看油田微生物“特种兵”大展身手
你能相信吗？肉眼看不见的微生物却能成为增油解堵、治理污水的“神兵利器”。早在1965年，大庆油田就开始进行微生物采油技术研究，让小小的微生物在地层内生长繁殖，利用其代谢产物及其自身的活动来增产或提高采收率。该技术优势在于成本低廉、工艺简单、无污染、适用于各类油藏。
随着油田不断开发，传统的开采方式已不能满足发展，越来越多的前沿技术在生产一线大放异彩，微生物技术也在不断进行升级、完善。大庆油田通过小小的微生物，不仅实现了有效增油解堵，还在治理污水等方面取得显著成效。从实验室里的一滴油到生产现场的一口井，从污水站里的一排闸门到城市里的一个泡泽，“看不见”的微生物让大庆油田绿意盎然，生机勃发。
“绿色发展是高质量发展的底色，新质生产力本身就是绿色生产力。”微生物技术不但是大庆油田加快发展方式绿色转型的一个缩影，也是大庆石油人牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的实干作为。
想要知道微生物“特种兵”究竟在油田如何大展身手？让我们走进一线一探究竟。 （执笔 林立叶）
微生物“水陆两栖兵”“围攻”杂质 弃废留宝
本报讯（记者 林立叶 通讯员 孙佳琛）在采油六厂，有一群微生物“水陆两栖兵”不仅能“吃”进油污，还能“吐”出清水，让含油污水变废为宝。截至目前，应用这项微生物污水处理技术的第四作业区喇290污水站已投产10年，累计处理含油污水342.5万立方米。
常规含油污水处理工艺，是将含油污水排放到沉降罐中，利用沉降原理，使水中的污油漂浮上来进行初步分离，然后再经过过滤罐里面的砂子、滤石，将剩余的污油杂质大部分清除，达到标准指标，最后再回注地下。随着三次采油阶段含油污水成分的愈发复杂，污水中的有机污染物越来越难以处理和降解，常规工艺已经很难满足现在的生产需求和水质标准。
“微生物处理含油污水技术，就是将细菌‘饲养’在微生物反应池里，给它足够的温度、氧气，喂它吃含油污水里的‘脏东西’，等这些细菌吃饱了，含油污水也就变干净了。”喇290污水站站长郎凤军介绍说。微生物“水陆两栖兵”上阵后，处理含油污水比之前的常规工艺净化得更加彻底，这种生物降解法，“吃”进污油，“吐”出的却是环保和效益。
在这座大庆油田在用最大的微生物污水处理站，进站污水首先进入调储罐沉降后，自流进入气浮装置，去除所含的大部分油和悬浮物后，再进入微生物反应池，由特种微生物联合菌种，充分降解污水中的油及有机污染物，再自流进入固液分离装置，进一步去除污水中的悬浮物，所产生的清液流入中间水池，经升压泵提升至净化水罐稳压后，最后经由外输泵重新泵入油田生产系统。
为了吃透这门新技术，郎凤军和同事多年来一直坚持观察细菌生长情况，不断总结经验，极大提升了微生物处理含油污水技术的实用性。如今，微生物“水陆两栖兵”每天处理水量7750立方米，平均含油去除率达99.5%，悬浮物去除率达99.3%，出水合格率达99%以上，良好的水质有效减少了对油层的污染。
“接下来，我们要进一步加强微生物处理技术研究，努力寻找这项技术新的突破点，最终达到创新技术和提高污水处理能力的双赢，让小小微生物为喇嘛甸油田高质量发展作出贡献。”郎凤军说。
微生物“化学兵”“撕碎”胶质打通油路
本报讯（记者 赵楠 特约记者 徐立志）在增油这项任务上，采油七厂派出一支“化学奇兵”——“特异微生物部队”参加作战，攻掠剩余油。截至目前，他们已运用微生物采油新技术累计增产原油2.772万吨。
大庆油田的原油黏度高、流动性差、极易结蜡，需要采取高压蒸汽热洗或化学清蜡等手段定期清除结蜡，才能保证油井正常生产，仅采油七厂每年的清蜡工作量就高达5500多井次。针对这一难题，采油七厂科研人员开始攻关特异微生物技术。特异微生物不仅可以产出一系列生物化学物质给原油降黏，还能产生大量气体，提高地层压力，帮助原油流动。这支“化学奇兵”入列以来，采油七厂已治理高黏井10口，阶段累计增油2851吨，预计有效期内可继续增油3500吨。
原油中的胶质经常堵塞油层、井筒，导致减产甚至停产，而“化学兵”复合微生物正是堵塞井的克星。这些不同种类的微生物有一个共同特点——偏食，尤其爱吃石蜡、沥青、胶质这些堵塞井层的大分子烃类物质，能够将其“撕碎”、降解成易流动的低分子组分，使油路畅通。截至目前，采油七厂已应用复合微生物技术治理堵塞井4口，阶段累计增油1380吨，治理效果与措施效益优势明显。
表面活性剂是三次采油技术使用的一种关键药剂，它能改变储层岩石表面性质，将剩余油剥离出来，从而提高油田采收率。“化学兵”自产表活剂微生物菌群自带“化学工厂”，只要以地层原油为“原料”，就能代谢生产出生物表面活性剂。目前，采油七厂正在敖南地区对27口低产井开展先导性试验，阶段累计增油7089吨，预计有效期内可继续增产原油8000吨。
除了这些“专业军种”外，采油七厂还将微生物技术与聚合物驱油技术协同使用“联合作战”，在葡南地区开展三次采油微生物驱规模化应用试验，阶段累计增产原油已达1.64万吨，提高采收率3.06个百分点。目前，采油七厂已优选出三次采油微生物驱技术应用潜力区块7个，预计可新增可采储量30万吨以上。
微生物“试验兵”
联合“作战” “丰”景独好
本报讯（记者 周娜 通讯员 薛彦斌）走在庆新油田公司1-3号间里，可以看到4个熟化罐，微生物正在其内部被“喂养”，这些微生物“试验兵”将会成为提高采收率的“功臣”之一。
“微生物驱油技术就是通过人为调控，利用微生物在油藏环境下的生长繁殖和代谢活动，产生有利于驱油的代谢物质，作用于油藏和油藏流体，以此提高原油采收率。”庆新油田公司地质工艺研究中心副主任钱海芹说。
说起微生物的“能耐”，钱海芹侃侃而谈：“微生物能够代谢出生物表活剂、低分子溶剂、有机酸等一系列生物化学物质，这些物质能够降低油水界面张力、改善原油的乳化性能和流动性能，起到降黏增产作用。同时，微生物还能够产生大量的二氧化碳、氮气、氢气和甲烷等气体，这些气体融入原油中，使体积膨胀，提高地层压力，推动原油流动，发挥增能提产作用。”
然而，在开展试验之初，试验区油藏中微生物数量较低，功能微生物种类不丰富，成为摆在他们面前的一大难题。“为此，我们建立了内、外源微生物结合的微生物菌群体系，使用激活剂培养，激活油藏中的内源微生物。同时，考虑到试验区油藏中部分功能微生物的缺失，补充部分外源微生物与油藏中内源微生物配伍，让内外源微生物共同作用提高采收率。”地质工艺研究中心主任高煜婷说。
经过不懈努力，目前，微生物驱现场试验取得良好阶段增油效果，室内驱油实验提高采收率由以往的5至7个百分点提高到10个百分点以上，实现微生物菌液注入和原油采出同步进行。
如今，微生物“试验兵”已经能够很好地适应地下油层特殊的环境和条件，并在这里长期存活，不断生长繁殖。为了精细管控施工过程，他们将整个施工过程设计为3个周期，每个周期设计前置聚合物段塞、微生物菌液+激活剂段塞及后置聚合物保护段塞注入模式。
“下一步，我们将调整微生物注入周期，由3个周期调整为4个周期。同时，提高聚合物分子量和注入浓度，进一步封堵油层高渗通道，使微生物驱油技术贡献更多产量。”庆新油田公司总地质师王春友说。
微生物“运输兵”
埋地“发酵” “击溃”难采
本报讯（记者 田原 通讯员 李金 王蕊）一边是肉眼看不到的微小生物，一边是被誉为“黑色黄金”的石油，二者看似毫无关联，但在勘探开发研究院科研人员的眼中，微生物是不折不扣的“驱油奇兵”，能将地下难以开采的石油驱替出来。
从上世纪60年代开始，勘探开发研究院采收率研究二室微生物采油技术组便进行微生物采油技术研究，经过数十年的攻关，创新形成了多项特色技术。“微生物采油技术是指把微生物注入到地下，利用微生物的自身作用，以及微生物产生的一些代谢产物，来降低原油黏度，产生物表面活性剂，以及产气增加地层压力等，实现提高原油采收率。”二级工程师金锐说。因其具有适用范围广、成本低、绿色环保等特点，越来越受到油气开发行业的重视，被视为最具发展前景的提高采收率技术之一。
攻关之初，针对微生物在油藏条件下，作用原油机理不明确、微生物利用糖类为主要碳源等瓶颈问题，科研人员与时间赛跑、与同行赛跑、与前沿赛跑，经过夜以继日的实验研究，不断深化微生物采油技术机理。针对油田外围低渗透、化学驱后等不同类型油藏，他们筛选出具有高效采油功能的外源菌种200多株，并申请了多项国家发明专利。通过采油菌种直接与油藏中的原油作用，形成了“地下生物发酵厂”，既提升了现场应用效果，又大幅降低了成本。
针对不同类型油藏原有菌群结构特点，他们还建立了内外源结合微生物提高采收率方法，补充油藏中缺少的功能微生物，更好地发挥微生物采油技术效果，室内微生物驱效果由以往的3-5%提升至10%以上。
在室内研究基础上，科研人员先后在特低渗透和聚驱后油层开展了矿场试验，均取得较好的开发效果。在葡南油田和庆新油田的现场试验中，2023年阶段分别提高采收率3.05%和1.92%，累计增油2.42万吨，为“微生物+”技术在大庆外围低渗透油田的大规模应用奠定了基础。
微生物“水兵”
“吞食”污水 “吐出”清流
本报讯（记者 杨爽 通讯员 邵来良）在油田生活污水处理领域有一群神奇的微生物“水兵”，它们凭借自己独有的能量敢叫污水变清流。
2月28日，在水务环保公司水务环保工程三公司负责运维的生活污水处理厂，污水处理工包新来正在生化池好氧段检测污水中SV30数值。“生活污水处理治理的重点就是去除有机物、总磷、氨氮、总氮这四类污染物。”一旁的工程二部青年干部宋涛告诉记者，“前期预处理工艺只能拦截掉大颗粒的悬浮物，但对这些溶解在水中的污染物却束手无策，一旦到了生化区，就得靠这些微生物细菌群来治理。”
水中的污染物只要在生化处理区过“三关”，就会被微生物“水兵”治理得服服帖帖。
第一关是厌氧区，各类厌氧菌群通过自身生长代谢能够初步将水中的蛋白质、脂肪等大分子有机物分解为甲烷和二氧化碳。
第二关是缺氧区，如果说污水中的污染物是害虫，那么缺氧区里的反硝化细菌就是专吃这些害虫的小鸡，反硝菌群会将污水中的总氮吞进肚子，通过反硝化作用将污水中的总氮转化成有机氮和氨气，无害的氨气排放到空气中，有机氮却是有害的，必须进入下一关才行。
第三关是好氧区，这里生存着硝化细菌群，它们通过氧化反应将有机物和氨氮进行分解，同时好氧区还生活着大量聚磷菌，聚磷菌将水中的磷类物质聚集在自己体内，再通过沉降作用将其排除系统外。过“三关”后的污水再经过深度处理，就可以达标排放了。
除此之外，调遣合理数量的微生物“水兵”也是污水治理的关键。“首先，我们会通过水质化验确定来水污染物浓度，污染物浓度的高低与需要培养的微生物菌群数量成正比。然后，再通过显微镜镜检来观察微生物状态和数量，必要时还需要精准投喂碳源（乙酸钠）来提高菌群活性。”宋涛说。
从2023年7月份至今，水务环保工程三公司已通过微生物累计处理生活污水30余万立方米，出厂水质符合国家城镇污水处理厂污染物排放一级A类标准，达标率达100%。下一步，他们将继续研究药剂投加和微生物处理效率之间的关系，摸索节能降耗和环保达标之间的平衡点。
图为庆新油田公司三采工作人员正在察看微生物培养情况。
图为水务环保公司水务环保工程三公司员工正在生化池好氧段检测污水中SV30数值。
图为勘探开发研究院科研人员正在开展微生物驱油体系实验效果评价。
图为采油六厂第四作业区采油407队员工正在检查喇290污水站气浮间仪表。
图为采油七厂工艺研究所综合方案室科研人员正在检查试验现场设备运行状态。
