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提高稠油油藏采收率的主要方法和机理
不伤害储层的特点，是国内外油田主要采用的方法。微生物驱开采稠油是一种微生物调驱技术，该法是将微生物菌液同注水一起从注水井注入，使微生物作用于油层。微生物驱法处理区域较大，且有增注作用，但在国内成功的试验研究较少。利用本源微生物也是一种稠油微生物开采技术，但油藏地质条件的复杂性限制了该法的广泛应用，不过在国内亦有成功应用的实例。长江大学2001～2004年在大港孔店油田（稠油胶质沥青质含量27%，59℃粘度73mPa·s）进行了本源微生物开采稠油技术的实验研究和现场应用，投入生产4年来产量持续增加，截止2004年底，试验区共增油16000t，经济效益可观。
2.7.2 稠油微生物开采主要机理
国内外关于稠油微生物开采的机理研究有很多，总的来说，主要是利用微生物对稠油的降粘作用。微生物降粘机理主要有以下两个方面：
（1）微生物在地下发酵过程中产生多种生物表面活性剂，包括阴离子表面活性剂（如羧酸和某些脂类）及某些中性脂类表面活性剂等。表面性剂不仅能降低油水界面张力和乳化原油，还能通过改变油层岩石界面的润湿性来改变岩石对原油的相对渗透性，降低稠油的粘度。
（2）微生物能降低稠油的平均分子量，即微生物能把稠油中的高分子物质如蜡质、胶质、沥青质分解为低分子量的化合物，降低整个稠油的平均分子量，使稠油粘度下降。另外，微生物在地下发酵过程中还会产生各种气体如CH4、CO2、N2以及生物聚合物、有机酸、酮、醇等类物质，均有利于稠油的降粘开采。
2.7.3 稠油微生物开采技术研究
目前，国内外对该技术的研究主要有以下三个方面：①稠油微生物开采的主要机理研究：对稠油微生物开采菌种及其性能的研究，包括菌种生长条件和生长情况、稠油微生物降粘情况（菌种降解稠油重质组分和产生生物表面活性剂等）；②稠油微生物开采的技术可行性研究：利用现场地质条件模拟及岩心驱替实验等进行研究；③稠油微生物开采的效益研究，通过现场试验分析投资回报率，探讨该技术的实用价值。Singer等人从含稠油、沥青的土壤中富集培养分离出产表面活性剂菌，以委内瑞拉Monagas稠油（粘度＞25000mPa·s）为碳源进行培养，结果该细菌产生了生物表面活性剂，形成
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了稳定的乳状液，对稠油的降粘率高达98%。Potter等人对Cerro Negro稠油沥青质进行微生物降解，在37℃添加微生物及碳、氮源好氧培养两个月，稠油沥青质降解率达40%。我国西南石油学院武海燕等在42℃下以克拉玛依九区98725井稠油为碳源培养不同细菌，筛选出的高效稠油降解菌使稠油沥青质含量由35.38%降至18.57%、20℃粘度由116997.3mPa·s降至51410.3mPa·s。
张廷山等分离、选育出能降解沥青质、耐温高达80℃、耐矿化度3×105mg/L的高效稠油降解菌种（兼性菌）及菌种组合，利用筛选的该兼性菌对青海油田咸水泉稠油进行微生物降粘处理24h，稠油沥青质含量由24.5%降至7.44%，粘度降低率30.41%，所筛选的菌种对高温、高盐油藏稠油微生物开采具有较强的实用价值。
长江大学易绍金等将从含油污水中筛选的稠油降粘菌，以南阳油田G237号油井稠油样为碳源，在40℃培养72h，稠油胶质含量由49.45%降至34.46%，降低率达14.99%，稠油物性得到改善，粘度降低率为29.58%。所筛选出的稠油降粘菌对高胶质含量稠油的微生物开采具有较强的应用潜力，利用不同的培养基对不同的菌种进行培养，并改变温度等条件对菌种进行驯化、培养，获得了可以产生大量表面活性剂、对稠油具有较强的分散、乳化作用的菌种。该菌株可使油水界面张力由88.0mN/m降至39.0mN/m，稠油表观粘度由1227mPa·s降至514mPa·s。 2.7.4 稠油微生物开采技术的应用
基于稠油微生物开采技术的研究，国内外许多油田将该技术应用到矿场试验，取得了一定的成果。上世纪90年代中后期，委内瑞拉国家石油公司（PDVSA）在其经管的马拉开波湖100多口井进行了微生物开采稠油现场试验，成功率高达75%，单井平均增油4.2t以上，其中LL-1119井在7个月内的平均日产量都保持在36.82t的水平，取得了较好的经济效益[32]。
国内稠油油田微生物开采现场应用中取得成功实例较多的有辽河和新疆油田，其次是胜利、大庆、大港、青海等油田。
辽河油田锦州采油厂于1995年率先开展了此项技术的室内研究，1996年进入矿场试验阶段，把微生物采油技术扩展到了稠油开采领域。1996～l997年先后在千l2块稠油井（地层水矿化度2246mg/L左右，50℃稠油粘度
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649～1460mPa·s）进行微生物吞吐现场试验26井次，有20口油井见效，成功率76.3%，累计增油9724t（截止1998年3月），平均单井增油486t，平均有效期达4.2个月，平均延长生产周期1l天，经济效益可观。
辽河油田曙光采油厂通过综合试验研究，筛选出适宜温度在60～70℃，对稠油的降粘率达63%～65%的高效稠油降粘菌种，以此菌种在杜80块、1612块、杜66块15口稠油井进行微生物吞吐现场试验，可对比井14口，10口井有明显增油效果，有效率71.4%，累计增油1107.9t，投入产出比1：2.53[33]。
2002年新疆油田与西南石油学院合作，筛选出混源采油菌组合，于2002年11月～2003年3月和2004年4月～2005年5月先后两次在21口稠油井（20℃稠油平均粘度13000mPa·s，最高粘度达120000mPa·s）进行微生物单井吞吐，结果作业区的稠油粘度大幅度降低，最高降幅达104728mPa·s，两次试验中累计增油939t和1189t，得到了较高的投资回报率[34]。
2001年胜利油田的临盘采油厂先后在29口油井中（温度50℃，稠油粘度756.2～7066mPa·s）进行了12轮次的微生物吞吐试验，累计增油2557t，投入产出比l：3.5，取得了较好的经济效益。
侯维虹等在大庆喇嘛甸油田5口稠油井（稠油地面平均粘度120.8mPa·s）开展了微生物吞吐试验，微生物作用后稠油粘度最大降幅35.2mPa·s，降低率25.4%，投入产出比1：1.35。研究发现，微生物不仅能降低稠油粘度，还能改善油水流度比。微生物吞吐开采稠油的处理半径小，有效期短。增油少，因此需要向微生物循环驱油开采稠油方向转变。国内外油田相继开展了稠油微生物开采的矿场试验，不同程度地提高了稠油采收率，取得了较好的经济效益，证明该技术经济、可行。 2.7.5 稠油微生物开采技术的优势及问题
与传统的稠油开采技术相比，稠油微生物开采技术具有施工简单、成本低廉、效果好。对地层非均质性敏感性小，不损害地层，不污染环境，可在同一油藏或油井反复使用等优点。但就目前而言，仍存在一些问题。从菌种方面来讲，稠油微生物开采对菌种要求高，要筛选出高效、广谱菌种难度大；所筛选的稠油微生物开采菌种长时间使用后会发生变异，采油效果重复性差。从外界条件方面来讲，油田复杂的地质条件如高温、高压、高矿化度等
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对微生物生长不利，稠油微生物开采菌种的生长和功效受阻，直接影响稠油微生物开采的效果；不同的油田或油井对菌种的要求不同，同一菌种在不同油田或油井使用时开采效果不稳定，在菌种使用上易产生盲目性。
稠油微生物开采中菌种是决定开采效果的重要因素，对稠油微生物开采菌种的研究，应以筛选培养出对恶劣油藏地质条件适应性强、高效、广谱的稠油降粘菌为重点和方向。
2.8 稠油出砂冷采
2.8.1 稠油出砂冷采的含义
稠油出砂冷采技术属于一次采油范畴，它是通过诱导油层出砂和泡沫油的形成，大幅度地的提高油层孔隙度和渗透率，极大地增加稠油流动能力来开采稠油油藏[35]。
由于该技术对油层厚度、原油粘度以及油层压力没有明显限制，只要油层胶结疏松容易出砂，地层原油中含有一定的溶解气，就可以进行出砂冷采，因此，对不同类型稠油油藏具有较广泛的适应性，是开采稠油（特别是低品位稠油）的有效方法。 2.8.2 出砂冷采机理分析
2.8.2.1 大量出砂形成蚯蚓洞网络
稠油油藏埋藏浅，油层胶结疏松，而原油粘度高，携砂能力强，使砂粒随原油一道产出。随着大量砂粒的产出，油层中产生“蚯蚓洞”网络（蚯蚓洞的形成主要靠砂粒间结合力强弱的差异实现，而蚯蚓洞的维持与稳定，则靠砂粒间的结合力强弱、溶解气、岩石骨架膨胀来实现），使油层孔隙和渗透率大幅度提高，孔隙度可以从30%提高到50%以上；渗透率从2μ㎡左右提高到数十μ㎡，极大地提高了稠油的流动能力。 2.8.2.2 稳定泡沫油流动
稠油埋藏浅、地层压力低、地饱压差小，在原油向井筒流动的过程中，随压力降低，油中溶解的天然气大量脱出，形成泡沫流动且气泡不断发生膨胀，从而为稠油的流动提供了驱动能量使之大量产出。泡沫油的存在使高粘度稠油携砂变得更容易。
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