⑴ 如何利用微生物勘探石油和提高採油量
微生物採油對低產、枯竭油田特別有吸引力，能提高採收率。
4
、不污染環境
微生物採油技術不污染環境，不損害油地層，可在同一油藏區或同一油井中反復使用。
（三）採油微生物的生物學特性
用於油田開採的微生物一般具有以下鮮明的生物學特徵：
1
、厭氧或兼性厭氧。在地層無氧條件下能生長繁殖並進行厭氧發酵，在地上有氧條件下也
能生長繁殖。
2
、在油層高溫、高壓、高鹽等極端環境下能生長繁殖並代謝。
3
、多數採油微生物能以烴類作碳源，能以貯油層
內的無機鹽作氮源或作營養元素。
4
、採油微生物必須與其注入油層的環境條件相配伍相適應，要在油層內能運移，能生長繁
殖，能產生有機酸、氣體、表面活性物質、生物聚合物、有機溶劑等多種代謝產物。能在
50°
以上的溫度及缺氧條件下生長的中度嗜鹽細菌，是微生物採油中最常用的菌種。
（四）微生物採油技術
微生物採油技術是指將篩選的微生物或微生物代謝產物注入油藏，
經微生物的代謝活動
和產生的代謝產物，
作用於原油，
改變原油的某些物理化學特性，
從而提高原油採收率的技
術。
根據實施過程與方法的不同，
微生物採油技術可分為地上微生物採油技術和地下微生物
採油技術。
1
、地上微生物採油技術
地上微生物採油技術是指在地上通過微生物發酵、生產微生物的某種代謝產物，如生物
多糖聚合物或生物表面活性劑，
然後將發酵產品注入油藏而提高原油採收率。
該技術的實質
是利用選育的優
良菌種在地上發酵生產採油制劑的技術。
目前，地上微生物採油技術主要是在地上發酵生產採油中廣泛應用微生物多糖和微生物
表面活性劑。
（
1
）微生物多糖
據研究，
有百種以上的微生物能產生結構、
性能各異的胞外多糖。
能產胞外多糖的主要
微生物類群是：明串珠菌屬、黃單胞菌屬、固氮菌屬和小核菌屬等。
採油工業中應用最廣泛的微生物多糖是：
腸膜明串珠菌或葡聚糖明串珠菌產生的右旋糖
酐葡聚糖、
普魯蘭出芽短梗霉產生的普魯蘭糖、
齊整小核菌或葡聚糖小核菌產生的小核菌葡
聚糖。採油中最具開發應用潛力的是野油菜黃單胞菌產生的胞外多糖黃原膠。
（
2
）微生物表面活性劑與乳化劑
以烴為碳源的微生物是生物表面活性劑的重要來源。
因為石油微生物必須分泌表面活性
劑，才能促使烴與水乳化。烴只有均勻地分散在水中，才能被石油微生物吸收利用。所以石
油微生物是表面活性劑最豐富的基因庫。
假單胞菌屬、節桿菌屬、不動桿菌屬和棒桿菌屬等是產生生物表面活性劑
的主要微生
物類群。微生物產生的生物表面活性劑就其化學組成來分，主要可分為糖脂類和脂肽類
。
分子的極性端或是多羥基的糖類或是氨基酸類，
非極性端是長鏈脂肪酸的長鏈烴部分。
微生
物表面活性劑的粗製品或純品注入貯油岩層，
作用於油一岩石一水三相體系，
降低油水界面
張力，增強油水乳化，提高原油採收率。
2
、地下微生物採油技術
地下微生物採油（
MEOR
）技術是指將在地上模擬油藏條件篩選的微生物菌種與營養物
注入油藏，
微生物在油藏中運移，生長繁殖，
產生多種代謝產物，
作用於原油而提高原油采
收率；
或用生長繁殖的菌體細胞及代謝產物封堵貯油岩層大的孔道，
調整水驅油剖面；
或只
將營養物注入油藏，激活油藏內的原生微生物，靠其生命活動提高原油採收率。
根據單井增產措施的處理方法和提高原油採油率的要求，地下微生物採油可分為
6
類：
（
1
）單井周期注人微生物採油
為提高低產油井的原油日產量，
在油井高壓注入採油微生物，
關井，
使微生物運移到油
井周圍直徑
10m
左右的貯油岩層，經微生物的生命活動，疏通被堵塞的油層空隙通道，增
加原油的流動性，提高原油採收率。
為了保持高產，需要不間斷地、周期性地注入採油微生
物。
（
2
）微生物驅油
採油微生物從注水井注入油層，
微生物隨注水向油井貯油層深部移動，
同時進行生長繁
殖，並產生多種代謝產物。細胞和代謝產物綜合作用於原油，降低黏度，增加原油流動性，
提高原油採收率。
（
3
）激活油藏微生物群落驅油
油藏中存在著天然的微生物群落，
但由於營養物質貧乏，
數量很少。
從注水井將營養物
注入油層，激活天然微生物群落，讓其生長繁殖，產生多種代謝產物驅油。
（
4
）微生物選擇性封堵
將體形較大且產生表面黏稠物質的微生物菌種從注水井注入，
運移到大孔道或有溶洞的
貯油岩層部位，用生長繁殖的大菌體細胞和表面黏稠物質形成的生物膜封堵大孔道或溶洞，
防止注入水
「
指狀
」
流動，提高原油採收率。
（
5
）微生物壓裂液壓裂
將厭氧條件下大量產生有機酸的微生物及營養物注入空隙度甚小、滲透率很低的貯油
層，在高壓下用有機酸溶解岩層使之形成縫隙，有利於原油流動，提高原油採收率。
（
6
）微生物油井清蠟
原油中含蠟量較高，
會析出蠟晶固著在井壁，
堵塞貯油層通往井壁的空隙通道，
降低原
油流動性，
減少單井原油日產量。
注入產生表面活性劑或溶劑的採油微生物，
用其代謝產物
表面活性劑、乳化劑清洗井壁，溶解固形石蠟，提高原油採收率。
（五）微生物在石油污染中的生物修復作用
1
降解石油的微生物種類及分布
據目前的研究
,
能降解石油的微生物有
70
個屬
,
其中
28
個屬細菌
, 30
個屬絲狀真菌
, 12
個屬酵母
,
共
200
多種微生物。海洋中最主要的降解細菌有：無色桿菌屬
(Achromobacter)
、
不
動
桿
菌
屬
(Acinetobacter)
、
產
鹼
桿
菌
屬
(Alcaligenes)
等
;
真
菌
中
有
金
色
擔
子
菌
屬
(Aureobasidium)
、假絲酵母屬
(Candida)
等。石油降解菌通常生長在油水界面上
,
而不是油液
中。據丁美麗等
[5]
在膠州灣的實驗證明
,
膠州灣的石油降解菌在表層水體中的最高值可達
4.6×
102
個
/mL
。
石油降解菌數量僅與海水的石油污染情況有關。
石油降解微生物的種類和
數量對海洋中石油的降解有明顯的影響。
一般情況下
,
混合培養的微生物對石油的降解比純
培養的微生物快
,
但是崔俊華等在實驗中篩選出了
7
株高效原油降解菌。
2
石油降解菌的作用
（
1
）作為油污染的生物指示
以往大多數調查結果表明
,
在海洋中石油烴降解細菌的數量或種群與水域受到油類物
質污染的程度有密切關系
,
通常在被油污染的水域中
,
石油烴降解細菌的數量明顯地高於非
油污染的水域。
烴類降解菌數和異養細菌數的比值能在一定程度上反映水域受油污染的狀
況。
丁美麗等在膠州灣的工作以及史君賢等在浙江省海島海域的工作都證明了這一點。石
油污染可以誘導石油降解菌的增殖及生長
,
Atlas
報道在正常環境下降解菌一般只佔微生物
群落的
1%,
而當環境受到石油污染時
,
降解菌比例可提高到
10%
。說明石油污染可以使降
解菌發生富集
,
降解菌可以作為石油污染的生物指示。
（
2
）通過自身代謝作用降解石油
向水體中投加菌種凈化水體的技術是從清除海洋石油污染開始的。
實驗室研究表明
,
單
一菌劑除油率為
20%
～
50%,
而混合菌劑除油率可達
71.4%
。
丁明宇等
[8]
從青島近海海水中
分離、
篩選到
73
株細菌和
10
株真菌
,
並對其降解石油的能力進行了研究
,
結果表明
,
多
數菌具有明顯的降解石油的能力
,
其中
,
有
3
個菌株對石油的生物降解率分別高達
58.35%
、
62.75%
、
71.06%
。史君賢等
[9]
在浙江沿海海水中分離石油烴降解細菌
,
並實驗
證明降解菌對正烷烴有明顯的降解作用
,
混合菌株的降解率明顯高於單菌株的降解率。在
20
℃的條件下
,
經過
21d
後
,
絕大部分的正烷烴被降解
,
總的降解率為
94.93%,
其中細菌
的降解率為
75.67%,
理化降解率為
19.26%
。在實施接種的現場生物修復處理中
, 1990
年在
墨西哥灣和
1991
年在得克薩斯海岸都獲得了成功
,
現場觀察表明
,
在開放水體中添加降解
菌是有效的。
（
3
）合成生物表面活性劑
,
加速石油的降解
生物表面活性劑
(Biosurfactants,
簡稱
BS)
是細菌、
真菌和酵母在某一特定條件下
(
如合
適的碳源、
氮源、
有機營養物、
pH
值以及溫度
) ,
在其生長過程中分泌出的具有表面活
性的代謝產物。
生物表面活性劑可以強化生物修復
,
它能將烴類物質乳化
,
進而促進其降解
,
尤其適合處理海上溢油。
Chabrabarty
曾報道
,
由
Pscndomona
acruginosa
(
銅綠假單胞菌
)
生成的一種生物表面活性劑
(
海藻糖酯
)
由於能有效地將石油分散成水液滴
,
因而可促進石油
污染海岸的生物修復
,
大大提高了
Exxon
Valdez
原油泄漏造成的阿拉斯加污染區域石油烴
的降解速度。
（
4
）基因工程菌
基因工程菌是將不同細菌的降解基因進行重組
,
將分屬於不同細菌個體中的污染物代
謝途徑組合起來以構建具有特殊降解功能的超級降解菌
,
可以有效地提高微生物的降解能
力
,
從而提高生物修復效果。
通常石油降解菌只能降解某一種石油成分
,
並且由於石油的種類不同
,
所需降解菌也不
相同
,
天然環境中存在的石油降解菌不能高效地降解多種石油成分
,
使基因工程菌的出現成
為必然。同時
,
復雜的烴類化合物混合物的降解需要有混合菌株的參與
,
但不同菌株之間可
能會產生競爭或拮抗作用
,
從而對降解產生負面影響。使用基因工程菌可以避免此類問題。
目前
,
已有人在實驗室條件下獲得基因工程菌並在實驗室取得滿意的降解效果。
例如美
國的
Chakrabaty
等使用具有
CAM
、
OCT
、
XAL
和
NAH4
種降解質粒的
「
多質粒超級
菌
」
,
可以使海上浮油在幾個小時內降解
,
而在自然條件下這些浮油需要
1a
時間才能被降
解。這項技術取得了美國的專利權。但是考慮到在開放環境中使用基因工程菌的安全問題
,
目前基因工程菌的使用僅限於實驗室
,
尚不能大規模使用。
另外
,
目前在研製基因工程菌時
,
都採用給細胞增加某些遺傳缺陷的方法或是使用攜帶一段
「
自殺基因
」
,
使該工程菌。在非
指定底物或非指定環境中不易生存或發生降解作用。
3
微生物降解石油的方式
石油烴化合物可分為
4
類
:
飽和烴、
芳香族烴類化合物、樹脂及瀝青質。其中
,
短鏈
的飽和烴在溢油發生初期通過揮發等作用進入大氣
,
其他的石油烴中
,
飽和正烷烴最易降解
,
其次是分支烷烴
,
再次是低分子量芳香烴
,
多環芳烴很難降解
,
樹脂和瀝青質極難被降解。
直鏈烷烴的降解方式主要有
3
種
:
末端氧化、
亞末端氧化和氧化。
芳香烴在好氧條件
下先被轉化為兒茶酚或其衍生物
,
然後再進一步被降解。
高分子量多環芳烴降解菌報道很少
,
許多四環或多環高分子量多環芳烴的降解是以共代謝
(Cometabolism)
的方式進行的。但是共
代謝完全是間接或偶然的事件
,
並且風險較大
,
可能會產生比母體毒性更大的化學物質。
樹
脂和瀝青質極難被降解
,
但是有報道稱
,
有著復雜構造的樹脂和瀝青質也能受到某種程度的
分解
[14]
。
冷凱良等的實驗表明
,
微生物降解原油代謝產物主要是乙酸和棕櫚酸為主的脂肪酸與
鼠李糖形成的糖脂類表面活性劑。
4
石油降解菌的獲得
由於天然海洋環境中石油降解菌數量較少
,
一旦發生溢油
,
不能及時對石油進行降解
,
所以
在溢油發生後一般要向環境中添加石油降解菌以保證石油的高效降解
,
但是考慮到安全等
方面的問題
,
菌種不能盲目投加。
一般來說
,
可以把取自自然界的微生物
,
經人工培養後再
投入到污染環境中去治理污染。
具體到海洋石油降解菌的獲得
,
一般為
:
首先選擇油污染環
境
,
從中分離出適應性菌株
,
並將其中的石油降解菌富集培養
,
通過反復適應和馴化或遺傳
修飾進行進一步篩選
,
從而培養出高效降解的菌株
,
將其進一步繁殖後投加至受污染環境中
或分類保存。
根據微生物與石油的作用機制
,
選擇高效降解微生物的標准包括：
( 1)
對石油有較高的耐性。
( 2)
對海洋環境的適應性較強。
( 3)
對石油的降解效率高
,
專一性強。
( 4)
不影響海洋環境中原有的生物多樣性。
雖然微生物修復主要是依靠微生物的降解能力降解污染物
,
但是微生物對污染物的分
解、轉化也是需要條件的
,
所以除了投加高效降解菌之外
,
還要為這些降解菌創造必要的生
存、
降解條件。這樣才能有效地進行石油污染修復。
5
影響微生物降解石油污染物的因素
微生物在降解石油污染物的過程會受到營養元素、表面活性劑、
O
2
通量、溫度、
pH
值
等外界因素的影響。其中
,
營養元素對降解率的影響較大，尤其是
N
、
P
元素。
何良菊等專門
對石油烴微生物降解的營養平衡進行了研究，
表明氮、
磷營養物質的缺乏直接限制了石油烴
的微生物降解
,
但添加過量反而有抑製作用
,
因而存在一個經濟合理的添加量及添加比例，實
驗表明氮磷比在
5
∶
1~6
∶
1
比較適宜，
,
無機氮源比有機氮源好，硝酸鹽形式的氮比銨態的
氮更合適。而國內有其他研究卻更傾向於氮磷比為
1
：
1
，且最佳氮源為氯化銨，最佳磷源
為磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀。兩種研究得出的結果不一致。
表面活性劑是影響降解效率的又一重要因素。表面活性劑對石油烴具有一定的增溶和
分散作用，
從而對石油降解菌的降解效率有重要作用，
而有研究則指出表面活性劑對微生物
存在一定毒害作用。
劉慶新等通過研究，
表明表面活性劑的加量多少對石油烴降解菌的影響
比較復雜：
加少量的表面活性劑會促進石油烴降解菌的生長，
但隨著表面活性劑加量的增加
,
菌量反而減少，證實了上述論斷。
在自然環境中，大多數的石油烴類是在好氧條件下被降解的，但是微生物對石油烴的
降解在有氧及缺氧兩種情況下都會進行，
最近有研究表明厭氧降解對飽和烴及芳香烴有著極
為重要的作用。
能降解石油的微生物有嗜冷菌、嗜熱菌和嗜中溫菌，因此在溫度低於
0
℃和在
70
℃左
右的環境中均有能降解石油的微生物，大多數石油降解菌屬嗜中溫菌，最適溫度在
30
℃上
下，溫度過高過低都會對降解效率產生抑制。
普遍認為石油降解菌是產酸菌，且適宜生長於中鹼性環境中。劉慶新等研究得最佳
pH
值為
8.0
，而其文章中也指出與一般認為的
7.0
不符。而
Stapleton
[20]
等發現在
pH 2.0
的一處
土樣中，萘和甲苯仍然被降解為
CO
2
和
H
2
O
。
6
生物降解石油烴污染物的應用
利用生物降解石油烴類污染物最早見於
20
世紀
80
年代末美國在
Exxon
Vadez
油輪
石油泄露的生物修復項目中，
該項目在短時間內清除了污染，
治理了環境，
是生物修復成功
應用的開端，同時也開創了生物修復在治理海洋污染中的應用。
20
世紀
90
年代以來，生物
修復技術在石油污染治理方面逐漸成為核心，
取得了理論突破和重要成果。
國內學者也做了
大量工作，但主要為石油污染土壤和地下水的生物修復研究
[38]
，對海洋石油污染的生物修
復研究相對較少，
而且研究工作也大多停留在實驗室模擬實驗的水平上。
閆毓霞利用土著微
生物對勝利油田含油污泥進行修復實驗；黃廷林等
[40]
對黃土地區石油污染土壤進行了室內
模擬生物修復研究。
石油降解菌在實際應用中存在著很多問題，集中表現在投加高效石油降解菌來處理污
染時：投加菌面臨與土著微生物的競爭作用；投加菌需要適應新的生長環境；
投加菌要經
受環境污染物的毒性影響。這些壓力使接種的外源微生物的存活率很低或者活性較弱
,
限制
了它的實際應用。
7
展望
石油降解菌降解石油烴類污染物具有物理、化學方法所不具備的優點，它高效、經濟、
安全、
無二次污染，
在機械裝置無法清除的薄油層而且化學葯劑被限制使用時，
生物法處理
溢油的優越性便更加顯著，
具有廣闊的研究及應用前景。
目前國內外對石油降解菌的研究呈
現出一定特點：
(1)
對一般性降解菌研究多，對極端環境下的石油降解微生物研究少，尤其是對低溫、
耐鹽的石油降解菌。中國北方的大部分濕地，鹽鹼程度比較高，常年氣溫（尤其冬季）氣溫
較低，
而無論是來源海上還是來源於石油化工的污染都比較嚴重。
在這種條件下的石油降解
菌研究具有很廣闊的前景。
(2)
對石油降解菌的研究多而應用少。
對石油降解菌的所有研究到最終肯定要歸結到實
際應用中去，
目前國內很多學者都對石油降解菌的單純研究感興趣，
同時出現了大量的重復
研究。國外已有成功應用先例，證明石油降解菌可以用來修復實際污染，國內仍止步不前，
難於踏出實際應用的第一步。
隨著大量學者的不斷研究，對石油降解菌的認識肯定會不斷深化，其應用也會逐漸成熟
⑵ 什麼是細菌造油
加拿大多倫多大學的魏曼教授，很早就發現了幾種能夠「製造石油」的細菌。這些微生物的組織結構中，幾乎80％是含油物質。在電子顯微鏡下，它們很像一個個的塑料口袋，裡面裝滿了油。
魏曼把這類微生物放在一起，用二氧化碳喂養，就組成一個「微生物產油田」，結果在實驗室里製造出4公斤油，這種油很像柴油。
實際上，石油也是從千奇百怪的小生物變來的。古代的水生生物埋藏在地下，經過大自然的作用變成了石油。它的主要成分是碳和氫。
科學家們發現，有不少微生物不僅會「吃」這類碳氫化合物，而且還有「積存」碳氫化合物的本領。比如，有一種叫分枝桿菌的微生物，它能夠產生類似於碳氫化合物的黴菌酸，像釀酒、制醬那樣，經過酶的催化作用聚合到一起，就得到了一種真正的菌造石油。
根據這個原理，建造一個人工湖，把微生物「放養」到水裡，水裡溶解有足夠的二氧化碳，作為它們的「食物」，用不了多久，微生物便成千成萬倍地繁殖。培養出來的微生物，可以用過濾器收集，然後送到專門的工廠里去「煉油」。
讓細菌造石油，只要二氧化碳供應充足，造油速度很快，兩三天就能收獲一次。細菌造油的人工湖和煉油廠到處可以建造，生產持續不斷，風雨無阻。據說，只要掌握天時地利，每畝水面每年就能夠生產3700桶原油。
⑶ 真有喜歡吃石油的微生物或細菌嗎
有的。有許多種微生物能夠以石油等烴類物質為碳源生長繁殖，把石油等物質分解掉，從而可用於海上和陸地的石油等物質污染治理。
據目前的研究, 能降解石油的微生物有70個屬, 其中28個屬細菌, 30個屬絲狀真菌, 12個屬酵母, 共200多種微生物。海洋中最主要的降解細菌有：無色桿菌屬(Achromobacter)、不動桿菌屬 (Acinetobacter)、產鹼桿菌屬(Alcaligenes)等; 真菌中有金色擔子菌屬(Aureobasidium)、假絲酵母屬(Candida)等。
石油降解菌通常生長在油水界面上, 而不是油液中。有實驗證明, 膠州灣的石油降解菌在表層水體中的最高值可達 4.6× 10＾2個/mL。 石油降解菌數量僅與海水的石油污染情況有關。石油降解微生物的種類和數量對海洋中石油的降解有明顯的影響。一般情況下, 混合培養的微生物對石油的降解比純培養的微生物快。
⑷ 微生物採油的微生物採油機理
微生物採油是技術含量較高的一種提高採收率技術，不但包括微生物在油層中的生長、繁殖和代謝等生物化學過程，而且包括微生物菌體、微生物營養液、微生物代謝產物在油層中的運移，以及與岩石、油、氣、水的相互作用引起的岩石、油、氣、水物性的改變，深入研究作用機理顯得尤為重要。
武平倉等[6]對原油受實驗微生物作用生成的氣體進行研究，發現C6以下氣態烴的含量增加幅度達90%—100%；氣體中烴的總含量由28.090%增加到54.145%，增加幅度接近93%。同時有N2、CO2、H2生成。生成氣可改善原油在地層條件下的流動性，大量氣體在油藏中生成也會產生驅油效果。大港油田、青海油田重復試驗證明微生物作用後原油高碳烴密度減少，原油組成改變[7]。Statman 等[8]等對微生物作用前後油樣對比發現作用後油黏度變小。Onyekonwu等[9]對微生物作用前後的油樣進行對比分析，發現長鏈烴含量相對減少，短鏈烴或中鏈烴含量明顯增加，從而使原油結構中輕質組分含量增加.微生物能作用芳烴可以對芳環上的取代支鏈發生斷鏈作用.，膠質分子中取代基的平均分子鏈長也有變化。原油受微生物作用後生成大量的可帶羰基的化合物如酸、酯、酮等。這些有機物可以很好改變原油物性，使原油變得容易開采,從而提高產量.何正國等還進行了人造岩心驅替實驗，微生物在水驅後的岩心中活動，作用原油，可明顯觀察到有產氣現象出現，對收集到的生物氣進行氣相色譜成份分析得知，微生物作用原油能夠產生短鏈烷烴氣和二氧化碳等。氣體有利於產層壓力增加從而提高產量。在注微生物於含原油岩心培養72h後，對各岩心進行水驅，沒有注微生物的對照試驗岩心幾乎無油驅出；而注入微生物的岩心均有油驅出，採收率有明顯提高，且驅出的油粘度變小。對驅出液進行鏡檢，有大量球菌和桿菌存在。包木太[10]等對微生物代謝產物進行分析發現採油微生物代謝過程中除了產酸、生物表面活性劑和氣體等代謝產物外，還產生物聚合物和有機溶劑等，所有這些代謝產物都能在不同程度上以不同方式作用於地層原油，改善原油的性質,以利於原油的開采。
一般認為起驅油作用的是微生物產生的氣體和表面活性劑，還有產酸作用、對原油的降解作用[11~14]。微生物注入地層後，通過間隙水與臨近的油滴結合之後運移，微生物吸附於油滴邊界，將烴類分子轉化成有機溶劑、表面活性劑、酸、醇，和氣體。有機溶劑溶解於石油,降低其粘度，並通過溶解孔喉中重質長鏈烴類提高有效滲透率；表面活性劑可降低油與岩石和油與水的界面張力，提高驅油效率，改變岩石潤濕性,使岩石更加水濕；消除岩石孔壁油膜，提高油相流動能力；分散乳化原油，降低原油粘度。酸能夠降低油和孔喉中碳酸鹽含量，侵蝕石英和碳酸鹽表面以提高有效滲透率，並通過與碳酸鹽反應產生CO2降低石油粘度，引起油滴膨脹。氣體溶解於油，降低粘度，通過引起油滴膨脹起到物理驅油作用。微生物還產生兩種未知醇類，這些都是微生物在發酵原油過程中的代謝產物，它們有利於改善原油粘度，類似輕度酸化，增加岩石孔隙度，從而提高原油產量。新繁殖的細菌不斷產生並連續起作用，將以前不能流動的石油變成能流動的石油，從而提高了產量。勝利油田和大港油田都曾應用微觀模型研究驅油過程，分析微生物產生的表面活性劑對殘余油的增溶、乳化和互溶現象，提出孔隙膠束增溶、孔隙乳化、孔隙兩相界面互溶和孔隙隧滲流等機理[15]，但這些機理與化學表面活性劑驅油機理沒有太大本質區別。微生物直接驅油機理主要是：①產生的表面活性物質將水驅條件下不能流動的殘余油乳化，增加原油流動性。②改變岩石表面潤濕性，使油膜從岩石表面剝離，成為流動相。③生物氣溶於原油降低其黏度；原油在生物氣泡表面向前滑動而降低滲流阻力；大孔隙中的大氣泡對液流形成一定阻力，造成」賈敏效應「，具有一定「微觀調剖」作用[16]。概括起來，微生物採油的是通過是改變原油組成性質和改變原油的驅油環境，利用氣泡和微生物尺寸形成的微觀調剖作用，以及微生物附著在岩石表面生長形成生物沉積膜，有利於細菌在空隙中存活與延伸，擴大驅油麵積等因素達到提高採油增產目的的。
根據微生物採油作用機理不同，可以對微生物採油的礦場應用類型分為：微生物強化水驅，周期注微生物採油，微生物選擇性封堵地層，微生物清蠟和降低重油黏度等[17]。
從已知的採油機理可知微生物提高採油率是一種多用途的技術，應用該技術可以解決原油滲透率低、掃油效率低、流度比不利、氣錐進、水錐進、圈閉漬及結蠟結垢等問題， 具體到各種工藝，微生物採油的機理又有所不同，不同的工藝設計可以解決不同領域的問題，這給油田操作者提供了廣泛而多樣的選擇。值得一提的是[18]，不同菌種的代謝產物不盡相同，同一菌種代謝不同營養物的產物也不盡相同，故不同菌種的作用機理有所不同。同一菌種的作用機理往往不止一種。微生物提高原油採收率是多種因素協同作用的結果。目前，微生物提高原油採收率的機理還不十分清楚，還需進一步的研究探討。
⑸ 什麼是細菌採油技術
當一個油田的原油經過一段時間的開采，地層壓力下降或者由於石油的特殊性質等原因導致油層中的石油難以被採到地面上來時，人們就會採用注水、注蒸汽等方法盡量多采出石油來，除此之外還有什麼能夠提高原油產量的技術手段嗎？細菌採油技術就是科學家們在20世紀後半葉發展出的一種新型採油技術。
人們經過實驗發現，在注水油田的鑽井和開採石油的過程中，油層中的兩大類主要細菌——喜氧菌與厭氧菌就開始了發育繁殖，而促進這種繁殖的主要因素是含油的地層中具有這種菌類所需要的營養物質（包括碳氫化合物、蛋白質、脂肪等），以及油層內適宜的溫度、壓力、酸鹼度（pH值）、含鹽量等條件。這類細菌的發育繁殖程度主要取決於油藏內的油/水界面、碳質來源與能源的供給。
這些細菌具有分解石油烴的能力。起初，主要由喜氧細菌起作用，使烴類物質和糖等分解，並將其改造、加工成自己的細胞成分，與此同時，細菌還向四周放出自己代謝產生的氣體（有H2、CH4、CO2、H2S和N2等）、低分子有機酸（甲酸、乙酸、丙酸、戊酸）、溶劑（酮、醛、醇）、高分子化合物（蛋白質、多糖）等等。到了後期，則主要由厭氧細菌起作用。
這些由細菌完成的復雜的生物化學過程是無法用肉眼看到的，但作用的結果卻是顯而易見：細菌能分解油內各種烴類組分，這些被分解後的烴分子量減少，進而會降低粘度，易於流動，使其開采量明顯增加。
此外，當地層水中含有細菌所需要的糖、酸、醇、蛋白質等營養物質時，細菌消耗之後就能放出大量的CO2、N2、H2、CH4和H2S等氣體。這些氣體溶於油會使其粘度下降，溶於水可使水的pH值下降，即使不溶解也會使油藏處於「充氣」狀態，增加地層能量，這些都可大大促進地層中原油的采出。
與此同時，細菌作用產生的物質可形成豐富的碳酸、甲酸、乙酸、丁酸、乳酸等，它們與岩石內碳酸鈣、碳酸鎂等作用生成溶解性碳酸鹽，從而提高儲層孔隙度和滲透率。
在細菌分解烴類物質的同時，還可生成表面活性劑，從而降低油水界面張力，使吸附於岩石孔隙表面的油膜脫落。而且，所生成的表面活性劑在油層孔隙里又形成泡沫，進而降低了CO2濃度，有利於石油的開采。
經過幾十年的摸索與探討，科學家們已經認識到，用於開採石油的細菌也是有嚴格要求的，所選菌種必須能很好地適應試驗油層環境，在其所喜愛的培養基中迅速發育、繁殖，在試驗層中有效地分解烴類而產生有助於原油開採的生化物質，並在使用過程中不污染環境，而且對於培養基液和注入地層的工藝無苛刻的要求等。菌種的培養也應分成不同的類型：如用厭氧菌產生表面活性劑、溶劑和CO2，起到驅油作用；用芽孢梭菌屬、假單胞菌、黃單胞菌屬等桿狀菌類產生生物聚合物、生物稠化劑、乳化液，以起到封堵高滲透層和調節地下流體流動速率和驅油麵的作用。
採用細菌開採的油藏也有一定的要求：油藏的油層要達到相當的含水程度，以適應大面積油水接觸面的需要；地層水和注入水內不能含有過多的硫酸鹽，否則用於減少硫酸鹽的細菌用量就須加大投入，增加成本；地層溫度不得高於40℃；油層應為高滲透性的，以便於細菌在層內擴散，地層水的礦化度較低，每升水不應超過80～100克陽離子。
目前世界各國大多採用在每個油藏選1口注入井配4～15口採油井組成一個細菌採油實驗單元，也有採用多口注入井方案的。
一旦取得實驗數據，即可投入大規模現場開采試驗。
在世界主要產油國中，原蘇聯於20世紀50年代後期開始注入厭氧菌提高採收率試驗，至1975年，在巴什基里亞的阿爾蘭油田實驗結果表明，利用細菌採油的最終採收率可提高12%～18%。
美國從20世紀70年代開始大規模實施這類實驗，在阿肯色州開發末期油田的一口井中注入糖蜜和菌種，使得該油區19口採油井增產達1倍以上。美國國家石油委員會公布的資料表明，到1995年，全美細菌採油所增加的原油產量達437萬立方米，而用物理化學方法所增產原油僅為230萬立方米。
我國一些大中型油田從20世紀90年代中期也開始了細菌採油實驗，取得了可喜的成果。世界各大油公司都認識到這一極有前景的採油方法，大多數實驗現場都由獨立公司或企業進行，對所用菌種和試驗資料嚴加保密，力求獨統這一新興技術的發展領域和應用市場。
⑹ 噴撒一些吃石油的細菌有助於治理環境污染是否正確
「瞧，就是這些不起眼的石油降解菌卻能『吃掉』大量的石油成分，對石油污染的生態修復貢獻大著呢，我們在勝利油田孤東油區建立的1萬平方米的石油污染土壤修復示範工程中進行了示範，效果良好。」日前，在山東省科學院生物研究所的實驗室內，該所副所長、研究員王加寧一邊帶領經濟導報記者參觀，一邊加以解說。
據了解，我國的原油年開采量已超過兩億噸，在石油的開采和輸送過程中每年產生落地原油約70萬噸，這些原油進入生態環境，不但造成土壤鹽鹼化、毒化，危害糧食安全，每年造成直接經濟損失數十億元；而且污染周圍水體、大氣，嚴重危害生態安全和人體健康，因此石油污染的生態修復迫在眉睫。王加寧項目組的研究成果「石油污染土壤生物修復關鍵技術及其應用」，不但為黃河三角洲高效生態經濟區生態系統的修復與重建作出了突出貢獻，而且其相關技術在修復海洋污染方面也展現出廣闊的應用前景。從「不毛之地」到「綠色滿園」
「石油污染的土壤修復是一個世界性的難題，目前國際上大多通過燃燒法和掩埋法進行處理，但效果均不甚理想。」王加寧舉例說，僅勝利油田每年產生的油泥砂就超過10萬噸，其中一部分成為電廠的燃料；但由於油泥砂內部水分較多，導致熱效率不高，電廠並不願意接受，油田還要倒貼一筆不菲的處理費。至於掩埋法就更不適宜了，其對土壤和地下水造成的潛在危害將成為人類揮之不去的巨大隱患。
目前，我國也研發了一些針對石油污染的生物修復技術，卻存在不少問題。因此，研發經濟高效的石油污染土壤修復技術是改善我國環境質量的迫切要求。開發適用於鹽漬化及極端環境下土壤修復的微生物菌劑，研究不同現場環境影響因素，建立相應的修復工藝，開展大范圍應用技術工程示範，是採用生物技術修復石油污染土壤的進一步發展方向。
針對這種狀況，山東省科學院生物研究所生物化工研究室的科研人員從我國勝利油田、遼河油田和加拿大的阿爾伯塔油田等地篩選出石油降解菌株30多株，研發了石油降解菌高密度發酵工藝和石油降解固體菌劑的生產工藝，開發了3種對石油烴和多環芳烴具有高效降解作用的微生物菌劑，建立了微生物菌劑中試生產線1條。王加寧播放的幻燈片顯示，被石油污染的不毛之地，經過播撒菌劑配合植物栽培等工藝進行生態修復，不久就變得滿眼綠色、生機勃勃。
據介紹，該成果在勝利油田孤東油區建立的1萬平方米的土壤修復示範工程中進行了示範，效果良好，土壤中石油烴及多環芳烴的年降解率達較高水平。該成果還在我國的大港油田進行了初步應用，石油污染物降解率達到60%以上。「藍黃」戰略的「保護神」
「上述成果一旦得以大范圍應用，將大大推動我國行業科技進步，並產生巨大的經濟效益和社會效益。」王加寧表示，這些成果利用原位生物修復技術可以有效解決大面積中低濃度石油污染問題，也可以與物理、化學修復技術聯合，解決油泥、油砂及突發事件引起的石油污染問題，加快石油污染綜合治理技術的研發及產業化，推進石油污染治理規范化。而相關項目的實施也帶動了企業優化能耗、環保和成本指標，節省了巨額排污費用，提高了油田企業開展環境保護工作的積極性。
山東省科學院生物研究所黨委書 記、高級實驗師郭俊特別提及，這些成果的推廣對保證我省「藍黃」戰略的順利實施也將產生重要作用。《黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃》明確要求改善和保護生態環境，實現區域可持續發展。而相關項目有利於保護黃河三角洲地下水資源的安全，有利於保持當地的天然濕地資源和生物多樣性，修復後土壤可以得到充分、高效、合理的持續利用，有望成為新的經濟增長點。
與此同時，我省正在加緊山東半島藍色經濟區建設，如何治理海洋污染同樣是一個嚴峻課題，這也是山東省科學院生物研究所所關注的。據介紹，王加寧項目組目前還在進行國家海洋局重點實驗室開放基金資助項目關於修復海洋石油污染的研究。根據我國北海海域特徵，篩選適合海洋環境石油降解的微生物，建立適合修復海洋石油污染的工藝技術。
不僅如此，放眼世界，近年來，墨西哥灣 石油污染、海灣石油污染、渤海溢油污染等事件頻頻發生，更加凸顯世界范圍內石油污染治理的必要性和緊迫性。據了解，山東省科學院生物研究所還將與國內外的多個科研單位和大學合作，引進國外先進的修復石油污染土壤和水體的技術，對其進行消化吸收、技術集成與再創新，建立規模化的菌劑生產線和成套的生態修復工藝，以進一步加快科技成果的產業化和國際化。
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