زیستtechnology میکروبیال در حال تبدیل چشم انداز بازیابی نفت با ارائه یک جایگزین پایدار به روش های شیمیایی سنتی است.این روش های بیولوژیکی از توانایی های متابولیک میکروارگانیسم ها برای استخراج نفت در حالی که کاهش آسیب زیست محیطی به سرعت پیشرفت کرده است، با تکنیک های جدید بهبود بهره وری و مقیاس پذیری.

Microbial Enhanced Oil Recovery چیست؟

میکروبیال بهبود روغن (MEOR) از میکروارگانیسم های منتخب و محصولات متابولیسم آنها برای بسیج روغن باقیمانده به دام افتاده در شکل گیری سنگ متخلخل استفاده می کند، این میکروب ها مواد زیستی تولید می کنند که تنش های بین نژادی پایین تر، بیوپلیم هایی که بهره وری را بهبود می بخشند و گازهایی مانند دی اکسید کربن که فشار مخزن را افزایش می دهند، با تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی روغن- سیستم، آب مایع، می توانند به آب های معمولی یا نشت کنند که نمی توانند به آب های شیمیایی آلوده شوند.

این فرآیند معمولا شامل تزریق محلول مواد مغذی به همراه سویه های میکروبی به مخزن است.هنگامی که در محل، میکروب ها رشد می کنند و ترکیبات مورد نظر را تولید می کنند. MEOR می تواند به عنوان یک روش بهبود عالی پس از تکنیک های اولیه و ثانویه استفاده شود.

  • تولید مواد زیستی کاهش تنش های بین المللی نفت و آب
  • تولید گاز (CO2، متان، هیدروژن) افزایش فشار و کاهش ویسکوزیته
  • تولید حل شده (alcohols, Ketnes) از بین بردن سپرده های ارگانیک
  • Biocping مناطق با کارایی بالا برای منحرف کردن جریان به مناطق بدون شک
  • تولید اسید مواد معدنی گازدار را حل می کند و افزایش منافذ

پیشرفت های اخیر در تکنولوژی های Microbial

نوآوری در زیست شناسی مولکولی، مهندسی پردازش زیستی و سنجش زمان واقعی به طور قابل توجهی ابزار MEOR را گسترش داده است.این پیشرفت ها محدودیت های تاریخی را حل می کنند و مسیرهای جدیدی را برای استقرار تجاری باز می کنند.

مهندسی ژنتیک Microbial Strains

تکنیک های DNA Recombinant به دانشمندان اجازه می دهد تا میکروارگانیسم ها را برای شرایط خاص مخزن تنظیم کنند. [۶] سویه های اصلاح شده می توانند مقادیر بیشتری از مواد زیستی را تولید کنند، آنزیم های بی نظیر (FLT3) و (Fpidli) را افزایش داده اند.

Bioaugmentation با Consortia تخصصی

به جای سویه های منفرد، MEOR مدرن اغلب از کانتراست میکروبی استفاده می کند که به طور همزمان کار می کند. Bioaugmentation شامل تزریق مخلوط تعریف شده از باکتری ها، قارچ ها یا archaea است که مکمل مسیرهای متابولیک یکدیگر است: این رویکرد شبیه سازی اکوسیستم های طبیعی و تقویت در شرایط مخزن سم زدایی.

بهینه سازی پردازش و تحویل Nutrient

MEOR کارآمد نیاز به کنترل دقیق رشد میکروبی و تولید متابولت دارد. [۱] پیشرفت در طراحی بیکنتر اجازه می دهد تا کشت در محل میکروب ها در واحدهای تلفن همراه، اطمینان از بیوmas های تازه و فعال برای تزریق مواد مغذی خودکار، با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین، تنظیم منابع کربن، نیتروژن، و عناصر ردیابی در زمان واقعی بر اساس داده های سنسور سوراخ، این روش سازگار با مواد مغذی استفاده شده در شش ماه.

نظارت پیشرفته و کنترل

نظارت زمان واقعی فعالیت میکروبی در حال حاضر از طریق سنجش دمای توزیع فیبر نوری ()، حسگرهای شیمیایی ضعیف و تجزیه و تحلیل مبتنی بر ژنومیک از مایعات تولید شده امکان پذیر است.با نظارت بر غلظت متابولیت، pH و ترکیب گاز، اپراتورهای می توانند میزان تزریق و ترکیبات مواد مغذی را تنظیم کنند تا عملکرد مطلوب MEOR را حفظ کنند.این سیستم ها همچنین مشکلات بالقوه مانند لوله کشی بیولوژیکی یا سناریو های شبیه سازی میکروبی را شناسایی می کنند.

مزایای زیست محیطی MEOR

زیستtechnology میکروبیال یک پروفایل تمیزتر از روش های معمول شیمیایی EOR ارائه می دهد: مزایای زیست محیطی قابل توجه است:

  • سمیت قرمز شده: MEOR جایگزین گشت و گذار مصنوعی، حلالها و پلیمرهای است که اغلب سمی برای زندگی آبزیان هستند و در محیط زیست باقی می مانند.
  • گازهای گلخانه ای کم تر: بر خلاف تزریق حرارتی (steam injection)، که انرژی فشرده و تولید CO2 قابل توجه است، MEOR در دمای محیط یا نزدیک بهservoir عمل می کند. برخی از میکروب ها حتی CO2 را مصرف می کنند و به ذخیره سازی کربن کمک می کنند.
  • آلودگی آب زیرزمینی را استخراج کرد: تزریق شیمیایی می تواند منجر به مهاجرت ترکیبات سمی به aquifers شود. میکروbes مورد استفاده در MEOR به طور معمول غیرپاتیک هستند و به مخزن محدود می شوند؛ محصولات جانبی آنها به سرعت توسط ارگانیسم های بومی متابولیزه می شوند اگر آنها فرار کنند.
  • بی سوادی: روغن معطر که پس از MEOR باقی مانده است بیشتر مستعد به بی سوادی طبیعی، کاهش خطر آلودگی طولانی مدت است.این روند همچنین کسری هیدروکربن سنگین را تجزیه می کند، بهبود خاک و کیفیت آب اگر انتشار اتفاقی رخ دهد.
  • استفاده از آب قرمز: بسیاری از سیستم های MEOR بازیافت آب، کاهش تقاضای آب شیرین به طور کلی 30 تا 50٪ در مقایسه با سیل پلیمری.

ارزیابی چرخه زندگی نشان می دهد که MEOR می تواند رد پای کربن بازیابی نفت را تا 40 تا 60 درصد نسبت به سیل بخار کاهش دهد و آن را به عنوان یک فن آوری پل قابل اعتماد به عنوان انتقال جهان به منابع انرژی تجدید پذیر تبدیل کند.

زمینه های کاربردی و مطالعات موردی

MEOR تجاری در تنظیمات مختلف زمین شناسی، از روغن سنگین در چین به نور روغن در دریای شمال آزمایش شده است.

  • ] [FLT: 1 ] بزرگترین پروژه MEOR جهان با بیش از 200 چاه با ] Bacillus درمان شد [به طور متوسط 18٪ بهبود روغن مسکن، با برخی از چاه ها نشان می دهد که یک پروژه برای هفت سال بدون حوادث عمده زیست محیطی عمل می کند.
  • میدان روکسانا، اوکلاهما، ایالات متحده آمریکا: یک خلبان با استفاده از یک کنسرسیوم میکروبی بومی همراه با مواد مغذی تزریق دوره ای، بیش از ۱۲ هزار بشکه اضافی را در دو سال از یک مخزن آب زده شده بازیابی کرد. این هزینه ۸ دلار در هر بشکه بود، به طور قابل توجهی کمتر از EOR شیمیایی.
  • مخازن روغن سنگین در ونزوئلا: میکروب های حرارتی سفارشی بهبود یافته توسط 22٪ در حالی که کاهش ویسکوزیته 10 درجه روغن API تا 40٪ اجتناب کرد.

این موارد نشان می دهد که MEOR می تواند از نظر اقتصادی در هنگام طراحی به شرایط خاص مخزن و زمانی که با زیرساخت های موجود یکپارچه شده است، قابل دوام باشد.

چالش ها و مسیرها به جلو

علی رغم پیشرفت، MEOR با موانعی مواجه است که محدود کردن پذیرش گسترده است.

مجتمع های Reservoir و قابلیت بقای میکروبی

دمای بالا، سالیت، فشار و کم بودن می تواند میکروب های تزریقی را بکشد یا غیرفعال کند، حتی اگر آنها زنده بمانند، فعالیت متابولیک آنها ممکن است برای تولید مقادیر موثر از بیوفنتنرها کافی نباشد. محققان در حال کار بر روی سویه های غیرمتریک از چشمه های گرم و خروجی های عمیق و در فن آوری های encap که تا رسیدن به منطقه هدف محافظت می کنند.

قابلیت های اقتصادی و مقیاس

پروژه های MEOR اغلب نیاز به یک دوره بازپرداخت طولانی تر از EOR شیمیایی دارند، زیرا رشد میکروبی کندتر است.هزینه مواد مغذی، حمل و نقل و بیکاران در محل می تواند قابل توجه باشد.اما مطالعات اخیر نشان می دهد که سیستم های ترکیبی یکپارچه MEOR-شیمیایی می توانند هزینه های کلی را کاهش دهند.به عنوان مثال، استفاده از یک محصول کشاورزی کم هزینه (assemols یا Whey) به عنوان کاهش مواد مغذی برای افزایش هزینه های بیشتر از انگیزه های تجاری دولت.

مقررات و پذیرش عمومی

آزاد کردن میکروارگانیسم ها به محیط های زیرزمینی، نگرانی های قانونی را افزایش می دهد، به ویژه در مورد انتقال افقی ژن و اختلال بالقوه زیست محیطی، بسیاری از حوزه های قضایی نیاز به ارزیابی های اثرات زیست محیطی گسترده و برنامه های نظارت دارند. صنعت در حال توسعه است (FLT:0kill-switch مدارهای ژنتیکی که جلوگیری از بقای میکروبی در خارج از مخزن، و سویه های غیر پاتوژنی ضروری هستند.

ادغام با سایر تکنولوژی ها

آینده MEOR در ترکیب روش های میکروبی با تزریق CO2، نانوتکنولوژی یا سیل آب کم نمکی می تواند مزایایی را تقویت کند. محققان در حال بررسی استفاده از مواد مغذی غیر مغذی هستند که مدل های حمل و نقل بومی را شبیه سازی می کنند.

نتیجه گیری

زیستtechnology میکروبی یک رویکرد قدرتمند و کم اثر را به بهبود تدریجی نفت ارائه می دهد.پیشرفت های اخیر در مهندسی ژنتیک، کنترل پردازش زیستی و نظارت بر زمینه، MEOR را از یک ابزار طاقچه به یک گزینه تجاری پایدار منتقل کرده است، در حالی که چالش ها باقی مانده است - به ویژه در مخازن شدید و مقیاس اقتصادی - تحقیقات و کارآزمایی های موفق زمینه نشان می دهد که MEOR می تواند نقش قابل توجهی در گسترش انرژی زیست محیطی را ایفا کند، در حالی که به دنبال کاهش آسیب های روغن زیست محیطی است.