درک چالش منابع غیر متعارف

منابع غیرمتعارف سخت به پوشش یک بخش گسترده اما فنی به چالش کشیدن از مخلوط انرژی جهانی است، این شامل ماسه های نفتی، نفت شیل و گاز، روغن سنگین، متان زغال سنگ، و هیدراته گاز قابل توجه بر خلاف مخازن معمولی که در آن هیدروکربن ها به طور طبیعی به دلیل مصرف زیاد، مواد منفجره شیمیایی و یا مواد منفجره بالا جریان می یابد.

پتانسیل بیوتکنولوژی میکروبی [FLT 1] برای باز کردن این منابع توجه جدی به دست آوردن.با استفاده از قابلیت های متابولیک طبیعی در حال وقوع یا مهندسی میکروارگانیسم ها، صنعت می تواند به سمت پایدارتر، زیست محیطی پایدارتر، و in-situ [LT:3 فرایندهای استخراج این مقاله بررسی اصول اصلی، و مزایای بازیابی میکروبی در زمینه های فعلی، و منابع تحقیق غیر متعارف.

مکانیسم های اصلی بیوتکنولوژی میکروبی در بازیابی منابع

Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR)

بهبود روغن Microbial از میکروب های زنده یا محصولات جانبی آنها برای بهبود بسیج هیدرو کربن و افزایش بهره وری استفاده می کند.

  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱]] [۳] [۱] [۱] [۳] [۱]] [FLT: ۴] باسیلوس [FLT: ۵] ترکیباتی مانند rhamnolipid و سورفکندگی تولید می کنند که تنش بین سنگ و تسهیل نفت را کاهش می دهد.
  • ] تولید [FLT: 1 ] مسیرهای تخمیر دی اکسید کربن، متان یا هیدروژن تولید می کنند که مخزن را سرکوب می کند و روغن را متورم می کند، جریان را بهبود می بخشد.
  • تولید - آستون، اتانول و دیگر حلال های آلی کمک به حل کسری سنگین.
  • اصلاح قابلیت بهره وری - پلیمرهای میکروبی مناطق با کارآیی بالا را وصل می کنند، آب سیل را به مناطق غنی از نفت هدایت می کنند.

کاربردهای میدانی MEOR بهبود فزاینده نفت 5-20٪ در مخازن مناسب را نشان داده اند، با سرمایه گذاری نسبتا کم در مقایسه با EOR شیمیایی.

بی سوادی و ارتقاء روغن های سنگین

روغن سنگین و ذره حاوی مولکول های بزرگ در برابر جریان است[[۱])، متشوفات میکروبی خاص می تواند هیدروکربن های طولانی زنجیره ای را به قطعات حمل و نقل سریع تر، به عنوان مثال، بهبود بخش های ویسکوزیته 306، Rhocodocous] [F3:3 و [FLT] [FLT] اغلب فرآیند نیتروژن را کاهش می دهد.

Bio-clogging و Zonal Isolation

در شکل گیری های شیل و تنگ، کنترل جریان مایع حیاتی است. میکروبها می توانند تحریک شوند تا بیوفیلم یا کربنات کلسیم پیش بینی شده، شکستگی های آب و کاهش برش آب را تشکیل دهند.این تکنیک هنوز در حال ظهور است اما یک جایگزین غیر شیمیایی برای ژل های پلیمری ارائه می دهد.

نسل متان از زغال سنگ و هیدرس

برای متان و هیدراته زغال سنگ، بیوفی از بومیان متانول می تواند زغال سنگ یا ماده آلی را به پروژه های آزمایشی متان در حوضه رودخانه پودر (ایالات متحده) تولید متان پس از تزریق راه حل های مواد مغذی به طور مشابه، یک میکروب های آگروبیک می توانند گاز هیدرات را با مصرف فیلم های تثبیت شده، بی ثبات کنند.

مزایای بیش از روش های متعارف

پایداری زیست محیطی

میکروبیال بیوتکنولوژی وابستگی به مواد شیمیایی مصنوعی را کاهش می دهد، خطرات آلودگی آب را به حداقل می رساند و نیازهای انرژی را کاهش می دهد. بسیاری از فرآیندهای میکروبی در دمای مخزن محیط (30 تا 70 درجه سانتیگراد) و فشارهای، اجتناب از نیاز برای ورودی حرارتی.

هزینه بهره وری

کارآزمایی های میدانی نشان می دهد که MEOR می تواند هزینه های عملیاتی را تا 20 تا 50 درصد در مقایسه با سیل شیمیایی یا تزریق بخار کاهش دهد. تزریق Nutrient نسبتا ارزان است و میکروب ها می توانند از خود مخزن سرچشمه بگیرند، هزینه های حمل و نقل و سنتز را از بین ببرند.

درخواست In-Situ Application

اکثر مداخلات میکروبی را می توان از طریق چاه های موجود با اختلال سطح حداقل اجرا کرد، این به ویژه در اکوسیستم های حساس مانند شن های نفتی کانادا، که در آن معدن سطح بحث برانگیز است، ارزشمند است.

مطالعات موردی و پروژه های تحقیقاتی Milestones

محاکمه های میدان MEOR در ایالات متحده و چین

در حوزه Permian، یک پروژه آزمایشی با استفاده از Bacillus licheniformis تزریق شده با molasses افزایش تولید نفت توسط 15٪ بیش از شش ماه است.در چین Daqing Oilfield، درمان های میکروبی بهبود بهره وری، تولید یک بشکه اضافی بیش از 300،000 سال است که این موفقیت ها باعث افزایش بهره در مقیاس پذیری غیر قابل توجه به مخزن غیرمتعارف است.

Biodegradation در کمربند Orinoco

کمربند سنگین نفت ونزوئلا محل آزمایش هایی بوده که یک کنسرسیوم میکروبی غیرتاستازیک به سرعت در کاهش ویسکوزیته تحریک شده است.پس از 120 روز، ویسکوزیته توسط 55٪ کاهش یافت و تولید سرد را بدون بخار فعال می کند.

افزایش متان

دانشگاه مونتانا و شرکای صنعت یک آزمایش میدانی در حوزه رودخانه پودر انجام دادند و یک کوکتل مواد مغذی را به یک زغال سنگ رها تزریق کردند. تولید متان در عرض هشت هفته ده برابر افزایش یافت و امکان سنجی (FLT:0) تبدیل زغال سنگ بیولوژیکی را نشان داد.

چالش ها و محدودیت ها

با وجود وعده، چندین مانع باقی مانده است:

  • ناهمگنی سطح - رشد و فعالیت میکروبی به pH، سالینیت و دما حساس هستند. Reservoirs با شرایط شدید (>80 °C یا >15٪ سالین) ممکن است از کانتریت میکروبی قابل استفاده پشتیبانی نکنند.
  • نرخ واکنش آهسته - فرآیندهای بیولوژیکی می توانند سفارشات بسیار کندتر از واکنش های شیمیایی، به طور بالقوه به تاخیر انداختن سود تولید.
  • عدم پیش بینی [FLT 1] - رقابت بین میکروب های تزریقی و بومی، همراه با کاهش مواد مغذی، می تواند منجر به عملکرد متناقض شود.
  • ] [مشارکت و ایمنی ] [FLT 1 ] - مقدمه میکروارگانیسم های مهندسی شده باعث ایمنی زیستی و سوالات حاوی، به ویژه در aquifers کم عمق می شود.

تحقیقات به طور فعال به این مسائل از طریق مدل سازی متابولیک، زیست شناسی مصنوعی و ابزارهای نظارت پیشرفته می پردازد.

آینده Outlook و تکنولوژی های نوظهور

مهندسی ژنتیک و زیست شناسی مصنوعی

میکروب های طراح با مسیرهای متابولیک بهینه برای تولید بیولوژیکی، تولید سنگین نفت (FLT:2Ginkgo Bioworks) می توانند به طور چشمگیری بازده را افزایش دهند. شرکت هایی مانند LanzaTech و Ginkgo Bioworks در حال بررسی زیست شناسی مصنوعی برای کاربردهای انرژی هستند و رویکردهای مشابه می توانند برای استفاده از زیر سطح سازگار شوند.

استراتژی های Omics و Data-Driven

Metagenomics، metatranscriptomics و متاببولومیک به محققان اجازه می دهد تا میکروبیوم های مخزن را در زمان واقعی مشخص کنند.این داده ها می تواند فرمول های مواد مغذی را هدایت کرده و رفتار میکروبی را پیش بینی کند و قابلیت اطمینان درمان های میدانی را افزایش دهد.

ادغام با Twins دیجیتال و AI

ترکیب مدل های فرآیند میکروبی با شبیه سازی مخزن (دو قلوهای دیجیتال) تست مجازی استراتژی های MEOR را قبل از استقرار ماشین قادر می سازد تا برنامه های تزریق بهینه را شناسایی کرده و عملکرد را نظارت کند و صنعت را به سمت مدیریت دقیق میکروبی سوق دهد.

نتیجه گیری: یک مسیر پایدار به جلو

Microbial بیوتکنولوژی ارائه می دهد یک تغییر پارادایم قانع کننده برای باز کردن منابع غیرمتعارف سخت به پوشش، در حالی که چالش های باقی مانده، سرعت تحقیق و اعتبار نشان می دهد که راه حل های میکروبی می تواند تاثیر زیست محیطی، هزینه های پایین تر و منابع دسترسی که در غیر این صورت بسیار دشوار است، به عنوان یک ابزار زیست شناسی بالا باقی می ماند: سرعت تحقیق و زمینه اطمینان نشان می دهد که راه حل های میکروبی تبدیل به یک ابزار جدایی ناپذیر انرژی است.

[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲]] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲]]]] [۲]]]]] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۳] [۲] [۲] [۲] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۳] [