微生物强化采油技术（Microbial Enhanced Oil Recovery,简称MEOR）,是利用微生物自身在油藏中的活动及其代谢产物（包括聚合物、表面活性物质、气体、有机酸及有机溶剂等）作用原油以增加原油产量的一种提高原油采收率的技术。酶法强化采油（enzyme enhanced oil recovery,EEOR）是通过微生物酶对原油中大分子物质的降解提高原油采收率的一种新的微生物强化采油思路。本论文从中国延长油田长6组油井原油及井口油污土壤中分离筛选出4株驱油细菌与4株驱油真菌,并鉴定到种;较为系统的研究了驱油细菌（发酵液与酶菌复合物浸液）以及驱油真菌（粗酶液）的驱油特性,对原油及纯沥青质理化性质的影响;细菌发酵液强化驱油（MEOR）、真菌酶液强化驱油（EEOR）及二者组合形成的MEOR+EEOR、MEOR-EEOR交替驱油的效果与机制;速效养分注入对本源细菌驱油效果的影响及其驱油机制。主要研究结果如下:1.筛选的2株铜绿假单胞菌对沥青有强烈的降解作用,对原油理化性质有显著影响。编号为Gx及Fx的2株铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）,经Gx及Fx发酵液处理后:（1）对沥青质有显著的降解作用。原油中沥青的降解率分别为58.6%及72.4%（P<0.05）;纯沥青质的降解率为10.1%（P<0.05）及9.8%（P<0.05）,为对照的43.8倍及42.5倍;降解结束后残留沥青中的饱和烃较对照分别增加30.6%（P<0.05）及8.8%,芳香烃,胶质及未知组分含量较对照分别降低15.5%¹7.9%、17.2%²0.2%及15.6%²5.1%,但与对照的差异均未达到显著水平（P>0.05）。纯沥青质在载玻片上的微形态由薄而均匀改变为隆起聚集态,同时出现大量无沥青透明斑。（2）原油物理性质发生改变。原油在瓶壁上的附着性降低;滤纸吸附态原油的脱附率分别为90.5%及88.3%,均为对照的3.1倍;35℃时的原油粘度较对照分别降低56.9%（P<0.05）及37.2%（P<0.05）。（3）原油化学性质发生改变。原油中饱和烃、芳香烃含量较对照均有增加,胶质及未知组分含量较对照分别降低17.6%及74.7%,均与对照差异显著（P<0.05）;原油中230℃可气化轻质组分总含量较对照分别增加9.52%及19.25%。（4）Gx及Fx具有较强的表面活性物质合成能力及产酸能力。在以原油为唯一碳源的液体培养基中,Gx及Fx合成的表面活性物质产生的排油圈直径为17.2¹7.3cm,为对照的18²0倍,培养后发酵液pH下降0.6¹.0单位。2.新发现的驱油细菌台湾假单胞菌对原油沥青有显著降解作用,能显著提高驱油率。筛选到1株新的驱油细菌,编号为C-2。经16S rDNA序列分析鉴定,确定为台湾假单胞菌（Pseudomonas taiwanensis）。经C-2发酵液处理后,原油滤纸上吸附态原油的脱附率为90.1%;35℃时的原油粘度较对照显著降低34.6%（P<0.05）;排油圈直径为对照的36.6倍;培养后发酵液pH下降2.4个单位,与对照差异显著（P<0.05）;原油中沥青质的降解率为41.1%（P<0.05）,对纯沥青的降解率为8.8%;原油中230℃可气化组分中小分子轻质组分相对含量较对照增加15.2%。细菌C-2发酵过程中发酵液的菌体生物量于培养72h时达到最高值、pH先降低再升高、排油圈直径及表面活性物质浓度均随培养时间增加而增加,培养60h-96h显著高于0h-48h（P<0.05）,其表面活性物质经鉴定为4-甲基苯酚（4-methyl-phenol）。在模拟驱油试验中,C-2发酵液的总驱油率显著高于对照水驱（P<0.05）。3.Dietzia cercidiphylli细菌对沥青及原油有强烈降解作用,能显著提高驱油率。自延长油田6号油井原油中分离出1株具有驱油潜力的细菌,编号X9。经鉴定为Dietzia cercidiphylli,经其发酵液处理后,原油中沥青的降解率为70.5%（P<0.05）,纯沥青的降解率为9.9%（P<0.05）,经X9处理后,残留纯沥青中的饱和烃含量增加,芳香烃、胶质及未知组分含量均降低;原油中230℃可气化组分的总相对含量较对照增加8.5%;对滤纸吸附态原油的脱附率为84.7%,为对照的2.9倍（P<0.05）;35℃时的原油粘度较对照显著降低42.5%（P<0.05）。在模拟驱油过程中,X9发酵液的总驱油率显著高于对照水驱（P<0.05）。4.细菌型酶菌复合物浸液对原油理化性质有显著影响。通过种子液液态培养-固态发酵技术,将4株驱油细菌Gx、Fx、C-2及X9制备成粉状酶菌复合物。（1）在对粉状酶菌复合物进行15h加水活化过程中,4种驱油相关参数发生变化:细菌数显著增加;pH值随着浸提时间的增长显著降低;脱氢酶活性在7.5h后显著提高;不同菌株的排油圈呈现不同的变化规律。细菌数和pH的负相关性均达到了显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）。（2）通过酶菌复合物浸提液的作用后,原油滤纸的脱附率高达88.97%（P<0.05）;处理原油在35℃时的粘度降低5.5%-36.82%（P<0.05）。（3）原油组成中的轻质组分芳香烃含量增加38.0%-129.1%（P<0.05）,重质组分沥青质含量降低60.0%-65.9%（P<0.05）,C-2、X9处理原油中胶质含量分别降低38.0%、31.8%（P<0.05）,原油中230℃可气化组分相对含量增加65.82%。5.注入速效氮源可显著提高本源细菌的原油驱出率。在模拟驱油试验中,外源加入NH₄NO₃（N）,葡萄糖（G）及二者同时（N+G）加入时,对原油的驱替效果、对驱出本源细菌数量及优势菌组合、驱出原油、残留原油及驱替液性质均有不同的影响。结果表明:（1）注入NH₄NO₃对本源细菌繁殖有显著促进作用,NH₄NO₃处理本源细菌数量为对照的704倍;速效碳源G注入时,本源细菌数量较对照减少71.7%-91.1%（P>0.05）。营养物质以及驱替批次不同,驱出的本源细菌的优势细菌组成不同。（2）N、G及N+G处理的累计驱油率较对照分别提高102.9%（P<0.05）、22.1%（P>0.05）及64.6%（P<0.05）。3个处理残留原油中,230℃可气化组分相对含量分别较水驱处理增加0.6%-35.8%、降低4.2%-64.2%及增加3.6%-141.1%;驱替结束后,在驱油管上段残留原油中,含N处理（N及N+G）的饱和烃、沥青质及未知组分含量较盐水对照分别降低5.3%-13.4%（P<0.05）、7.2%-22.3%（P<0.05）及16.6%-31.9%（P<0.05）。（3）驱替驱出液较注入液的pH下降2.5%-36.8%,表面张力下降1.0%-23.7%,驱替过程中表面活性物质及脱氢酶活性丧失。6.真菌粗酶制剂酶法转化能显著提高原油中可气化油含量。（1）根据形态及ITS序列对筛选自延长油田原油及油污土壤中的4株原油降解真菌进行了鉴定,分别为Aspergillus oryzae,Aspergillus spelunceus,Aphanocladium aranearum及Aspergillus sydowii。（2）研究了4株真菌粗酶制剂酶法转化对原油族组成和230℃可气化组分的影响。结果表明,酶法转化能将原油中包括沥青在内的高分子组分降解转化为小分子可气化组分,使原油组分中饱和烃与芳香烃总含量（可气化油）较对照增加30.3%-44.4%;可提高供试原油中230℃可气化组分（可气化油）含量,改善原油品质,提高原油后续加工时汽油、煤油及柴油等可气化油组分的产量。（3）用纯沥青验证了真菌酶对沥青质的酶解作用。真菌酶对沥青载玻片上纯沥青的降解率高达14.2%,为对照的61.6倍（P<0.05）,能够使纯沥青中可气化油含量增加17.5%。7.低细菌细胞密度及EEOR-MEOR交替处理能显著提高驱油率。细菌细胞密度、真菌胞外酶及二者组合对原油驱替效果影响显著:低细胞密度发酵液处理的驱油率远高于高细胞密度发酵液处理（P<0.05）;真菌粗酶液对原油有良好的降解驱替作用;二者交替进行的驱替率远高于水驱处理,高细胞密度-EEOR组合与低细胞密度-EEOR组合的累计驱油率较水驱分别提高518.6%（P<0.05）与814.2%（P<0.05）。在驱替过程中,模拟沙柱中的原油由上段向下段迁移,低细胞密度-EEOR组合迁移能力较高细胞密度-EEOR组合强,但对原油的降解能力较高细胞密度-EEOR组合弱。水驱处理、MEOR及EEOR中的优势细菌分别为P.aeruginosa、Bacillus atrophaeus及Bacillus cereus,与注入时细菌种类及数量均不同。8.MEOR的驱油率高于EEOR。研究比较了MEOR与利用真菌粗酶制剂进行的EEOR及其二者不同组合的驱油效果。结果表明:（1）利用铜绿假单胞菌进行MEOR的驱油率高于EEOR;油沙管中的活细菌数量决定着驱油率,9批次驱替过程中,从第6批次开始,优势细菌数、活细菌总数与驱油率呈极显著（P<0.01）或显著（P<0.05）正相关;在9批次驱替培养过程中,油沙中均有大量细菌繁殖,且MEOR、EEOR中的细菌数量与优势细菌不同。（2）凡有外源细菌Gx参与的MEOR过程,均有大量H₂和CO₂气体产生,同时产酸,降低驱替液的pH,所有EEOR处理及对照CK均无气体产生。（3）细菌和真菌酶在驱替培养过程中将原油中的高分子组分降解为可气化的小分子组分,增加了原油中230℃可气化组分含量,提高了原油中汽油及部分低沸点煤油与柴油含量,改善了原油品质。（4）驱替过程中,驱替液pH、排油圈直径均降低,表面张力值升高,EEOR处理中脱氢酶活性消失,这些变化与驱替液中的细菌数量呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）相关性。9.MEOR、EEOR及本源细菌强化驱油机制不同。通过室内模拟驱替研究,发现MEOR,EEOR及本源细菌原油驱替的机理不尽相同:MEOR的主要驱替机理为细菌对原油大分子的降解作用、代谢产物及其引起的表面与界面作用等;EEOR的主要驱替机理为真菌所产脱氢酶对原油强烈的降解作用;本源细菌的主要驱替机理为细菌接受外源养分注入激活后发生的封堵效应、繁殖过程细菌对原油大分子的降解作用、代谢产物及其引起的表面与界面作用等。