開發微生物技術助力打造綠色油田

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微生物生化處理采出水實現了采出水資源化利用，既符合環保理念，又有良好經濟效益，在油田有著廣闊的應用前景。

勝利油田精細水處理設備。于丹丹 供圖

微生物驅油是繼熱驅、化學驅和氣驅之后的第四種提高油田采收率的方法，特別是對于高含水和近枯竭的老油田更顯示出強大的生命力。微生物技術以其清潔、高效、低碳、循環的優勢，在去油之外，還能實現油田采出水凈化和循環資源化利用。勝利油田多年來致力于微生物技術開發，為打造百年勝利、綠色勝利奠定了堅實基礎。

采出水精細處理

隨著勝利油田進入開發中后期，采出水處理量和富余采出水回注量也逐年增加，油田采出水含鹽量較大，乳化嚴重，成分復雜，不僅有難處理的重金屬，還有原油。以前處理不僅要花費高昂的費用，還浪費資源。如何有效處理和充分利用這些采出水，既關乎綠色環保，也關乎油田本身的高效開發。

微生物采油技術是一項綠色環保技術，對油田的生產系統及后續的處理過程都會產生有益的影響。微生物處理采出水不僅具備相應化學劑的性質和功能，還具有耐溫和耐鹽的優勢，最重要的是沒有副作用。并且，其生產過程不以石油為原料，耗能低、原料可再生、使用后可生物降解，在地面不污染環境、在地下不破壞油藏。

生化水處理技術核心是功能細菌的選取，選取之后還要進行培養馴化，整個過程會花費科研人員大量的實驗室時間。微生物生化處理采出水的原理是大家都熟悉的“大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃污泥”，就是利用細菌降解水中的有機物，原生動物捕食細菌，維持生態平衡，達到凈化水質的目的。功能菌可去除大部分有機物，同時還要選取合適的過濾、脫氧和殺菌等處理工藝。

2018年，勝利石油工程技術研究院微生物中心科研人員在勝利油田建立了達到工業化標準的生化精細水處理工藝流程，篩選的高效菌降解速率是文獻報道最高速率的1.5倍，在國內首次將生化工藝中的MBBR工藝與管式中空纖維超濾結合應用于工業水處理，至今穩定運行一年半，總產水量10萬立方米，出水水質達到回注水A1標準。

提升聚合物溶液黏度

2019年7月4日上午，勝利工程院微生物中心的一批生物制劑被送到孤島采油廠孤四注水站，用于采出水配制聚合物溶液。之后不久，該區塊的聚合物溶液黏度由30毫帕秒上升到50毫帕秒。可別小看提高的這20毫帕秒，它足足耗費了科研人員6年時間。

聚合物驅油能大幅度提高采收率，為老油田持續穩產做重要支撐。它主要靠增加驅替液黏度，降低驅替液和被驅替液的流度比、擴大波及體積、提高采收率。聚合物驅在勝利油田應用已有30多年，效果卻逐漸變差。科研人員最終發現，在采出水配置的溶液中存在著一種“壞細菌”——硫酸鹽還原菌。歷經多年的立項攻關，科研人員形成了勝利化學驅聚合物溶液保黏關鍵技術，其中又以微生物脫硫抑硫提高化學驅聚合物溶液黏度技術最為關鍵。

“簡單地說，這是一種利用有益微生物來提高聚合物溶液黏度的方法。”勝利油田油藏工程首席專家兼油氣開發管理中心主任束青林說。科研人員找到了一系列對化學驅溶液配制有除硫抑硫功能的有益菌，可以針對不同區塊采出水特性進行優選復配，使其發揮最大功效，將有益菌制成微生物制劑添加到聚合物溶液中，這些細菌能夠完全適應化學驅開發的苛刻油藏條件，不僅能夠去除硫酸鹽還原菌代謝產生的有害物質，還能夠占領它們的營地，擠壓它們的生存空間，有效降低它們的活性，這樣，聚合物溶液黏度下降的弊端就會得到遏制。

如今，這項關鍵技術被推廣到勝利油田所有化學驅項目，為Ⅱ類、Ⅲ類油藏實施化學驅提供了核心及升級換代技術。

采出水注汽鍋爐資源化利用

2019年底的一天，在勝利油田濱南采油廠管理六區單14注水站，微生物中心副研究員潘永強用杯子接了一杯經過生化處理后的地下采出水，一飲而盡，“經生化處理后的水，礦化度、硬度等方面指標均遠優于自來水，用來喝都沒有問題，更不用說達到鍋爐用水標準了”。

聯合站采出水負荷高，而熱采鍋爐清水需求量大，能不能綜合解決這兩個問題呢？2019年初，微生物中心科研人員立項“油田采出水注汽鍋爐資源化利用技術研究”課題，項目組開展了生化處理工藝規模化應用研究，包括生化處理系統的快速建立，高效菌種菌群的優化、提高生化效率、提高污水COD去除率，以及超濾膜的應用適應性研究、反滲透適應性研究等，取得突破性進展。

根據課題需要，2019年底科研人員在現場開展了生化雙膜試驗。截至目前，試驗流程已平穩運行數月，處理后水的礦化度、硬度等各項指標遠遠優于自來水，完全符合鍋爐用水的標準，為下一步建成3000立方米/天的采出水注汽鍋爐資源化利用工藝流程提供了強有力的數據支撐。

除了處理液態的水，如果采出水沉積在油井周圍，難降解的膠質和瀝青質等組分與泥、砂黏附在一起會形成老化油泥，微生物技術也能修復。據了解，微生物中心土壤修復項目組已開展了一系列扎實的基礎研究和應用研究工作，形成了針對落地油泥、罐底泥、改性污泥和油污土壤等四大類油田產出液沉積物的處置技術體系，即將進入現場試驗。