Мікробіологічні методи підвищення нафтовилучення (рос. микробиологические методы повышения нефтеизвлечения; англ. microbiological methods of enhanced oil recovery; нім. mikrobiologische Methoden f pl der Erhöhung der Erdölgewinnung) — методи діяння на нафтові поклади, суть яких полягає в активізації аеробних і анаеробних бактерій у привибійній зоні нагнітальних свердловин, за рахунок чого відбувається окиснення залишкової нафти з утворенням органічних кислот, спиртів, поверхнево-активних речовин, вугільної кислоти, з виділенням газів (метан та ін.). Це призводить до зменшення залишової нафтонасиченості в раніше промитій водою частині пласта, підвищення нафтовилучення.
Загальний опис
Мікробіологічна дія — це технології, засновані на біологічних процесах, у яких використовуються мікробні об'єкти. Мікробіологічні методи є перспективною технологією для вилучення залишкової нафти, яку не вдається видобути іншими способами. Додатковий видобуток нафти за допомогою мікроорганізмів ґрунтується на цілеспрямованому використанні їх фізіолого-біохімічних особливостей.
До них відноситься здатність мікроорганізмів розвиватись в широкому діапазоні температур, тисків, солоності вод, в аеробних та анаеробних умовах, здатність використовувати для розвитку та життєдіяльності різноманітні джерела живлення та енергії: від H2, CO2 до нафти. Закачані в пласт мікроорганізми метаболізують вуглеводні нафти та виділяють корисні продукти життєдіяльності:
- спирти, розчинники та органічні та жирні кислоти, які призводять до зменшення в'язкості, зниження температури плинності нафти, а також видаляють парафіни та включення важкої нафти з пористих порід, збільшуючи їх проникність;
- біополімери, які розчиняючись у воді, підвищують її густину, полегшують вилучення нафти при використанні технології заводнення;
- біологічні поверхнево-активні речовини, які зменшують тертя «порода-флюїд»;
- гази (CH4, CO2, N2, H2), які збільшують тиск усередині пласта та допомагають протискувати нафту до стовбура свердловини.
Основні сфери застосування методу — це стимуляція свердловин, очищення свердловин від парафіну, зміна в'язкості флюїдів, модифікація важких нафт і бітумів у пласті, підвищення нафтовилучення з пластів.
Передбачувані механізми збільшення нафтовилучення базуються на властивостях мікробних метаболітів, під дією яких можуть змінюватися властивості порід, нафти та пластових вод. Так, гази сприяють набуханню нафти, зниженню її в'язкості та збільшенню пластового тиску. Органічні кислоти, здатні розчиняти кальцити, збільшують пористість та проникність порід. БіоПАР та жирні кислоти можуть знижувати міжфазний натяг на межі вода — нафта, можуть сприяти міцелоутворенню.
Ферменти мікроорганізмів викликають деструкцію важких нафт і бітумів та у поєднанні з біоПАР збільшують їх рухливість. Утворювані розчинники типу ацетону, метанолу, етанолу, бутанолу розріджують нафту. Біополімери здатні збільшувати в'язкість пластових вод, можуть закупорювати пори та тріщини.
У світовій практиці мікробіологічні методи отримали назву методу МЕОР (Microbial enhanced Oil Recovery — MEOR).
Мікробіологічні методи в даний час розвиваються у двох напрямках:
- введення в пласт бактеріальної продукції, отриманої на поверхні (мікроорганізми вирощують у ферментерах великої ємності), потім використовують або культуральну рідину, що містить потрібні метаболіти, або виділяють та отримують метаболіти в чистому вигляді;
- утворення нафтовитискаючих продуктів мікроорганізмами у пласті.
Виділення вказаних напрямків є досить умовним, тому що ряд мікроорганізмів можна використовувати для утворення нафтовитис-куючих агентів як у пласті, так і в ферментерах великої ємності на поверхні.
Що стосується мікроорганізмів, сконструйованих генно-інженерними методами, то використання їх на поверхні має переваги, оскільки в пласті неможливо або вкрай складно створити селективні умови, які запобігають втраті цінних ознак.
Розробляються такі технології мікробіологічного методу, засновані на утворенні метаболітів мікроорганізмами у пласті:
- у пласт вводиться культура мікроорганізмів або асоціація культур разом з поживним субстратом, зазвичай мелясою з солями азоту та фосфору або без солей;
- у пласт вводиться лише поживний субстрат типу меляси із солями азоту для активації аборигенної мікрофлори;
- у пласт вводиться аерований розчин солей азоту та фосфору для активації пластової мікрофлори, яка повинна існувати за рахунок окиснення пластової нафти;
- у пласт вводиться асоціація аеробних мікроорганізмів, здатних розвиватися у нафті, разом з розчином солей азоту і фосфору та каталізатором для забезпечення анаеробних умов пласта.
Перед застосуванням будь-якої технології необхідно ретельно вивчити геологічні та петрофізичні особливості родовища, історію його розробки, дослідити колекторські властивості порід, склад та властивості нафти, води, вивчити аборигенну мікрофлору.
Головна перевага мікробіологічних методів — мінімальні витра-ти, можливість отримання залишкової нафти, екологічна чистота.
Основні недоліки мікробіологічних методів збільшення нафтовилучення:
- значні обмеження можливостей розмноження мікроорганізмів в колекторі;
- необхідність видалення бактерій з нафти, через можливість проявів їх токсичності;
- небажаний вплив вуглеводнів на функції мікроорганізмів;
- нездатність штамів і видів бактерій синтезувати в необхідній кількості поверхнево-активні речовини і активні компоненти, що сприяють виходу нафти.
Тому у світових нафтовидобувних компаній знизилась зацікавленість методами МЕОР. Актуальною є проблема подальшого розвитку мікробіологічних способів нафтовилучення і перехід на більш перспективні й універсальні біотехнологічні способи.
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — .
- Качмар Ю. Д. Інтенсифікація припливу вуглеводнів у свердловину / Ю. Д. Качмар, В. М. Світлицький, Б. Б. Синюк, Р. С. Яремійчук. — Львів: Центр Європи, 2004. — 352 с. — Кн. І.
- Качмар Ю. Д. Інтенсифікація припливу вуглеводнів у свердловину / Ю. Д. Качмар, В. М. Світлицький, Б. Б. Синюк, Р. С. Яремійчук. — Львів: Центр Європи, 2004. — 414 с. — Кн. ІІ.
- Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Київ : Міжнародна економічна фундація, 2004. — Т. 1: А–К. — 560 с.
- Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Львів : Апріорі, 2006. — Т. 2: Л–Я. — 800 с.
- Білецький В. С., Орловський В. М., Вітрик В. Г. Основи нафтогазової інженерії. Харків: НТУ «ХПІ», Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, Київ: ФОП Халіков Р. Х., 2018. — 416 с.
- Use of Microorganisms in the Recovery of Oil From Recalcitrant Oil Reservoirs: Current State of Knowledge, Technological Advances and Future Perspectives
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Mikrobiologichni metodi pidvishennya naftoviluchennya ros mikrobiologicheskie metody povysheniya nefteizvlecheniya angl microbiological methods of enhanced oil recovery nim mikrobiologische Methoden f pl der Erhohung der Erdolgewinnung metodi diyannya na naftovi pokladi sut yakih polyagaye v aktivizaciyi aerobnih i anaerobnih bakterij u privibijnij zoni nagnitalnih sverdlovin za rahunok chogo vidbuvayetsya okisnennya zalishkovoyi nafti z utvorennyam organichnih kislot spirtiv poverhnevo aktivnih rechovin vugilnoyi kisloti z vidilennyam gaziv metan ta in Ce prizvodit do zmenshennya zalishovoyi naftonasichenosti v ranishe promitij vodoyu chastini plasta pidvishennya naftoviluchennya Zagalnij opisMikrobiologichna diya ce tehnologiyi zasnovani na biologichnih procesah u yakih vikoristovuyutsya mikrobni ob yekti Mikrobiologichni metodi ye perspektivnoyu tehnologiyeyu dlya viluchennya zalishkovoyi nafti yaku ne vdayetsya vidobuti inshimi sposobami Dodatkovij vidobutok nafti za dopomogoyu mikroorganizmiv gruntuyetsya na cilespryamovanomu vikoristanni yih fiziologo biohimichnih osoblivostej Do nih vidnositsya zdatnist mikroorganizmiv rozvivatis v shirokomu diapazoni temperatur tiskiv solonosti vod v aerobnih ta anaerobnih umovah zdatnist vikoristovuvati dlya rozvitku ta zhittyediyalnosti riznomanitni dzherela zhivlennya ta energiyi vid H2 CO2 do nafti Zakachani v plast mikroorganizmi metabolizuyut vuglevodni nafti ta vidilyayut korisni produkti zhittyediyalnosti spirti rozchinniki ta organichni ta zhirni kisloti yaki prizvodyat do zmenshennya v yazkosti znizhennya temperaturi plinnosti nafti a takozh vidalyayut parafini ta vklyuchennya vazhkoyi nafti z poristih porid zbilshuyuchi yih proniknist biopolimeri yaki rozchinyayuchis u vodi pidvishuyut yiyi gustinu polegshuyut viluchennya nafti pri vikoristanni tehnologiyi zavodnennya biologichni poverhnevo aktivni rechovini yaki zmenshuyut tertya poroda flyuyid gazi CH4 CO2 N2 H2 yaki zbilshuyut tisk useredini plasta ta dopomagayut protiskuvati naftu do stovbura sverdlovini Osnovni sferi zastosuvannya metodu ce stimulyaciya sverdlovin ochishennya sverdlovin vid parafinu zmina v yazkosti flyuyidiv modifikaciya vazhkih naft i bitumiv u plasti pidvishennya naftoviluchennya z plastiv Peredbachuvani mehanizmi zbilshennya naftoviluchennya bazuyutsya na vlastivostyah mikrobnih metabolitiv pid diyeyu yakih mozhut zminyuvatisya vlastivosti porid nafti ta plastovih vod Tak gazi spriyayut nabuhannyu nafti znizhennyu yiyi v yazkosti ta zbilshennyu plastovogo tisku Organichni kisloti zdatni rozchinyati kalciti zbilshuyut poristist ta proniknist porid BioPAR ta zhirni kisloti mozhut znizhuvati mizhfaznij natyag na mezhi voda nafta mozhut spriyati miceloutvorennyu Fermenti mikroorganizmiv viklikayut destrukciyu vazhkih naft i bitumiv ta u poyednanni z bioPAR zbilshuyut yih ruhlivist Utvoryuvani rozchinniki tipu acetonu metanolu etanolu butanolu rozridzhuyut naftu Biopolimeri zdatni zbilshuvati v yazkist plastovih vod mozhut zakuporyuvati pori ta trishini U svitovij praktici mikrobiologichni metodi otrimali nazvu metodu MEOR Microbial enhanced Oil Recovery MEOR Mikrobiologichni metodi v danij chas rozvivayutsya u dvoh napryamkah vvedennya v plast bakterialnoyi produkciyi otrimanoyi na poverhni mikroorganizmi viroshuyut u fermenterah velikoyi yemnosti potim vikoristovuyut abo kulturalnu ridinu sho mistit potribni metaboliti abo vidilyayut ta otrimuyut metaboliti v chistomu viglyadi utvorennya naftovitiskayuchih produktiv mikroorganizmami u plasti Vidilennya vkazanih napryamkiv ye dosit umovnim tomu sho ryad mikroorganizmiv mozhna vikoristovuvati dlya utvorennya naftovitis kuyuchih agentiv yak u plasti tak i v fermenterah velikoyi yemnosti na poverhni Sho stosuyetsya mikroorganizmiv skonstrujovanih genno inzhenernimi metodami to vikoristannya yih na poverhni maye perevagi oskilki v plasti nemozhlivo abo vkraj skladno stvoriti selektivni umovi yaki zapobigayut vtrati cinnih oznak Rozroblyayutsya taki tehnologiyi mikrobiologichnogo metodu zasnovani na utvorenni metabolitiv mikroorganizmami u plasti u plast vvoditsya kultura mikroorganizmiv abo asociaciya kultur razom z pozhivnim substratom zazvichaj melyasoyu z solyami azotu ta fosforu abo bez solej u plast vvoditsya lishe pozhivnij substrat tipu melyasi iz solyami azotu dlya aktivaciyi aborigennoyi mikroflori u plast vvoditsya aerovanij rozchin solej azotu ta fosforu dlya aktivaciyi plastovoyi mikroflori yaka povinna isnuvati za rahunok okisnennya plastovoyi nafti u plast vvoditsya asociaciya aerobnih mikroorganizmiv zdatnih rozvivatisya u nafti razom z rozchinom solej azotu i fosforu ta katalizatorom dlya zabezpechennya anaerobnih umov plasta Pered zastosuvannyam bud yakoyi tehnologiyi neobhidno retelno vivchiti geologichni ta petrofizichni osoblivosti rodovisha istoriyu jogo rozrobki dosliditi kolektorski vlastivosti porid sklad ta vlastivosti nafti vodi vivchiti aborigennu mikrofloru Golovna perevaga mikrobiologichnih metodiv minimalni vitra ti mozhlivist otrimannya zalishkovoyi nafti ekologichna chistota Osnovni nedoliki mikrobiologichnih metodiv zbilshennya naftoviluchennya znachni obmezhennya mozhlivostej rozmnozhennya mikroorganizmiv v kolektori neobhidnist vidalennya bakterij z nafti cherez mozhlivist proyaviv yih toksichnosti nebazhanij vpliv vuglevodniv na funkciyi mikroorganizmiv nezdatnist shtamiv i vidiv bakterij sintezuvati v neobhidnij kilkosti poverhnevo aktivni rechovini i aktivni komponenti sho spriyayut vihodu nafti Tomu u svitovih naftovidobuvnih kompanij znizilas zacikavlenist metodami MEOR Aktualnoyu ye problema podalshogo rozvitku mikrobiologichnih sposobiv naftoviluchennya i perehid na bilsh perspektivni j universalni biotehnologichni sposobi Div takozhMetodi v geologiyi ta girnictvi Naftovidobuvannya Metodi pidvishennya naftoviluchennyaLiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2007 T 2 L R 670 s ISBN 57740 0828 2 Kachmar Yu D Intensifikaciya priplivu vuglevodniv u sverdlovinu Yu D Kachmar V M Svitlickij B B Sinyuk R S Yaremijchuk Lviv Centr Yevropi 2004 352 s Kn I Kachmar Yu D Intensifikaciya priplivu vuglevodniv u sverdlovinu Yu D Kachmar V M Svitlickij B B Sinyuk R S Yaremijchuk Lviv Centr Yevropi 2004 414 s Kn II Bojko V S Bojko R V Tlumachno terminologichnij slovnik dovidnik z nafti i gazu u 2 h tomah Kiyiv Mizhnarodna ekonomichna fundaciya 2004 T 1 A K 560 s Bojko V S Bojko R V Tlumachno terminologichnij slovnik dovidnik z nafti i gazu u 2 h tomah Lviv Apriori 2006 T 2 L Ya 800 s Bileckij V S Orlovskij V M Vitrik V G Osnovi naftogazovoyi inzheneriyi Harkiv NTU HPI Harkivskij nacionalnij universitet miskogo gospodarstva imeni O M Beketova Kiyiv FOP Halikov R H 2018 416 s Use of Microorganisms in the Recovery of Oil From Recalcitrant Oil Reservoirs Current State of Knowledge Technological Advances and Future Perspectives