应用微生物学5.ppt

第六章 微生物采油技术 随着科学技术的飞速发展，各种高新技术渗透 并应用到石油开采工业。 石油微生物学是微生物学与油田开发技术相结 合的一门新型学科。其主要内容包括： 石油烃的微生物降解、油藏微生物学、生物聚合 物与生物表面活性剂、石油环境微生物学、微生 物提高石油采收率技术等。 其中，微生物提高石油采收率则是该学科中最 活跃、发展最快的一个分支。 该技术的关键是筛选、利用高效而优良的微生 物菌种，通过微生物的生命活动尤其是代谢产 物，作用于原油，改变原油的物化性质，从而提 高原油采收率。 因此，微生物采油技术的核心是微生物技术。 第一节、油藏与石油开采 一、石油与贮油岩层 1、石油的组成 石油常存在于地下的地质沉积岩层中，是 一种复杂的烃类混合物。这些烃类可能以气 态、液态，甚至以沥青质固态存在。 （1）气态烃 气态烃常伴随液态烃存在，气态烃一般是 从甲烷到丁烷小分子饱和烃混合物。 （2）液态烃 液态烃俗称原油，它含有上千种化合物，主要 包括直链或支链的石蜡族烃、饱和环烷族烃、直链 或支链双键烯烃、不饱和芳香族烃、不饱和多芳核 芳香烃、多核-链配合结构的沥青质等多类烃的混 合物。 不同的油藏所含各类烃在数量和分布方面均有 很大变化。各类烃不同含量常改变其物化性质，如 石蜡族烃含量高，其原油凝固点也高，甚至呈现固 态。如胶质、沥青质含量高，其原油粘度也高。原 油中的烃类化合物常和其他元素或金属化合，故原 油中常含有硫、氮、氧、钒、镍等化合物。 2、贮油岩层的组成 原油和天然气存在于地下沉积岩石中，形成贮 油岩层。 贮油岩层是由火成岩、变质岩和其他沉积岩经 机械风化和化学变质而转生的岩石碎屑组成。 这些岩石碎屑经胶结，形成类似海绵状孔隙的 贮油岩层，原油含在孔隙中。贮油岩层的孔隙大小 不同，且非均质分布，所以贮油岩层是非均质多孔 介质。 在孔隙中，原油、岩石、水相互作用，形成三 相系统，无外力情况下，孔隙中的原油难以流溢出 孔隙。 碳酸盐贮油岩石源于化学沉淀，或沉淀后发生 生物浓缩。这些沉淀虽然十分巨大．但经常含碎屑 矿物杂质。 碳酸盐贮油岩石的孔隙度变化极大，因为有些 孔隙是由沉积岩溶解形成的，构造运动会形成裂 缝，裂缝经水渗漏进一步扩大，形成溶洞。所以碳 酸盐贮油岩层孔隙、溶洞分布更不均匀。 填充原油的地下贮油岩层两个最重要的性质是 孔隙度和渗透率。 孔隙度是指岩层内孔隙体积与岩层总体积之比。 渗透率是孔隙介质传递运输流体能力的测量值。 由于贮油岩层的岩石成因、物理结构、化 学成分不同，所以不同贮油岩层的孔隙度、 渗透率差异甚大。 由于岩层压力的影响，使贮油岩层越深， 其孔隙度、渗透率越小。 二、注水驱油与三次采油 1、一次采油 油井钻成后，靠地层压力将原油运移到地面， 称为一次采油。随时间推移，地层压力下降，原油 不能运移到地面，所以一次采油是较短暂且效益最 高的采油方式。(没有外力的参与） 2、二次采油 一次采油后，为把大量原油开采出来，世界各 国普遍采用注水采油工艺，即通过注水井高压注水 ，靠水的流动将油从油井驱动到地面，注水驱油称 二次采油。二次采油的采收率仅为30％?50％，仍 有50％ ? 70％的原油滞留在贮油井难以采出。 其原因是，注水驱油使贮油岩层孔隙中原油饱 和度越来越低，而且注入水的粘度大大低于原油粘 度，水的流速高于原油流速。所以注入水常以“指 状”形式穿过贮油层抵达油井，一旦形成“指状”流 动，注人水就像直管或通道那样从水井运移到油 井，贮油层中遗留大面积注水未波及区域。更有甚 者，注水选择孔隙度大或有溶洞的地方运移，遗留 更大面积未波及区域，使产出液中绝大部分是水。 所以．注水驱油仍有50％以上的原油难以采出。 3、三次采油 为了尽可能多地采出一次采油和二次采油后仍 滞留在地下的原油，油田开采业又采用多种采油技 术，统称为三次采油。 三次采油的主要机理是：降低原油粘度；增加 注入水粘度；缩小油与水粘度差别；控制水的流动 性；避免注入水“指状“移动，提高驱油面积，提高 原油采收率。 目前，世界各国采用的主要三次采油方法是： （1）混相驱油 二氧化碳气体与原油以适宜比例混合，注人贮 油层驱油。 混相驱油可明显提高深层轻质原油采收率。其 机理是CO2溶于轻质原油，降低粘度，或CO2溶 于水形成酸，溶解碳酸盐贮油岩石，增加渗透 率，提高原油采收率。 （2） 蒸汽驱油 应用热蒸汽驱油已是一项成熟的采油技术。 其