ÓÄÊ 550.40 ÌÈÊÐÎÁÈÎËÎÃÈ×ÅÑÊÎÅ ÂÎÇÄÅÉÑÒÂÈÅ ÍÀ ÏËÀÑÒ ÎÄÈÍ ÈÇ ÏÓÒÅÉ ÏÎÂÛØÅÍÈß ÍÅÔÒÅÎÒÄÀ×È ÏËÀÑÒΠÞ. Ï. Ñåðãååâ Óôèìñêèé ãîñóäàðñòâåííûé íåôòÿíîé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Àííîòàöèÿ. Ýôôåêòèâíîñòü èçâëå÷åíèÿ íåôòè èç íåôòåíîñíûõ ïëàñòîâ ñîâðåìåííûìè ìåòîäàìè ðàçðàáîòêè âî âñåõ íåôòåäîáûâàþùèõ ñòðàíàõ íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ñ÷èòàåòñÿ íåóäîâëåòâîðèòåëüíîé, ïðè òîì ÷òî ïîòðåáëåíèå íåôòåïðîäóêòîâ âî âñåì ìèðå ïðîäîëæàåò ðàñòè èç ãîäà â ãîä. Ñðåäíÿÿ êîíå÷íàÿ íåôòåîòäà÷à ïëàñòîâ ïî ðàçëè÷íûì ñòðàíàì è ðåãèîíàì ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî îò 25 äî 40 %. Íåèçâëåêàåìûå ïðîìûøëåííî îñâîåííûìè ìåòîäàìè ðàçðàáîòêè çàïàñû íåôòè äîñòèãàþò â ñðåäíåì 5575 % îò ïåðâîíà÷àëüíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ çàïàñîâ íåôòè â íåäðàõ. Äàííàÿ ïðîáëåìà ÿâëÿåòñÿ àêòóàëüíîé, ïîñêîëüêó ïðèìåíåíèå íîâûõ òåõíîëîãèé íåôòåäîáû÷è ïîçâîëèò óâåëè÷èòü íåôòåîòäà÷ó ðàçðàáàòûâàåìûõ ïëàñòîâ, íà êîòîðûõ òðàäèöèîííûìè ìåòîäàìè èçâëå÷ü çíà÷èòåëüíûå îñòàòî÷íûå çàïàñû íåôòè çàòðóäíèòåëüíî. Îäèí èç ìåòîäîâ óâåëè÷åíèÿ íåôòåîòäà÷è ïëàñòà ýòî ìèêðîáèîëîãè÷åñêîå âîçäåéñòâèå íà ïëàñò, âñëåäñòâèå êîòîðîãî ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå òåìïà îòáîðà íåôòè Êëþ÷åâûå ñëîâà: óâåëè÷åíèå íåôòåîòäà÷è ïëàñòà, ìèêðîîðãàíèçìû, áèîïîëèìåðû. 214 MICROBIOLOGICAL IMPACT ON PLAST AS ONE OF WAYS TO INCREASE PETROLEUM OIL PLANTS Yu. Ð. Sergeev Ufa state petroleum technological university Abstract. The efficiency of extracting oil from oil reservoirs, modern methods of development in all oil-producing countries is currently considered unsatisfactory, while the consumption of petroleum products throughout the world continues to grow from year to year. The average final oil recovery of reservoirs for different countries and regions is approximately 25 to 40 %. Residual or non-recoverable by industrial development methods, oil reserves reach on average 5575 % of the initial geological reserves of oil in the interior. This problem is topical, since the use of new oil production technologies will allow increasing the oil recovery of already developed seams, where it is already impossible to extract significant residual oil reserves by traditional methods. One of the methods for increasing oil recovery, which I would like to consider in my article, is the microbiological effect on the reservoir, which causes an increase in the rate of oil extraction Keywords: increased oil recovery reservoir, microorganisms, biopolymers  ìèðå çàïàñû òÿæåëîé è âûñîêîâÿçêîé íåôòè ïðèìåðíî â 5 ðàç ïðåâûøàþò îáúåì èçâëåêàåìûõ çàïàñîâ íåôòè ìàëîé è ñðåäíåé âÿçêîñòè, ïîýòîìó òðóäíîèçâëåêàåìàÿ íåôòü ðàññìàòðèâàåòñÿ â êà÷åñòâå îñíîâíîãî ðåçåðâà ìèðîâîé äîáû÷è íåôòè. Ãåîëîãè÷åñêèå çàïàñû áèòóìèíîçíûõ ïåñêîâ è òÿæåëîé íåôòè â ìèðå îãðîìíû 500 1000 ìëðä ò. Äî 2035 ã. ïðîãíîçèðóåòñÿ óâåëè÷åíèå äîáû÷è íåôòÿíûõ ïåñêîâ äî 5,2 ìëí áàðð./ñóò. Âî âñåì ìèðå ðàçâèâàþòñÿ íàó÷íûå èññëåäîâàíèÿ, îïûòíûå è ïðîìûøëåííûå ðàáîòû ïî îñâîåíèþ ýòîãî âèäà ñûðüÿ. Ðàçðàáàòûâàþòñÿ ýôôåêòèâíûå è âìåñòå ñ ýòèì äîðîãîñòîÿùèå ìåòîäû äîáû÷è òÿæåëîãî óãëåâîäîðîäíîãî ñûðüÿ, ÷òî ñâÿçàíî ñ èõ óíèêàëüíûìè ñîñòàâàìè è ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè, óñëîâèÿìè èõ çàëåãà215 íèÿ (õóäøèå êîëëåêòîðñêèå ñâîéñòâà, ñðàâíèòåëüíî ìàëàÿ íåôòå-, áèòóìîíàñûùåííîñòü, âûñîêàÿ îáâîäíåííîñòü, âûñîêàÿ âÿçêîñòü ôëþèäà). Âûñîêîå ñîäåðæàíèå àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ, ñìîëèñòîàñôàëüòåíîâûõ âåùåñòâ, ìåòàëëîâ è ñåðíèñòûõ ñîåäèíåíèé â òÿæåëîì óãëåâîäîðîäíîì ñûðüå âìåñòå ñ ïîâûøåííîé êîêñóåìîñòüþ ïðèâîäèò ê ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíîé ïåðåðàáîòêå ïî êëàññè÷åñêèì âàðèàíòàì ñîâðåìåííûõ ÍÏÇ, à õàðàêòåðíûå äëÿ íèõ âûñîêèå ïîêàçàòåëè ïëîòíîñòè è âÿçêîñòè ñîçäàþò îïðåäåëåííûå òðóäíîñòè â èõ òðàíñïîðòèðîâêå ïî ñóùåñòâóþùèì òåõíîëîãèÿì [1]. Òàêèì îáðàçîì, ýêîíîìè÷åñêè ðåíòàáåëüíîå èõ îñâîåíèå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì òîëüêî áëàãîäàðÿ ðàçâèòèþ ðåñóðñîñáåðåãàþùèõ òåõíîëîãèé èõ äîáû÷è ñ ÷àñòè÷íûì ïðåîáðàçîâàíèåì ÷àñòè óãëåâîäîðîäíûõ ðåñóðñîâ íåïîñðåäñòâåííî â ïëàñòå ñ öåëüþ îñâåòëåíèÿ è ñíèæåíèÿ âÿçêîñòè äîáûâàåìîé íåôòè. Èäåÿ èñïîëüçîâàíèÿ ìèêðîîðãàíèçìîâ ñ öåëüþ âûòåñíåíèÿ íåôòè áûëà âïåðâûå âûñêàçàíà â 1926 ã. J. W. Beckman. Ëàáîðàòîðíîå èçó÷åíèå ìèêðîáèîëîãè÷åñêèõ ìåòîäîâ âïåðâûå ïðîâåë C. E. ZoBell, èì áûëè âûäåëåíû êóëüòóðû ñóëüôàòâîññòàíàâëèâàþùèõ áàêòåðèé èç âîä íåôòÿíîãî ìåñòîðîæäåíèÿ è ïîêàçàíî, ÷òî îáðàáîòêà íåôòåíàñûùåííûõ îáðàçöîâ áàêòåðèÿìè âûçûâàåò äîâûòåñíåíèå íåôòè, ò. å. ìèêðîáíûå ìåòàáîëèòû ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ óâåëè÷åíèÿ íåôòåîòäà÷è ïëàñòîâ. Ìèêðîáèîëîãè÷åñêèå ìåòîäû ïîâûøåíèÿ íåôòåîòäà÷è îòëè÷àþòñÿ ìàëîé êàïèòàëîåìêîñòüþ, âûñîêîé ýôôåêòèâíîñòüþ è áåçîïàñíîñòüþ äëÿ îêðóæàþùåé ñðåäû. Âñå ìèêðîáèîëîãè÷åñêèå ìåòîäû âîçäåéñòâèÿ íà íåôòÿíûå ïëàñòû îñíîâàíû íà ñîçäàíèè èëè àêòèâàöèè åñòåñòâåííîé èëè èñêóññòâåííîé ìèêðîôëîðû â ïðèçàáîéíîé çîíå ïëàñòà è ïîñëåäóþùåì åå ïðîäâèæåíèè ïî íåôòåñîäåðæàùåìó ïëàñòó ïðåñíîé âîäîé. Áèîìåòîäû äåëÿòñÿ íà äâå îñíîâíûå ãðóïïû. Ê ïåðâîé ãðóïïå îòíîñÿòñÿ áèîòåõíîëîãèè, â êîòîðûõ àêòèâèðóåòñÿ åñòåñòâåííàÿ ìèêðîôëîðà ïëàñòà ïóòåì ïîäà÷è ïèòàòåëüíûõ âåùåñòâ ñ ïîâåðõíîñòè (insitu). Êî âòîðîé áèîòåõíîëîãèè, ò. å. ââåäåíèå êóëüòóðû ìèêðîîðãàíèçìîâ ñ ïèòàòåëüíûìè âåùåñòâàìè (extrasitu) [4]. Áûë óñïåøíî îïðîáîâàí ìèêðîáèîëîãè÷åñêèé ìåòîä óâåëè÷åíèÿ äîáû÷è íåôòè â çàâîäíåííîì ìåñòîðîæäåíèè â Þæíîé Êàëèôîðíèè, èñïîëüçóÿ àâòîõòîííûå ìèêðîáû, êîòîðûå â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèíû îáû÷íî íàõîäèëèñü â ñïÿ÷êå. Ïðèìåíåíèå áàêòåðèé â äîáûâàþùåé ñêâàæèíå ïðèâåëî ê óâåëè÷åíèþ â ïðîáíîé ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèíû îò 20 äî 80 áàðð./ñóò, è íà 30 % íàáëþäàëîñü óâåëè÷åíèå äåáåòà íåôòè. 216 Ìèêðîáèîëîãè÷åñêèå ïðîöåññû, âûçûâàþùèå ðàçëîæåíèå íåôòÿíûõ óãëåâîäîðîäîâ, ïðîòåêàþò ïî äâóì ðåàêöèÿì: àýðîáíûì è àíàýðîáíûì. Àýðîáíûå ïðîöåññû â óñëîâèÿõ ñâîáîäíîãî äîñòóïà êèñëîðîäà ïðîòåêàþò ñ áîëüøîé ñêîðîñòüþ. Ïðè ýòîì íåôòü ïîäâåðãàåòñÿ ãëóáîêîé îêèñëèòåëüíîé êîíâåðñèè ñ ðàçðóøåíèåì íàñûùåííûõ è àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ è îáðàçîâàíèåì íåóãëåâîäîðîäíûõ ñîåäèíåíèé è, îñîáåííî, àñôàëüòåíîâ è ñìîë. Îñíîâíûì ïðîìåæóòî÷íûì ïðîäóêòîì â ïðîöåññå àýðîáíîé äåãðàäàöèè àëêàíîâ ÿâëÿþòñÿ æèðíûå êèñëîòû, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ ñïèðòîâ è àëüäåãèäîâ. Æèðíûå êèñëîòû îêàçûâàþò íåîäíîçíà÷íîå âîçäåéñòâèå. Ñ îäíîé ñòîðîíû, îíè ñëóæàò èñòî÷íèêîì óãëåðîäà äëÿ áàêòåðèé, òàêèì îáðàçîì óâåëè÷èâàÿ äåãðàäàöèþ óãëåâîäîðîäîâ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, æèðíûå êèñëîòû (ñ äëèíîé öåïè 14 àòîìîâ Ñ) çàìåäëÿþò ïðîöåññû ìåòàáîëèçìà, ïðåïÿòñòâóÿ êîíòàêòó óãëåâîäîðîäîâ ñ ìåìáðàíîé êëåòêè. Ñóùåñòâóþò ðàçëè÷íûå ïóòè ïðîòåêàíèÿ ïðîöåññà àýðîáíîé äåãðàäàöèè àðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé â çàâèñèìîñòè îò âèäà ìèêðîîðãàíèçìîâ, ñòðîåíèÿ àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ è ÷èñëà àðîìàòè÷åñêèõ êîëåö [3]. Íà ïðàêòèêå áèîäåãðàäàöèÿ ïðîèñõîäèò â îñíîâíîì â àíàýðîáíûõ óñëîâèÿõ.  ïðîöåññàõ àýðîáíîé áèîäåãðàäàöèè êèñëîðîä âûñòóïàåò êàê àêöåïòîð ýëåêòðîíîâ, îáðàçóÿ âîäó êàê êîíå÷íûé ïðîäóêò, ïðîöåññû äåãðàäàöèè â àíàýðîáíîé ñèñòåìå çàâèñÿò îò àëüòåðíàòèâíûõ àêöåïòîðîâ, òàêèõ êàê ñóëüôàòû, íèòðàòû èëè êàðáîíàòû, â êîíå÷íîì èòîãå îáðàçóþùèõ ñåðîâîäîðîä, ìîëåêóëÿðíûé àçîò, è/èëè Ðèñ. 1. Ïðåäñòàâëåíèå î ïðèðîäå ïëàñòîâîé ìèêðîôëîðû 217 àììîíèé è ìåòàí ñîîòâåòñòâåííî. Àíàýðîáíàÿ áèîäåãðàäàöèÿ ýòî ìíîãîñòóïåí÷àòûé ïðîöåññ, îñóùåñòâëÿåìûé ðàçëè÷íûìè ãðóïïàìè áàêòåðèé [1]. Ìèêðîáèîëîãè÷åñêîå âîçäåéñòâèå äîëæíî áûòü íàïðàâëåíî íà àêòèâèçàöèþ ìèêðîîðãàíèçìîâ â òåõ çîíàõ ïëàñòà, êîòîðûå áóäóò äàâàòü íàèáîëüøèé ýôôåêò. Ýôôåêò çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî íóæíî ïîäîáðàòü ñïåöèàëüíóþ ìèêðîôëîðó è âåùåñòâà äëÿ ïîääåðæàíèÿ æèçíåäåÿòåëüíîñòè èçâíå, ëèáî çàäåéñòâîâàíèÿ îðãàíèçìîâ, êîòîðûå íàõîäÿòñÿ â ïëàñòå. Ãëàâíîé îñîáåííîñòüþ äàííûõ ìåòîäîâ ÿâëÿåòñÿ çàêà÷êà ïðåñíîé âîäû â ïëàñò, ñâÿçàíî ýòî ñ òåì, ÷òî îáùàÿ ÷èñëåííîñòü áàêòåðèé è èíòåíñèâíîñòü ïðîöåññîâ èõ æèçíåäåÿòåëüíîñòè â îïðåñí¸ííûõ âîäàõ çíà÷èòåëüíî âûøå, ÷åì â ìèíåðàëèçîâàííûõ ïëàñòîâûõ. Ïîýòîìó â ðàéîíå íàãíåòàòåëüíûõ ñêâàæèí àýðîáíûå ìèêðîáèîëîãè÷åñêèå ïðîöåññû ïðîòåêàþò èíòåíñèâíåå, ïî ìåðå óäàëåíèÿ îò íèõ ñîäåðæàíèå êèñëîðîäà â çàêà÷àííîé ïðåñíîé âîäå ñíèæàåòñÿ è ðåàêöèè íåôòåîêèñëåíèÿ ñìåíÿþòñÿ àíàýðîáíûìè ïðîöåññàìè. Òåõíîëîãèÿ AERO çàêëþ÷àåòñÿ â àêòèâàöèè ïëàñòîâîé ìèêðîôëîðû, â öèêëè÷åñêîé çàêà÷êå íåîðãàíè÷åñêîé ïèòàòåëüíîé ñðåäû è êóëüòóðû ìèêðîîðãàíèçìîâ â íåôòÿíûå êîëëåêòîðû, ÷òî ñòèìóëèðóåò óâåëè÷åíèå êîëè÷åñòâà íåêîòîðûõ âèäîâ ìèêðîáîâ â ïëàñòå, ãëàâíûì îáðàçîì íåôòåîêèñëÿþùèõ áàêòåðèé. Íåîáõîäèìî îòìåòèòü ÷òî äîáàâêè àììîíèÿ è ôîñôàòîâ â óñëîâèÿõ ïîíèæåíèÿ ìèíåðàëèçàöèè ìíîãîêðàòíî àêòèâèðóþò äåÿòåëüíîñòü ìåòàíîáðàçóþùèõ áàêòåðèé [2]. Íåäîñòàòêàìè äàííîãî ìåòîäà ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ïðîèñõîäèò äåñòðóêöèÿ ïîëèìåðà; òðåáóåòñÿ âîäà õîðîøåé î÷èñòêè; çàãðÿçíåíèå îêðóæàþùåé ñðåäû.  êà÷åñòâå ïðèìåðà òàêîãî âîçäåéñòâèÿ ìîæíî ïðèâåñòè ìåñòîðîæäåíèå Ñòåððàï â øòàòå Êàíçàñ, ÑØÀ. Ãëóáèíà çàëåãàíèÿ ñîñòàâëÿåò îêîëî 1600 ì.  ñåðåäèíå 2010 ã. êîìïàíèÿ Glori Energy â ñîòðóäíè÷åñòâå ñ êîìïàíèåé Statoil ïðîòåñòèðîâàëà òåõíîëîãèþ àêòèâèðîâàííîé ñðåäû äëÿ ïîâûøåíèÿ íåôòåîòäà÷è (AERO).Íà îäíîé èç äîáûâàþùèõ ñêâàæèí íàáëþäàëñÿ ïðåîáëàäàþùèé îòêëèê. Àíàëèç äàííûõ ýòîé ñêâàæèíû ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî îáðàáîòêà ïî òåõíîëîãèè AERO ïðè ïðàâèëüíîì ïðèìåíåíèè ìîæåò ñóùåñòâåííî óâåëè÷èòü êîíå÷íóþ íåôòåîòäà÷ó. Êàê âèäíî èç ðèñ. 2, ïðè ýêñòðàïîëÿöèè ëèíèé òðåíäà ê ïîñòîÿííîìó çíà÷åíèþ îáâîäíåííîñòè â 95 % äîáû÷à íåôòè óâåëè÷èâàåòñÿ â ðåçóëüòàòå îáðàáîòêè íà 5055 òûñ. áàðð. 218 Ðèñ. 2. Ðåçóëüòàòû ïðèìåíåíèÿ òåõíîëîãèè AERO íà ìåñòîðîæäåíèè Ñòåððàï â Êàíçàñå, ÑØÀ Âûâîäû  òå÷åíèå äåñÿòêîâ ëåò èçâåñòíà ãðóïïà óãëåâîäîðîäîêèñëÿþùèõ ìèêðîîðãàíèçìîâ, êîòîðûå ñïîñîáíû ïðîèçâîäèòü îðãàíè÷åñêèå ðàñòâîðèòåëè, óâåëè÷èâàþùèå ïîäâèæíîñòü íåôòè. Ïðåèìóùåñòâî ýòîãî ìåòîäà â òîì, ÷òî ôàêòîðû, ñïîñîáñòâóþùèå íåôòåâûòåñíåíèþ, ñîçäàþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî â ïëàñòîâûõ óñëîâèÿõ, ÷òî óâåëè÷èâàåò èõ ýôôåêòèâíîñòü. Ìèêðîáèîëîãè÷åñêèå ìåòîäû äîáû÷è ïðèìåíÿþòñÿ â êà÷åñòâå àëüòåðíàòèâíûõ òåõíîëîãèé, òàê êàê äàííûå ìåòîäû íå òðåáóþò ïîòðåáëåíèÿ áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ýíåðãèè, êàê òåðìàëüíîå âîçäåéñòâèå. Áàêòåðèè ðàñòóò ñî ñêîðîñòüþ, óâåëè÷èâàþùåéñÿ ýêñïîíåíöèàëüíî, ÷òî ñïîñîáñòâóåò áûñòðîìó ïðîèçâîäñòâó áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ïîòåíöèàëüíûõ ïðîäóêòîâ, èñïîëüçóÿ íåäîðîãèå è âîçîáíîâëÿåìûå ðåñóðñû. Îïûòíî-ïðîìûøëåííûå ðàáîòû, ïðîâåäåííûå íà ó÷àñòêå Þõîâñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ ïîçâîëèëè ïîëó÷èòü áîëåå 6,5 òûñ. ò äîïîëíèòåëüíîé íåôòè. 219 ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ 1. Áåêêåð, Ð. Õ. Ïåðñïåêòèâû ïðèìåíåíèÿ ìèêðîáèîëîãè÷åñêèõ ìåòîäîâ ïîâûøåíèÿ íåôòåîòäà÷è â óñëîâèÿõ ïðîäóêòèâíûõ êîëëåêòîðîâ ÓðàëîÏîâîëæüÿ / Ð. Õ. Áåêêåð, Þ. À. Ãóòîðîâ, À. Ì. Ãàðååâ // Æóðíàë "Íåôòåãàçîâîå äåëî". 2012. Ò. 10, ¹ 3. 2. Ìèùåíêî, È. Ò. Ñêâàæèííàÿ äîáû÷à íåôòè / È. Ò. Ìèùåíêî. Ì.: Íåôòü è ãàç, 2003. 3. Åðåìèí, Í. À. Áèîìåòîäû óâåëè÷åíèÿ íåôòåîòäà÷è / Í. À. Åðåìèí, Ð. Ð. Èáàòóëèí, Ò. Í. Íàçèíà, À. À. Ñèòíèêîâ. Ì.: ÐÃÓ íåôòè è ãàçà èì. È. Ì. Ãóáêèíà, 2003. 125 ñ. 4. Youssefi, N. Applied and Environmental Microbiology / N. Youssefi, D. R. Simpson, K. E. Duncan. 2007. 73. Ð. 12391247. 220
