⑴ 如何利用微生物勘探石油和提高采油量
微生物采油对低产、枯竭油田特别有吸引力，能提高采收率。
4
、不污染环境
微生物采油技术不污染环境，不损害油地层，可在同一油藏区或同一油井中反复使用。
（三）采油微生物的生物学特性
用于油田开采的微生物一般具有以下鲜明的生物学特征：
1
、厌氧或兼性厌氧。在地层无氧条件下能生长繁殖并进行厌氧发酵，在地上有氧条件下也
能生长繁殖。
2
、在油层高温、高压、高盐等极端环境下能生长繁殖并代谢。
3
、多数采油微生物能以烃类作碳源，能以贮油层
内的无机盐作氮源或作营养元素。
4
、采油微生物必须与其注入油层的环境条件相配伍相适应，要在油层内能运移，能生长繁
殖，能产生有机酸、气体、表面活性物质、生物聚合物、有机溶剂等多种代谢产物。能在
50°
以上的温度及缺氧条件下生长的中度嗜盐细菌，是微生物采油中最常用的菌种。
（四）微生物采油技术
微生物采油技术是指将筛选的微生物或微生物代谢产物注入油藏，
经微生物的代谢活动
和产生的代谢产物，
作用于原油，
改变原油的某些物理化学特性，
从而提高原油采收率的技
术。
根据实施过程与方法的不同，
微生物采油技术可分为地上微生物采油技术和地下微生物
采油技术。
1
、地上微生物采油技术
地上微生物采油技术是指在地上通过微生物发酵、生产微生物的某种代谢产物，如生物
多糖聚合物或生物表面活性剂，
然后将发酵产品注入油藏而提高原油采收率。
该技术的实质
是利用选育的优
良菌种在地上发酵生产采油制剂的技术。
目前，地上微生物采油技术主要是在地上发酵生产采油中广泛应用微生物多糖和微生物
表面活性剂。
（
1
）微生物多糖
据研究，
有百种以上的微生物能产生结构、
性能各异的胞外多糖。
能产胞外多糖的主要
微生物类群是：明串珠菌属、黄单胞菌属、固氮菌属和小核菌属等。
采油工业中应用最广泛的微生物多糖是：
肠膜明串珠菌或葡聚糖明串珠菌产生的右旋糖
酐葡聚糖、
普鲁兰出芽短梗霉产生的普鲁兰糖、
齐整小核菌或葡聚糖小核菌产生的小核菌葡
聚糖。采油中最具开发应用潜力的是野油菜黄单胞菌产生的胞外多糖黄原胶。
（
2
）微生物表面活性剂与乳化剂
以烃为碳源的微生物是生物表面活性剂的重要来源。
因为石油微生物必须分泌表面活性
剂，才能促使烃与水乳化。烃只有均匀地分散在水中，才能被石油微生物吸收利用。所以石
油微生物是表面活性剂最丰富的基因库。
假单胞菌属、节杆菌属、不动杆菌属和棒杆菌属等是产生生物表面活性剂
的主要微生
物类群。微生物产生的生物表面活性剂就其化学组成来分，主要可分为糖脂类和脂肽类
。
分子的极性端或是多羟基的糖类或是氨基酸类，
非极性端是长链脂肪酸的长链烃部分。
微生
物表面活性剂的粗制品或纯品注入贮油岩层，
作用于油一岩石一水三相体系，
降低油水界面
张力，增强油水乳化，提高原油采收率。
2
、地下微生物采油技术
地下微生物采油（
MEOR
）技术是指将在地上模拟油藏条件筛选的微生物菌种与营养物
注入油藏，
微生物在油藏中运移，生长繁殖，
产生多种代谢产物，
作用于原油而提高原油采
收率；
或用生长繁殖的菌体细胞及代谢产物封堵贮油岩层大的孔道，
调整水驱油剖面；
或只
将营养物注入油藏，激活油藏内的原生微生物，靠其生命活动提高原油采收率。
根据单井增产措施的处理方法和提高原油采油率的要求，地下微生物采油可分为
6
类：
（
1
）单井周期注人微生物采油
为提高低产油井的原油日产量，
在油井高压注入采油微生物，
关井，
使微生物运移到油
井周围直径
10m
左右的贮油岩层，经微生物的生命活动，疏通被堵塞的油层空隙通道，增
加原油的流动性，提高原油采收率。
为了保持高产，需要不间断地、周期性地注入采油微生
物。
（
2
）微生物驱油
采油微生物从注水井注入油层，
微生物随注水向油井贮油层深部移动，
同时进行生长繁
殖，并产生多种代谢产物。细胞和代谢产物综合作用于原油，降低黏度，增加原油流动性，
提高原油采收率。
（
3
）激活油藏微生物群落驱油
油藏中存在着天然的微生物群落，
但由于营养物质贫乏，
数量很少。
从注水井将营养物
注入油层，激活天然微生物群落，让其生长繁殖，产生多种代谢产物驱油。
（
4
）微生物选择性封堵
将体形较大且产生表面黏稠物质的微生物菌种从注水井注入，
运移到大孔道或有溶洞的
贮油岩层部位，用生长繁殖的大菌体细胞和表面黏稠物质形成的生物膜封堵大孔道或溶洞，
防止注入水
“
指状
”
流动，提高原油采收率。
（
5
）微生物压裂液压裂
将厌氧条件下大量产生有机酸的微生物及营养物注入空隙度甚小、渗透率很低的贮油
层，在高压下用有机酸溶解岩层使之形成缝隙，有利于原油流动，提高原油采收率。
（
6
）微生物油井清蜡
原油中含蜡量较高，
会析出蜡晶固着在井壁，
堵塞贮油层通往井壁的空隙通道，
降低原
油流动性，
减少单井原油日产量。
注入产生表面活性剂或溶剂的采油微生物，
用其代谢产物
表面活性剂、乳化剂清洗井壁，溶解固形石蜡，提高原油采收率。
（五）微生物在石油污染中的生物修复作用
1
降解石油的微生物种类及分布
据目前的研究
,
能降解石油的微生物有
70
个属
,
其中
28
个属细菌
, 30
个属丝状真菌
, 12
个属酵母
,
共
200
多种微生物。海洋中最主要的降解细菌有：无色杆菌属
(Achromobacter)
、
不
动
杆
菌
属
(Acinetobacter)
、
产
碱
杆
菌
属
(Alcaligenes)
等
;
真
菌
中
有
金
色
担
子
菌
属
(Aureobasidium)
、假丝酵母属
(Candida)
等。石油降解菌通常生长在油水界面上
,
而不是油液
中。据丁美丽等
[5]
在胶州湾的实验证明
,
胶州湾的石油降解菌在表层水体中的最高值可达
4.6×
102
个
/mL
。
石油降解菌数量仅与海水的石油污染情况有关。
石油降解微生物的种类和
数量对海洋中石油的降解有明显的影响。
一般情况下
,
混合培养的微生物对石油的降解比纯
培养的微生物快
,
但是崔俊华等在实验中筛选出了
7
株高效原油降解菌。
2
石油降解菌的作用
（
1
）作为油污染的生物指示
以往大多数调查结果表明
,
在海洋中石油烃降解细菌的数量或种群与水域受到油类物
质污染的程度有密切关系
,
通常在被油污染的水域中
,
石油烃降解细菌的数量明显地高于非
油污染的水域。
烃类降解菌数和异养细菌数的比值能在一定程度上反映水域受油污染的状
况。
丁美丽等在胶州湾的工作以及史君贤等在浙江省海岛海域的工作都证明了这一点。石
油污染可以诱导石油降解菌的增殖及生长
,
Atlas
报道在正常环境下降解菌一般只占微生物
群落的
1%,
而当环境受到石油污染时
,
降解菌比例可提高到
10%
。说明石油污染可以使降
解菌发生富集
,
降解菌可以作为石油污染的生物指示。
（
2
）通过自身代谢作用降解石油
向水体中投加菌种净化水体的技术是从清除海洋石油污染开始的。
实验室研究表明
,
单
一菌剂除油率为
20%
～
50%,
而混合菌剂除油率可达
71.4%
。
丁明宇等
[8]
从青岛近海海水中
分离、
筛选到
73
株细菌和
10
株真菌
,
并对其降解石油的能力进行了研究
,
结果表明
,
多
数菌具有明显的降解石油的能力
,
其中
,
有
3
个菌株对石油的生物降解率分别高达
58.35%
、
62.75%
、
71.06%
。史君贤等
[9]
在浙江沿海海水中分离石油烃降解细菌
,
并实验
证明降解菌对正烷烃有明显的降解作用
,
混合菌株的降解率明显高于单菌株的降解率。在
20
℃的条件下
,
经过
21d
后
,
绝大部分的正烷烃被降解
,
总的降解率为
94.93%,
其中细菌
的降解率为
75.67%,
理化降解率为
19.26%
。在实施接种的现场生物修复处理中
, 1990
年在
墨西哥湾和
1991
年在得克萨斯海岸都获得了成功
,
现场观察表明
,
在开放水体中添加降解
菌是有效的。
（
3
）合成生物表面活性剂
,
加速石油的降解
生物表面活性剂
(Biosurfactants,
简称
BS)
是细菌、
真菌和酵母在某一特定条件下
(
如合
适的碳源、
氮源、
有机营养物、
pH
值以及温度
) ,
在其生长过程中分泌出的具有表面活
性的代谢产物。
生物表面活性剂可以强化生物修复
,
它能将烃类物质乳化
,
进而促进其降解
,
尤其适合处理海上溢油。
Chabrabarty
曾报道
,
由
Pscndomona
acruginosa
(
铜绿假单胞菌
)
生成的一种生物表面活性剂
(
海藻糖酯
)
由于能有效地将石油分散成水液滴
,
因而可促进石油
污染海岸的生物修复
,
大大提高了
Exxon
Valdez
原油泄漏造成的阿拉斯加污染区域石油烃
的降解速度。
（
4
）基因工程菌
基因工程菌是将不同细菌的降解基因进行重组
,
将分属于不同细菌个体中的污染物代
谢途径组合起来以构建具有特殊降解功能的超级降解菌
,
可以有效地提高微生物的降解能
力
,
从而提高生物修复效果。
通常石油降解菌只能降解某一种石油成分
,
并且由于石油的种类不同
,
所需降解菌也不
相同
,
天然环境中存在的石油降解菌不能高效地降解多种石油成分
,
使基因工程菌的出现成
为必然。同时
,
复杂的烃类化合物混合物的降解需要有混合菌株的参与
,
但不同菌株之间可
能会产生竞争或拮抗作用
,
从而对降解产生负面影响。使用基因工程菌可以避免此类问题。
目前
,
已有人在实验室条件下获得基因工程菌并在实验室取得满意的降解效果。
例如美
国的
Chakrabaty
等使用具有
CAM
、
OCT
、
XAL
和
NAH4
种降解质粒的
“
多质粒超级
菌
”
,
可以使海上浮油在几个小时内降解
,
而在自然条件下这些浮油需要
1a
时间才能被降
解。这项技术取得了美国的专利权。但是考虑到在开放环境中使用基因工程菌的安全问题
,
目前基因工程菌的使用仅限于实验室
,
尚不能大规模使用。
另外
,
目前在研制基因工程菌时
,
都采用给细胞增加某些遗传缺陷的方法或是使用携带一段
“
自杀基因
”
,
使该工程菌。在非
指定底物或非指定环境中不易生存或发生降解作用。
3
微生物降解石油的方式
石油烃化合物可分为
4
类
:
饱和烃、
芳香族烃类化合物、树脂及沥青质。其中
,
短链
的饱和烃在溢油发生初期通过挥发等作用进入大气
,
其他的石油烃中
,
饱和正烷烃最易降解
,
其次是分支烷烃
,
再次是低分子量芳香烃
,
多环芳烃很难降解
,
树脂和沥青质极难被降解。
直链烷烃的降解方式主要有
3
种
:
末端氧化、
亚末端氧化和氧化。
芳香烃在好氧条件
下先被转化为儿茶酚或其衍生物
,
然后再进一步被降解。
高分子量多环芳烃降解菌报道很少
,
许多四环或多环高分子量多环芳烃的降解是以共代谢
(Cometabolism)
的方式进行的。但是共
代谢完全是间接或偶然的事件
,
并且风险较大
,
可能会产生比母体毒性更大的化学物质。
树
脂和沥青质极难被降解
,
但是有报道称
,
有着复杂构造的树脂和沥青质也能受到某种程度的
分解
[14]
。
冷凯良等的实验表明
,
微生物降解原油代谢产物主要是乙酸和棕榈酸为主的脂肪酸与
鼠李糖形成的糖脂类表面活性剂。
4
石油降解菌的获得
由于天然海洋环境中石油降解菌数量较少
,
一旦发生溢油
,
不能及时对石油进行降解
,
所以
在溢油发生后一般要向环境中添加石油降解菌以保证石油的高效降解
,
但是考虑到安全等
方面的问题
,
菌种不能盲目投加。
一般来说
,
可以把取自自然界的微生物
,
经人工培养后再
投入到污染环境中去治理污染。
具体到海洋石油降解菌的获得
,
一般为
:
首先选择油污染环
境
,
从中分离出适应性菌株
,
并将其中的石油降解菌富集培养
,
通过反复适应和驯化或遗传
修饰进行进一步筛选
,
从而培养出高效降解的菌株
,
将其进一步繁殖后投加至受污染环境中
或分类保存。
根据微生物与石油的作用机制
,
选择高效降解微生物的标准包括：
( 1)
对石油有较高的耐性。
( 2)
对海洋环境的适应性较强。
( 3)
对石油的降解效率高
,
专一性强。
( 4)
不影响海洋环境中原有的生物多样性。
虽然微生物修复主要是依靠微生物的降解能力降解污染物
,
但是微生物对污染物的分
解、转化也是需要条件的
,
所以除了投加高效降解菌之外
,
还要为这些降解菌创造必要的生
存、
降解条件。这样才能有效地进行石油污染修复。
5
影响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过程会受到营养元素、表面活性剂、
O
2
通量、温度、
pH
值
等外界因素的影响。其中
,
营养元素对降解率的影响较大，尤其是
N
、
P
元素。
何良菊等专门
对石油烃微生物降解的营养平衡进行了研究，
表明氮、
磷营养物质的缺乏直接限制了石油烃
的微生物降解
,
但添加过量反而有抑制作用
,
因而存在一个经济合理的添加量及添加比例，实
验表明氮磷比在
5
∶
1~6
∶
1
比较适宜，
,
无机氮源比有机氮源好，硝酸盐形式的氮比铵态的
氮更合适。而国内有其他研究却更倾向于氮磷比为
1
：
1
，且最佳氮源为氯化铵，最佳磷源
为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾。两种研究得出的结果不一致。
表面活性剂是影响降解效率的又一重要因素。表面活性剂对石油烃具有一定的增溶和
分散作用，
从而对石油降解菌的降解效率有重要作用，
而有研究则指出表面活性剂对微生物
存在一定毒害作用。
刘庆新等通过研究，
表明表面活性剂的加量多少对石油烃降解菌的影响
比较复杂：
加少量的表面活性剂会促进石油烃降解菌的生长，
但随着表面活性剂加量的增加
,
菌量反而减少，证实了上述论断。
在自然环境中，大多数的石油烃类是在好氧条件下被降解的，但是微生物对石油烃的
降解在有氧及缺氧两种情况下都会进行，
最近有研究表明厌氧降解对饱和烃及芳香烃有着极
为重要的作用。
能降解石油的微生物有嗜冷菌、嗜热菌和嗜中温菌，因此在温度低于
0
℃和在
70
℃左
右的环境中均有能降解石油的微生物，大多数石油降解菌属嗜中温菌，最适温度在
30
℃上
下，温度过高过低都会对降解效率产生抑制。
普遍认为石油降解菌是产酸菌，且适宜生长于中碱性环境中。刘庆新等研究得最佳
pH
值为
8.0
，而其文章中也指出与一般认为的
7.0
不符。而
Stapleton
[20]
等发现在
pH 2.0
的一处
土样中，萘和甲苯仍然被降解为
CO
2
和
H
2
O
。
6
生物降解石油烃污染物的应用
利用生物降解石油烃类污染物最早见于
20
世纪
80
年代末美国在
Exxon
Vadez
油轮
石油泄露的生物修复项目中，
该项目在短时间内清除了污染，
治理了环境，
是生物修复成功
应用的开端，同时也开创了生物修复在治理海洋污染中的应用。
20
世纪
90
年代以来，生物
修复技术在石油污染治理方面逐渐成为核心，
取得了理论突破和重要成果。
国内学者也做了
大量工作，但主要为石油污染土壤和地下水的生物修复研究
[38]
，对海洋石油污染的生物修
复研究相对较少，
而且研究工作也大多停留在实验室模拟实验的水平上。
闫毓霞利用土着微
生物对胜利油田含油污泥进行修复实验；黄廷林等
[40]
对黄土地区石油污染土壤进行了室内
模拟生物修复研究。
石油降解菌在实际应用中存在着很多问题，集中表现在投加高效石油降解菌来处理污
染时：投加菌面临与土着微生物的竞争作用；投加菌需要适应新的生长环境；
投加菌要经
受环境污染物的毒性影响。这些压力使接种的外源微生物的存活率很低或者活性较弱
,
限制
了它的实际应用。
7
展望
石油降解菌降解石油烃类污染物具有物理、化学方法所不具备的优点，它高效、经济、
安全、
无二次污染，
在机械装置无法清除的薄油层而且化学药剂被限制使用时，
生物法处理
溢油的优越性便更加显着，
具有广阔的研究及应用前景。
目前国内外对石油降解菌的研究呈
现出一定特点：
(1)
对一般性降解菌研究多，对极端环境下的石油降解微生物研究少，尤其是对低温、
耐盐的石油降解菌。中国北方的大部分湿地，盐碱程度比较高，常年气温（尤其冬季）气温
较低，
而无论是来源海上还是来源于石油化工的污染都比较严重。
在这种条件下的石油降解
菌研究具有很广阔的前景。
(2)
对石油降解菌的研究多而应用少。
对石油降解菌的所有研究到最终肯定要归结到实
际应用中去，
目前国内很多学者都对石油降解菌的单纯研究感兴趣，
同时出现了大量的重复
研究。国外已有成功应用先例，证明石油降解菌可以用来修复实际污染，国内仍止步不前，
难于踏出实际应用的第一步。
随着大量学者的不断研究，对石油降解菌的认识肯定会不断深化，其应用也会逐渐成熟
⑵ 什么是细菌造油
加拿大多伦多大学的魏曼教授，很早就发现了几种能够“制造石油”的细菌。这些微生物的组织结构中，几乎80％是含油物质。在电子显微镜下，它们很像一个个的塑料口袋，里面装满了油。
魏曼把这类微生物放在一起，用二氧化碳喂养，就组成一个“微生物产油田”，结果在实验室里制造出4公斤油，这种油很像柴油。
实际上，石油也是从千奇百怪的小生物变来的。古代的水生生物埋藏在地下，经过大自然的作用变成了石油。它的主要成分是碳和氢。
科学家们发现，有不少微生物不仅会“吃”这类碳氢化合物，而且还有“积存”碳氢化合物的本领。比如，有一种叫分枝杆菌的微生物，它能够产生类似于碳氢化合物的霉菌酸，像酿酒、制酱那样，经过酶的催化作用聚合到一起，就得到了一种真正的菌造石油。
根据这个原理，建造一个人工湖，把微生物“放养”到水里，水里溶解有足够的二氧化碳，作为它们的“食物”，用不了多久，微生物便成千成万倍地繁殖。培养出来的微生物，可以用过滤器收集，然后送到专门的工厂里去“炼油”。
让细菌造石油，只要二氧化碳供应充足，造油速度很快，两三天就能收获一次。细菌造油的人工湖和炼油厂到处可以建造，生产持续不断，风雨无阻。据说，只要掌握天时地利，每亩水面每年就能够生产3700桶原油。
⑶ 真有喜欢吃石油的微生物或细菌吗
有的。有许多种微生物能够以石油等烃类物质为碳源生长繁殖，把石油等物质分解掉，从而可用于海上和陆地的石油等物质污染治理。
据目前的研究, 能降解石油的微生物有70个属, 其中28个属细菌, 30个属丝状真菌, 12个属酵母, 共200多种微生物。海洋中最主要的降解细菌有：无色杆菌属(Achromobacter)、不动杆菌属 (Acinetobacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)等; 真菌中有金色担子菌属(Aureobasidium)、假丝酵母属(Candida)等。
石油降解菌通常生长在油水界面上, 而不是油液中。有实验证明, 胶州湾的石油降解菌在表层水体中的最高值可达 4.6× 10＾2个/mL。 石油降解菌数量仅与海水的石油污染情况有关。石油降解微生物的种类和数量对海洋中石油的降解有明显的影响。一般情况下, 混合培养的微生物对石油的降解比纯培养的微生物快。
⑷ 微生物采油的微生物采油机理
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。
武平仓等[6]对原油受实验微生物作用生成的气体进行研究，发现C6以下气态烃的含量增加幅度达90%—100%；气体中烃的总含量由28.090%增加到54.145%，增加幅度接近93%。同时有N2、CO2、H2生成。生成气可改善原油在地层条件下的流动性，大量气体在油藏中生成也会产生驱油效果。大港油田、青海油田重复试验证明微生物作用后原油高碳烃密度减少，原油组成改变[7]。Statman 等[8]等对微生物作用前后油样对比发现作用后油黏度变小。Onyekonwu等[9]对微生物作用前后的油样进行对比分析，发现长链烃含量相对减少，短链烃或中链烃含量明显增加，从而使原油结构中轻质组分含量增加.微生物能作用芳烃可以对芳环上的取代支链发生断链作用.，胶质分子中取代基的平均分子链长也有变化。原油受微生物作用后生成大量的可带羰基的化合物如酸、酯、酮等。这些有机物可以很好改变原油物性，使原油变得容易开采,从而提高产量.何正国等还进行了人造岩心驱替实验，微生物在水驱后的岩心中活动，作用原油，可明显观察到有产气现象出现，对收集到的生物气进行气相色谱成份分析得知，微生物作用原油能够产生短链烷烃气和二氧化碳等。气体有利于产层压力增加从而提高产量。在注微生物于含原油岩心培养72h后，对各岩心进行水驱，没有注微生物的对照试验岩心几乎无油驱出；而注入微生物的岩心均有油驱出，采收率有明显提高，且驱出的油粘度变小。对驱出液进行镜检，有大量球菌和杆菌存在。包木太[10]等对微生物代谢产物进行分析发现采油微生物代谢过程中除了产酸、生物表面活性剂和气体等代谢产物外，还产生物聚合物和有机溶剂等，所有这些代谢产物都能在不同程度上以不同方式作用于地层原油，改善原油的性质,以利于原油的开采。
一般认为起驱油作用的是微生物产生的气体和表面活性剂，还有产酸作用、对原油的降解作用[11~14]。微生物注入地层后，通过间隙水与临近的油滴结合之后运移，微生物吸附于油滴边界，将烃类分子转化成有机溶剂、表面活性剂、酸、醇，和气体。有机溶剂溶解于石油,降低其粘度，并通过溶解孔喉中重质长链烃类提高有效渗透率；表面活性剂可降低油与岩石和油与水的界面张力，提高驱油效率，改变岩石润湿性,使岩石更加水湿；消除岩石孔壁油膜，提高油相流动能力；分散乳化原油，降低原油粘度。酸能够降低油和孔喉中碳酸盐含量，侵蚀石英和碳酸盐表面以提高有效渗透率，并通过与碳酸盐反应产生CO2降低石油粘度，引起油滴膨胀。气体溶解于油，降低粘度，通过引起油滴膨胀起到物理驱油作用。微生物还产生两种未知醇类，这些都是微生物在发酵原油过程中的代谢产物，它们有利于改善原油粘度，类似轻度酸化，增加岩石孔隙度，从而提高原油产量。新繁殖的细菌不断产生并连续起作用，将以前不能流动的石油变成能流动的石油，从而提高了产量。胜利油田和大港油田都曾应用微观模型研究驱油过程，分析微生物产生的表面活性剂对残余油的增溶、乳化和互溶现象，提出孔隙胶束增溶、孔隙乳化、孔隙两相界面互溶和孔隙隧渗流等机理[15]，但这些机理与化学表面活性剂驱油机理没有太大本质区别。微生物直接驱油机理主要是：①产生的表面活性物质将水驱条件下不能流动的残余油乳化，增加原油流动性。②改变岩石表面润湿性，使油膜从岩石表面剥离，成为流动相。③生物气溶于原油降低其黏度；原油在生物气泡表面向前滑动而降低渗流阻力；大孔隙中的大气泡对液流形成一定阻力，造成”贾敏效应“，具有一定“微观调剖”作用[16]。概括起来，微生物采油的是通过是改变原油组成性质和改变原油的驱油环境，利用气泡和微生物尺寸形成的微观调剖作用，以及微生物附着在岩石表面生长形成生物沉积膜，有利于细菌在空隙中存活与延伸，扩大驱油面积等因素达到提高采油增产目的的。
根据微生物采油作用机理不同，可以对微生物采油的矿场应用类型分为：微生物强化水驱，周期注微生物采油，微生物选择性封堵地层，微生物清蜡和降低重油黏度等[17]。
从已知的采油机理可知微生物提高采油率是一种多用途的技术，应用该技术可以解决原油渗透率低、扫油效率低、流度比不利、气锥进、水锥进、圈闭渍及结蜡结垢等问题， 具体到各种工艺，微生物采油的机理又有所不同，不同的工艺设计可以解决不同领域的问题，这给油田操作者提供了广泛而多样的选择。值得一提的是[18]，不同菌种的代谢产物不尽相同，同一菌种代谢不同营养物的产物也不尽相同，故不同菌种的作用机理有所不同。同一菌种的作用机理往往不止一种。微生物提高原油采收率是多种因素协同作用的结果。目前，微生物提高原油采收率的机理还不十分清楚，还需进一步的研究探讨。
⑸ 什么是细菌采油技术
当一个油田的原油经过一段时间的开采，地层压力下降或者由于石油的特殊性质等原因导致油层中的石油难以被采到地面上来时，人们就会采用注水、注蒸汽等方法尽量多采出石油来，除此之外还有什么能够提高原油产量的技术手段吗？细菌采油技术就是科学家们在20世纪后半叶发展出的一种新型采油技术。
人们经过实验发现，在注水油田的钻井和开采石油的过程中，油层中的两大类主要细菌——喜氧菌与厌氧菌就开始了发育繁殖，而促进这种繁殖的主要因素是含油的地层中具有这种菌类所需要的营养物质（包括碳氢化合物、蛋白质、脂肪等），以及油层内适宜的温度、压力、酸碱度（pH值）、含盐量等条件。这类细菌的发育繁殖程度主要取决于油藏内的油/水界面、碳质来源与能源的供给。
这些细菌具有分解石油烃的能力。起初，主要由喜氧细菌起作用，使烃类物质和糖等分解，并将其改造、加工成自己的细胞成分，与此同时，细菌还向四周放出自己代谢产生的气体（有H2、CH4、CO2、H2S和N2等）、低分子有机酸（甲酸、乙酸、丙酸、戊酸）、溶剂（酮、醛、醇）、高分子化合物（蛋白质、多糖）等等。到了后期，则主要由厌氧细菌起作用。
这些由细菌完成的复杂的生物化学过程是无法用肉眼看到的，但作用的结果却是显而易见：细菌能分解油内各种烃类组分，这些被分解后的烃分子量减少，进而会降低粘度，易于流动，使其开采量明显增加。
此外，当地层水中含有细菌所需要的糖、酸、醇、蛋白质等营养物质时，细菌消耗之后就能放出大量的CO2、N2、H2、CH4和H2S等气体。这些气体溶于油会使其粘度下降，溶于水可使水的pH值下降，即使不溶解也会使油藏处于“充气”状态，增加地层能量，这些都可大大促进地层中原油的采出。
与此同时，细菌作用产生的物质可形成丰富的碳酸、甲酸、乙酸、丁酸、乳酸等，它们与岩石内碳酸钙、碳酸镁等作用生成溶解性碳酸盐，从而提高储层孔隙度和渗透率。
在细菌分解烃类物质的同时，还可生成表面活性剂，从而降低油水界面张力，使吸附于岩石孔隙表面的油膜脱落。而且，所生成的表面活性剂在油层孔隙里又形成泡沫，进而降低了CO2浓度，有利于石油的开采。
经过几十年的摸索与探讨，科学家们已经认识到，用于开采石油的细菌也是有严格要求的，所选菌种必须能很好地适应试验油层环境，在其所喜爱的培养基中迅速发育、繁殖，在试验层中有效地分解烃类而产生有助于原油开采的生化物质，并在使用过程中不污染环境，而且对于培养基液和注入地层的工艺无苛刻的要求等。菌种的培养也应分成不同的类型：如用厌氧菌产生表面活性剂、溶剂和CO2，起到驱油作用；用芽孢梭菌属、假单胞菌、黄单胞菌属等杆状菌类产生生物聚合物、生物稠化剂、乳化液，以起到封堵高渗透层和调节地下流体流动速率和驱油面的作用。
采用细菌开采的油藏也有一定的要求：油藏的油层要达到相当的含水程度，以适应大面积油水接触面的需要；地层水和注入水内不能含有过多的硫酸盐，否则用于减少硫酸盐的细菌用量就须加大投入，增加成本；地层温度不得高于40℃；油层应为高渗透性的，以便于细菌在层内扩散，地层水的矿化度较低，每升水不应超过80～100克阳离子。
目前世界各国大多采用在每个油藏选1口注入井配4～15口采油井组成一个细菌采油实验单元，也有采用多口注入井方案的。
一旦取得实验数据，即可投入大规模现场开采试验。
在世界主要产油国中，原苏联于20世纪50年代后期开始注入厌氧菌提高采收率试验，至1975年，在巴什基里亚的阿尔兰油田实验结果表明，利用细菌采油的最终采收率可提高12%～18%。
美国从20世纪70年代开始大规模实施这类实验，在阿肯色州开发末期油田的一口井中注入糖蜜和菌种，使得该油区19口采油井增产达1倍以上。美国国家石油委员会公布的资料表明，到1995年，全美细菌采油所增加的原油产量达437万立方米，而用物理化学方法所增产原油仅为230万立方米。
我国一些大中型油田从20世纪90年代中期也开始了细菌采油实验，取得了可喜的成果。世界各大油公司都认识到这一极有前景的采油方法，大多数实验现场都由独立公司或企业进行，对所用菌种和试验资料严加保密，力求独统这一新兴技术的发展领域和应用市场。
⑹ 喷撒一些吃石油的细菌有助于治理环境污染是否正确
“瞧，就是这些不起眼的石油降解菌却能‘吃掉’大量的石油成分，对石油污染的生态修复贡献大着呢，我们在胜利油田孤东油区建立的1万平方米的石油污染土壤修复示范工程中进行了示范，效果良好。”日前，在山东省科学院生物研究所的实验室内，该所副所长、研究员王加宁一边带领经济导报记者参观，一边加以解说。
据了解，我国的原油年开采量已超过两亿吨，在石油的开采和输送过程中每年产生落地原油约70万吨，这些原油进入生态环境，不但造成土壤盐碱化、毒化，危害粮食安全，每年造成直接经济损失数十亿元；而且污染周围水体、大气，严重危害生态安全和人体健康，因此石油污染的生态修复迫在眉睫。王加宁项目组的研究成果“石油污染土壤生物修复关键技术及其应用”，不但为黄河三角洲高效生态经济区生态系统的修复与重建作出了突出贡献，而且其相关技术在修复海洋污染方面也展现出广阔的应用前景。从“不毛之地”到“绿色满园”
“石油污染的土壤修复是一个世界性的难题，目前国际上大多通过燃烧法和掩埋法进行处理，但效果均不甚理想。”王加宁举例说，仅胜利油田每年产生的油泥砂就超过10万吨，其中一部分成为电厂的燃料；但由于油泥砂内部水分较多，导致热效率不高，电厂并不愿意接受，油田还要倒贴一笔不菲的处理费。至于掩埋法就更不适宜了，其对土壤和地下水造成的潜在危害将成为人类挥之不去的巨大隐患。
目前，我国也研发了一些针对石油污染的生物修复技术，却存在不少问题。因此，研发经济高效的石油污染土壤修复技术是改善我国环境质量的迫切要求。开发适用于盐渍化及极端环境下土壤修复的微生物菌剂，研究不同现场环境影响因素，建立相应的修复工艺，开展大范围应用技术工程示范，是采用生物技术修复石油污染土壤的进一步发展方向。
针对这种状况，山东省科学院生物研究所生物化工研究室的科研人员从我国胜利油田、辽河油田和加拿大的阿尔伯塔油田等地筛选出石油降解菌株30多株，研发了石油降解菌高密度发酵工艺和石油降解固体菌剂的生产工艺，开发了3种对石油烃和多环芳烃具有高效降解作用的微生物菌剂，建立了微生物菌剂中试生产线1条。王加宁播放的幻灯片显示，被石油污染的不毛之地，经过播撒菌剂配合植物栽培等工艺进行生态修复，不久就变得满眼绿色、生机勃勃。
据介绍，该成果在胜利油田孤东油区建立的1万平方米的土壤修复示范工程中进行了示范，效果良好，土壤中石油烃及多环芳烃的年降解率达较高水平。该成果还在我国的大港油田进行了初步应用，石油污染物降解率达到60%以上。“蓝黄”战略的“保护神”
“上述成果一旦得以大范围应用，将大大推动我国行业科技进步，并产生巨大的经济效益和社会效益。”王加宁表示，这些成果利用原位生物修复技术可以有效解决大面积中低浓度石油污染问题，也可以与物理、化学修复技术联合，解决油泥、油砂及突发事件引起的石油污染问题，加快石油污染综合治理技术的研发及产业化，推进石油污染治理规范化。而相关项目的实施也带动了企业优化能耗、环保和成本指标，节省了巨额排污费用，提高了油田企业开展环境保护工作的积极性。
山东省科学院生物研究所党委书 记、高级实验师郭俊特别提及，这些成果的推广对保证我省“蓝黄”战略的顺利实施也将产生重要作用。《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》明确要求改善和保护生态环境，实现区域可持续发展。而相关项目有利于保护黄河三角洲地下水资源的安全，有利于保持当地的天然湿地资源和生物多样性，修复后土壤可以得到充分、高效、合理的持续利用，有望成为新的经济增长点。
与此同时，我省正在加紧山东半岛蓝色经济区建设，如何治理海洋污染同样是一个严峻课题，这也是山东省科学院生物研究所所关注的。据介绍，王加宁项目组目前还在进行国家海洋局重点实验室开放基金资助项目关于修复海洋石油污染的研究。根据我国北海海域特征，筛选适合海洋环境石油降解的微生物，建立适合修复海洋石油污染的工艺技术。
不仅如此，放眼世界，近年来，墨西哥湾 石油污染、海湾石油污染、渤海溢油污染等事件频频发生，更加凸显世界范围内石油污染治理的必要性和紧迫性。据了解，山东省科学院生物研究所还将与国内外的多个科研单位和大学合作，引进国外先进的修复石油污染土壤和水体的技术，对其进行消化吸收、技术集成与再创新，建立规模化的菌剂生产线和成套的生态修复工艺，以进一步加快科技成果的产业化和国际化。
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