【《微生物采油技术发展研究的国内外文献综述》3600字】

微生物采油技术发展研究的国内外文献综述1.1.微生物处理技术概述在油气田生产开发中，微生物采油的方式主要是改变和提高流动性剩余石油的微生物降解和代谢产生的生物表面活性剂，有效地从各种各样的残油，后续水驱的影响，剩余油拉丝，截断，脱离，最终在多孔介质中进行，同时出现波及体积膨胀现象，显著提高驱油效果。提高采收率的提高采收率技术应考虑以下特点：油藏特征、微生物菌群生化生理特征、控制机制和过程经济是提高采收率的关键。采油工艺的积极效果主要取决于油藏中存在的微生物菌群以及油藏类型。微生物采油过程包括两种不同的基本元素，如烃消耗微生物和营养介质。消耗碳氢化合物的微生物可以是外源的，也可以是本地的，对于微生物的生长，工业副产品包括玉米浸泡液、糖蜜和奶酪乳清作为天然介质注入水库。通过注入微生物必需的氮和增强微生物活性的磷可以降低微生物驱油工艺的营养成本。在实际操作中可以有效延长油井的开采时长[5]。主要优点有：首先，适用范围广。微生物采油技术可以运用于各类型油藏的开采，尤其适用于稠油油藏的开采[6]；其次，工艺比较简单。微生物采油技术的实施过程中只需要对现有的设备进行最小的修改，一般不必添加额外的大型地面设备；第三，这些技术不像热加工那样需要大量的能源消耗；第四，与许多化学过程一样，石油的生存能力并不直接依赖于全球原油价格；第五，微生物产品通常是可生物降解和无害的。微生物采油技术本身就具有诸多优点，该技术逐渐引起了各大学科领域的广泛关注和兴趣，将在三次采油领域发挥更大的作用。1.2微生物采油技术的应用条件通过增强微生物对水的驱替，微生物必须能够在储层周围移动并产生代谢物以降低原油的粘度。能降低油水界面张力的是由微生物产生的表面活性剂，其形成乳化液，通过改变岩石储层的润湿性提高岩石对油相的相对渗透率，从而提高原油采收率。微生物可以产生气体，比如CO2、N2、H2、CH4等，其中CO2是最常用的混相驱替流体，因为它有许多优点，如降低粘度的优势、与油的关系多、作业成本低。具体而言，它有利于将二氧化碳封存在油藏中，以减缓温室气体的排放和环境条件的变化。注CO2的目的是回收注水后油藏中残留的部分剩余油[7]。1.3微生物采油技术发展现状微生物驱油技术是一项新兴的提高原油采收率的方法。根据微生物驱油适合的油藏标准，微生物驱油具有提高原油采收率的巨大潜力，微生物法在稠油降粘和生物转化方面做出了重要贡献。微生物可以通过将长脂肪链、芳香环、杂环、树脂和沥青质分子裂解成更小的化合物来降低稠油的粘度，提高稠油的流动性，尽管微生物在提高原油采收率方面有显著的效果但是有效的微生物现场试验还比较少。目前，该技术仍处于研究试验阶段[8]。微生物驱油技术的原理是将在地面分离培养的微生物菌株用合适的方式注入油藏里面去，或者直接注入微生物本身生长繁殖所需的营养物质来刺激油藏内部本来就有的具有驱油效果的微生物，由于微生物在地层中生长繁殖活动其产生的的代谢物有利于提高原油采收率。该技术最早在1926年由美国人Beckman提出[9-11]，其具有高科技、节能环保等一系列优点。在1954年美国率先在微生物采油这一新的领域取得技术突破。随着科学的不断创新，由于微生物采油技术有它本身的特点和诸多优点，且其具有很大的发展空间[12]，这引起了各个国家科研人员的关注，与此同时现代生物学也取得极大发展。在初期研究中，主要进行了微生物菌种性能评价实验，科研人员在怎样增加原油采收率这一问题上展开了一系列模拟实验和现场应用实验。在深入研究微生物采油技术的过程中，应着重关注以下几个方面：（1）在将微生物应用于油田驱油中时，要考虑将微生物驱油技术与压裂等结合起来应用，这样更使油藏微裂缝发育完全，有利于在油田中取得更好的驱油效果；（2）要更加深入彻底的研究微生物驱油技术在油田实际应用中的研究，筛选出具有良好驱油效果的微生物菌种以及可注入油藏中的营养物质，还有微生物的繁殖代谢机制，研究增强微生物与岩石以及内、外源微生物的配伍性，提高实际应用中微生物驱油技术的成功率[13-14]。人们研究提出了多种提高微生物驱油的机理，如通过降解油或产酸/产气降低粘度，通过生产生物表面活性剂降低油水界面张力，以及通过生物质和生物聚合物选择性封堵。在提高采收率过程中，这些机制可以单独或共同作用，通过清除石蜡、泥浆和其他堵塞多孔介质的碎屑，提高孔隙度和渗透率[15]。由于稠油粘度高、沸点高、易形成乳剂、聚合物和焦炭等不良特性，大多数微生物很难降解稠油。近年来，从油藏和油污染场所分离出的各种微生物菌株被确定为油气使用者，并已成功地进行了实验室研究或稠油采收率现场试验。常见的促油菌有:假单胞菌、芽孢杆菌和Dietzia。Youssef等人进行的现场试验表明，通过两种芽孢杆菌菌株原位生产脂肽类生物表面活性剂，石灰岩油藏的石油产量提高了10%，铜绿假单胞菌产生的鼠李糖脂也在微生物驱油实验中得到了广泛的研究。一些现场试验已经找到了诱导生物表面活性剂原位生产的方法，无论是通过刺激本地种群还是注射外源菌株。然而，由于缺乏有关微生物过程性能的定量信息，如原位产物浓度和产量、生长速率、底物使用、代谢物形成和碳质量平衡，这些微生物过程一直受到相当大的质疑。未来的研究应该寻找刺激本地菌株的新方法，因为从经济角度来看，刺激这些菌株比注射非本地菌株更有利。在许多国家的油田进行了提高采收率的现场试验，取得了不同程度的成功。第一次实地试验于1954年在阿肯色州联合县的里斯本油田进行[16]。在试验中，将acetobutylicum和糖蜜等廉价底物作为营养支撑注入油藏，在油藏中产生气体、酸、溶剂和生物表面活性剂，粘度降低，最终使采收率提高了250%。1994年，Premuzic[17]证明了微生物在极端温度、pH、盐度和压力条件下提高原油采收率的能力。但总体而言，针对稠油或非常规油田采收率的研究信息十分匮乏。近年来，中国在微生物野外研究方面处于领先地位，其野外试验的成功可能会激励世界各地更多地采用这种方法。Chai[18]等报道了基于本地增产措施的提高采收率方法，大幅度提高了新疆6油田4口生产井的产量，累计增加稠油采收率达到1872t。准噶尔盆地春风油田的两口浅层松散砂岩超稠油水平井也采用了该技术。它导致了石油产量的急剧上升，从<1天到11天和6天高含水率分别从96%降至52%和45%，被认为是稠油生产的技术突破。然而，由于针对稠油或非常规油田的数据不足，微生物采油方法尚未发展到工业水平。随着常规油可用性的减少，能源需求的增加，以及当前的油价，重油的微生物驱油技术是一个必须进一步考虑的研究领域。并且微生物驱油技术对微生物的要求很高。在恶劣的储层环境中，很难分离或改造能够在足够数量的条件下存活并产生有利代谢产物或活性的微生物。在这种条件下，微生物的生长和酶活性可能受到抑制，导致驱油失败。此外，外源细菌的引入可能导致稠油油藏中微生物群落的分布、多样性和通信发生变化，这些变化可能导致天然共生系统的失衡，抑制了有效驱油微生物的生长繁殖。因此，很难预先预测提高采收率过程的有效性。必须严格研究提高采收率方法对稠油采收率的机理，包括降低油水界面张力和原油粘度、提高注入压力并改变注入剖面、提高孔隙度和渗透率等。此外，重油组分的分子生物降解机理还有待详细阐明。由于检测条件的限制，对树脂和沥青质生物降解的定性和定量研究仍然薄弱。目前仍缺乏足够的实验室和现场试验数据来支持提高采收率在稠油开采中的可行性和适用性。未来的研究将集中在：建立研究新的筛选方法，以识别能够有效降解重油组分(如树脂和沥青质)或合成有益产品的目标微生物；探索提高原油采收率的分子机制，特别是重组分生物降解过程中涉及的关键生化途径；构建工程细菌，获得更高效的菌株，能够在极端水库条件下生长，产生足够的代谢产物，并具有所需的性能；利用酶提高原油采收率。丰富的重油资源是已知的最大的潜在可采石油能源。为了维持日益增长的全球能源需求，必须开发利用这些新兴能源的有效生产技术。参考文献罗沛兰.方钴矿基热电材料的热电性能[D].南昌大学,2009.RiffatSB.Thermoelectric:Areviewofpresentandpotentialapplications[J].appliedthermalengineering,2003,23.ElsheikhMH,ShnawahDA,SabriMFM,etal.Areviewonthermoelectricrenewableenergy:Principleparametersthataffecttheirperformance[J].Renewable&SustainableEnergyReviews,2014,30(FEB.):337-355.ZhaoD,TanG.Areviewofthermoelectriccooling:Materials,modelingandapplications[J].AppliedThermalEngineering,2014,66(1-2):15-24.陈东勇,应鹏展,崔教林,毛立鼎,于磊.热电材料的研究现状及应用[J].材料导报,2008,22(S1):280-282.张标,汪衎,崔旭东.导电聚合物热电材料研究进展[J].化学通报,2015,78(10):889-894.闫风.Ge-Te基非晶/纳米晶原位复合热电材料研究[D].浙江大学,2007.李玉东.半导体多级制冷性能组合优化设计.同济大学,2007.郭建刚.PbTe_(1+x)及PbI_2掺杂材料的高温高压合成与表征[D].吉林大学,2008.HuoD,TangG,FuC,etal.SynthesisandTransportPropertiesofIn4(Se1−xTex)3[J].Journalofelectronicmaterials,2011,40(5):1202-1205.RiffatSB.Thermoelectric:Areviewofpresentandpotentialapplications[J].张越.钛基氧化物热电材料的制备及其性能研究[D].兰州大学.PanY,AydemirU,GrovoguiJA,etal.Melt‐Centrifuged(Bi,Sb)2Te3:EngineeringMicrostructuretowardHighThermoelectricEfficiency[J].AdvancedMaterials,2018,30(34):1802016.JinQ,JiangS,ZhaoY,etal.Flexiblelayer-structuredBi2Te3thermoelectriconacarbonnanotubescaffold[J].Naturematerials,2019,18(1):62.DuY,ChenJ,LiuX,etal.Flexiblen-typetungstencarbide/polylacticacidthermoelectriccompositesfabricatedbyadditivemanufacturing[J].Coatings,2018,8(1):25.TanG,HaoS,CaiS,etal.All-scaleHierarchicallyStructuredp-typePbSeAlloyswithHighThermoelectricPerformanceEnabledbyImprovedBandDegeneracy[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2019.YouL,LiuY,LiX,etal.BoostingthethermoelectricperformanceofPbSethroughdynamicdopingandhierarchicalphon