پتانسیل بهبود روغن Microbial در زمینه های حاشیه ای

زمینه های نفتی حاشیه ای - که با نرخ تولید پایین، کاهش آب بالا یا زمین شناسی پیچیده - اغلب با موانع اقتصادی مواجه می شوند که بهبود روغن پیشرفته (EOR) روش های غیر فعال است. Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR) یک جایگزین بیولوژیکی را ارائه می دهد که می تواند روغن باقی مانده را در این مخازن به چالش کشیدن باز کند.با استفاده از فعالیت متابولیک طبیعی، افزایش بهره وری نفت و کاهش بهره وری شیمیایی به طور متوسط در کاهش می دهد.

درک Microbial Enhanced Oil Recovery

Microbial Enhanced Oil Recovery یک تکنولوژی است که از میکروارگانیسم های انتخاب شده استفاده می کند - یا تزریق یا تحریک شده (FLT:0) در situ - برای تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی مایعات مخزن و سنگ، مفهوم به دهه ۱۹۲۰ برمی گردد، اما تا دهه 1970 بحران های نفتی که تحقیقات سیستماتیک تسریع شده اند، MEOR در اشکال مختلف مهندسی شده با تزریق مواد مغذی ساده استفاده نمی شود.

کلید Microbial Metabolites و نقش های آنها

میکروب ها طیف وسیعی از ترکیبات را تولید می کنند که بهبود روغن را تسهیل می کنند:

• [به عنوان مثال، متان، دی اکسید کربن، هیدروژن] - افزایش فشار مخزن و کاهش ویسکوزیته روغن.
• عوامل [FLT 1 ] - تنش بین نفت و آب پایین تر، بسیج قطره های به دام افتاده.
• [[۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]] - مواد معدنی کربنات را حل کنید، بهبود بهره وری در شکل های سنگ آهک.
• Biopolymers [FLT 1] - بهبود بهره وری با افزایش جابجایی ویسکوزیته مایع.
• [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱] [۱]] [به عنوان مثال، اتانول، سنگ] - کمک به حل اجزای سنگین روغن.

این متابولیت ها به صورت هم افزایی عمل می کنند؛ یک کنسرسیوم میکروبی می تواند چندین نوع را به طور همزمان تولید کند و باعث می شود که MEOR یک فرآیند چند منظوره باشد.

چرا MEOR به ویژه برای زمینه های حاشیه ای مفید است

زمینه های حاشیه ای - اغلب رها شده یا نزدیک به رها شدن به دلیل نرخ های بهبودی پایین - محدودیت های منحصر به فرد را نشان می دهد: تولید آب بالا، قابلیت کم، محتوای چتر بالا یا آسفالتن و حاشیه اقتصادی محدود برای پروژه های EOR گران قیمت. MEOR متناسب با این طاقچه به دلایل مختلف:

• هزینه سرمایه پایین : MEOR معمولا نیاز به تنها تجهیزات تزریق برای مواد مغذی و تجهیزات نظارت، جلوگیری از ژنراتور بخار پر هزینه و یا گیاهان تزریق شیمیایی.
• [FLT: 1 ] قابلیت بهره برداری از شرایط مخزن [FLT: 1 ]: میکروارگانیسم های بومی می توانند تحریک شوند یا آسیب پذیر باشند، سویه های ترفیلیک را می توان برای مطابقت با محیط انتخاب کرد.
• سطح پایه : Nutrients محلول در آب و می تواند از طریق زیرساخت های خوب موجود تزریق شود.
• توانایی هدف قرار دادن روغن با پشتوانه : میکروب ها می توانند به مناطق کم مصرف نفوذ کنند که آب یا سیل گاز نمی توانند به آن دسترسی پیدا کنند و روغن را از منافذ مرده قرار دهند.

برای اپراتورهای دارایی های بالغ یا حاشیه ای، MEOR یک نمایه "کم خطر، پاداش متوسط" را ارائه می دهد که با بودجه های تنگ و اهداف پایداری هماهنگ می شود.

مکانیسم های MEOR: یک فرآیند بررسی

هسته MEOR در ایجاد شرایط مطلوب برای فعالیت میکروبی در داخل مخزن قرار دارد.این فرایند را می توان در پنج مرحله خلاصه کرد:

1. [FLT 1] [FLT: نمونه برداری از مخازن brine، روغن و سنگ برای شناسایی جمعیت میکروبی بومی و نیازهای مواد مغذی.
2. ] انتخاب یا غنی سازی ؛ یا جداسازی سویه های بومی امیدوار کننده یا تزریق یک کنسرسیوم طراحی شده که می تواند شرایط مخزن را حفظ کند.
3. تزریق روغن [FLT:]: یک راه حل حاوی منبع کربن (به عنوان مثال، molasses، شربت ذرت یا فرآورده های کشاورزی)، نیتروژن و فسفر از طریق تزریق به مخزن تزریق می شود.
4. Incubation : چاه برای یک دوره (روز به هفته) بسته می شود تا رشد میکروبی و تولید متابولت را فراهم کند.
5. تولید ؛ چاه باز است، و روغن بسیج شده - همراه با بیوگازها و آب - ممکن است چندین بار تکرار شود.

اثرات شیمیایی در Reservoir

در طول انکوباسیون، میکروب ها محیط مخزن را به گونه ای تغییر می دهند که بهبود روغن را افزایش می دهد:

• تغییر قابلیت پذیری ؛ Biosurfactants تغییر زاویه تماس بین روغن و سطح سنگ، ساخت سنگ بیشتر آب و انتشار فیلم های نفتی.
• تقویت قابلیت بهره وری ؛ Bioacids کربنات یا خاک رس را حل می کند، باز کردن گلوهای متخلخل؛ بیوپلیتر همچنین می تواند به طور انتخابی کانال های با کارآیی بالا را وصل کند، جریان را به مناطق غیر قابل تشخیص منحرف کند.
• کاهش ویسکوزیته ؛ تخریب میکروبی کربن های طولانی مدت، ویسکوزیته را کاهش می دهد و روغن سنگین را آسان تر می کند.
• ] نگهداری از سوخت [[[FLT: Biogenic] تولید گاز، فشار مخزن را افزایش می دهد، رانندگی روغن به سمت تولید چاه.

از آنجا که MEOR به طور همزمان چندین مکانیسم بازیابی را هدف قرار می دهد، اغلب روش های تک مکانیکی را در مخازن ناهمگن یا آسیب دیده، به کار می گیرد.

برنامه های کاربردی و نتایج مستند

کارآزمایی های میدانی MEOR در کشورهای مختلف با موفقیت های قابل توجه در حاشیه و حاشیه ای انجام شده است.

• در حوزه روغن (چین)، یک برنامه تزریق مواد مغذی در مقیاس بزرگ در بلوک های آبخیز بهبود روغن را به میزان 5 تا8% در یک دوره سه ساله افزایش داد.این زمینه یکی از بزرگترین تولید کنندگان در چین است و نشان می دهد که MEOR می تواند در رسوبات پیچیده قاره ای کار کند.
• در ایالات متحده ، وزارت انرژی گزارش داد که بیش از 80 درصد از پروژه های MEOR در دهه 1990 به تولید نفت افزایش یافته است، با میانگین 2500 بشکه در هر پروژه در سال.
• در رومania ، خلبان در میدان موین ⁇ ti کاهش آب از 98٪ به 85٪ و افزایش 30٪ تولید نفت پس از چرخه های مکرر MEOR.

برای بررسی جامع از موارد زمینه، راهنمای را ببینید که بیش از 50 کارآزمایی جهانی MEOR را فهرست می کند.

مزایای اقتصادی و زیست محیطی در مورد کنوانسیون EOR

در مقایسه با روش های حرارتی (تیم، احتراق) یا شیمیایی (محجاه ها، پلیمرها) ، MEOR مزایای روشنی برای زمینه های حاشیه ای ارائه می دهد:

علاوه بر این، MEOR را می توان در چاه هایی که زیرساخت برای روش های دیگر وجود ندارد، اجرا کرد. بسیاری از اپراتورهای از MEOR برای احیای چاه های "مرده" با هزینه ای از 10000 تا 500.000 دلار در هر درمان استفاده کرده اند، با دوره های بازپرداخت کمتر از 18 ماه، رد پای محیط زیست نیز کوچکتر است: مواد مغذی مانند molasses تجدید پذیر هستند و میکروبیوم توسط محصولات جانبی به طور طبیعی از نگرانی های طولانی مدت آلودگی جلوگیری می کنند.

چالش ها و محدودیت های فعلی

علی رغم وعده های آن، MEOR هنوز یک تکنولوژی قابل اعتماد جهانی نیست.

• پیچیدگی شخصیت سازی Reservoir [FLT 1]: موفقیت MEOR بستگی به درک کامل از محیط زیست میکروبی بومی، حمل و نقل مواد مغذی و ژئوشیمی - اغلب در زمینه های قدیمی کم است.
• شرایط ضعف [FLT: درجه 1]: دمای بالا (80 درجه سانتیگراد)، پیری بالا (100،000 ppm) و فشار بالا بقای بسیاری از میکروب ها را محدود می کند، در حالی که سویه های ترملیک و هالوفیلیک وجود دارد، میزان متابولیسم آنها اغلب کند است.
• تحویل و مصرف : مواد مغذی ممکن است توسط باکتری های غیر هدف مصرف شود (به عنوان مثال، باکتری های ضد عفونی کننده سولفات که H2S تولید می کنند) یا تبلیغات بر روی خاک رس، کاهش اثربخشی.
• قالب بندی : در برخی موارد، رشد بیش از حد میکروبی یا تولید پلیمر می تواند فضاهای منافذ را مسدود کند، و کاهش تزریقی.
• موانع جبران کننده : معرفی میکروارگانیسم ها به زیر سطح ممکن است نیاز به مجوز زیست محیطی داشته باشد.در بسیاری از حوزه های قضایی، تنها تزریق مواد مغذی (biostimulation) مجاز است، نه بی نظیری (اضافه کردن سویه های غیر بومی).

تحقیقات مداوم با هدف رسیدگی به این مسائل، به عنوان مثال، وزارت انرژی ایالات متحده برنامه پروژه های مالی در شبیه سازی پیشرفته مخزن و مهندسی سویه میکروبی برای بهبود پیش بینی MEOR.

مسیر های تحقیقاتی آینده و فرصت ها

انتظار می رود نسل بعدی MEOR از بیوتکنولوژی مدرن و علوم داده استفاده کند:

• ] مهندسی ژنیک سویه های میکروبی: CRISPR و زیست شناسی مصنوعی می توانند سویه هایی ایجاد کنند که بازده بالاتری از بیوفورمینرها یا بیوگازها را تولید می کنند یا در برابر شرایط شدید مقاوم هستند.
• تحویل با کمک تکنولوژی Nano [FLT 1]: نانوذرات می توانند مواد مغذی یا باکتری ها را در هنگام تزریق حمل کنند، و اطمینان حاصل کنند که به منطقه هدف می رسند.
• کنترل سنجش کیفی ؛ ارتباط سلول به سلول می تواند به اپراتورهای اجازه دهد تا تولید متابولت را بر روی و خاموش کنند، و خطر وصل شدن را کاهش دهند.
• ] یادگیری ماشین برای بهینه سازی : الگوریتم های AI می توانند داده های میدانی را تجزیه و تحلیل کنند تا برنامه های تزریق، ترکیبات مواد مغذی و پیکربندی های به خوبی ترمیم را توصیه کنند، و MEOR را سازگار تر کنند.

علاوه بر این، اتصال MEOR با روش های دیگر EOR - مانند سیل آب کم نمکی یا سیل پلیمری - ممکن است اثرات هم افزایی ایجاد کند.به عنوان مثال، یک فرایند هیبریدی با استفاده از MEOR برای تولید مواد زیستی که پس از تزریق پلیمر می تواند بهره وری را در مخازن ناهمگن بهبود بخشد.

نتیجه گیری

Microbial Enhanced Oil Recovery یک گزینه قانع کننده، کم هزینه و زیست محیطی برای زمینه های نفتی حاشیه ای است که در غیر این صورت باقی مانده است، با استفاده از فرآیندهای بیوشیمیایی طبیعی، MEOR می تواند عوامل بازیابی را با استفاده از 5 تا 15 درصد اضافی در مخازن مناسب افزایش دهد، در حالی که چالش های فنی و نظارتی باقی مانده، پیشرفت در میکروبیولوژی، مدل سازی مخزن، و نظارت به طور مداوم بهبود ابزار استخراج و قابلیت اطمینان از اپراتورهای نفت است.

از آنجا که صنعت نفت همچنان به دنبال راه حل های پایدار است، MEOR به عنوان یک تکنولوژی است که پایداری اقتصادی را با نظارت محیط زیست هماهنگ می کند - یک ترکیب نادر در EOR معمولی با یادگیری مداوم تحقیق و زمینه، پتانسیل بهبود روغن میکروبی در زمینه های حاشیه ای ممکن است در نهایت در مقیاس تجاری تحقق یابد.