ГЛАВА 1

20-ғасырдың алпысыншы жылдарынан бастап жылумен өңдеу, химиялық тәсілмен мұнай қуу және газ айдау сынды осы үш түрлі EOR тәсілі зор дамушылықтарға қол жеткізді, микроорганизмдер арқылы мұнай бергіштікті арттыру техникасы 20-ғасырдың 80-жылдарынан бастап зерттеле бастады. 1998-жылдың басында бүкіл жер шарының EOR объектілерінде алынған мұнайдың жалпы шығымы шамамен 2.3×106bbl/күн болып, жалпы дүние жүзілік өндірілген мұнай мөлшерінің 3.5%-іне барабар болған. АҚШ, Канада, совет одағы және Қытай дүниедегі негізгі EOR арқылы мұнай өндіретін елдер, 1.1-сурет дүниедегі басты EOR арқылы мұнай өндіретін елдердің күндік шығымы (George J.Stosur, 2003).

Сурет 1.1-Дүниедегі басты EOR арқылы мұнай өндіретін елдердің күндік шығымы.

Жылумен өңдеудің таяу жылдардан бергі өнім мөлшері тұрақты болып, басты EOR техникасы саналуда, бүкіл дүниенің 60% артық EOR өнім мөлшері түгелдей жылумен өңдеуден келген.

Полимер арқылы мұнайды қуу химиялық тәсілмен мұнай қуудағы типтік уәкіл, ол негізінен Қытайдағы Дачиң кен орнында қолданылуы сәтті болып, 1996-жылдан бастап кен орындарында зор көлемде қолданылып, сумен айдап игерудің негізінде мұнай бергіштікті 10% жоғарлатты. 2003-жылы өндірілген 10 миллион тоннадан астам мұнайдың басым көп бөлегі полимер арқылы мұнай қуу тәсілін қолдану арқылы келген болып, бұл сол жылғы Дачиң кен орнының жылдық жалпы өнім мөлшерінің 15% ұстады, жалпы мұнай бергіштігі 50%-ке жетіп, дүние жүзіндегі полимер арқылы мұнай өндірудің өндіріс базасына айналды, ал басқа мемлекеттерде бұл техниканың дамуы негізінен тоқырап қалды.

Газ айдау негізінен АҚШ және Канадада дамушылыққа ие болды, өйткені бұл екі мемлекетте мол CO₂ газы қайнары және тасымалдауға қолайлы шарт жағдай бар. АҚШ-тың CO₂ айдау арқылы мұнай бергіштікті арттыруы негізінен батыс Техас штатындағы Перми ойпатына шоғырланған, бұндағы басты себеп бұл өңірдің известнякті және доломитті резервуарлары CO₂ айдауға өте жақсы үйлеседі, сонымен бірге бұл жерлер негізгі CO₂ өндіру базасына жақын орналасқан болып, газ қайнары өте қолайлы.

Қытайда жылумен өңдеуден сырт, басқа EOR өнім мөлшері дерліктей полимер арқылы мұнайды қуу техникасын қолдануда. Дачиң кен орыны дүниедегі ең үлкен полимер арқылы мұнай бергіштікті арттырып мұнай өндіретін өндіріс базасы. Полимер арқылы мұнай қуу техникасы мұнай бергіштікті зор мөлшерде арттырғанымен, бірақ әдетте полимер арқылы мұнай қуу техникасынан кейін резервуар қасиеті және ондағы сұйықтықтың қасиетінде көп өзгерістер пайда болып, мұнай қабаты ортасын күрделете түседі, әрі бұл техника басқалай жаңа EOR техникасын жалғасы қолдануға көптеген тиімсіз ықпалдарды ала келіп, жаңа EOR техникасын қолданыс барысында экономикалық және техникалық жақтардан тіпті де қиындықтарға ұшыратады.

Химиялық жолмен мұнай өндіру нәтижесі біршама жақсы болғанымен, бітеліп қалған“көне жолдар”кейін оңайшылықпен ашылмайды,сөйтіп ішінде бөгеліп қалған мұнайларды өндіруге амалсыз қаламыз.

Жоғарыдағы үш түрлі EOR тәсілімен салыстырғанда, микроорганизмдер арқылы мұнай бергіштікті арттыру техникасы (MEOR) кезекте даму кезеңінде ғана, Қытай, АҚШ, Россия, Румыния қатарлы мемлекеттер бұл салаға белсенді ат салысып, кен орындарда түрлі сынақтар жүргізе бастады, бұл бір түрдегі даму болашағына ие EOR техникасы саналады, бірақ көптеген шешуге тиісті мәселелерге дүп келіп түр.

1990-жылдың соңына дейін дүниедегі мұнайдың жалпы анықталған қор мөлшері 161.2 миллиард текше метр. Бұл қордың әдеттегі мұнай өндіру арқылы өндіріліп алынады. Бірақ қалдық мұнайлардың геологиялық қор мөлшері барланып анықталған қор мөлшерінен үш есеге жуық артық, сондықтан мұнай бергіштікті арттыру өте маңызды. Халықаралық мұнайға қажетсінудің артуына байланысты экономды мұнай өндіру әдісін ойластыру керек.

MEOR жойқын көмескі күшке ие экономды әрі өнімді әдіс деп танылуда, әсіресе төмен шығымды ұңғымалардың мұнай өндіру мөлшерін арттыруда тіпті де осылай. Мұнай бергіштікті арттырудың микроорганизм тәсілі қазіргі экономикалық жағдайға өте үйлеседі. Мұнай бағасы біршама төмен әрі органикалық техникалармен біржақты ету кең көлемді мақұлдауға ие болуы біздің MEOR ға болған қызығушылығымызды арттыра түсу мүмкін.

Микроорганизмдер арқылы мұнай бергіштікті арттыру техникасы

MEOR туралы түсінік

Микроорганизмдер арқылы мұнай бергіштікті арттыру техникасы (MEOR) дегеніміз жер бетінде бапталған (өсірілген) микроорганизм бактерия ерітінділері мен қоректік ерітінділерін мұнай қабатына айдау, немесе тек қане жалаң қоректік ерітіндісін, болмаса бактерияларды айдап оларды қабатта өсіп жетілдіру арқылы мұнай өндіруге пайдалы болатын зат алмасудың өнімдерін пайда қылдырып, мұнай бергіштікті арттыратын мұнай өндіру техникасы.

Мұнай кен орындарын пайдалану тәжірибесінде микрооргранизмдерді қолдану мүмкіндігі дамыған капиталистік елдерде 40-шы жылдардан бастап белсенді түрде зерттелуде. Бірақ, алынатын ақпараттың тек өте кішкентай ғана бөлігі жарияланады. Бұл саладағы шетелдік ғалымдардың арасындағы ең танымалдылары: I.B. Davis, W. IVIozes, Z. Bell, D.M. Uppdegraff, Wren, I.E. Zajic және т.б. Біздің еліміздегі зертханалық және тәжірибелік өнеркәсіптік сынақтар Мұнай және Газ Мәселелерінің Институты, ВНИИ «Нефтеотдача», Пущин қаласындағы НЦБИ РАН, ВНИИ «Нефтепромхим» және т.б. белсенді түрде жүргізеді. Осы сұрақтарды зерттеуге Е.П. Розанова, М.В. Иванов, В.Э. Юлбарисов өздерінің зор үлесін қосты.

Микробиологиялық әдістер басқа үшіншілік әдістермен салыстарғанда келесідей артықшылықтарға ие:

1) Қолданыстағы технологияға жеңіл енгізіледі.

2) Мұнай ығыстырғыш (нефтевытесняющие) агенттер жыныс – су – мұнай шегінде тікелей синтезделеді.

3) Микробты технологияның құны қымбат емес, экологиялық таза, еңбек күшін аз қажет етеді.

Біздің елімізбен шетелде жүргізілетін зерттеулер бұл құбылыстың әр түрлі жақтарын зерттейді, оның ішінде :

1. бактериалды коррозияны және оның жаншылу әдістері.

2. микроорганизмдердің әсерінен коллектордың кеуектілігі мен өткізгіштінің селективті өзгерісі.

3. бактерияның мұнайдың беттік және фаза аралық тартылысына әсері .

4. микробтық метаболизмнің өнімдерімен өндірілетін ұңғыманың түптік аймағын тазарту .

5. қабат ішіндегі қысымды айтарлықтай жоғарылататын газ тәріздес өнімдердің биосинтезі.

6. эмульсияның пайда болу және оның қозғалғыштығының ұлғаю есебінен мұнай ағынының тұтқырлығының төмендеуі.

7. ұңғыманы асфальтталған және парафинді шөгінділерден тазарту.

Мұнай өндіру процесіне қатысатын микроорганизмдер келесідей қасиеттерге ие болу керек.

1) Кеуекті жыныс арқылы кіруге мүмкіндік беретін кішкентай көлем .

2) Көптеген кен орындары өте үлкен тереңдікте орналасқандықтан, жоғары қысымға тұрақтылық.

3) Көптеген ірі кен орындарында болатын теңді (вьюкий) температураға максималды тұрақтылық.

4) Жиі кен орындарында кездесетіндіктен және олар айдағыш флюид ретінде қолданылатындықтан, теңіз суы мен тұздықтарға төтеп беру қасиеті.

5) Құнарлы ортаға жоғары емес талаптар. Қарапайым минералды тұздарда өмір сүру және даму, шикі мұнайдың бір бөлігін көмірсутектік субстрат және энергия көзі ретінде қолдану қасиеті.

6) Субстратты анаэробты утилдеу қасиеті, себебі молекулалық оттегі кен орындарында бір немесе бірнеше жыл көлемінде жалғасатын барлық 12 процесс кезеңінде жеткілікті мөлшерде қатыса алмайды.

7) Биохимиялық қасиеттер шикі мұнайдың өте жоғары қозғалғыштығын қамтамасыз ететін белсенді метаболиттердің сәйкес санын өнімге айналдыруды қамтамасыз етеді.

8) Мұнай құрамында жағымсыз өзгерістер мен нефтепро-мьюлового жабыдақтың коррозиясын шақыратын, келесі өткізгіштігін немесе химиялық заттардың өнімге айналуын төмендететін формацияның бітелуіне алып келетін кейбір жағымсыз қасиеттердің болмауы.

Осылайша, жоғарыда көрсетілген факторлардан, мұнай коллекторлары микроорганизмдер үшін ең жақсы мекендеу орны болып табылмайтынын байқауға болады және барлық бактериалды табиғи өмір сүріп және қабатты шарттарда пайда әкелмейді. Шетелдік генетиктер мен микробиологтардың көптеген зерттеулері нәтижесінде, мұнайшылар үшін Bacillus Pseudomonas, Micrococcus, Micobacterium, Clostridium, Desulfovibrio түрлері және Enterobacteriaceae тобының мүшелері пайдалы болатынын анықтады. Терең коллекторларда жоғары температураларда кокк және спорақұраушы бактериялар көп болады, ал жоғарғы кен орындарында жиі спорақұрамайтын штаммдар, әсіресе жалған домонадты және Enterobacteriaceae тобының мүшелері көп болады. Бірақ, заманауи ағылшын ғалымдары жергілікті микрофлораның шынайы құрамын анықтау мүмкін емес деп санайды, себебі ол адсорбцияланған жынысытың күйімен шектелген сонымен бірге, кез келген кен орнында қабатты суларда болатын табиғи биоценоздың орны бар және сульфат-редукцияланған бактериялар мен метаногендер жиі кездеседі [1-5]

Әдебиеттер тізімі

1. Милованович Е.В. Математическая модель распространения биологически активной фазы в пористой среде. - СПб., 1996. 11 с. Деп. в ВИНИТИ 21.02.96 № 567-В96.

2. Милованович Е.В. Математическое моделирование микробиологического метода повышения нефтедобычи. // Тез. докл. 17 Международной Научной Конференции «Математическое моделирование в механике сплошных сред на основе методов граничных и конечных элементов».: - СПб., 1999.- С.108-109.

3. Милованович Е.В. Исследование распределения компонентов биосинтеза по длине нефтяного пласта при непрерывной закачке бактериальной культуры. // Тез. докл. 13 Международной Научной конференции "Математические методы в технике и технологиях 2000.": - СПб., 2000. -Т,3.,-С.158-161.

4. Милованович Е.В., Суханов М.Б. Программный продукт для расчёта распространения биологически активной фазы в пористой среде для повышения нефтедобычи. // Тез.докл. 13 Международной Научной Конференции «Математические методы в технике и технологиях 2000»..- СПб., 2000. -т.3.,с.161-162.

5. Гинак А.И., Милованович Е.В., Суханов М.Б. Программный продукт для расчёта биосинтеза метаболита в пористой среде как средство повышения безопасности нефтедобычи. // Тез.докл. 3-го Международного Молодёжного Научного Форума стран Балтийского региона "ЭКОБАЛТИКА'2000", :- СПб., 2000 ,-С.70-71. 10.04.01г. Зак.55-55 РТП ИК «Синтез» Московский пр., 26