Применение микробиологических методов для повышения нефтеотдачи и интенсификации нефтедобычи
Шарауова, А. Б. Применение микробиологических методов для повышения нефтеотдачи и интенсификации нефтедобычи / А. Б. Шарауова, Л. К. Нуршаханова, Г Тулешева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2014. — № 8 (67). — С. 307-309. — URL: https://moluch.ru/archive/67/11072/ (дата обращения: 17.05.2022).
Доля добычи сырой нефти и попутного газа Казахстана на сегодняшний день составляет более 50 % в структуре общего промышленного производства. Доля нефтегазовой отрасли в ВВП РК еще в 2009 г. составила 21 %, а в государственных доходах 40,5 %.
В настоящее время большинство крупных месторождений Казахстана вступило в позднюю стадию разработки, текущая обводненность продукции большая, в основном превышает 80 %. Большинство месторождении характеризуются низкой проницаемостью, повышенной вязкостью нефти и сложным геологическим строением, то есть их запасы относятся к категории трудно извлекаемых. Увеличение конечного коэффициента извлечения нефти только на 1 % сможет обеспечить значительный прирост ежегодной добычи. Поэтому особое значение приобретает возможность прироста запасов нефти за счет внедрения и увеличения новых современных методов интенсификации нефтедобычи.
Как известно, существующие технологии позволяют извлекать в лучшем случае только половину нефти, содержащейся в месторождениях. В связи с этим в настоящее время заметно возрос интерес к поиску путей и средств повышения вторичной добычи нефти. Одним из таких немногих методов является микробиологический метод. Микробиологические методы повышения нефтеотдачи привлекают внимание высокой эффективностью и безопасностью для окружающей среды. В отличие от химических реагентов, теряющих активность в результате разбавления их пластовыми водами, микроорганизмы способны к саморазвитию, т. е. размножению и усилению биохимической активности в зависимости от физико-химических условий среды.
Принципиальная возможность использования микробиологического воздействия с целью увеличения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти, впервые запатентованная C. E. Zobell (1946 г.), в настоящее время подтверждена многими зарубежными исследователями и успешными промысловыми экспериментами. Сегодня эти методы нашли широкое применение в России, Польше, Венгрии, Румынии, Китае, Германии и США. При опытно-промышленном испытании этого метода на одном из участков Бондюжского нефтяного месторождении (ОАО «Татнефть») за 5 лет с начала испытаний получено дополнительно 47 тысяч тонн нефти, что составило около 30 % общей добычи нефти на этом участке за указанный период времени. Испытания на других нефтяных месторождениях (Ромашкинское, Сергеевское, Быстринское, Солкинское, Локбатанское) позволили получить дополнительно от 29 до 35 % нефти от ее общей добычи на пилотных участках этих месторождений [1, 2].
В настоящее время широко известны следующие основные направления развития и применения микробиологических технологий в нефтяной промышленности:
- увеличение нефтеотдачи пластов;
- очистка почвы и воды от нефтяных загрязнений;
- очистка (ингибирование) скважинного оборудования;
- очистка (ингибирование) отложений солей в скважинном оборудовании и трубопроводах.
Микробиологические методы повышения нефтеотдачи разрабатываются по двум направлениям: первое — получение в наземных условиях продуктов микробиологического синтеза, увеличивающих подвижность нефти, и нагнетание их в нефтяной пласт, второе — развитие микробиологических процессов непосредственно в условиях нефтяного пласта с целью получения метаболитов, способствующих вытеснению нефти из коллектора. Суть этих методов заключается в улучшении нефтевытесняющих свойств закачиваемой воды с помощью микробных метаболитов: биоПАВ, полисахаридов, растворителей и др. соединений.
Механизм воздействия этого метода основывается на изменении реологических свойств нефтей, коллекторских свойств пород, очистке их от асфальто-смолопарафиновых отложений. Микроорганизмы влияют на вытеснение нефти следующим образом: 1 — образование кислот, растворяющих вмещающие породы и увеличивающих пористость и проницаемость; 2 — образование газа, ведущее к снижению вязкости нефти и увеличению пластового давления; 3 — образование растворителей, непосредственно участвующих в экстракции нефти или в качестве сурфактантов, снижающих межфазное натяжение и увеличивающих подвижность нефти; 4 — образование биоПАВ, биополимеров и других соединений, эмульгирующих нефть, снижающих ее вязкость и межфазное натяжение на границе нефть-вода; 5 — образование микробной биомассы, вызывающей эмульгирование нефти, изменяющей смачиваемость пород [3].
Преимущества микробиологического метода повышения нефтеотдачи:
- повышение производительности нефтяных месторождений;
- увеличение суммарной добычи нефти и срока эффективной эксплуатации скважин и месторождений;
- уменьшение содержания воды в пластовой жидкости;
- повышение вязкости пластовой воды за счет биомассы и растворимых биополимеров, продуктов жизнедеятельности микроорганизмов;
- уменьшение содержания сероводорода в нефтяных и газовых скважинах и месторождениях, снижается его отрицательное воздействие на оборудование;
- уменьшение времени простоя оборудования.
При реализации микробиологического метода повышения нефтеотдачи закачанные в пласт микроорганизмы метаболизируют углеводороды нефти и выделяют полезные продукты жизнедеятельности:
- спирты, растворители и слабые кислоты, которые приводят к уменьшению вязкости, понижению температуры текучести нефти, а также удаляют парафины и включения тяжелой нефти из пористых пород, увеличивая проницаемость последних,
- биологические поверхностно-активные вещества, которые способствуют десорбции нефти с пористой поверхности пласта,
- газы, которые увеличивают давление внутри пласта, что способствует вытеснению нефти.
Кроме того, происходит повышение качества добываемой нефти:
- увеличение легких алканов < С20;
- уменьшение средних алканов С20-С40;
- разрушение высокомолекулярных тяжелых углеводородов;
- расщепление структурных ароматических колец;
- расщепление структурных фенольных колец;
- преобразование серосодержащих органических соединений;
- уменьшение концентрации металлических микроэлементов;
- эмульгирование сырой нефти [4].
Данный метод хорошо подходит и для наших Казахстанких месторождении, в частности для месторождения Каламкас, расположенный на п-ове Бузачи. На месторождении с 08.09.06 по 13.09.06 гг. проведены опытно-промышленные работы по применению технологии микробиологических методов повышения нефтеотдачи пластов, а именно селективной изоляции водопритока с закачкой реагента СНПХ-9900 в скв. № № 4071, 622, 2129 на объектах разработки Ю-С1, Ю-IV, Ю-II соответственно.
Технология воздействия водного раствора СНПХ-9900 на обводненные нефтяные пласты проводилась в циклическом режиме. Концентрация и объем оторочек, количество циклов определялись в зависимости от геологического строения и контролировался приемистостью скважин. Один цикл: суспензия СНПХ-9900 (0,1–0,8 % концентрации) в объеме 100 м 3 и продавочная жидкость (техническая вода) в объеме 15 м 3 . Затем скважина закрывается на структурное упрочнение состава в пласте на 24–48 часов.