吴晓磊课题组微生物稠油开采技术开发和应用取得重要进展

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能源是人类生存和发展不可或缺的要素。发展新能源，构建先进能源系统，培养我国乃至世界能源与环境系统工程领域的高水平科技创新人才、重大企业与工程的卓越管理人才，以及社会组织和政府机构的杰出领导人才，为实现我国能源与资源的高效利用，国民经济的可持续发展，以及支撑国家新能源与先进能源系统等新型战略产业的健康发展奠定人才和科技基础，是北京大学工学院能源与资源工程系全体教师的责任与使命。能源与资源工程系吴晓磊教授课题组围绕能源开采研发了多种新技术和新方法，在微生物稠油技术开发和应用上取得了重要进展。

稠油开采

      我国石油供应对外依存度超过了70%，稠油开发是我国石油开采的重要接替领域。目前，我国稠油开采以热采为主，整体处于高轮次生产阶段：含水和能耗高、开采效率低，关停井数量大，转换开采方式以提高石油采收率是国家重大技术需求。另一方面，对地球原油储量70%（约8100亿吨）的稠油进行开采，常规技术采出程度低，开发和应用新型高效的开采技术是全世界共同面临的重大科学和产业问题。
       微生物采油是利用微生物作用乳化原油、降低油水流度比，是油田开发的重要替代技术。工学院吴晓磊课题组针对特稠油热采后微生物冷采、高含水常规稠油微生物冷采等展开了近20年的系统研究，突破了传统微生物采油内源微生物概念模糊和适用原油粘度低等限制，开发的稠油微生物冷采技术在理论、技术和应用等方面取得了突破：（1）丰富了油藏内源微生物的内涵，颠覆了油藏微生物仅存在于水相的传统认识，提出油相微生物可作为采油功能“资源库”的新概念、开发了相关应用新技术。（2）证实了油藏中长期被忽视的非功能微生物对微生物采油的重要作用，丰富了采油微生物配伍、激活、调控的技术体系。（3）拓展了微生物在特稠油冷采中的新应用，将微生物采油适用的原油粘度提高到30000mPa·s。

微生物采油机理

国内外推广应用情况

       该技术在国内外12个油田区块进行了100多井次的现场验证，其中在胜利油田新春采油厂、新疆油田重油公司和华北油田二连分公司进行了多次反复、小规模化的应用。例如，2016年新春采油厂特稠油高含水关停水平井的成功应用，被认为“创出国内外微生物单井吞吐采油的高水平”（见中国石油化工网：http://oil.chinairn.com/news/20160420/100253139.shtml，《春风油田稠油微生物低成本开发技术取得成功》）。2017年在新春采油厂的第二次应用，“再见工业油流”，“再次为国内稠油油田开发探索了一条新的技术接替之路，为胜利西部高含水稠油开发及今后比类储量的动用提供了经济有效的办法”（人民网：http://history.people.com.cn/n1/2018/0417/c198221-29932506.html，《胜利西部微生物采油再见工业油流》）。2016年新疆油田重油公司稠油水平井的应用，“投入产出比达1:4.5，后续推广使停关4年的齐古组油藏低效停关井重新焕发了青春”（见中石油网：http://news.cnpc.com.cn/system/2020/07/20/030004494.shtml，《新疆油田重油公司微生物冷采“唤醒”停关井》）；2019年“拐16区块推广试验，取得较好的效果，截至目前累计增油已经突破2000吨”（见中石油网：http://eip.cnpc/gsxx/gzdt/qyxx/qydt/Pages/20201106_C111808.aspx，《新疆油田微生物冷采增油技术持续“激活”低产低效井》）。2016年华北油田二连公司稠油油藏巴51断块开展的应用试验“超过项目预期目标，实现油藏增油增产目标”（见石油商报网：http://center.cnpc.com.cn/sysb/system/2018/06/29/001696081.shtml，《华北油田注入微生物新菌群实现巴51断块增产》）。鉴于其成功应用，该技术被中石油昆仑信托列为产融结合重点推广技术。
        该技术于2020年7月经中国石油和化学工业联合会进行了成果鉴定，结果表明：“该项目技术整体达到国际先进水平，其中稠油热采后微生物采油技术达到国际领先水平”。


         文章来源：北京大学
         吴晓磊，北京大学教授，国家杰出青年基金获得者。1985-1995年于清华大学环境工程系获学士、硕士和博士学位。1995年－2003年分别工作于日本国环境厅国立环境研究所、日本国茨城科学技术振兴财团、德国马普学会陆地微生物研究所和德国马堡大学医学院；2003年7月被引进回清华大学工作，分别任副研究员和研究员；2007年9月被引进到北京大学工学院能源与资源系担任教授和博士生导师，并被聘为首届“北大泰普工学讲席教授”。现任北京大学工学院副院长，北京大学清洁能源研究院副院长，北京大学气候变化中心副主任，北京市城市固体废弃物资源化技术与管理重点实验室副主任，国家湿地科学技术专家委员会委员，国家湿地保护与修复技术中心主任。中国微生物学会环境微生物专业委员会委员，美国微生物学会会员，中国土壤学会土壤生物与生物化学专业委员会委员，中国生物工程学会工业和环境生物技术委员会的委员，《土壤》杂志编委。长期从事环境微生物群落结构分析与定向调控，环境微生物资源开发与污染治理与环境修复，污水治理与资源化，微生物采油等理论和技术的研究、开发和应用。近五年来，主持了国家“973”课题1项，国家“863”重点课题2项，国家自然科学基金项目4项，国家自然科学基金重大国际合作项目1项，日本NEDO项目1项，教育部等其他省部级研究项目5项，企事业合作项目近30项，负责项目经费近2450万元。共发表论文90余篇，其中SCI论文50余篇，获得国家发明专利8项，申请国家发明专利6项。