БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ Исмаилов Э.Ш.

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ
ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ
Исмаилов Э.Ш.
Дагестанский государственный технический
университет, Махачкала
В выполнении работы принимали участие:
Ведущий научный сотр. Физического института им.
П.Н. Лебедева Российской АН С.Д. Захаров, ст. преп. ДГТУ,
к.х.н. Г.М. Минхаджев, ст. н. с. ДГТУ В.А. Пантин, вед. н. с.
Института геотермии ДНЦ РАН, к.х.н. Г.А. Рабаданов.
Термин биотехнологический способ повышения
нефтеотдачи предложен недавно и использован нами в
работе [1]. По своей сути биотехнологический подход
включает дальнейшее серьёзное развитие существующих
микробиологических способов на основе современных
возможностей биотехнологии с целью более активного и
целенаправленного использования микроорганизмов и
других живых систем в нефтегазовом производстве.
Применяемые способы повышения нефтеотдачи
подразделяют на первичные, вторичные и третичные.
Кроме того, стал применяться термин четвертичные,
определяющий комбинированные способы. К ним, видимо,
можно отнести и биотехнологические, которые обладают
комплексным, комбинированным действием.
Новые способы повышения нефтеотдачи пластов
впервые стали применяться в сороковых – пятидесятых
годах XX века. Это были простые способы закачки в
коллектор нефтяного попутного газа или воды. Затем такие
способы становились разнообразнее и сложнее. Появились
соответствующие перспективные и намного более
экологически чистые способы, где для повышения
нефтеотдачи стали применяться биологические объекты –
микроорганизмы. За рубежом такие способы получили
название метода МЕОР (Microbial enhanced Oil Recovery MEOR) [10]. Суть метода МЕОР состоит в том, что для
выхода нефти из пласта применяют два основных подхода:
- использование нефтеперерабатывающих бактерий,
обитающих в самом пласте или закачка в коллектор
микроорганизмов, способствующих выходу нефти;
- предварительное получение промышленным путём
различных продуктов жизнедеятельности бактерий,
способных повысить выход нефти, и их последующая
закачка в коллектор.
В середине XX столетия в нашей стране впервые был
апробирован микробиологический метод увеличения
нефтеотдачи. В последующем инициатором использования
биологических способов выступил один из создателей
современной нефтегазовой отрасли в СССР Николай
Константинович
Байбаков,
который
в
середине
семидесятых обратился по данному вопросу к директору
Института биохимии и физиологии микроорганизмов АН
СССР Г.К. Скрябину. За решение поставленной задачи,
разработка которой началась в 1955 году, взялась
академическая наука. В семидесятых–восьмидесятых годах
впервые в стране в промышленных масштабах успешно
применили микробиологический способ нефтеотдачи,
разработанный академиком Михаилом Ивановым с
сотрудниками. Этот способ был основан на использовании
имеющихся в коллекторе нефтеокисляющих и других
бактерий (способных перерабатывать углеводороды),
которые при их активации питательным раствором снижали
вязкость нефти и повышали её выход (Галина Костина,
журнал «Эксперт», № 18, 2005).
Со временем выяснилось, что при несомненной
значимости
микробиологические
способы
имеют
значительные недостатки, затрудняющие их широкое
промышленное применение. Основными из них являются:
существенные
ограничения
возможностей
размножения микроорганизмов в самом коллекторе;
- необходимость удаления из добытой нефти бактерий
в связи с возможностью проявления их токсичности;
- нежелательное влияние углеводородов на функции
микроорганизмов;
- неспособность обычно применяемых штаммов и
видов бактерий синтезировать в достаточном количестве
ПАВы и другие активные компоненты, способствующие
выходу нефти и пр.
В связи с этим у нефтедобывающих компаний,
особенно в России, снизился интерес к методам МЕОР.
Соответственно, возникла необходимость дальнейшего
развития микробиологических способов нефтеотдачи и
выхода на более перспективные и универсальные
биотехнологические способы.
Вместе с тем, согласно современным теоретическим и
экспериментальным данным, биотехнологический подход
позволяет устранить эти недостатки путём повышения
активности
и
жизнеспособности
используемых
микроорганизмов,
направленного
проведения
биохимических процессов с биосинтезом (образованием)
необходимых соединений, а также применением других
живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.
Так, например, нами установлено, что с помощью
биофизических подходов можно существенно повысить
устойчивость,
жизнеспособность
и
продуктивность
полезных
микроорганизмов
и
более
сложных,
многоклеточных биосистем [2, 6, 7]. На основе полученных
данных разработаны и предложены способы активации и
повышения продуктивности дрожжей и других полезных
бактерий [3, 4]. Для этих целей использованы мембрано –
активные излучения – МИ и ЛИ (микроволны и лазерное
излучение), биологически активные соединения [2 , 5, 8] и
орто – обогащённая питьевая вода [7].
Применяемые способы и методы повышения
нефтеотдачи (МУН) по данным НИК Петрос
подразделяют на несколько видов [9]
А: тепловые;
Б: газовые;
В: химические;
Г: гидродинамические;
Д: комбинированные;
Е: физические.
В этом перечне, составленном совсем недавно,
как самостоятельные не даны микробиологические
способы повышения нефтеотдачи; они не совсем
точно отнесены к химическим. Поэтому рассмотрим
их далее вместе с биотехнологическими.
Другие исследователи считают [11], что «К настоящему
времени
освоены
и
применяются
в
промышленных
масштабах следующие четыре группы методов увеличения
нефтеотдачи:
 физико-химические
применением
методы
(заводнение
поверхностно-активных
с
веществ,
полимерное заводнение, мицеллярное заводнение и
т.п.);
 газовые методы (закачка углеводородных газов,
жидких растворителей, углекислого газа, азота,
дымовых газов);
 тепловые
методы
теплоносителями,
(вытеснение
воздействие
с
нефти
помощью
внутрипластовых экзотермических окислительных
реакций);
 микробиологические методы (введение в пласт
бактериальной
продукции
или
ее
непосредственно в нефтяном пласте)».
образование
Суть Микробиологических и биотехнологических
способов повышения нефтеотдачи пластов [1, 10].
А: микроорганизмы способны синтезировать
(вырабатывать) различные вещества, снижающие
вязкость и повышающие выход нефти;
В: существуют бактерии, которые обитают и
размножаются в нефтеносных пластах и способствуют
извлечению т.н. недоступной нефти;
С: микроорганизмы избирательно (селективно)
повышают эффективность охвата нефтеносного пласта
вытесняющими агентами, которые могут
вырабатываться самими же бактериями;
Д: определённые виды микроорганизмов
способны осуществлять своего рода биокрекинг,
связанный с процессами переработки и усвоения
этими бактериями различных углеводородов.
Биотехнологические способы могут серьёзно
усилить
указанные
полезные
качества
микроорганизмов
и
существенно
повысить
эффективность их целенаправленного применения в
нефтегазовом производстве. Они позволяют также
использовать для этих целей другие биообъекты.
ВЫВОДЫ
1. Биотехнологические способы повышения
нефтеотдачи пластов позволяют усовершенствовать
существующие ныне и применяемые на практике
микробиологические способы. Они
дают также
возможность
использования
в
нефтегазовом
производстве других перспективных видов живых
организмов и продуктов их жизнедеятельности.
2. В настоящее время работа в направлении
разработки и использования биотехнологических
способов повышения нефтеотдачи только началась.
Для её успешного продолжения и практического
использования
в
нефтегазовом
производстве
необходимы
дальнейшие
теоретические
и
практические исследования, опытно-конструкторские
и производственные разработки с выделением на эти
работы всех необходимых сил и средств.
Литература
1. Исмаилов Э.Ш. Новые разработки в биотехнологии. Сб.
«Новые технологии газовой, нефтяной промышленности,
энергетики и связи», том 19, М., 2010, с. 387 – 391.
2. Исмаилов Э.Ш., Захаров С.Д., Исмаилова Г.Э. Действие
физических полей. Неионизирующие излучения. М., Экономика,
2007, 184 с.
3. Захаров С.Д., Исмаилов Э.Ш., Стародуб А.Н. и др. Способ
повышения продуктивности микроорганизмов. Патент РФ на
изобретение № 2208049, М., 2003, 14 с.
4. Аминова Э.М., Исмаилов Э.Ш., Джаруллаев Д.С. Способ
активации дрожжей. Патент РФ на изобретение № 2200194, М.,
2003, 6 с.
5. Исмаилов Э.Ш., Захаров С.Д., Стародуб А.Н. Использование
микроволновых мембрано – активных излучений в биотехнологии.
Тр. V Росс. – Японск. семинара, том 1, Саратов, 2007, с. 500 – 509.
6. Исмаилов Э.Ш., Шахмарданова Э.И., Рабаданов Г.А.,
Сулейманова
З.Г.
Действие
лазерного
излучения
на
биотехнологические свойства дрожжей. Вестник ДНЦ РАН, № 28,
2007, с. 44 – 46.
7. Исмаилов Э.Ш. Возможности использования penta воды в
биотехнологии. Сб. «Молекулярная структура воды и её роль в
механизмах биоэлектромагнитных явлений», М., 2011, с. 14 – 15.
8. Исмаилов Э.Ш., Шахмарданова Э.И. и др. Разработка способов
выращивания активных штаммов дрожжей. Вестник ДГТУ, № 10,
2008, с.114 – 117.
9. http://www.petros.ru/rus/news/?action=show&id=276.
10.
Мохатаб С., Жанжакомо Л. Микробиологический метод
повышения нефтеотдачи. Нефтегазовые технологии (из журнала
World Oil, перевод Г. Кочеткова), № 2, 2007, с. 49 – 53.
11.Материалы Государственного унитарного предприятия ГП РВО
«Зарубежнефть».