微生物采油增產(chǎn)機(jī)理及應(yīng)用分析

李杰 余杰 彭述興 曾發(fā)華(長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠，陜西 榆林 718500)

0 引言

在我國(guó)，石油資源是一種非常寶貴的不可再生資源，石油在社會(huì)生產(chǎn)生活中的意義重大。改革開放以后，社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們對(duì)石油的數(shù)量和質(zhì)量提出了更高的要求。為面對(duì)社會(huì)日益增加的石油需求，石油工程應(yīng)當(dāng)合理使用微生物采油技術(shù)，快速提高石油的產(chǎn)量和質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康快速發(fā)展。

1 微生物采油技術(shù)原理

微生物采油技術(shù)是指在石油生產(chǎn)過程中，將微生物從地表注入地下油層內(nèi)，使用微生物在石油之中的新陳代謝效果，提高石油的流動(dòng)性，從而可有效提高石油的開采率，實(shí)現(xiàn)石油增產(chǎn)。微生物進(jìn)行新陳代謝時(shí)，能夠形成生物表面活性劑以及生物乳化劑，能夠有效改善石油的結(jié)構(gòu)，增加石油的流動(dòng)性，提高石油的開采效率。適宜的生長(zhǎng)環(huán)境中，微生物繁殖速度極高。因此，當(dāng)向地下油層注入微生物后，微生物會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)成千上萬倍的數(shù)量增長(zhǎng)，最終能夠在較短的時(shí)間內(nèi)將石油分解，提高石油開采的效率。

微生物采油技術(shù)具有施工方便、施工安全以及施工無污染等優(yōu)點(diǎn)，因此早在上世紀(jì)九十年代，微生物采油技術(shù)就已經(jīng)被有效應(yīng)用到石油工程之中。我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域均開展了有關(guān)物生物解剖技術(shù)的相關(guān)試驗(yàn)工作，研究發(fā)現(xiàn)，大面積繁殖的微生物種群所需環(huán)境條件比較苛刻，不適合在高溫高鹽石油層繁殖生長(zhǎng)。微生物石油開采技術(shù)屬于一種技術(shù)性比較強(qiáng)的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)涉及到微生物在石油層的生長(zhǎng)、繁殖以及代謝。各種物體在石油層內(nèi)的轉(zhuǎn)移和石油、空氣的相互作用都能對(duì)石油結(jié)構(gòu)造成影響。因此，石油工程企業(yè)要想保證石油的有效增產(chǎn)，進(jìn)行物生物采油技術(shù)的深入研究是很有必要的[1]。

2 微生物采油技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

在石油工程中，微生物采油技術(shù)的應(yīng)用效果還是有所欠缺，在微生物采油技術(shù)應(yīng)用過程中，主要會(huì)出現(xiàn)如下幾個(gè)問題：

首先，在石油工程中，技術(shù)人員進(jìn)行微生物菌種選擇時(shí)缺乏一定的針對(duì)性，選取出來的微生物并不能夠有效提高石油的開采效率。很多石油工程技術(shù)人員進(jìn)行微生物菌種選擇時(shí)，只注重其對(duì)石油原油的降解效率，忽略了菌種的環(huán)境生存能力，從而也無法有效提高石油開采效率。

其次，技術(shù)人員進(jìn)行微生物菌種評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)地點(diǎn)多處于實(shí)驗(yàn)室，忽視了微生物的外界適應(yīng)能力，使得評(píng)價(jià)結(jié)果存在較大的差異性，無法保證微生物的石油降解效率。另外，當(dāng)技術(shù)人員將合適的菌種注入地下石油層后，沒有進(jìn)行及時(shí)的微生物營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，錯(cuò)誤以為石油本身就能夠?yàn)槲⑸锾峁┳銐虻臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此無法保證微生物采油效率。

最后，很多石油開采技術(shù)人未意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，沒有確保注入的微生物是否能夠和原生態(tài)系統(tǒng)相融合，將不適合的菌種注入石油層后反而會(huì)降低石油的開采質(zhì)量和效率。在微生物采油技術(shù)應(yīng)用過程中，由于缺乏科學(xué)的監(jiān)督機(jī)制，導(dǎo)致很多技術(shù)人員濫用微生物菌種進(jìn)行石油開采，對(duì)石油質(zhì)量造成了嚴(yán)重的影響。沒有合理的微生物采油監(jiān)督機(jī)制，也無法保證技術(shù)的有效運(yùn)行，不能有效提高石油的開采質(zhì)量和開采效率。

3 微生物采油增產(chǎn)機(jī)理的有效應(yīng)用策略

3.1 有針對(duì)性的選擇菌種

在石油開采過程中，為有效提高石油的開采效率和質(zhì)量，使用微生物采油技術(shù)是一種很好的選擇。使用微生物采油技術(shù)進(jìn)行石油開采時(shí)，第一步需要做的是進(jìn)行有針對(duì)性的菌種選擇，確保菌種的正確選擇才能有效提高石油開采的效率。技術(shù)人員進(jìn)行微生物菌種選擇時(shí)，要符合原油開采的具體要求，根據(jù)實(shí)際的石油開采環(huán)境，合理選取微生物菌種。對(duì)于微生物本身來說，有氧的環(huán)境才能實(shí)現(xiàn)對(duì)原油的降解。因此，技術(shù)人員進(jìn)行菌種選擇時(shí)，最好選擇能夠進(jìn)行有氧呼吸的菌種，并為微生物菌種提供足夠的氧氣，保證微生物的新陳代謝，有效提高石油的開采效率和質(zhì)量。石油工程技術(shù)人員要避免選用能夠在無氧環(huán)境中繁殖的菌種，這類菌種雖然能夠?qū)崿F(xiàn)原油的降解，但是無法保證其代謝作用的時(shí)間和速度能夠符合石油開采的標(biāo)準(zhǔn)，無法有效提高石油開采效率和質(zhì)量[2]。

3.2 充分保證微生物性能

在微生物采油技術(shù)中，微生物性能的保證是一個(gè)很重要的內(nèi)容。由于室內(nèi)和室外環(huán)境差異較大，不建議技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物性能評(píng)價(jià)，應(yīng)當(dāng)將微生物注入外界石油層中，觀察石油降解效率，確保正確評(píng)價(jià)微生物性能。在微生物的生長(zhǎng)、繁殖以及新陳代謝過程中，代謝產(chǎn)物受地層條件、溫度、壓力、土壤濕度以及礦化度等因素的影響較大。因此，技術(shù)人員要確保石油工程土壤濕度、溫度、壓力等條件均能夠滿足微生物的生長(zhǎng)繁殖需求，確保微生物代謝產(chǎn)物能夠有效加速對(duì)原油的分解，提高石油開采效和開采質(zhì)量。

例如，國(guó)內(nèi)最常用的石油油層條件標(biāo)準(zhǔn)為：油層溫度小于或等于120℃，地層滲透率大于30×10-3μm2，地層水礦化度小于或等于15000mg/L，原油粘度小于或等于4000mPa·s。石油工程在進(jìn)行微生物采油之前，需要對(duì)采油環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的檢查，發(fā)現(xiàn)不適合的條件進(jìn)行改造，充分保證油層溫度、滲透率、礦化度以及原油粘度符合國(guó)家石油油層條件標(biāo)準(zhǔn)。另外，技術(shù)人員還保證微生物的生物性能，確保將微生物注入石油層后，能夠進(jìn)行快速的生長(zhǎng)、繁殖以及新陳代謝，有效降解原油，提高石油開采效率和質(zhì)量，保證石油工程的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，滿足社會(huì)的石油使用需求。

3.3 給予微生物足夠的營(yíng)養(yǎng)

為確保微生物采油技術(shù)的有效應(yīng)用，將微生物注入地下石油層后，技術(shù)人員要給微生物提供足夠的營(yíng)養(yǎng)，保證微生物的正常生長(zhǎng)、代謝和繁殖，有效提高石油開采效率和質(zhì)量。具體來說，將微生物注入地下石油層后，技術(shù)人員要定期給微生物補(bǔ)給有機(jī)碳源和氮磷無機(jī)鹽，充分保證微生物的營(yíng)養(yǎng)需求。在實(shí)際的微生物技術(shù)應(yīng)用過程中，很多石油工程會(huì)出現(xiàn)三種問題。

首先，工程技術(shù)人員無法確定微生物的營(yíng)養(yǎng)供給數(shù)量和種類配比。

其次，技術(shù)人員無法保證微生物營(yíng)養(yǎng)供給各個(gè)營(yíng)養(yǎng)成分是否會(huì)和地下水中礦物質(zhì)發(fā)生沉淀反應(yīng)。

最后，技術(shù)人員無法正確考慮工程經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)提升原油開采效率是否會(huì)影響工程投入產(chǎn)出比這一問題存在較大疑問。

針對(duì)這第三個(gè)問題，石油工程高層管理人員要充分重視起來，必要的時(shí)候可以邀請(qǐng)行業(yè)相關(guān)專家進(jìn)行疑問解答，并進(jìn)行親自的微生物采油技術(shù)指導(dǎo)，保證石油工程技術(shù)人員、施工人員能夠進(jìn)行正確的微生物采油技術(shù)應(yīng)用。

例如，某石油企業(yè)為有效順應(yīng)時(shí)代的快速發(fā)展，滿足社會(huì)高質(zhì)量的石油使用需求，合理引進(jìn)了微生物采油技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格把關(guān)。對(duì)于微生物營(yíng)養(yǎng)需求方面，該施工團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境，選取了合適的菌種注入地下石油層，并對(duì)微生物營(yíng)養(yǎng)供給數(shù)量和種類配比進(jìn)行了科學(xué)的管理，充分確保營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)各個(gè)成分不會(huì)與地下礦物質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)，為微生物提供了足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在石油開采過程中，該石油企業(yè)上級(jí)管理人員還邀請(qǐng)了行業(yè)精英進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，有效保證了微生物采油技術(shù)的有效應(yīng)用。當(dāng)年，該企業(yè)年石油產(chǎn)量排名世界第五，石油生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到了很大的提高，企業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng)[3]。

3.4 有效監(jiān)督微生物采油全過程

為有效應(yīng)用微生物采油技術(shù)，建立合理的監(jiān)督機(jī)制是必不可少的。在實(shí)際的石油開采過程中，相關(guān)技術(shù)人員和施工人員的施工要符合工程要求，避免不科學(xué)的施工步驟給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。因此，在石油開采過程中，石油工程企業(yè)上級(jí)要根據(jù)實(shí)際石油開采情況以及企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，召集相關(guān)監(jiān)督部門人員，建立合理的微生物采油技術(shù)施工監(jiān)督機(jī)制，相關(guān)監(jiān)督人員要依照施工要求，進(jìn)行有效的監(jiān)督，確保施工人員和技術(shù)人員的施工符合標(biāo)準(zhǔn)，保證微生物采油技術(shù)的有效應(yīng)用，最大限度降低企業(yè)采油風(fēng)險(xiǎn)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的快速提高。

例如，某石油企業(yè)為保證微生物采油技術(shù)的有效應(yīng)用，企業(yè)上級(jí)指導(dǎo)人員召集相關(guān)監(jiān)督部門，根據(jù)企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r以及石油的實(shí)際開采情況進(jìn)行了全面的分析，制定了合理的微生物采油技術(shù)監(jiān)督機(jī)制，并要求監(jiān)督部門嚴(yán)格按照監(jiān)督機(jī)制對(duì)微生物采油技術(shù)施工應(yīng)用情況進(jìn)行監(jiān)督管理，有效提高微生物采油技術(shù)的應(yīng)用合理性。在監(jiān)督機(jī)制的作用下，該企業(yè)相關(guān)施工人員、技術(shù)人員均嚴(yán)格按照微生物采油技術(shù)要求進(jìn)行石油的高效開采。一年下來，該石油企業(yè)的石油產(chǎn)量得到有效提升。在實(shí)際的石油開采過程中，相關(guān)施工人員均按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行石油開采，有效提高了石油開采效率和質(zhì)量。

3.5 完善微生物采油評(píng)價(jià)體系

使用微生物采油技術(shù)進(jìn)行石油開采時(shí)，為保證石油開采工作的順利進(jìn)行，有效提高石油開采效率和開采質(zhì)量，石油企業(yè)有必要制定一套完整的微生物采油評(píng)價(jià)體系，讓企業(yè)相關(guān)工作人員對(duì)采油技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出技術(shù)不足的地方進(jìn)行改正提升，完善微生物采油技術(shù)，保證該技術(shù)的有效應(yīng)用。

首先，石油企業(yè)可將我國(guó)先進(jìn)的微生物工程技術(shù)和微生物采油技術(shù)相結(jié)合，組織一支評(píng)價(jià)隊(duì)伍，對(duì)使用微生物采油技術(shù)帶來的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。

其次，在特殊情況下，企業(yè)可以使用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立與微生物采油技術(shù)相匹配的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)微生物采油技術(shù)使用后的整體效益進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。

最后，企業(yè)要針對(duì)微生物采油技術(shù)應(yīng)用情況制定一套評(píng)價(jià)制度和評(píng)價(jià)體系，保證微生物采油技術(shù)的系統(tǒng)化科學(xué)化以及合理化應(yīng)用，有效提高石油企業(yè)的石油開采效率和質(zhì)量，最大化企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[4]。

4 結(jié)語

總而言之，石油資源對(duì)社會(huì)的生產(chǎn)生活極其重要，石油工程企業(yè)要重視石油的開采質(zhì)量和效率，積極應(yīng)用微生物采油技術(shù)，實(shí)現(xiàn)石油的增產(chǎn)。在微生物采油技術(shù)應(yīng)用過程中，石油企業(yè)要使用合理的應(yīng)用策略，保證該技術(shù)的正確使用，有效提高石油的產(chǎn)量，保證社會(huì)的正常石油使用需求，有效促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高。