由于微生物具有种类多、分布广、适应性强、繁殖快等特点，几乎所有的生产活动均受其影响。在油田的勘探开发过程中，微生物的影响作用自始至终，其中有害的方面包括生物腐蚀、注入水水质恶化、低渗透油藏注水堵塞、原油和成品油酸性化等；有益的方面包括利用微生物勘探、采油、处理回注水，以及利用生物酶解堵和压裂液破胶、土壤石油污染修复等。

微生物与石油勘探开发关系的研究正在不断丰富发展，并逐渐形成了地质微生物学的一个重要分支——石油微生物学。

石油微生物技术是典型交叉学科的应用技术。油藏本身是一个复杂体系，同时对微生物来说又是一个极端环境，在这种复杂环境中应用微生物技术具有挑战性。目前关注较多、发展较快的技术主要有微生物采油技术和微生物处理回注水技术，其中微生物采油技术已发展了多项工艺，包括微生物清防蜡、微生物单井吞吐、微生物驱油等技术。

胜利油田微生物采油技术经过近30年的探索，取得了突破性的进展。

前期，微生物单井吞吐技术仅能处理油井的近井地带，消除储层近井地带的有机和无机堵塞，提高油井产量。现在，单井吞吐技术处理范围进一步扩大，可深入油藏，不仅起到疏通作用，而且能对油井井控的残余油乳化降黏，提高产量、延长有效期。特别是在一些地面不具备热采条件、地下水驱效果不理想的常规稠油油藏，新的微生物单井吞吐技术具有明显优势，并已在西部油区展现了良好的应用前景。

微生物驱油技术也从单纯的外源微生物驱发展为内源微生物驱、微生物发酵液驱，现在正在研发不同的微生物代谢产物强化水驱等相关技术，以满足不同类型油藏进一步提高采收率的需要。目前，胜利油田微生物采油技术年增油已达20多万吨。

微生物驱油技术主要有两个发展方向。

一是内源微生物驱技术，目的是延长油藏开发寿命。在油藏开发的后期，通过人工调控油藏中微生物群落结构和功能，依靠油藏中内源菌群落作用，将难以开采的残余油转化为天然气采出。胜利油田在油藏中发现了微生物降解原油产甲烷的全新代谢途径，这为原油气化技术提供了理论支撑，研究成果于2022年发表于《自然》主刊。不同油藏在水驱过程中的内源微生物群落存在较大差异，而且同一油藏不同时期内源微生物群落也在演变，所以，实施微生物驱油前需要开展针对性的系统研究，才能制定方案，技术推广难度加大。为此，胜利油田制定了微生物驱油技术规范，以加快具体油藏微生物驱油前期研究实施方案制定的速度，为该技术工业化应用奠定基础。

二是研发的生物表面活性剂和生物多糖，可替代目前化学表面活性剂和化学聚合物，提高高温高盐油藏采收率。生物表面活性剂和生物多糖不仅具备相应化学剂的性质和功能，而且其生产过程中不以石油为原料、生产过程耗能低、原料可再生、使用后可生物降解，属绿色环保型驱剂，在地面不污染环境，在地下不破坏油藏。胜利油田代表中国石化牵头承担了国家重点研发计划项目“油田采油生物制剂研发及应用”，目的是研发适合油藏环境的生物表面活性剂、生物多糖和生物酶体系用于油田开发，减少化学剂的使用。

化学驱提高采收率技术早已进入规模化应用，但化学驱由于技术本身的局限性，不可能覆盖所有的油藏。因此在不能进行化学驱的油藏开展微生物采油技术探索也是一个重要发展方向。

经过近年来大量的室内研究和现场实践，目前微生物采油技术正在从先导试验阶段向工业化应用迈进。我国目前油藏综合含水率超过95%的储量已达35亿吨，预计10年后将达到70亿吨，经过化学驱后的油藏也面临着进一步提高采收率的问题，现有技术开采的平均采收率仅为50%左右，仍有大量的剩余油无法经济有效开发。如何高效深度开发这部分资源已经成为我国石油开发领域亟待解决的问题。

研究表明，通过微生物将油藏中不能流动的原油转化为甲烷，可将低品位油藏转化为气藏进行深度开采，从而大幅提高低品位油藏的利用程度。这项技术属于内源微生物驱，但与现有的技术有着本质区别，其特点是直接改变原油而不是驱替相，为提高采收率新技术、新方法的研究和应用提供了潜力空间。

石油微生物学仍是一门年轻的学科。石油微生物技术还发展了微生物勘探、腐蚀防治、原油污染土壤修复等技术，近几年又有新的技术出现，如利用微生物在油藏中注入的二氧化碳转化为甲烷的技术，微生物改变矿物性质从而改变渗透性的技术等。随着基础学科研究的不断进步，相关技术必然得到快速发展，为油田勘探开发解决更多难题。