第1章 绪论
1.1 微生物采油概况
在世界范围内，常规采油只能采出地下原油的30%～40%。如何提高采收率，从地下采出更多原油，一直是许多国家不断研究的课题。为了提高采收率，人们对三次采油技术越来越重视。然而采用强化水驱、化学药剂和蒸汽吞吐等方式进行三次采油，会导致采出原油化学成分复杂，平均含水率高等缺点，因此迫切需要一种新的开采方式能有效地提高原油采收率，以降低生产成本，提高经济效益。
石油聚集于储层之后，其演化过程仍然在继续。石油成分会随着温度、压力、注入水以及细菌的作用而发生改变，其中微生物作用非常普遍。基于这种思想，1926年美国石油工程师Beckman提出使用微生物采油技术驱油。经过80多年的发展，微生物清蜡和降低重油黏度、微生物选择性封堵地层、微生物吞吐、微生物强化水驱等已成为一项成熟的提高采收率的技术。
微生物提高采油率（MEOR）技术是利用微生物代谢产生的聚合物、表面活性剂、气体、有机酸及有机溶剂等进行有效驱油的采油方法，是目前国内外发展非常迅速的一项提高原油采收率的技术，是生物工程技术在油田开发领域开拓性的应用。近年来国内各油田都相继开展了微生物采油技术的研究，取得了一定的进展。加快国内微生物采油技术的研究，符合我国“稳定东部，发展西部”的石油发展战略。
1.1.1 国内外研究概况
1.1.1.1 国外发展动态
利用微生物开采原油是一种具有100多年探索和矿场研究历史的技术。早在1895年，Miyoshi就首先记载了微生物作用烃类的现象，1926年，Beckman最早提出了用微生物提高原油产量的想法，1946年Zobell获得第一项微生物采油专利，到了20世纪50年代，美国、苏联及东欧国家相继进行了微生物采油的工业规模现场实验，多数取得了理想的效果。进入20世纪70年代随着世界石油危机的爆发，世界各国更加重视对微生物采油技术的研究和应用步伐。20世纪90年代微生物采油技术在美国及苏联的矿场应用标志着工业化应用阶段的到来。近十几年来，随着生物工程技术和信息技术等高科技在世界范围内的迅速发展，加上人们对MEOR技术认识的不断深化，美、英、俄、德、奥等国在MEOR室内研究及矿场试验方面取得了令人瞩目的成果。现在MEOR技术已经在更多的国家的石油开采中得到应用，取得了很好的经济效益，同时许多大学和石油公司的实验室也加大了微生物采油技术的研究和开发力度，取得了许多可喜的研究成果。随着研究内容不断加深，研究领域也不断拓宽。
1.1.1.2 国内发展动态
我国对微生物采油技术研究较晚，1966年，新疆石油管理局开始利用微生物进行原油脱蜡技术的研究，被认为是微生物技术研究的开端。“七五”期间，MEOR被列为国家科技攻关项目，主要开展了以下工作：①微生物地下发酵提高采收率的研究；②生物表面活性剂的研究；③生物聚合物提高采收率的研究；④注水油层微生物活动规律及其控制的研究。20世纪80年代，大庆油田率先进行了两口单井微生物吞吐矿场实验，结果含水量下降，原油产量增加。“九五”期间，国内油田MEOR应用技术也已进入工业性应用阶段。大庆、胜利、大港、河南等油田，大庆石油学院等科研机构、采油厂都已制定了攻关项目，并且正在密切合作付诸实施。大港油田建立了专门生产微生物菌液的工厂并率先进行了区块的微生物驱矿场先导试验。目前辽河、胜利、新疆等油田也在开展MEOR的室内研究与应用。
1.1.2 MEOR技术原理
微生物采油技术原理一般认为是两大方面，即微生物本身的作用和微生物代谢产物的作用，这两种作用的对象可以是原油，也可以是岩石，最终的目的是启动不能流动的残余油，同时，降低能流动残余油的黏度。
1.1.2.1 微生物本身的作用
（1）细菌细胞的作用：细菌在地层中生长繁殖，其数量增加使地层水中颗粒增多，细胞体积的增加使颗粒粒径增大，这样当细菌随注水进入高渗透地带，可引起堵塞，从而起到堵水调剖作用。由于细菌在注水过程中不断地生长繁殖，因此这种堵塞不是在近井地带，而是在油藏深处，这与一般的化学堵剂不同，细菌可实现地层深调剖。另外，细菌细胞有可能分散在原油中，并有可能阻止原油重质组分析出或沉淀。
（2）细菌的代谢作用：细菌在油藏中可降解原油中大分子，使原油变稀而便于流动，这种现象在实验中常见到，有些现场报道细菌可改善原油的性质。作者认为这种变化应该是微小的，不足以改变原油在油藏中的物理性质，因为一方面原油性质相对稳定，另一方面地层原油量巨大，很小的一部分变化不会影响其总体性质的变化。
（3）微生物对原油的降解作用：原油是一种以含多种烃类为主的复杂混合物，主要由链烷烃、环烷烃、芳烃及不同量值的含氮、硫和氧化合物组成。自然界有许多微生物能够利用烃类作为唯一碳源和能源，而且这种利用能力主要依赖于烃类混合物中各化合物的性质。基于这种理论，人们开展了大量的研究工作，主要集中在原油烃类代谢的途径、利用烃的微生物类群以及烃降解微生物的培养条件等方面。关于微生物降解烃类的代谢机制，目前普遍认为是微生物通过氧化途径对烃类进行末端氧化生成的多种代谢产物，如酸、气体、表面活性剂、生物聚合物等。目前已发现具有烃降解能力的菌属超过20个，常提到的有假单胞菌属、不动杆菌属、芽孢菌属、弧菌属、微球菌属、节杆菌属。
微生物通过在地下发酵过程中产生分解酶，裂解原油重质烃类和石蜡组分。重质烃类裂解后，能降低原油黏度，从而改善原油在地层中的流动性能，石蜡组分裂解后，可减少石蜡在井眼附近的沉积，降低地层原油的流动阻力。
1.1.2.2 微生物代谢产物的作用
微生物的代谢产物有很多种，包括生物表面活性剂、小分子有机溶剂、生物气体、酸性物质等，各种代谢产物作用效果不同。
（1）表面活性物质：微生物能产生表面活性物质，即生物表面活性剂，生物表面活性剂是具有表面活性的两亲化合物，与化学合成的表面活性剂相似，它们除具有降低表面张力、乳化原油，降低黏度等特性外，还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的特性，如无毒、可生物降解等特性，因而有利于环境保护。生物表面活性剂与化学合成表面活性剂相比更具优越性，其反应的产物均一，可引进新类型的化学基团，其中有些基团是化学方法难以合成的。微生物产生的生物表面活性剂包括许多不同的种类，如糖脂、脂肽、多糖、脂类复合物、磷脂、脂肪酸和中性脂等。
用生物表面活性剂配制的优选表面活性剂体系可使油水界面张力（IFT）显著下降。微生物产生表面活性剂的微观模型研究表明，原油在孔隙介质中流动时发生了乳化。此外，表面活性还通过改变地层岩石的润湿性来改变岩石对原油的黏附性，从而提高产油量。
（2）有机溶剂：微生物还可产生类似于醇、醛或酮类物质，这些物质可溶解一些析出的原油组分。细菌产生的溶剂一般为低分子醇、酮，它们在微乳化中作为典型的助表面活性剂；在一定的条件下，醇和酮还能降低表面张力和界面张力，促进乳化，并有助于微乳液的稳定。这类物质在地层中可将不能流动的残余油洗下，进入流动状态，可提高采收率。
（3）生物气体：微生物在油藏中产生生物气，主要有甲烷、二氧化碳、氮气等，这些气体都可在油藏中以混相或非混相形式存在。当它们以混相存在时，气体可溶于原油，降低原油黏度，使其易于流动；如果以非混相存在，气体以较大气泡存在于油藏多孔介质中，形成气锁，降低水相渗透性，并提高油相渗透性。因此气体不论以哪种形式存在于油藏，都有利于采收率的提高。生物气的产生还能增加毛管压力，有利于残余油驱出。
（4）有机酸性物质：不少微生物还可产生有机酸，这对碳酸岩或碳酸盐含量较高的油藏提高采收率十分有利，有机酸能够溶解岩层中的部分碳酸盐，增加岩层的渗透性，从而提高原油的流动性。与化学酸化工艺不同，虽然微生物产生的是一些弱酸，但微生物是在进入油藏后慢慢产生有机酸，因此其作用范围比较大，而且位于油藏深部，并不局限于近井地带，而化学法酸化很难实现这一点。
（5）岩石表面性质的改变：油藏岩石表面润湿性在微生物作用后可由亲油型转变为亲水型，这样有利于岩石表面残余油的剥离。
1.1.2.3 微生物采油技术应用工艺
微生物采油技术工艺可分为两大类：一类是在工业化发酵罐中通过微生物发酵生产一些生物制剂，如生物表面活性剂、生物多糖（如黄原胶），将这些产物分离或直接将发酵原液注入地层，实现微生物采油，这与化学采油工艺基本相同，只是注剂的来源不同：化学采油注入的是化学剂，而这里注入的是生物制剂，这类工艺通常称为地面发酵法。另一类是将微生物活体直接注入地层，让微生物在地层中生长、代谢、繁殖，并作用于油藏，从而实现微生物采油，这类方法通常被称为地下发酵法。目前的MEOR技术一般是指地下发酵法。MEOR技术应用具有多种工艺，根据现场应用的目的及实施的过程不同，可分为以下几种工艺。
（1）微生物单井吞吐：将经过筛选的细菌或细菌组培养生产成菌液，通过油井注入油层，有时在注入时加入一定量的营养，然后停止生产，并关井，让微生物在地层生长、作用于地层。一般这种工艺仅能处理到近井地带，注入总量越大，处理范围也就越大，可以起到提高近井油层渗透率的作用，也有能改善原油流动性的报道。其效果表现在油井产量的增加。
委内瑞拉石油公司选用阿拉斯加Microbial公司的Para-Bac微生物产品对重质原油进行MEOR作业。他们认为，处理作业成功的关键是针对试验原油选择合适的特殊微生物和进行合理的作业设计。该公司应用的微生物的功能为：①菌种能够控制很宽分子量范围的石蜡；②缓释类型菌种通过多点螯合、形成箔膜和排除固相来保护井下和设备不被腐蚀。
（2）微生物处理油井：将经过筛选的细菌或细菌组培养生产成菌液，注入油井油套环空间，一般在注入时不加营养，关井或不关井，让微生物在油井中生长、作用，这种作用仅处理油井井筒，注入量很小，可以起到改善井筒工作状况的作用，主要是起到清防蜡的作用，维护油井正常生产，延长油井免修期，有时也有产量的增加。由于微生物清蜡降黏是通过细菌在井下的生长代谢活动来实现的，因此对井矿有些基本要求：①井温及地层温度低于80℃，最好在35～65℃；②一般选择抽油机井，原油含蜡量大于3%；③地层水中氯化物的总量最好低于15%；④地层水pH值大于5；⑤含水大于10%，小于80%。
微生物清防蜡技术与其他措施比较具有以下优点：①增加利润；②减少热油处理作业的频次和热需求量，降低热油处理的生产损失；③去掉石蜡结晶和无机垢（如硫化铁等）的沉积物，减少管线结垢趋势；④降低液压抽机井油压；⑤降低动力水温，人为使泵温下降；⑥提高油品质量；⑦减少计量器工作量和泵维修费用。当然，微生物清防蜡技术也有一些局限性，如细菌清蜡只局限在产水的泵抽油井，井底温度不宜太高（一般不超过98℃），细菌降解高分子量烃而使油品性质发生变化。另外有可能促使硫酸盐还原菌的生长，造成腐蚀。
（3）微生物增注：将经过筛选的细菌或细菌组培养生产成菌液，注入水井并挤入地层，有时在注入时也加入一定量的营养，然后停止注水，并关井，让微生物在注水井近井地带生长、作用于油层。一般这种处理仅能处理到近井地带，注入总量越大，处理范围也就越大，可以起到提高注水井油层渗透率的作用，从而提高注水能力，降低注水压力。
（4）微生物强化水驱：将经过筛选的细菌或细菌组培养生产成菌液，由注水井注入地层，多数情况下加入大量的营养，有的连续注入，有的阶段性注入，注水正常进行，无需关井，微生物随注入水进入地层，生长、作用于油藏。这种处理由于注入量大，注入时间长，因此处理油藏范围大，可以作用于整个区块地层，其效果表现在区块综合含水下降，产量上升，能起到真正提高采收率的作用。一般所说的微生物驱油技术指的就是这种工艺。
美国RAM公司曾开发出一种MEOR液体——wel-prep5用于增效水驱。该产品是一种含有选定的微生物、生物表面活性剂、营养基和生物催化剂的液体制剂，是针对油藏剩余油的三次采油而开发出的。制剂中厌氧利用烃类的生物，能够在油层中存活，然后通过再处理而被周期性激活，于是在地下开始并维持一个不断形成有助于采油的生物化学剂的过程。
在依据提高水驱效率的MEOR矿场工艺中，最常用的微生物种类是芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌。这两类微生物比其他种类更适合在油藏条件下存活，因它们产生芽孢，是细胞在恶劣环境下生存的耐久的静止形式。梭状芽孢杆菌产生表面活性剂、气体、醇和溶剂，而某些芽孢杆菌则产生表面活性剂、酸和气体。美国从1986年即开展微生物增效水驱矿场试验，位置为俄克拉荷马州Nowata县的Delaware-hilders油田。所设计的微生物体系是通过发酵糖蜜产生生物表面活性剂、气体和酸来提高驱油效率，其目的是确立该法对一个处于生产中后期、正进行注水油田的可行性。试验成功后（增产13%），1990年美国又进行微生物强化水驱油扩大试验，微生物只注一次，其后持续注营养物糖蜜。试验3年内产油量提高了19.6%。随后，在美国的其他油田用混合菌种和其他营养物进行了多种增效水驱试验。同时，罗马尼亚和德国等也开展了微生物驱油试验。
我国1998年吉林油田、长庆油田、大港油田、胜利油田、大庆油田、克拉玛依油田、青海油田、华北油田等相继开展了微生物驱油试验，并取得了良好的效果。其中以胜利油田、吉林油田试验规模最大，取得了许多成功的经验。
（5）微生物调堵：将经过筛选的细菌或细菌组培养生产成菌液，通过注水井注入地层，通常加入大量的营养，有的连续注入，有的阶段性注入，注水正常进行，无需关井，微生物随注入水进入地层生长，通过细菌细胞的增加和细菌产生的多糖类代谢产物，堵塞油藏高渗区孔隙，阻止水流，改变原来注入水的走向，扩大注水波及体积，从而使常规水驱不能涉及的油藏部分发生水驱。其效果表现在区块综合含水下降，产量上升，能起到真正提高采收率的作用。
有报道认为，巨大的岩石比表面会对注入的营养液产生浓缩作用，使微生物在注入低浓度营养液时也能生长。同时，由于微生物在岩石表面附着与繁殖，形成一层生物膜，减小了油藏多孔介质的孔隙尺寸，能降低营养液和微生物流动能力。
微生物调剖技术的关键取决于生物膜的形成，生物膜是细胞在生长过程中产生的多层薄膜，它能吸附在固体颗粒的表面，其成分为生物聚合物和生物团物质。微生物调剖更适合于厚油层或高渗透油层的深度处理，它克服了聚合物凝胶、石英砂水泥封堵和选择性封堵等常规做法的不足之处，即当油层中有串流存在时，上述做法将失去它的作用效果。该工艺包括注入生产生物聚合物的细菌孢子和营养物质，通过在油层岩石的孔隙中注入微生物和营养物来降低厚油层产水部位的渗透率，以及在高渗透层带形成有弹性的生物膜。
1995年，Islam研究了一种新型微生物封堵工艺，表明微生物和矿物封堵是对裂缝修补的一种有效方法。采用变形的细菌如Bacillus pasteurii（巴斯德杆菌属），由细菌新陈代谢活动引起的矿物沉淀和生物体堵塞了多孔介质中的孔道，增强了裂缝中的封堵。这种细菌成因的胶结在数小时内就能产生，可用于封堵产水区的裂缝，以防高产水。同样，该技术还可用来固结非胶结裂缝中的砂岩。
（6）微生物酸化压裂：筛选高产酸的细菌或细菌组与营养液一起加入到压裂液中，在压裂过程中，随着压裂液进入裂缝，由于细菌产生酸性物质，可以溶解油藏岩石中碳酸盐基质成分，提高接触区域的渗透率，从而提高油井产量。这种工艺一般适合于碳酸盐油藏或含碳酸盐量较高的油藏。
微生物酸化压裂的优点是造成侵蚀的裂缝面，同时提高了相邻区域的渗透率。裂缝面侵蚀的程度和效果取决于三个方面：①在注入压力下裂缝保持张开的时间，该时间内微生物产酸得以和岩石保持接触；②注入流体中微生物酸产生的速率和数量；③油藏岩石的组分和非均质程度。相邻基岩渗透率增加的程度和效果受以下因素影响：①漏失到基岩中的深度；②细菌渗入基岩的深度；③漏失区域内发生代谢所产生的数量；④基岩的地质特征，即能增加的连通程度。
目前主要用于酸化压裂的细菌主要为发酵糖蜜的产酸菌，同时产气和醇等。其代谢产物为：二氧化碳、氢气、乙酸、乳酸、丙酸、丁酸、戊酸、丙酮、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇等。1992年，德国Wagner博士研究了糖蜜发酵过程中检测到的代谢物。
（7）内源微生物驱油：经过多年注水开发后，在油藏内部就有可能形成相对稳定的微生物群落体系。相对于向地层中注入的微生物来说，这些微生物是内源微生物（indigenous miroorganisms）。油藏中内源微生物的种类和数量可能并不多，主要是由于地层中营养条件的限制，如果提供适当的营养，可激活这些内源微生物，并在油藏中大量繁殖。内源微生物驱油技术就是通过注入激活剂，刺激油藏内部的有益微生物，使其在油藏中产生代谢作用和代谢产物，并与原油/岩石/水相互作用，从而提高水驱效率，达到提高油藏最终采收率的目的。通过对油层水中分离出的产乙酸盐菌的纯培养物的详细研究表明，乙酸盐菌在好氧作用和厌氧作用阶段具有重要位置，起桥梁作用。一方面，在残余油的好氧-厌氧分解过程中，产乙酸盐菌可以使烃类的好氧氧化产物实现进一步降解，转化为乙酸盐、二氧化碳和氢气；另一方面，该菌能够实现还原性的产乙酸盐作用，从而使氢和二氧化碳转化形成乙酸盐。
通过放射性同位素标记研究，发现油层水中存在由H14C
形成乙酸盐的高速作用，其速度可达到每天4.6～70.2μg/L，并且获得了活跃聚集的产乙酸盐菌的培养物。在有机物分解最后阶段，这些培养基物质分别经产甲烷菌和硫酸盐还原菌作用而转化成甲烷和硫化氢。因而，在本源微生物采油中，通过好氧菌-厌氧菌的链式系列反应，产生大量甲烷气体，起到了良好的驱油释油效果。
（8）微生物固砂：将经过筛选的细菌或细菌组培养生产成菌液，由注水井注入地层，通常加入大量的营养，通过微生物代谢作用引起油藏中pH值升高，从而使地层水中的钙盐和镁盐在油藏中沉积下来，将砂体固定，防止在采油过程中出砂而影响生产。这种工艺主要用于出砂油藏，目前这方面技术仅处于研究阶段。
相对于其他提高采收率技术而言，MEOR技术的工艺非常多，但其共同点是：都是利用微生物，通过微生物的活动来实现工艺的目的，根据具体情况的需要，选择不同的工艺，有时也可将微生物方法与其他提高石油采收率方法综合使用。
一般将微生物单井吞吐认为只是一种生产措施，而微生物驱油被列入三次采油范畴，国外有的学者称之为四次采油。
1.1.3 微生物驱油的优点及不足
相对于其他三次采油技术，微生物采油技术有很多优点：①它对边际生产油田具有经济吸引力，成本低，见效周期长；②所需设备简单，采用传统的注水地面设备即可达到施工要求；③微生物培养物注入液成本低廉且不受原油价格影响；④可用于各种类型的原油（如重质油、轻质油等）；⑤对地层伤害小，相对来说对环境污染小，并且可以在同一口井中多次使用；⑥微生物体积小，运移能力强，能进入其他工艺不能触及的死角和裂缝。因此，MEOR是一项具有光明发展前景的三次采油技术。但是MEOR技术也有其局限性：①微生物在温度较高、盐度较大、重金属离子含量较高的油藏条件下容易遭到破坏；②微生物产生的表面活性剂和生物聚合物有造成沉淀的危险性；③培养微生物的条件不易把握；④微生物采油技术在冬季不易施工。
1.1.3.1 MEOR技术的优点
微生物采油技术发展经历了几个阶段，并在目前呈快速发展的趋势，其主要原因是该类技术具有如下几项优点。
（1）低成本：进入开发后期的油田提高采收率都面临着共同的问题，即生产成本。目前提高采收率技术有物理方法和化学方法。物理方法主要是注气驱和热采。注气驱需要将气源和高压注入设备，而热采需要注入热水或蒸气，不仅需要高压设备，更需要大量热能；化学驱则需要注入大量化学剂，成本也比较高。相对而言，MEOR技术不仅不需要大型高压注入设备，而且微生物菌液生产成本也比较低。
2002年美国能源部公布各种提高采收率技术的增油成本，其中蒸汽吞吐和蒸汽驱的每桶油生产成本增加3～6美元，火烧油层每桶油生产成本增加5～10美元，注CO2和N2以及烟道气混相驱每桶油生产成本增加2～8美元，注聚合物驱每桶油生产成本增加5～10美元，注表面活性剂驱包括胶束聚合物驱、低张力水驱、微乳状液驱，每桶油生产成本增加8～12美元，而MEOR的单井吞吐工艺，每桶油生产成本增加1～8美元。
（2）设备投资少：与一般的化学驱油相比，微生物采油现场注入工艺投资相对较少。目前化学驱主要是聚合物驱油技术，现场需要建立聚合物注入站，包括聚合物溶解部分和注入部分，有的区块需要使用清水配制聚合物溶液，这样还需要提供清水水源部分，地面整体建设投资巨大，而微生物驱油一般只需要对二次水驱的注水流程略加改造即可使用。
（3）不伤害地层：微生物驱油注入的主要是微生物菌液或微生物所需要的营养，这些物质不容易造成注水井附近的地层伤害。如果不需要进行微生物驱时，只需要停止注入微生物或停注营养物即可恢复地层的原来状态，不会造成地层的长期伤害，即使存在有微生物造成的地层堵塞，也可通过酸化法进行有效的处理。
（4）原料来源广泛：微生物菌液生长需要的营养或注入地层的营养物质都是一些可溶解的糖类、蛋白质及一些无机盐，这些物质来源广泛，且均属于可再生资源。
（5）适应性广：由于微生物具有多样性，可适应于各种油藏环境，因此对地层环境也具有较广的适应性。国外学者曾将微生物采油技术和蒸汽驱、火烧地层、CO2驱、N2驱、聚合物驱、碱驱等提高采收率技术进行综合比较（表1-1），认为微生物采油技术具备更广的油藏适应范围。
（6）不污染环境：MEOR技术所用的原料多数是可生物降解的，具无毒性，因此对环境不会造成污染，属绿色环保技术。
正因为MEOR技术具有这些优点，所以美国在20世纪90年代将微生物采油技术列为继“热采、化学驱和气驱”三类传统的提高采收率方法之后的第四类主要提高采收率技术。
1.1.3.2 MEOR技术的局限性
微生物采油技术和其他任何一项提高采收率技术一样，同样也具有其局限性：一方面是因为油藏种类很多，不同油藏环境及其开采过程不同，有的油藏不适合该项技术的应用；另一方面是由于微生物自身的一些特点，决定了它与化学驱油剂存在很大的差别，在应用时也受一些特殊的局限。
以前一直认为制约MEOR的应用和发展主要因素是油藏的极端环境，多种极端因素限制微生物的生长，尤其是油藏的高温环境被认为是主要的限制因素。然而近年来研究表明，即使是在油藏这种极端环境中，仍存在大量且多种多样的微生物群落。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技术应用的主体是微生物，因此理论上一切影响生物生存的环境因素都或多或少地影响微生物的性质，从而影响其应用效果，油藏环境对微生物的主影响因素如下。
（1）岩石性质：油藏的岩石是多孔介质，我国主要是砂岩或碳酸岩，大庆油田以砂岩为主。对MEOR的影响主要是其渗透率和孔径大小。要在一个油藏实施MEOR，其前提是微生物能够进入岩石，如果油藏渗透率和孔径太小，微生物就无法进入。细菌的大小一般在0.5～5μm，这就要求岩石孔径要远大于这个值。一般认为，可实施MEOR的油藏其渗透率最好大于50×10-3μm2，孔隙度大于15%。也有报道认为岩石孔隙大小同岩石渗透率呈正相关关系，微生物有效运移的岩石渗透率的最低限值为（75～100）×10-3μm2。
（2）地层水性质：油藏中地层水一般都有一定的矿化度。不同区块之间差异较大，有的油藏地层水达到饱和盐水状态，虽然在盐湖中也能发现细菌，但这些细菌在油藏中不一定起到提高采收率的作用。除了总矿化度的影响外，地层水中各种离子的比例和一些重金属离子浓度也是重要影响因素，在技术应用时需要具体考虑。大庆油田的矿化度一般在4000～8000mg/L。
（3）原油性质：油藏不同，原油性质差异很大。研究认为，原油性质对微生物的影响不明显，但原油在油藏中必须能够流动，一些高黏度稠油或特稠油也无法应用MEOR技术。
（4）温度：温度对MEOR技术影响最大，虽然在自然界中存在极端微生物或嗜温细菌，但MEOR技术要求的不仅是能在高温下生存而且能大量生长繁殖。地层的温度与其深度有关，有些低温油藏在30～50℃，也有高温油藏在50～90℃，还有更高的温度可达120℃以上，这种温度条件无疑是极端温度，影响MEOR技术的实施。大庆油田大部分油藏在40～50℃范围，平均为45℃，少数高于60℃，因此比较适合MEOR的应用。
（5）压力：油藏压力是不可避免的，只是不同油藏压力大小不同，压力对微生物的生长肯定存在影响，但影响的程度目前仍不清楚。通常认为在10MPa左右的静水压力下面，微生物的活动受压力影响不大。在进行MEOR过程中，还是有必要考虑压力的影响因素，太高的压力也有可能成为主要限制因素。大庆油田静水压力一般在10MPa以下。
（6）pH：油藏的pH值一般接近中性，对微生物生长不会产生直接影响。但pH值与氧化还原电位Eh有直接关系，pH值低时，Eh高；pH值高时，Eh低。各种微生物所要求的Eh值不一样，一般好氧性微生物在Eh值为+0.1V以上时均可生长，以Eh值为+0.3～+0.4V时最为适宜；厌氧性微生物只有在Eh值低于+0.1V时才能生长。
由于微生物自身的特点和油藏的客观条件，使MEOR技术和其他提高采收率技术一样存在其局限性。美国曾在20世纪80年代对其本土油田进行调查，认为有27%的油藏适合于微生物采油技术（表1-1），这不是绝对的范围，微生物学科的发展和新发现的微生物可能使其适合的油藏范围不断扩大。
