水是油田开发中必不可少的因素。在油田开发中，最初的油井可以利用油藏原始的能量喷出石油，这就是人们所说的“自喷井”，当地层能量耗尽时，就要通过注水，把储藏在岩石孔隙里的石油“驱赶”出来。然而水驱后如何提高原油采收率呢？它的答案可能就存在油藏内的微生物。

    微生物，是一切肉眼不可见或看不清楚的微小生物的总称。就种类而言，微生物可以分为原核微生物、真核微生物和非细胞微生物三类，而用于微生物采油的微生物主要是原核微生物中的细菌。微生物采油中常见的微生物种属有枯草地衣芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、铜绿假单胞菌等。

    那么微生物的哪些物质能提高原油采收率呢？这主要是细菌本身以及代谢产物两方面物质在起作用，而代谢产物主要包括生物表面活性剂、生物聚合物、生物酶、生物酸、溶剂、生物气等。

    对细菌本身而言，提高采收率的方式有两种：一是通过封堵含水率较高的区域，扩大波及体积；二是通过降解原油重组分，降低原油黏度。微生物的降解降黏是一个复杂的课题，链烷烃、环烷烃、芳烃和稠环芳烃等降解路径不同，有氧条件下和无氧条件下其降解路径也有所不同，环数较多的稠环芳烃能否通过微生物降解也是需要继续研究的问题。总的来说，微生物降解降黏有时更像“中医疗法”，虽然部分机理无法解释，但效果确实达到了。

    对细菌代谢产物而言，提高采收率的方式更丰富一些，我们这里以生物表面活性剂和生物聚合物为例说明。

    生物表面活性剂通过吸附在岩石表面和油水界面，以改变岩石润湿性降低油或水界面张力和形成水包油型乳状液，来提高原油采收率，其中润湿性、孔喉尺度、生物表面活性剂类型和分子量，都会对最终效果产生影响。其作用机理与化学表面活性剂没有什么区别，但其相对于化学表面活性剂而言有着无毒、可生物降解、环境耐受性高等优点。

    生物聚合物作用机理颇为简单，主要是通过堵塞大孔道和增加驱替流体黏度来扩大波及体积。黄原胶是最常见的生物聚合物，在食品和日化方面也有着广泛的应用。事实上，其商品化程度之高、应用范围之广，令其他任何一种微生物多糖都望尘莫及。

    此外，其他的微生物代谢产物也在提高采收率过程中起着重要作用，例如，生物酸导致的渗透率改变，有机溶剂导致的掺稀降黏和促进表面活性作用，生物气导致的储层压力升高和溶解降黏，以及生物酶导致的原油降解作用，都有助于原油的采出。

    说了这么多，微生物采油吸引人的地方在哪里呢？其优势主要在于环境友好可持续，以及价格不受原油价格波动影响。

    生物代谢的东西就像市面上所说的“纯天然产品”一样，其生产过程和其本身造成的环境污染几乎可以忽略不计。这些油藏微生物能以糖蜜、玉米汁和动植物油脂等农业副产品为碳源进行生长、繁殖和代谢，微生物采油的成本基本不受原油价格波动的影响。化学驱则不具备这一优势，其化学试剂大多为石油基，一旦油价过低实在是“入不敷出”。

    微生物采油也存在一些亟待解决的问题，如高性能菌株的筛选、开发及与油田的配套；微生物在地层中的运移；如何在激活目标微生物的前提下抑制给油田生产带来严重危害的硫酸盐还原菌的过度繁殖。

    总的来说，微生物采油是一种机理复杂但施工简单且成本低的三次采油技术，其研究过程是曲折的，但前景是美好的。

    （作者系中国科协培训和人才服务中心工程师）