第1章　緒論

1.1　微生物采油概況

在世界范圍內，常規采油只能采出地下原油的30%～40%。如何提高采收率，從地下采出更多原油，一直是許多國家不斷研究的課題。為了提高采收率，人們對三次采油技術越來越重視。然而采用強化水驅、化學藥劑和蒸汽吞吐等方式進行三次采油，會導致采出原油化學成分復雜，平均含水率高等缺點，因此迫切需要一種新的開采方式能有效地提高原油采收率，以降低生產成本，提高經濟效益。

石油聚集于儲層之后，其演化過程仍然在繼續。石油成分會隨著溫度、壓力、注入水以及細菌的作用而發生改變，其中微生物作用非常普遍。基于這種思想，1926年美國石油工程師Beckman提出使用微生物采油技術驅油。經過80多年的發展，微生物清蠟和降低重油黏度、微生物選擇性封堵地層、微生物吞吐、微生物強化水驅等已成為一項成熟的提高采收率的技術。

微生物提高采油率（MEOR）技術是利用微生物代謝產生的聚合物、表面活性劑、氣體、有機酸及有機溶劑等進行有效驅油的采油方法，是目前國內外發展非常迅速的一項提高原油采收率的技術，是生物工程技術在油田開發領域開拓性的應用。近年來國內各油田都相繼開展了微生物采油技術的研究，取得了一定的進展。加快國內微生物采油技術的研究，符合我國“穩定東部，發展西部”的石油發展戰略。

1.1.1　國內外研究概況

1.1.1.1　國外發展動態

利用微生物開采原油是一種具有100多年探索和礦場研究歷史的技術。早在1895年，Miyoshi就首先記載了微生物作用烴類的現象，1926年，Beckman最早提出了用微生物提高原油產量的想法，1946年Zobell獲得第一項微生物采油專利，到了20世紀50年代，美國、蘇聯及東歐國家相繼進行了微生物采油的工業規模現場實驗，多數取得了理想的效果。進入20世紀70年代隨著世界石油危機的爆發，世界各國更加重視對微生物采油技術的研究和應用步伐。20世紀90年代微生物采油技術在美國及蘇聯的礦場應用標志著工業化應用階段的到來。近十幾年來，隨著生物工程技術和信息技術等高科技在世界范圍內的迅速發展，加上人們對MEOR技術認識的不斷深化，美、英、俄、德、奧等國在MEOR室內研究及礦場試驗方面取得了令人矚目的成果。現在MEOR技術已經在更多的國家的石油開采中得到應用，取得了很好的經濟效益，同時許多大學和石油公司的實驗室也加大了微生物采油技術的研究和開發力度，取得了許多可喜的研究成果。隨著研究內容不斷加深，研究領域也不斷拓寬。

1.1.1.2　國內發展動態

我國對微生物采油技術研究較晚，1966年，新疆石油管理局開始利用微生物進行原油脫蠟技術的研究，被認為是微生物技術研究的開端。“七五”期間，MEOR被列為國家科技攻關項目，主要開展了以下工作：①微生物地下發酵提高采收率的研究；②生物表面活性劑的研究；③生物聚合物提高采收率的研究；④注水油層微生物活動規律及其控制的研究。20世紀80年代，大慶油田率先進行了兩口單井微生物吞吐礦場實驗，結果含水量下降，原油產量增加。“九五”期間，國內油田MEOR應用技術也已進入工業性應用階段。大慶、勝利、大港、河南等油田，大慶石油學院等科研機構、采油廠都已制定了攻關項目，并且正在密切合作付諸實施。大港油田建立了專門生產微生物菌液的工廠并率先進行了區塊的微生物驅礦場先導試驗。目前遼河、勝利、新疆等油田也在開展MEOR的室內研究與應用。

1.1.2　MEOR技術原理

微生物采油技術原理一般認為是兩大方面，即微生物本身的作用和微生物代謝產物的作用，這兩種作用的對象可以是原油，也可以是巖石，最終的目的是啟動不能流動的殘余油，同時，降低能流動殘余油的黏度。

1.1.2.1　微生物本身的作用

（1）細菌細胞的作用：細菌在地層中生長繁殖，其數量增加使地層水中顆粒增多，細胞體積的增加使顆粒粒徑增大，這樣當細菌隨注水進入高滲透地帶，可引起堵塞，從而起到堵水調剖作用。由于細菌在注水過程中不斷地生長繁殖，因此這種堵塞不是在近井地帶，而是在油藏深處，這與一般的化學堵劑不同，細菌可實現地層深調剖。另外，細菌細胞有可能分散在原油中，并有可能阻止原油重質組分析出或沉淀。

（2）細菌的代謝作用：細菌在油藏中可降解原油中大分子，使原油變稀而便于流動，這種現象在實驗中常見到，有些現場報道細菌可改善原油的性質。作者認為這種變化應該是微小的，不足以改變原油在油藏中的物理性質，因為一方面原油性質相對穩定，另一方面地層原油量巨大，很小的一部分變化不會影響其總體性質的變化。

（3）微生物對原油的降解作用：原油是一種以含多種烴類為主的復雜混合物，主要由鏈烷烴、環烷烴、芳烴及不同量值的含氮、硫和氧化合物組成。自然界有許多微生物能夠利用烴類作為唯一碳源和能源，而且這種利用能力主要依賴于烴類混合物中各化合物的性質。基于這種理論，人們開展了大量的研究工作，主要集中在原油烴類代謝的途徑、利用烴的微生物類群以及烴降解微生物的培養條件等方面。關于微生物降解烴類的代謝機制，目前普遍認為是微生物通過氧化途徑對烴類進行末端氧化生成的多種代謝產物，如酸、氣體、表面活性劑、生物聚合物等。目前已發現具有烴降解能力的菌屬超過20個，常提到的有假單胞菌屬、不動桿菌屬、芽孢菌屬、弧菌屬、微球菌屬、節桿菌屬。

微生物通過在地下發酵過程中產生分解酶，裂解原油重質烴類和石蠟組分。重質烴類裂解后，能降低原油黏度，從而改善原油在地層中的流動性能，石蠟組分裂解后，可減少石蠟在井眼附近的沉積，降低地層原油的流動阻力。

1.1.2.2　微生物代謝產物的作用

微生物的代謝產物有很多種，包括生物表面活性劑、小分子有機溶劑、生物氣體、酸性物質等，各種代謝產物作用效果不同。

（1）表面活性物質：微生物能產生表面活性物質，即生物表面活性劑，生物表面活性劑是具有表面活性的兩親化合物，與化學合成的表面活性劑相似，它們除具有降低表面張力、乳化原油，降低黏度等特性外，還具有一般化學合成表面活性劑所不具備的特性，如無毒、可生物降解等特性，因而有利于環境保護。生物表面活性劑與化學合成表面活性劑相比更具優越性，其反應的產物均一，可引進新類型的化學基團，其中有些基團是化學方法難以合成的。微生物產生的生物表面活性劑包括許多不同的種類，如糖脂、脂肽、多糖、脂類復合物、磷脂、脂肪酸和中性脂等。

用生物表面活性劑配制的優選表面活性劑體系可使油水界面張力（IFT）顯著下降。微生物產生表面活性劑的微觀模型研究表明，原油在孔隙介質中流動時發生了乳化。此外，表面活性還通過改變地層巖石的潤濕性來改變巖石對原油的黏附性，從而提高產油量。

（2）有機溶劑：微生物還可產生類似于醇、醛或酮類物質，這些物質可溶解一些析出的原油組分。細菌產生的溶劑一般為低分子醇、酮，它們在微乳化中作為典型的助表面活性劑；在一定的條件下，醇和酮還能降低表面張力和界面張力，促進乳化，并有助于微乳液的穩定。這類物質在地層中可將不能流動的殘余油洗下，進入流動狀態，可提高采收率。

（3）生物氣體：微生物在油藏中產生生物氣，主要有甲烷、二氧化碳、氮氣等，這些氣體都可在油藏中以混相或非混相形式存在。當它們以混相存在時，氣體可溶于原油，降低原油黏度，使其易于流動；如果以非混相存在，氣體以較大氣泡存在于油藏多孔介質中，形成氣鎖，降低水相滲透性，并提高油相滲透性。因此氣體不論以哪種形式存在于油藏，都有利于采收率的提高。生物氣的產生還能增加毛管壓力，有利于殘余油驅出。

（4）有機酸性物質：不少微生物還可產生有機酸，這對碳酸巖或碳酸鹽含量較高的油藏提高采收率十分有利，有機酸能夠溶解巖層中的部分碳酸鹽，增加巖層的滲透性，從而提高原油的流動性。與化學酸化工藝不同，雖然微生物產生的是一些弱酸，但微生物是在進入油藏后慢慢產生有機酸，因此其作用范圍比較大，而且位于油藏深部，并不局限于近井地帶，而化學法酸化很難實現這一點。

（5）巖石表面性質的改變：油藏巖石表面潤濕性在微生物作用后可由親油型轉變為親水型，這樣有利于巖石表面殘余油的剝離。

1.1.2.3　微生物采油技術應用工藝

微生物采油技術工藝可分為兩大類：一類是在工業化發酵罐中通過微生物發酵生產一些生物制劑，如生物表面活性劑、生物多糖（如黃原膠），將這些產物分離或直接將發酵原液注入地層，實現微生物采油，這與化學采油工藝基本相同，只是注劑的來源不同：化學采油注入的是化學劑，而這里注入的是生物制劑，這類工藝通常稱為地面發酵法。另一類是將微生物活體直接注入地層，讓微生物在地層中生長、代謝、繁殖，并作用于油藏，從而實現微生物采油，這類方法通常被稱為地下發酵法。目前的MEOR技術一般是指地下發酵法。MEOR技術應用具有多種工藝，根據現場應用的目的及實施的過程不同，可分為以下幾種工藝。

（1）微生物單井吞吐：將經過篩選的細菌或細菌組培養生產成菌液，通過油井注入油層，有時在注入時加入一定量的營養，然后停止生產，并關井，讓微生物在地層生長、作用于地層。一般這種工藝僅能處理到近井地帶，注入總量越大，處理范圍也就越大，可以起到提高近井油層滲透率的作用，也有能改善原油流動性的報道。其效果表現在油井產量的增加。

委內瑞拉石油公司選用阿拉斯加Microbial公司的Para-Bac微生物產品對重質原油進行MEOR作業。他們認為，處理作業成功的關鍵是針對試驗原油選擇合適的特殊微生物和進行合理的作業設計。該公司應用的微生物的功能為：①菌種能夠控制很寬分子量范圍的石蠟；②緩釋類型菌種通過多點螯合、形成箔膜和排除固相來保護井下和設備不被腐蝕。

（2）微生物處理油井：將經過篩選的細菌或細菌組培養生產成菌液，注入油井油套環空間，一般在注入時不加營養，關井或不關井，讓微生物在油井中生長、作用，這種作用僅處理油井井筒，注入量很小，可以起到改善井筒工作狀況的作用，主要是起到清防蠟的作用，維護油井正常生產，延長油井免修期，有時也有產量的增加。由于微生物清蠟降黏是通過細菌在井下的生長代謝活動來實現的，因此對井礦有些基本要求：①井溫及地層溫度低于80℃，最好在35～65℃；②一般選擇抽油機井，原油含蠟量大于3%；③地層水中氯化物的總量最好低于15%；④地層水pH值大于5；⑤含水大于10%，小于80%。

微生物清防蠟技術與其他措施比較具有以下優點：①增加利潤；②減少熱油處理作業的頻次和熱需求量，降低熱油處理的生產損失；③去掉石蠟結晶和無機垢（如硫化鐵等）的沉積物，減少管線結垢趨勢；④降低液壓抽機井油壓；⑤降低動力水溫，人為使泵溫下降；⑥提高油品質量；⑦減少計量器工作量和泵維修費用。當然，微生物清防蠟技術也有一些局限性，如細菌清蠟只局限在產水的泵抽油井，井底溫度不宜太高（一般不超過98℃），細菌降解高分子量烴而使油品性質發生變化。另外有可能促使硫酸鹽還原菌的生長，造成腐蝕。

（3）微生物增注：將經過篩選的細菌或細菌組培養生產成菌液，注入水井并擠入地層，有時在注入時也加入一定量的營養，然后停止注水，并關井，讓微生物在注水井近井地帶生長、作用于油層。一般這種處理僅能處理到近井地帶，注入總量越大，處理范圍也就越大，可以起到提高注水井油層滲透率的作用，從而提高注水能力，降低注水壓力。

（4）微生物強化水驅：將經過篩選的細菌或細菌組培養生產成菌液，由注水井注入地層，多數情況下加入大量的營養，有的連續注入，有的階段性注入，注水正常進行，無需關井，微生物隨注入水進入地層，生長、作用于油藏。這種處理由于注入量大，注入時間長，因此處理油藏范圍大，可以作用于整個區塊地層，其效果表現在區塊綜合含水下降，產量上升，能起到真正提高采收率的作用。一般所說的微生物驅油技術指的就是這種工藝。

美國RAM公司曾開發出一種MEOR液體——wel-prep5用于增效水驅。該產品是一種含有選定的微生物、生物表面活性劑、營養基和生物催化劑的液體制劑，是針對油藏剩余油的三次采油而開發出的。制劑中厭氧利用烴類的生物，能夠在油層中存活，然后通過再處理而被周期性激活，于是在地下開始并維持一個不斷形成有助于采油的生物化學劑的過程。

在依據提高水驅效率的MEOR礦場工藝中，最常用的微生物種類是芽孢桿菌和梭狀芽孢桿菌。這兩類微生物比其他種類更適合在油藏條件下存活，因它們產生芽孢，是細胞在惡劣環境下生存的耐久的靜止形式。梭狀芽孢桿菌產生表面活性劑、氣體、醇和溶劑，而某些芽孢桿菌則產生表面活性劑、酸和氣體。美國從1986年即開展微生物增效水驅礦場試驗，位置為俄克拉荷馬州Nowata縣的Delaware-hilders油田。所設計的微生物體系是通過發酵糖蜜產生生物表面活性劑、氣體和酸來提高驅油效率，其目的是確立該法對一個處于生產中后期、正進行注水油田的可行性。試驗成功后（增產13%），1990年美國又進行微生物強化水驅油擴大試驗，微生物只注一次，其后持續注營養物糖蜜。試驗3年內產油量提高了19.6%。隨后，在美國的其他油田用混合菌種和其他營養物進行了多種增效水驅試驗。同時，羅馬尼亞和德國等也開展了微生物驅油試驗。

我國1998年吉林油田、長慶油田、大港油田、勝利油田、大慶油田、克拉瑪依油田、青海油田、華北油田等相繼開展了微生物驅油試驗，并取得了良好的效果。其中以勝利油田、吉林油田試驗規模最大，取得了許多成功的經驗。

（5）微生物調堵：將經過篩選的細菌或細菌組培養生產成菌液，通過注水井注入地層，通常加入大量的營養，有的連續注入，有的階段性注入，注水正常進行，無需關井，微生物隨注入水進入地層生長，通過細菌細胞的增加和細菌產生的多糖類代謝產物，堵塞油藏高滲區孔隙，阻止水流，改變原來注入水的走向，擴大注水波及體積，從而使常規水驅不能涉及的油藏部分發生水驅。其效果表現在區塊綜合含水下降，產量上升，能起到真正提高采收率的作用。

有報道認為，巨大的巖石比表面會對注入的營養液產生濃縮作用，使微生物在注入低濃度營養液時也能生長。同時，由于微生物在巖石表面附著與繁殖，形成一層生物膜，減小了油藏多孔介質的孔隙尺寸，能降低營養液和微生物流動能力。

微生物調剖技術的關鍵取決于生物膜的形成，生物膜是細胞在生長過程中產生的多層薄膜，它能吸附在固體顆粒的表面，其成分為生物聚合物和生物團物質。微生物調剖更適合于厚油層或高滲透油層的深度處理，它克服了聚合物凝膠、石英砂水泥封堵和選擇性封堵等常規做法的不足之處，即當油層中有串流存在時，上述做法將失去它的作用效果。該工藝包括注入生產生物聚合物的細菌孢子和營養物質，通過在油層巖石的孔隙中注入微生物和營養物來降低厚油層產水部位的滲透率，以及在高滲透層帶形成有彈性的生物膜。

1995年，Islam研究了一種新型微生物封堵工藝，表明微生物和礦物封堵是對裂縫修補的一種有效方法。采用變形的細菌如Bacillus pasteurii（巴斯德桿菌屬），由細菌新陳代謝活動引起的礦物沉淀和生物體堵塞了多孔介質中的孔道，增強了裂縫中的封堵。這種細菌成因的膠結在數小時內就能產生，可用于封堵產水區的裂縫，以防高產水。同樣，該技術還可用來固結非膠結裂縫中的砂巖。

（6）微生物酸化壓裂：篩選高產酸的細菌或細菌組與營養液一起加入到壓裂液中，在壓裂過程中，隨著壓裂液進入裂縫，由于細菌產生酸性物質，可以溶解油藏巖石中碳酸鹽基質成分，提高接觸區域的滲透率，從而提高油井產量。這種工藝一般適合于碳酸鹽油藏或含碳酸鹽量較高的油藏。

微生物酸化壓裂的優點是造成侵蝕的裂縫面，同時提高了相鄰區域的滲透率。裂縫面侵蝕的程度和效果取決于三個方面：①在注入壓力下裂縫保持張開的時間，該時間內微生物產酸得以和巖石保持接觸；②注入流體中微生物酸產生的速率和數量；③油藏巖石的組分和非均質程度。相鄰基巖滲透率增加的程度和效果受以下因素影響：①漏失到基巖中的深度；②細菌滲入基巖的深度；③漏失區域內發生代謝所產生的數量；④基巖的地質特征，即能增加的連通程度。

目前主要用于酸化壓裂的細菌主要為發酵糖蜜的產酸菌，同時產氣和醇等。其代謝產物為：二氧化碳、氫氣、乙酸、乳酸、丙酸、丁酸、戊酸、丙酮、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇等。1992年，德國Wagner博士研究了糖蜜發酵過程中檢測到的代謝物。

（7）內源微生物驅油：經過多年注水開發后，在油藏內部就有可能形成相對穩定的微生物群落體系。相對于向地層中注入的微生物來說，這些微生物是內源微生物（indigenous miroorganisms）。油藏中內源微生物的種類和數量可能并不多，主要是由于地層中營養條件的限制，如果提供適當的營養，可激活這些內源微生物，并在油藏中大量繁殖。內源微生物驅油技術就是通過注入激活劑，刺激油藏內部的有益微生物，使其在油藏中產生代謝作用和代謝產物，并與原油/巖石/水相互作用，從而提高水驅效率，達到提高油藏最終采收率的目的。通過對油層水中分離出的產乙酸鹽菌的純培養物的詳細研究表明，乙酸鹽菌在好氧作用和厭氧作用階段具有重要位置，起橋梁作用。一方面，在殘余油的好氧-厭氧分解過程中，產乙酸鹽菌可以使烴類的好氧氧化產物實現進一步降解，轉化為乙酸鹽、二氧化碳和氫氣；另一方面，該菌能夠實現還原性的產乙酸鹽作用，從而使氫和二氧化碳轉化形成乙酸鹽。

通過放射性同位素標記研究，發現油層水中存在由H¹⁴C形成乙酸鹽的高速作用，其速度可達到每天4.6～70.2μg/L，并且獲得了活躍聚集的產乙酸鹽菌的培養物。在有機物分解最后階段，這些培養基物質分別經產甲烷菌和硫酸鹽還原菌作用而轉化成甲烷和硫化氫。因而，在本源微生物采油中，通過好氧菌-厭氧菌的鏈式系列反應，產生大量甲烷氣體，起到了良好的驅油釋油效果。

（8）微生物固砂：將經過篩選的細菌或細菌組培養生產成菌液，由注水井注入地層，通常加入大量的營養，通過微生物代謝作用引起油藏中pH值升高，從而使地層水中的鈣鹽和鎂鹽在油藏中沉積下來，將砂體固定，防止在采油過程中出砂而影響生產。這種工藝主要用于出砂油藏，目前這方面技術僅處于研究階段。

相對于其他提高采收率技術而言，MEOR技術的工藝非常多，但其共同點是：都是利用微生物，通過微生物的活動來實現工藝的目的，根據具體情況的需要，選擇不同的工藝，有時也可將微生物方法與其他提高石油采收率方法綜合使用。

一般將微生物單井吞吐認為只是一種生產措施，而微生物驅油被列入三次采油范疇，國外有的學者稱之為四次采油。

1.1.3　微生物驅油的優點及不足

相對于其他三次采油技術，微生物采油技術有很多優點：①它對邊際生產油田具有經濟吸引力，成本低，見效周期長；②所需設備簡單，采用傳統的注水地面設備即可達到施工要求；③微生物培養物注入液成本低廉且不受原油價格影響；④可用于各種類型的原油（如重質油、輕質油等）；⑤對地層傷害小，相對來說對環境污染小，并且可以在同一口井中多次使用；⑥微生物體積小，運移能力強，能進入其他工藝不能觸及的死角和裂縫。因此，MEOR是一項具有光明發展前景的三次采油技術。但是MEOR技術也有其局限性：①微生物在溫度較高、鹽度較大、重金屬離子含量較高的油藏條件下容易遭到破壞；②微生物產生的表面活性劑和生物聚合物有造成沉淀的危險性；③培養微生物的條件不易把握；④微生物采油技術在冬季不易施工。

1.1.3.1　MEOR技術的優點

微生物采油技術發展經歷了幾個階段，并在目前呈快速發展的趨勢，其主要原因是該類技術具有如下幾項優點。

（1）低成本：進入開發后期的油田提高采收率都面臨著共同的問題，即生產成本。目前提高采收率技術有物理方法和化學方法。物理方法主要是注氣驅和熱采。注氣驅需要將氣源和高壓注入設備，而熱采需要注入熱水或蒸氣，不僅需要高壓設備，更需要大量熱能；化學驅則需要注入大量化學劑，成本也比較高。相對而言，MEOR技術不僅不需要大型高壓注入設備，而且微生物菌液生產成本也比較低。

2002年美國能源部公布各種提高采收率技術的增油成本，其中蒸汽吞吐和蒸汽驅的每桶油生產成本增加3～6美元，火燒油層每桶油生產成本增加5～10美元，注CO₂和N₂以及煙道氣混相驅每桶油生產成本增加2～8美元，注聚合物驅每桶油生產成本增加5～10美元，注表面活性劑驅包括膠束聚合物驅、低張力水驅、微乳狀液驅，每桶油生產成本增加8～12美元，而MEOR的單井吞吐工藝，每桶油生產成本增加1～8美元。

（2）設備投資少：與一般的化學驅油相比，微生物采油現場注入工藝投資相對較少。目前化學驅主要是聚合物驅油技術，現場需要建立聚合物注入站，包括聚合物溶解部分和注入部分，有的區塊需要使用清水配制聚合物溶液，這樣還需要提供清水水源部分，地面整體建設投資巨大，而微生物驅油一般只需要對二次水驅的注水流程略加改造即可使用。

（3）不傷害地層：微生物驅油注入的主要是微生物菌液或微生物所需要的營養，這些物質不容易造成注水井附近的地層傷害。如果不需要進行微生物驅時，只需要停止注入微生物或停注營養物即可恢復地層的原來狀態，不會造成地層的長期傷害，即使存在有微生物造成的地層堵塞，也可通過酸化法進行有效的處理。

（4）原料來源廣泛：微生物菌液生長需要的營養或注入地層的營養物質都是一些可溶解的糖類、蛋白質及一些無機鹽，這些物質來源廣泛，且均屬于可再生資源。

（5）適應性廣：由于微生物具有多樣性，可適應于各種油藏環境，因此對地層環境也具有較廣的適應性。國外學者曾將微生物采油技術和蒸汽驅、火燒地層、CO₂驅、N₂驅、聚合物驅、堿驅等提高采收率技術進行綜合比較（表1-1），認為微生物采油技術具備更廣的油藏適應范圍。

（6）不污染環境：MEOR技術所用的原料多數是可生物降解的，具無毒性，因此對環境不會造成污染，屬綠色環保技術。

正因為MEOR技術具有這些優點，所以美國在20世紀90年代將微生物采油技術列為繼“熱采、化學驅和氣驅”三類傳統的提高采收率方法之后的第四類主要提高采收率技術。

1.1.3.2　MEOR技術的局限性

微生物采油技術和其他任何一項提高采收率技術一樣，同樣也具有其局限性：一方面是因為油藏種類很多，不同油藏環境及其開采過程不同，有的油藏不適合該項技術的應用；另一方面是由于微生物自身的一些特點，決定了它與化學驅油劑存在很大的差別，在應用時也受一些特殊的局限。

以前一直認為制約MEOR的應用和發展主要因素是油藏的極端環境，多種極端因素限制微生物的生長，尤其是油藏的高溫環境被認為是主要的限制因素。然而近年來研究表明，即使是在油藏這種極端環境中，仍存在大量且多種多樣的微生物群落。既然在油藏中存在微生物，那么只要能控制好就可以加以利用。

由于MEOR技術應用的主體是微生物，因此理論上一切影響生物生存的環境因素都或多或少地影響微生物的性質，從而影響其應用效果，油藏環境對微生物的主影響因素如下。

（1）巖石性質：油藏的巖石是多孔介質，我國主要是砂巖或碳酸巖，大慶油田以砂巖為主。對MEOR的影響主要是其滲透率和孔徑大小。要在一個油藏實施MEOR，其前提是微生物能夠進入巖石，如果油藏滲透率和孔徑太小，微生物就無法進入。細菌的大小一般在0.5～5μm，這就要求巖石孔徑要遠大于這個值。一般認為，可實施MEOR的油藏其滲透率最好大于50×10^-3μm²，孔隙度大于15%。也有報道認為巖石孔隙大小同巖石滲透率呈正相關關系，微生物有效運移的巖石滲透率的最低限值為（75～100）×10^-3μm²。

（2）地層水性質：油藏中地層水一般都有一定的礦化度。不同區塊之間差異較大，有的油藏地層水達到飽和鹽水狀態，雖然在鹽湖中也能發現細菌，但這些細菌在油藏中不一定起到提高采收率的作用。除了總礦化度的影響外，地層水中各種離子的比例和一些重金屬離子濃度也是重要影響因素，在技術應用時需要具體考慮。大慶油田的礦化度一般在4000～8000mg/L。

（3）原油性質：油藏不同，原油性質差異很大。研究認為，原油性質對微生物的影響不明顯，但原油在油藏中必須能夠流動，一些高黏度稠油或特稠油也無法應用MEOR技術。

（4）溫度：溫度對MEOR技術影響最大，雖然在自然界中存在極端微生物或嗜溫細菌，但MEOR技術要求的不僅是能在高溫下生存而且能大量生長繁殖。地層的溫度與其深度有關，有些低溫油藏在30～50℃，也有高溫油藏在50～90℃，還有更高的溫度可達120℃以上，這種溫度條件無疑是極端溫度，影響MEOR技術的實施。大慶油田大部分油藏在40～50℃范圍，平均為45℃，少數高于60℃，因此比較適合MEOR的應用。

（5）壓力：油藏壓力是不可避免的，只是不同油藏壓力大小不同，壓力對微生物的生長肯定存在影響，但影響的程度目前仍不清楚。通常認為在10MPa左右的靜水壓力下面，微生物的活動受壓力影響不大。在進行MEOR過程中，還是有必要考慮壓力的影響因素，太高的壓力也有可能成為主要限制因素。大慶油田靜水壓力一般在10MPa以下。

（6）pH：油藏的pH值一般接近中性，對微生物生長不會產生直接影響。但pH值與氧化還原電位E_h有直接關系，pH值低時，E_h高；pH值高時，E_h低。各種微生物所要求的E_h值不一樣，一般好氧性微生物在E_h值為+0.1V以上時均可生長，以E_h值為+0.3～+0.4V時最為適宜；厭氧性微生物只有在E_h值低于+0.1V時才能生長。

由于微生物自身的特點和油藏的客觀條件，使MEOR技術和其他提高采收率技術一樣存在其局限性。美國曾在20世紀80年代對其本土油田進行調查，認為有27%的油藏適合于微生物采油技術（表1-1），這不是絕對的范圍，微生物學科的發展和新發現的微生物可能使其適合的油藏范圍不斷擴大。