微生物与本源微生物多样性之间的偏差, 评价人工培养菌种在地层本源微生物群落中的地位是困难的。因此从事微生物采油研究首先必须弄清楚石油储层中微生物群落的组成、各微生物种群的地位、整个采油过程中各微生物群落的变化以及它们之间的关系, 从而发现与提高原油采收率相关的微生物菌群并将其应用于微生物采油。因此, 在微生物纯培养的基础上来研究微生物, 提高原油采收率机理并以此来指导微生物驱油的现场试验, 还存在很大的不足。佘跃惠等人[１５]通过PCR-DGGE 分子技术对新疆克拉玛依油田地层水样品进行分析, 揭示了该油藏中的微生物群落结构, 从分析的样品中得到了很多新的基因序列。DGGE 图谱中优势条带序列分析表明, 未培养微生物与数据库中A 、C 、D 、E 变形杆菌和拟杆菌有很近的亲缘关系。这一结果为该油田下一步微生物提高原油采收率的现场应用提供了很多有价值的信息。
3.4分子生物学对MEOR 机理研究的影响
对微生物采油机理的研究随着分子生物学技术在MEOR 中的不断应用, 微生物采油越来越受到石油开采业的青睐。分子生物学技术对微生物采油机理的研究产生了很大的影响。Basso 等人用指纹图谱法对比分析了井筒和管线灭菌前后所采水样中的微生物群落结构信息 [１６],发现管线除菌后水样中的细菌浓度比除菌前下降了25倍, 解释了为什么会从高温油藏水样中检测到大量的常温菌。Nazina 等人[１７]用文库法结合纯培养研究了高温油藏中产甲烷菌群的活性, 发现利用氢产甲烷的速率达到1517Lg
CH4/L#d,而利用乙酸产甲烷的速率则高达1 143Lg CH4/L#d,但是没有分离到乙酸营养型产甲烷菌, 说明油藏环境中乙酸不是由产甲烷菌降解的, 而是由乙酸氧化共生菌系中的细菌消耗的。Grabowski 等人[１８]用FISH 杂交法结合纯培养研究了甲烷生成条件下长链烃降解菌群的功能, 发现主要是脂肪酸降解菌、利用氢或甲酸产甲烷菌和利用乙酸产甲烷菌这3类微生物组成了烃降解的共生菌系。这些微生物驱油机理的研究, 为调整各项技术工艺、优化方案设计和把握实验进程提供了可靠的依据。
3.5培育基因工程菌
进行采油微生物基因重组育种PCR 技术、基因工程等技术对用不同性能的MEOR 菌进行基因重组育种、构建多功能复合石油降解基因工程菌等方面提供了有效的技术方法。培养较强竞争力的基因工程菌是现代微生物采油技术的主要目标之一, 利用基因工程菌, 可有针对性地培养有理菌株, 拓展微生物采油菌种的资源。
3.6 分子生物学技术在MOER 中应用总结
在微生物采油研究中, 分子生物学检测技术能准确认识和评价采油目的菌种的油藏适应性和矿场应用潜力, 能确切说明影响和制约MEOR 矿场试验各环节的主要技术因素, 为决策MEOR 工艺、指导矿场试验进程提供重要技术手段。随着分子生物学技术的日趋成熟完善, 其在MEOR 中的应用将更为广泛, 提供更多的问题解决途径与洞察视角。但要注意分子生物学技术的选择, 应根据自己的研究目的、油藏微生物的遗传背景等来进行, 考虑解决不同问题的有效性、可靠性和适用性, 而并非技术越新越适合研究; 在研究中还应注意学科间的相互联系, 使之相互渗透及促进。此外, 任何一种生物学技术都不能解决所有的问题并都存在着一定的局限性, 在MEOR 研究中, 要不断探索不同技术的结合, 相互补充、相互认证, 进行综合研究。总之, MEOR在分子生物学技术全面渗透下, 势必进入一个全新的发展阶段。[１９]
4 微生物采油技术应用的油层条件
微生物生长需要一定的环境条件, 使用MEOR 技术必需选择适宜的油层条件。这些条件包括温度、压力、矿化度、渗透率、含油饱和度、pH 值、原油相对密度等(表1) 。
(1)对采油微生物而言, 在所有的影响因素中, 温度是最为重要的一个因素。高温会引起微生物生长缓慢, 甚至导致其死亡。油层温度以30～50℃成功率最高, 利用嗜热菌可以在80～100℃的油层温度条件下进行MEOR 处理。美国在犹他州A/B油田进行微生物处理的油层温度达116℃, 仍见到明显效果。
(2)深度与温度呈一定的相关性,MEOR 适用的油层深度一般小于1500m, 匈牙利曾用微生物561处理过2 457 m深的油层并获得成功。美国在犹他州A/B油田进行微生物处理的油层深度高达3 100～5 500 m,竟然获得成功。
(3)地层水矿化度一般都比较高, 包括许多种盐类, 其中90%以上为NaCl 。矿化度是影响采油微生物的重要因素, 矿化度过高对微生物生长不利, 只有少数细菌能承受高浓度盐水。另外, 底层缺氮和磷也不利于细菌生长。
(4)与其它因素相比, 压力对细菌的活动影响较小。对大多数自然界中存在的细菌,10～20 MPa的压力一般不会影响其生长, 若其它环境条件不理想, 如pH 值和温度过高时, 压力会影响细菌的正常生长。
(5)原油的性质是一个对采油微生物有重要影响的因素。原油性质对微生物的影响主要来源于两个方面。一是原油中易挥发的轻质组分对微生物的毒性, 一般认为, 原油中碳数少于10个的烷烃都可能会对微生物产生毒性, 毒性的大小因微生物种类的不同而异; 二是原油中的沥青等重质组分也对微生物的活动不利。所以要求原油的API(相对密度) 大于18°。
(6)一般地, 微生物能够在pH 值为4.0～9.0的范围内正常生长, 大多数油藏pH 值在6.0～8.0范围内, 自然界的微生物一般能满足这个条件。
(7)细菌在油层中运移, 要求油层渗透率不应低于0.05Lm2, 孔隙度应大于15%,否则将会影响细菌在油层中的运移。表1列出了应用MEOR 技术的油层筛选条件[２０]。国内常用MEOR 适用的油层条件标准为:¹油层温度≤120℃; º地层渗透率≥30×10-3Lm2;»地层水矿化度≤150 000 mg/L;¼原油黏度≤4 000 mPa·s 。
5.MEOR 今后发展展望
微生物采油技术具有其它三次采油技术无可比拟的优点——多功能性, 故有望成为未来提高采收率的主要技术之一。但是MEOR 技术的局限性在于:微生物在温度较高、盐度较大、重金属离子含量较高的油藏条件下易于遭到破坏, 微生物产生的表面活性剂和生物聚合物有造成沉淀的危险性, 培养微生物的条件不易把握, 微生物采油技术在冬季不易施工。为了克服这些局限性, 在现有的菌种基础上, 可以通过生物工程、遗传工程和基因工程的手段, 针对油藏条件来构建采油用工程菌, 例如有选择性降解作用的稠油降解工程菌、高产大分子量聚合物的调剖工程菌或菌体自身体积较大的调剖菌、高产表面活性剂和酸以及有机溶剂的驱油工程菌等; 进一步研究解决[２１]微生物必须在0℃以上生存的问题; 将计算机技术、基因检测技术等新技术用于微生物驱替中。[２２]
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MICROBIALENHANCED OIL RECOVERY
ＹＩＲＡＩＮＡ１
（１．Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｍａｊｏｒ，Ａｎｉｍａｌ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｂｅｉｂｅｉ，ＣｈｏｎｇＱｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Abstract ：Over 70 years development, microbial enhanced oil recovery is
fourthly method of MEOR then thermal drive, chemistry drive, gas drive . The
mechanism, one is that changes crude oil composition, another is that improve environment of drive oil. It has a bright application prospect.
This paper introduces the history and the mechanism of MEOR, the PCR and molecular biology methods of strains, the reservoir range of MEOR, and then put up
some advices．
Keyword ：ＭＥＯＲ，mechanism ，ＰＣＲ，molecular biology，recovery ratio