石油常存在於地下的地質沉積岩層中，是一種複雜的烴類混合物。這些烴類可能以氣態、液態或瀝青質固態存在。氣態烴常伴隨液態烴存在。氣態烴一般是從甲烷到丁烷的小分子飽和烴混合物。液態烴俗稱原油，含有上千種化合物。原油和天然氣存在於地下沉積岩層中，形成貯油岩層。人們通過多種方法發現油田，開采油田，為人類提供重要的能源。在發現開采油田的過程中，微生物越來越起著重要的作用。
（一）微生物在石油開采中的作用
1、微生物參與石油的形成
石油等許多燃料是在多種微生物長期直接作用下形成的。沒有眾多微生物的改造、分解作用，古代的生物遺體不可能變成今天巨量的化石能源。
2、微生物用於勘探石油
常規石油勘探是采取地球物理法和地球化學法等方法進行。由於地球地層結構的複雜性常常對石油勘探的結果產生質疑。為了提高勘探的準確性，在傳統方法的基礎上，引入了微生物勘探石油的新技術，日益受到人們的重視，並取得良好的效果。人們發現油區底土中的重烴含量與季節變化有很大的聯係，而季節變化的起因與微生物活動密切相關。在底土中存在著能利用氣態烴為碳源的微生物，這些微生物在土壤中的含量和在底土中的烴濃度存在某種對應的關係，因此可用這些微生物作為勘探地下油氣田的指標菌。隨著微生物培養技術和測定方法的不斷改進，微生物勘探石油技術得到迅速發展，準確率不斷提高，在實踐中得到很好應用。目前它已成為石油勘探中一項重要的技術。用於石油勘探指標微生物主要是以氣態烴為唯一碳源和能源的微生物，如甲基單胞菌屬、甲基細菌屬和分枝杆菌屬的菌種。
3、微生物用於二次采油
靠地層壓力將原油運到地麵，稱為一次采油。由於地層壓力下降，一次采油所得的油量一般隻占油田總儲量的1/3左右，因而要進行二次采油才能獲得更多的石油。通常采用強化注水法，可提高采油量，從30%提高到40% —50% 。在二次采油中，利用微生物采油也是一項重要的技術。微生物在油層中生長繁殖，發酵代謝，產生大量酸性物質和H2，CO2，CH4等氣體。產生的氣體可增加地層壓力，產生的酸性物質溶於原油，降低原油的黏度，可能產生的表麵活性劑可降低油水表麵張力，把高分子烴類分解成短鏈化合物，使之更加容易流動，避免堵住油井輸油管道，由此而提高石油的開采量。梭狀芽孢杆菌屬和磺弧菌屬中的許多種可用於二次采油，效果明顯。
4、微生物用於三次采油
經過二次采油後，油氣田中仍有30% 40—% 的油田需要進一步開采，即第三次采油。在三次采油中，主要選育產氣量大的菌種或利用分子生物學技術構建基因工程菌，連同營養培養液一起注入油層中，通過代謝，產酸產氣，分泌表麵活性劑，增加地層壓力，降低表麵張力，消除地層堵塞，從而提高采油量，延長油井的壽命。乳酸杆菌屬、腸膜明串珠菌和黃胞杆菌屬常用於三次采油中，提高石油開采率。
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