当一个油田的原油经过一段时间的开采，地层压力下降或者由于石油的特殊性质等原因导致油层中的石油难以被采到地面上来时，人们就会采用注水、注蒸汽等方法尽量多采出石油来，除此之外还有什么能够提高原油产量的技术手段吗？细菌采油技术就是科学家们在20世纪后半叶发展出的一种新型采油技术。
人们经过实验发现，在注水油田的钻井和开采石油的过程中，油层中的两大类主要细菌——喜氧菌与厌氧菌就开始了发育繁殖，而促进这种繁殖的主要因素是含油的地层中具有这种菌类所需要的营养物质（包括碳氢化合物、蛋白质、脂肪等），以及油层内适宜的温度、压力、酸碱度（pH值）、含盐量等条件。这类细菌的发育繁殖程度主要取决于油藏内的油/水界面、碳质来源与能源的供给。
这些细菌具有分解石油烃的能力。起初，主要由喜氧细菌起作用，使烃类物质和糖等分解，并将其改造、加工成自己的细胞成分，与此同时，细菌还向四周放出自己代谢产生的气体（有H2、CH4、CO2、H2S和N2等）、低分子有机酸（甲酸、乙酸、丙酸、戊酸）、溶剂（酮、醛、醇）、高分子化合物（蛋白质、多糖）等等。到了后期，则主要由厌氧细菌起作用。
这些由细菌完成的复杂的生物化学过程是无法用肉眼看到的，但作用的结果却是显而易见：细菌能分解油内各种烃类组分，这些被分解后的烃分子量减少，进而会降低粘度，易于流动，使其开采量明显增加。
此外，当地层水中含有细菌所需要的糖、酸、醇、蛋白质等营养物质时，细菌消耗之后就能放出大量的CO2、N2、H2、CH4和H2S等气体。这些气体溶于油会使其粘度下降，溶于水可使水的pH值下降，即使不溶解也会使油藏处于“充气”状态，增加地层能量，这些都可大大促进地层中原油的采出。
与此同时，细菌作用产生的物质可形成丰富的碳酸、甲酸、乙酸、丁酸、乳酸等，它们与岩石内碳酸钙、碳酸镁等作用生成溶解性碳酸盐，从而提高储层孔隙度和渗透率。
在细菌分解烃类物质的同时，还可生成表面活性剂，从而降低油水界面张力，使吸附于岩石孔隙表面的油膜脱落。而且，所生成的表面活性剂在油层孔隙里又形成泡沫，进而降低了CO2浓度，有利于石油的开采。
经过几十年的摸索与探讨，科学家们已经认识到，用于开采石油的细菌也是有严格要求的，所选菌种必须能很好地适应试验油层环境，在其所喜爱的培养基中迅速发育、繁殖，在试验层中有效地分解烃类而产生有助于原油开采的生化物质，并在使用过程中不污染环境，而且对于培养基液和注入地层的工艺无苛刻的要求等。菌种的培养也应分成不同的类型：如用厌氧菌产生表面活性剂、溶剂和CO2，起到驱油作用；用芽孢梭菌属、假单胞菌、黄单胞菌属等杆状菌类产生生物聚合物、生物稠化剂、乳化液，以起到封堵高渗透层和调节地下流体流动速率和驱油面的作用。
采用细菌开采的油藏也有一定的要求：油藏的油层要达到相当的含水程度，以适应大面积油水接触面的需要；地层水和注入水内不能含有过多的硫酸盐，否则用于减少硫酸盐的细菌用量就须加大投入，增加成本；地层温度不得高于40℃；油层应为高渗透性的，以便于细菌在层内扩散，地层水的矿化度较低，每升水不应超过80～100克阳离子。
目前世界各国大多采用在每个油藏选1口注入井配4～15口采油井组成一个细菌采油实验单元，也有采用多口注入井方案的。
一旦取得实验数据，即可投入大规模现场开采试验。
在世界主要产油国中，原苏联于20世纪50年代后期开始注入厌氧菌提高采收率试验，至1975年，在巴什基里亚的阿尔兰油田实验结果表明，利用细菌采油的最终采收率可提高12%～18%。
美国从20世纪70年代开始大规模实施这类实验，在阿肯色州开发末期油田的一口井中注入糖蜜和菌种，使得该油区19口采油井增产达1倍以上。美国国家石油委员会公布的资料表明，到1995年，全美细菌采油所增加的原油产量达437万立方米，而用物理化学方法所增产原油仅为230万立方米。
我国一些大中型油田从20世纪90年代中期也开始了细菌采油实验，取得了可喜的成果。世界各大油公司都认识到这一极有前景的采油方法，大多数实验现场都由独立公司或企业进行，对所用菌种和试验资料严加保密，力求独统这一新兴技术的发展领域和应用市场。
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