МАСЛО ЗА БАКТЕРИАЛНА ПОМПА
Още в средата на миналия век микрофлората на нефтените полета е изследвана в Института по микробиология на Руската академия на науките. Изследванията позволиха да се установи какви видове бактерии има в резервоарите и как те могат да бъдат повлияни ... Така се появи идеята за използване на "нефтени" бактерии за производство на вещества, които допринасят за изместването на нефт от резервоарите ...
От половин век у нас се наблюдава тенденция към намаляване на добива на нефт от находищата. В сравнение с 50-те години на миналия век добивът на петрол е намалял наполовина. В момента повече от 70% от петролните запаси остават в недрата. Смята се, че от 1965 г. сме оставили под земята около 14 милиарда тона потенциално извличаеми запаси, тоест точно толкова, колкото е добито през цялата история на нефтената индустрия в България. Дългосрочният спад на коефициента на възстановяване на нефта се дължи на факта, че съвременните методи за увеличаване на производството почти не се използват при разработването на запасите. Нефтено находище е под натиска на газова шапка отгоре, а отдолу от подпочвените води. Следователно, когато се пробие кладенец, петролът избликва. Но налягането постепенно пада, фонтанът пресъхва и тогава се монтират маслени помпи - дълбоки помпи, насилствено издигащи черното злато на повърхността. Въпреки това, налягането продължава да пада, люлеещите се столове стават неефективни. В този случай се използва така нареченият вторичен метод - пробиват се нови кладенци (или се използват стари), в които се изпомпва вода под налягане. И водното "бутало" отново започва да повдига маслото. Когато този метод престане да се оправдава, компаниите спират работа и преминават към нови депозити. В същото време в петролните резервоари остават много ценни суровини. Може да се получи чрез така наречените третични методи, базирани на използването на вещества, които имат по-голяма изместваща сила,отколкото "водното бутало". Такива методи са разделени на четири групи: химични (наводняване с помощта на повърхностноактивни вещества, течни разтворители, полимери), газови (впръскване на въглеводородни газове, въглероден диоксид, азот), термични (изместване на нефт от топлоносители, въздействие с помощта на in situ екзотермични окислителни реакции) и микробиологични (въвеждане на бактериални отпадъчни продукти в резервоара или производството им от бактерии в самия резервоар).
Само местни учени са разработили повече от сто третични методи, които отчитат различни геофизични, химични и биологични условия на находищата.
Как бяха опитомени микробите Първият експеримент за увеличаване на нефтения добив с помощта на микробиологията през 1955 г. в едно от находищата на Волга завърши с неудобство. От кладенеца под налягане излязъл не нефт, а зловонен сероводород и меркаптани. Двадесет години по-късно, когато започна бумът на биотехнологиите в света и минните компании се насочиха към нови методи за увеличаване на нефтения добив, те решиха да се върнат към проблема. Микробиолозите са предложили два основни типа технологии. Първият е култивирането на микроорганизми във ферментатори и инжектирането на техните метаболитни продукти в резервоара. Второто е активирането на микрофлората в самите образувания с помощта на различни вещества, по-специално меласа (отпадъци от захарната промишленост, съдържащи до 40% захар). Оказа се обаче, че първият метод е скъп и опасен за околната среда, вторият, макар и по-евтин, не е подходящ за всички находища. Не може, например, да се използва, ако се използва морска вода при разработването на резервоари. Морската вода съдържа голямо количество сулфати, които при взаимодействие с микроби, които се хранят с меласа, образуват сероводород и меркаптан, а не агентите, които трябвастимулира отделянето на масло от скалата. Така се случи по време на неуспешен експеримент през 1955 г. В средата на 70-те години председателят на Държавния комитет по планиране на СССР Н. Байбаков привлича директора на Института по биохимия и физиология на микроорганизмите Г. Скрябин и академик М. Иванов в разработването на методи за увеличаване на нефтения добив. Последният предложи да се използва принципно нова схема за решаване на проблема. Още в средата на миналия век в Института по микробиология на Руската академия на науките, където е работил М. Иванов, са изследвали микрофлората на нефтените полета. Години на изследвания позволиха да се установи какви видове бактерии има в резервоарите и как могат да бъдат повлияни. По това време интересът към микрофлората беше свързан с проблема с образуването на сероводород, който корозира металните тръби, влошава качеството на петрола и дори застрашава живота на хората. Изследването на образуването на сероводород в резултат на взаимодействието на микроорганизми и сулфати всъщност доведе до идеята за използване на "маслени" бактерии за производство на вещества, които помагат за изместването на петрола от резервоарите. На учените трябваше да бъде дадено поле като експериментална площадка, където нямаше сулфати в инжектираната вода. Предложиха им да работят в Татарстан и това беше късмет. Факт е, че именно в Татарстан през 50-те години Институтът по микробиология на Руската академия на науките провежда изследвания на микрофлората. Именно там служителите на института успяха да открият законите на функциониране на микрофлората в нефтения резервоар. Освен това производството на петрол започна да намалява в региона, така че въвеждането на иновативни методи за увеличаване на производството на петрол тук би било много важно.
Метанът измества петрола Новата технология се основава на механизъм, подобен на процеса на образуване на сероводород от сулфати под въздействието на микроорганизми. С единствената разлика, че изходътучените трябваше да получат не сероводород, а съединения, които допринасят за изместването на петрола от резервоара. На първия етап кислородът под формата на водно-въздушна смес и минерални соли на азот и фосфор се изпомпват в кладенеца заедно с водата. Те активираха маслената микрофлора: имаше повече бактерии и те бяха по-ефективни. Аеробни (живеещи в присъствието на кислород) бактерии, влизащи в резервоара с вода и въздух, окисляват въглеводороди, което води до появата на нискомолекулни органични киселини (оцетна, пропионова и маслена) и алкохоли (метанол и етанол). След това отново се изпомпва вода, този път без кислород, за да се доставят получените продукти на други бактерии - анаеробни (живеещи без кислород). Анаеробните бактерии превръщат продуктите от окисляването на петрола в метан и въглероден диоксид. По този начин метанът действа като газ и намалява вискозитета на петрола, като същевременно увеличава локалното налягане в резервоара. Въглеродният диоксид също намалява вискозитета на петрола, но освен това разтваря и карбонатни скали. По този начин свойствата за изместване на нефт на пласта бяха значително подобрени. Експериментите продължават до 1988 г. След това продължиха под формата на пилотни тестове. Тогава новият метод беше пуснат в експлоатация от Tatneft. Експериментите показват, че увеличението на добива на нефт в различни находища варира от 10 до 30%. По време на изследванията са произведени повече от 700 хиляди тона нефт.
Китай се нуждае от него, България не? Изглежда, че иновативен начин за увеличаване на нефтения добив трябва да представлява интерес за нефтените компании, тъй като нивото на добив по първични и вторични методи непрекъснато намалява. Да, не беше там. Учените се опитаха да го популяризират на изложби, писаха писма до нефтените работници, но нямаше положителна реакция: някой просто го игнорира някъдеТе казаха, че „не е интересно да се забъркваш“. Междувременно огромно количество петрол остава в изоставените кладенци и ще бъде много по-малко изгодно да се извлича в бъдеще - ще е необходимо да се инсталира отново оборудване и т.н. Но чуждите държави се интересуват от иновации. Сега учени от Института по микробиология работят по договор в Китай. Китайците проявиха интерес към разработката още в началото на 90-те години, когато започнаха проблеми с добива на най-голямото находище в Дацин. Първият опит за сътрудничество обаче беше неуспешен. По време на посещението на български учени в Китай се оказа, че реалното внедряване на технологията е малко вероятно. Но няколко години по-късно М. Иванов получава писмо от петролния университет Джанхан (сега - университет Янджи). Професор Мей, който прочете за новия метод от материалите на различни конференции, покани български микробиолози в Южен Китай, в находището Даган. На срещата Мей се оплака, че вече са изпробвали всички методи, предложени от европейците и американците, но не са получили никакви резултати. В резултат на това българските учени успяха да заинтересуват Китайския комитет за наука и технологии от технологията и получиха 110 000 долара за първия двугодишен договор. Вярно, веднага се съгласи, че 100% резултат не е гарантиран: за разлика от българските находища, в Даган температурата в резервоарите достига шестдесет градуса, което може да бъде пагубно за използваните микроорганизми. По-късно обаче се оказа, че някои групи микроорганизми могат да "работят" дори при шестдесет и пет градуса по Целзий. Работата започва през 2001 г. 40% от находищата са извлечени чрез първични и вторични методи в Даган, а други 7% чрез третични микробиологични методи, т.е. почти една пета от извлечените. Китайците удължиха договора за една година, а през 2004 г. подписаха втори договор.В същото време на находището бяха открити всички стари сондажи и бяха пробити няколко нови, от които сега се изпомпва нефт по българска технология. След това държавната Petro China отпусна пари за използването на микробиологичния метод и в Daqing. Освен това условията за въвеждането му тук са много по-добри, отколкото на Даган: температурата в резервоарите достига 36 градуса и е идеална за микроорганизми. Микробиолозите също имат предложения от ирански нефтени производители. Те са много нетърпеливи да изпробват метода, въпреки че температурата във водоемите е много висока в находищата там.
Няколко думи за цената „Честно казано – оплаква се Иванов, – не разбирам защо нашият метод е интересен за китайските и иранските петролни производители, но не е интересен за българските. В крайна сметка това ви позволява да получите допълнителен петрол на цена от 5-10 долара на тон, докато при други третични методи цената е 40-60 долара. Нефтът, получен по новия метод, е сравним по цена с нефта, добит по първични и вторични методи от активни запаси. Там текущата цена, с изключение на капиталовите разходи, може да бъде между $7 и $20 (въпреки че някои компании твърдят, че може да бъде под $7). Други микробиологични технологии, например с използването на меласа и микрофлора, както и култивирането на микроби и производството на техните метаболитни продукти - повърхностноактивни вещества, биополимери и др., Които след това се инжектират в резервоара, са по-скъпи - 30-40 долара без капиталови разходи. Цената на маслото, получено чрез някои химически методи (например с помощта на полиакриламид), според специалисти от Института по микробиология, също е около 30 долара. Друго предимство на технологията на Института по микробиология на Руската академия на науките ече се вписва в схемата на вторичния добив. Освен това трябва да вградите само компресора и да добавите минерални соли. И можете да получите евтино допълнително масло, което не е включено в очакваното производство.
Галина Костина,