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1、微生物与资源微生物冶金微生物与石油的开采变废为宝废渣饲料化农作物秸秆转化为酒精第一章微生物冶金第四节微生物冶金展望微生物冶金的价值是地球化学循环的高度重演。优点在于:减少资金花费;工艺流程易于控制;提高金属回收率;减少二氧化硫排放,保护环境。加强对冶金微生物资源的保护第二章微生物采油在世界范围内,经过一次,二次采油两次常规采油之后的总采收率一般只能占地下原油的30%~40%。遗留在地层的残余油仍然占60%~70%,故如何提高采收率,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。时间越久,石油开采难度就
2、越大起初,也就是油田刚开发时,油厚、油多、地下压力又大,那时油可以“自喷”出来。过些年后,地下压力变小,就得往地下注水“驱油”,用“嗑头机”往上抽。再后来,注入地下的水都打上来了,油则变得很少了,而且新注入的水总是向同一个方向跑,习惯了“老路”,油就采不出来。科学家就用化学办法采油,即往油层里注聚合物,这些聚合物把水驱习惯的“老路”给“堵上”,这样水就向别的方向压,结果油又被挤了出来。虽然这种化学采油效果比较好,但是被堵上的“老路”以后几乎再也打不开,里面被封闭的石油就无法开采。直到1926年Beekman提出
3、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,并形成了继传统的热驱、化学驱、气驱之后的第四种提高采收率的方法----微生物提高原油采收率技术MEOR。MEOR是将微生物及其营养源注入地下油层,使微生物在油层中生栖繁殖,一方面利用微生物对原油的直接作用,改善原油物性,提高原油在地层孔隙中的流动性,另一方面利用微生物在油层中生长代谢产生的气体、生物表面活性物质、有机酸、聚合物等物质,来提高原油采收率的一种方法。微生物采
4、油特点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。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;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,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
5、生物采油由于其成本低(投入产出比为1∶5)、效果好、无污染,不受区域限制等,愈来愈受到人们广泛的重视。研究基础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.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
6、从而提高产量。微生物直接驱油机理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,具有一定“微观调剖”作用。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。微生物直接驱
7、油机理微生物采油的矿场类型微生物强化水驱,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采油微生物和油藏选择采油微生物筛选油藏微生物生态问题本原微生物问题菌种筛选菌种筛选是微生物采油技术的关键。筛选菌种的原则:所选择的微生物应能适应油层环境条件。首先,所选菌种能在油藏条件下生存、运移并能产生大量对驱油有利的代谢产物;其次,从经济角度出发,所选菌种能以原油为营养源。不同的生物工程目的所需的微生物代谢产物有所不同。目前菌种筛选主要向两方面发展:一是提高菌种耐温性,以适合更广的油藏范围;二是只提供
8、部分无机营养物,希望以原油为碳源,降低注入营养物成本。还有的筛选希望得到耐矿化度的菌种。目前已报道的菌种最高可适应85~95℃的油藏条件,耐矿化度高达17g/L微生物筛选方法和步骤菌种既可以是好氧菌,也可以是厌氧菌。油藏处于缺氧状态,而在油藏处理过程中不能保持绝对无氧状态,故所用菌种最好为兼性厌氧菌。兼性厌氧菌的优势还在于可以在好氧条件下培养,以缩短培养时间。好氧代谢比厌氧代谢快,先进