如注入水处理剂和三次采油驱油剂的影响可能更大。
化学剂对微生物的影响主要有两方面。一是化学剂对微生物细胞结构的影响,一些具有表面活性的物质可直接破坏细胞结构,使微生物死亡。二是化学剂与微生物细胞中某些生化物质结合,使其丧失原有的生化性能,不能正常生长代谢,最终导致死亡。无论是哪一种影响,都与化学剂浓度密切相关。只有化学剂浓度超过一定范围,才能对微生物产生影响。如目前油田注入污水处理多用阳离子季铵盐类以及其与氧化剂的复配物,一般加药量在9～10ｍｇ/Ｌ,当细菌数高于102个/ｍＬ时,药剂加量须加大2～3倍[45]才能控制细菌的生长。在实施聚合物驱的区块常出现高细菌腐蚀速率现象[46],也是注入的驱油剂中聚丙烯酰胺和甲醛共同影响地层中细菌生长造成的。
当化学剂对微生物生长的抑制作用影响到微生物采油工艺的实施时,就必须消除这种抑制作用。要从根本上消除化学剂对微生物生长的抑制作用,必须从微生物菌种筛选及微生物育种着手。(1)在含有化学剂的地层水中,往往存在由于发生自发突变而能抵抗化学剂不利影响的微生物。可以从产出液中筛选这些微生物,经过二次筛选得到的采油用菌种既可以满足微生物采油的需要又能抵抗化学剂的不利影响。(2)工业菌种的培育运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行多方位的改造,以增加新的性状。通过微生物育种,可以获得在不利化学剂存在条件下生长良好的采油菌种,从而消除化学剂对微生物采油的不利影响。用于工业菌种育种的方法主要有诱变和基因重组。 3.2.4本原微生物问题
长期注水开发油藏的地下应存在相对稳定的原地微生物生态系统。对原地微生物生态系统中可以划分为两类[47]，一类是不利于油藏开采的细菌群落,系指消耗存在于海水中或存在于地层水或含水层水中组成能源链的硫基化合物,而又消耗存在于地层中作为细菌食物的单碳化合物的细菌群落。细菌生长所排泄出的废物,包括硫化氢在内,不但对人有毒害,而且还会
使管材和地面油罐等设施遭受腐蚀。还有些有害的微生物在井筒周围(泥浆滤饼和地层中)生长和繁殖得很快,以致使岩石孔隙遭受堵塞,从而降低渗透率;但另有一些微生物却能使所添加的因增产增注后失效的化学试剂分解,而延长井筒的寿命。另一类是有利于采油的微生物———有益的细菌群落,由于在其生长繁殖过程中,能产生诸如溶剂、酸类、气体、表面活性剂和生物聚合物等有效化合物,因而可提高石油采收率。这些细菌及其副产物也就在油层中起到了有效的作用。为此,石油微生物学家都在试图寻找既能使不利于采油的细菌得到抑制而又能促使有利于采油的细菌得到生长和繁殖的方法。
微生物采油过程中,注入的微生物与原地微生物能否兼容,注入的营养对原地微生物有什么影响,这些问题还没有认真研究。这些问题是微生物采油技术研究的重要组成部分,也可能成为该项技术发展的突破口。Ｙｏｎｅｂａｙａｓｈｉ[48]在进行境界试验(Ｈａｌｏ试验)的同时,采用流体培养基的培养试验到了如下3种结果。①Ｂ.ｓｕｂｔｉｌｉｓＲＴＣ 4126与113菌,只出现竞争对手113菌落,被检菌的增殖受到抑制。②Ｅ.ＣｌｏａｃａｅＴＵ 7 Ａ与113菌,双方都出现菌落,但是没有Ｈａｌｏ形成,双方互不影响。③Ｂ.ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓＴＲＣ 182Ａ与118菌,被检菌与竞争菌之间形成典型的境界,被检菌抑制竞争菌。形成透明圈的主要原因,被认为是由于ＴＲＣ182Ａ所生成的表面活性剂造成了118菌的溶菌。在流体培养试验结果的探讨中,也得到了与境界试验相同的3种类型。 由于本原微生物中本身存在有利于采油的菌种，所以如果利用好这些本原微生物，可以减少微生物菌体对油藏环境的不适应性和与本原微生物的不相容性。所以本原微生物采油技术成为一比较好的研究方向[49]。
由于微生物采油的地层环境对于微生物采油的这些影响，在进行微生物采油前应对油田进行调查。选择矿场试验油田时应了解油层温度、渗透率、孔隙度、原油性质、储层岩性、注水末期等因素的影响。选择一定的注水井和生产井,采集油层水样及注入水样,对这些试样
中的微生物种类进行调查,同时采集注入装置处理后的水进行同样的分析作为参考并对存在于油层中的本源微生物进行调查。
值得一提的是，微生物的筛选与油藏微生物生态问题是密不可分的。一定的油藏微生物生态系统决定了微生物菌种的筛选，而已掌握微生物菌种的特性反过来决定了微生物采油的油井选择。
4微生物采油工艺及现场监测 4.1微生物采油工艺
目前微生物采油工艺按其注入、生产方式大致分为微生物单井吞吐法与微生物驱法[50]。 微生物单井处理微生物采油技术可用于油井处理,以增加产量。微生物及其营养物通过套管环空注入近井地层,然后用一定量的液体(通常是地层水或2%～3%ＫＣｌ溶液)顶替,一般关井24小时到7天,然后开井生产。整个过程3至6个月重复一次,微生物有机会进入更深的地层,作用于更多的残余油。微生物处理井筒主要目的是生产维护,虽不具清蜡功能,但有防蜡作用,技术难度不大,可大规模应用。微生物单井吞吐技术微生物单井吞吐采油的处理对象是近井地层,需要菌种在地层中生长代谢,应筛选厌氧或兼性厌氧型的微生物,具耐温等性能。现场应用时一般需要补充有机营养,并关井一段时间。
微生物驱法是通过微生物作用于整个油藏,提高产量和采收率。在注水站的贮水罐中加入微生物,无论是连续注入还是阶段注入,微生物都能通过注水系统以正常速度注入地层。该项操作几乎无须改动现有的注水流程,且常规注水制度不必中断。微生物驱油技术现场微生物驱油从注水井挤注微生物,处理对象是大面积地层,对微生物的要求与单井吞吐相同,只是微生物及营养物的用量都比单井吞吐大得多。这是微生物采油技术发展的主要方向,能真正提高采收率。
微生物采油两种工艺基本操作顺序相同[39],在此举例说明其操作顺序。在温度保持恒定的
厂房将微生物注入培养罐,培养至必要的菌体浓度。然后通过混合罐与无机盐水及营养源培养液混合,制成设定浓度的菌体悬浊液,用注水泵从注入井注入油层。实施水驱的油田,最好利用注水管线泵等现有设施进行ＭＥＯＲ。单井吞吐是一种间歇的生产过程,关闭油井一定时间后投入生产,反复这一循环。微生物驱是一种连续的生产过程,从注入井注入微生物及营养物质,由生产井采出原油。在试验过程中通常要计测各种流体的产出量,计测原油流前缘的推移, 采集产出液的样品,与试验前预先测定的基线值比较,进行ＭＥＯＲ评价。必要时通过各种测试(压力衰减,失踪剂等)进行评价。
目前我国现场实施微生物采油主要是单井处理,分为“套加”(将菌种加入套管环空,只处理井筒、管柱)和“挤注”(在加菌液后加顶替液,将菌液挤入近井地层,也称单井吞吐),应用最多的是套加,相当于加化学降黏剂。现场一般只需要考虑菌液的稀释、混配、计量和注入过程(方式，周期),可以并入已有的注水流程[51]。1995～2002年,大庆、胜利、大港、中原、沈阳、华北、辽河、冀东、克拉玛依、青海和新疆等油田以及西南石油学院[16，28，52~55]开展了单井处理现场试验,其中一些取得较好的效果。
微生物驱油技术日趋成熟,已在国内外得到较广泛的现场试验和应用。大港油田油气开发已进入注水开发的中后期,采油速度逐年下降,综合含水逐年上升,油田稳产难度越来越大,为此, 大港油田2001年与俄罗斯合作,在孔店油田试验区块(62℃)进行内源微生物驱油现场试验,室内实验证明该内源菌能以原油为碳源,在生长代谢过程中乳化原油[17，56]。港西油田四区明三油组和港东油田二区七断块的试验成功,为微生物驱油技术进一步研究与应用提供了借鉴。胜利油田通过注水系统批量注入微生物,微生物驱油涉及井组甚至一个区块,最终在生产井见到增油或降水的效果。胜利油田也准备进行内源菌驱油试验。对于微生物驱油事先最好作微生物驱可行性研究（包括适应性评价，物理模拟和微生物驱矿场试验等）[14]。 4.2现场监测技术
在微生物采油技术研究中,为了完善注入微生物的选择，对油层环境适应性，注入微生物与油层本源微生物竞争特性，添加营养源和提高原油采收率进行探讨，同时为了准确分析和客观评价ＭＥＯＲ现场试验效果, 要求了解目的菌的生长繁殖状态、在多孔介质中的扩散、运移状况、地层流体及地层本源菌对目的菌的影响等, 应该定期监测众多特征参数(如注水井的压力,生产井的产量、含水,产出液的微生物含量,主要代谢产物含量,水相的ｐＨ,油相和气体的组分等)的变化,才能发现规律，所以有必要对油层环境中的注入微生物进行动态监控[57]。
若为井筒处理,油井的电流和负荷应有变化;若为单井吞吐,油井的液量或含水、甚至动液面应有变化。现场进行微生物活体分析时,井口禁止动火,不能对取样口热消毒,也不宜用药剂消毒而污染样品,无菌、厌氧取样难度很大,能在井下密闭取样最好。这方面的研究和设计目前还是空白。微生物驱油现场监测方面报道最多的是产量变化。
作为ＭＥＯＲ注入微生物的检出和识别手段,虽然有生物化学形状试验法、选择培养基法及免疫学法等报道,但这些方法都存在着识别灵敏度或操作简便性问题。从多样化油层采集的众多未知微生物群中,高灵敏度而且简便地检出和识别注入微生物,这些方法不一定是有效的。传统方法有显微镜目测法和平板记数法。显微镜直接目测法直观快速,但对死菌、活菌不好分辨;平板记数法可解决活菌记数问题,提高活细胞浓度测试的准确性,但难以区分菌的种类,无法解决细菌的准确分类问题。有人提出应用ＰＣＲ技术和ＦＩＳＨ荧光染色技术[58~59]。通过限制酶处理由ＰＣＲ扩增的基因所检出的断片,能迅速简便地判断细菌间的系统和分类学差异, 区分地层中原有微生物和注入的微生物，可基本满足监控细菌的要求。这虽然难度大些,但应该非常精确。常规的ＰＣＲ ＲＦＬＰ法实验时间较长,最快也需要4天才能完成检测和分析工作,不能及时指导菌种放大发酵及矿场注入等试验研究工作,而且试验费用高,需要完善和改进。
5结语 微生物采油施工简单、成本低,是一种廉价有效的采油技术。生物采油技术具有其它三次采油技术无可比拟的优点——多功能性, 故有望成为未来油田开发后期稳油控水、提高采收率的主要技术之一。内源微生物和在现有的菌种基础上,通过基因工程手段获取基因工程菌,使其性能更加优良,有望成为解决高温油藏、高矿化度油藏及稠油开采的主要菌种。另外,新技术将不断用于微生物采油中, 如ＰＣＲ细菌基因检测方法的确立,为指导ＭＥＯＲ现场试验,深入开展研究,开辟了一条新路[14]。计算机技术将在微生物驱替实验中发挥重大作用。 ＭＥＯＲ技术经过几十年的研究发展,取得了可喜的进展,虽然仍有许多未知的方面,但在不久的将来一定会在世界范围内成为现实