استخراج نفت به كمك باكتری
در سال هاي اخير پيشرفت هاي قابل توجهي را در زمينه دستيابي به دانش استفاده از ميكروب ها براي افزايش برداشت از ميادين نفتي شاهد بوده ايم. بررسي هاي كارشناسي انجام شده در زمينه روش هاي ازدياد برداشت از ميادين نفتي نشان داده است ميكروب هايي كه در چاه هاي نفتي حضور دارند مي توانند نقش موثري در احياي ميادين نفتي داشته باشند. در حقيقت مي توان گفت استفاده از ميكروب هاي به اصطلاح خورنده نفت پايان عمر ميادين نفتي را به تاخير مي اندازد. ايده استفاده از ميكروب ها براي افزايش برداشت از ميادين نفتي يكي از موضوعات جديد مطرح شده در حوزه انرژي است كه مورد توجه محققان پژوهشكده محيط زيست و بيوتكنولوژي صنعت نفت قرار گرفته است. از اين رو به عنوان يكي از گام هاي اوليه، شناسايي فلور ميكروبي يا به عبارتي جمعيت ميكروبي ساكن در صد مخزن نفتي با هدف اجراي پروژه ازدياد برداشت به روش ميكروبي در اين پژوهشكده آغاز شد. در طبيعت چاه هاي نفتي اي وجود دارد كه ممكن است به علت تزريق آب يا به اصطلاح غرقاب شدن امكان استفاده از آنها وجود نداشته باشد. علاوه بر اين رسوب تركيبات آلي و معدني پس از استخراج اوليه و ثانويه محدوديت هايي را در برداشت از چاه هاي نفتي ايجاد مي كند. اين در حالي است كه پس از برداشت اوليه و ثانويه همچنان قسمت اعظمي از نفت كه 80 درصد موجودي چاه ها را تشكيل مي دهد در چاه ها باقي مي ماند. از اين رو لازم است از روش هاي مختلفي براي استخراج نفت باقيمانده در اين چاه ها استفاده شود كه ازدياد برداشت ميكروبي يا MEOR از جمله روش هاي مورد توجه براي افزايش ضريب برداشت مخازن نفتي است. در حال حاضر در بسياري از كشورهاي آمريكاي شمالي از اين روش در مخازن كم عمق استفاده مي شود، اما با توجه به اين كه مخازن كشور ما ويژگي هاي خاصي دارد، استفاده از اين روش در كشور ما در شرايط فعلي در محدوده مرزهاي دانش است و براي رسيدن به مراحل اجرايي راهي طولاني پيش رو دارد. دكتر ابراهيم علايي رئيس پژوهشكده محيط زيست و بيوتكنولوژي پژوهشگاه صنعت نفت با اشاره به مراحل اوليه اجرايي شدن اين پروژه در كشور مي گويد: يكي از شرط هاي لازم و اساسي براي اجرايي شدن اين طرح، شناسايي شرايط و ويژگي هاي مخازن نفتي است. در كشور ما شرايط مخازن نفتي با توجه به ميزان دما و شوري در مقايسه با ديگر كشورها متفاوت است. از اين رو لازم است شرايط هر مخزن به تنهايي مورد بررسي قرار گيرد تا از امكان استفاده از روش ميكروبي در اين مخازن اطمينان لازم به دست آيد. به گفته علايي، يكي از مهم ترين مزيت هاي ازدياد برداشت ميكروبي ارزانقيمت بودن اين روش است. علاوه بر اين روش ميكروبي در مقايسه با ديگر روش ها ساده تر است و به راحتي مي توان با استفاده از تاسيسات موجود در سر چاه ها اين روش را عملي كرد. البته بايد توجه داشت زنده بودن ميكروب ها مي تواند محدوديت هايي را به همراه داشته باشد. در واقع ميكروب ها به دليل ماهيت زنده بودنشان گاهي رفتارهاي پيچيده و غيرقابل پيش بيني از خود بروز مي دهند كه مي تواند نتيجه كار را تحت تاثير خود قرار دهد. در حال حاضر از روش هاي ديگري مانند تزريق آب و گاز براي ازدياد برداشت استفاده مي شود، اما به نظر مي رسد روش ميكروبي در عمل از كارايي بهتري برخوردار است.
ميكروارگانيسم ها، گنجي در مخازن نفتي
اساس زيست فناوري نفت بر پايه ميكروارگانيسم ها بنا نهاده شده است. بعضي از ميكروب هاي موجود در چاه هاي نفتي فعاليت مثبت دارند و مي توانيم از ويژگي ها و صفات مثبت اين ميكروب ها براي تعريف شرايط عملياتي استفاده كنيم. يعني براساس توانمندي هاي مثبت و شاخص ميكروارگانيسم ها در بيوتكنولوژي نفت فرآيندهاي جديدي ايجاد مي شود. گروه ديگر، ميكروارگانيسم هاي مزاحم هستند كه در تقابل با فعاليت هاي انساني فعاليت مي كنند. در اين شرايط ضروري است فعاليت مضر اين گروه از ميكروارگانيسم ها تحت كنترل قرار گيرد.
نكته: پس از برداشت اوليه و ثانويه، همچنان قسمت اعظمي از نفت كه 80 درصد موجودي چاه ها را تشكيل مي دهد در چاه ها باقي مي ماند. از اين رو لازم است از روش هاي مختلفي مانند ازدياد برداشت ميكروبي براي استخراج نفت باقيمانده در اين چاه ها استفاده شود
به گفته دكتر قاسمعلي محبي، رئيس گروه بيوتكنولوژي اين پژوهشكده، در دهه 80 اصلاتصور نمي شد فعاليت ميكروب ها بتواند در صنعت نفت موثر باشد، اما نتيجه تحقيقات انجام شده نشان مي دهد ميكروارگانيسم ها از اركان مهم و باارزش پروژه هاي بيوتكنولوژي نفت به شمار مي آيد و نگهداري از آنها به منظور ادامه تحقيقات و استفاده كاربردي از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. محبي در ادامه با اشاره به اين كه در بسياري از كشورها ايجاد بانك ميكروبي نفت مورد توجه قرار گرفته، مي گويد: در بسياري از مراكز تحقيقاتي با صرف هزينه و زمان زياد، ميكروارگانيسم هاي مفيدي را از طبيعت جدا مي كنند كه در بسياري از زمينه هاي تحقيقاتي و اجرايي ازجمله ازدياد برداشت ميكروبي حائز اهميت است.
دكتر بهنام راسخ، رئيس بانك ذخاير زيستي پژوهشكده صنعت نفت، با اشاره به اهميت شناسايي فلور ميكروبي يا جمعيت ميكروبي ساكن مخازن نفتي در اجرايي شدن طرح ازدياد برداشت يادآور مي شود: تهيه شناسنامه ميكروبي مخازن نفتي از ضرورياتي است كه در كشور ما مغفول مانده است. تنها يك درصد از ميكروارگانيسم ها با روش هاي معمول قابل كشت است. بنابراين ميكروارگانيسم ها همچون گنج پنهاني هستند كه بايد در كوتاه ترين زمان ممكن شناسنامه اين موجودات با هدف بومي سازي روش ازدياد برداشت ميكروبي در كشور انجام شود.
خروج نفت به دام افتاده در مخازن نفتي به كمك ميكروب ها
ازدياد برداشت ميكروبي روشي است كه در آن به كمك ميكروب هاي اختصاصي و شاخص، ميزان نفت استخراجي از چاه ها و مخازن نفتي افزايش مي يابد. به گفته دكتر محمود شوندي، مسئول طرح تزريق ميكروبي ازدياد برداشت، روش ميكروبي، پس از روش هاي اوليه و ثانويه در ازدياد برداشت از آن استفاده مي شود. پس از مراحل اكتشاف و حفر چاه 30 درصد نفت موجود در مخزن با فشار از چاه خارج مي شود، اما 70 درصد آن در مخزن باقي مي ماند كه براي خارج كردن آن بايد از روش هاي ازدياد برداشت استفاده شود. در روش ثانويه از تزريق گاز يا پليمر سولفكنانت، بخشي از نفت موجود در مخزن استخراج مي شود. اين در حالي است كه حتي پس از اين نيز هنوز بخش زيادي از نفت در لايه هاي مخزن و در حالت به دام افتاده، باقي مي ماند. در اينجا ميكروارگانيسم ها مي توانند نفت به دام افتاده را از مخزن خارج كنند. در اين روش آب و مواد غذايي مورد نياز براي فعاليت ميكروارگانيسم ها به داخل مخزن تزريق مي شود و در نتيجه فعاليت ميكروارگانيسم ها، تركيبات بيوشيميايي در مخزن آزاد مي شود كه به ايجاد فشار مثبت و خروج نفت باقيمانده در مخزن منجر خواهد شد. در بعضي موارد هنوز براي استخراج نفت باقيمانده از روش ازدياد برداشت ثانويه استفاده نشده، اما چون اين مخازن قديمي هستند و عمر زيادي دارند بايد از روش ازدياد برداشت ميكروبي كمك گرفت. شوندي در ادامه با اشاره به اين كه در كشور ما با توجه به دماي بالاي مخازن و عمق زياد آنها به عنوان عوامل محدودكننده، اين طرح در مرحله آزمايشگاهي است، مي گويد: ضروري است در اين زمينه تحقيقات لازم انجام شود تا اين روش را بتوان عملامورد بهره برداري قرار داد. ميكروارگانيسم ها در نتيجه اكسيداسيون نفت، اسيد چربي در مخزن توليد مي كنند كه موجب كاهش گرانروي نفت مي شود. علاوه بر اين توليد مقادير قابل توجهي گاز دي اكسيد كربن نيز مي تواند شبيه مكانيسمي مانند تزريق گاز در مخزن به افزايش فشار و خروج نفت از مخازن منجر شود. ميكروب ها با ايجاد بيومس يا زيست توده بين سنگ و نفت موجود در مخزن، جابه جايي نفت به دام افتاده را تسهيل مي كنند.
نويسنده: فرانك فراهاني جم
در سال هاي اخير پيشرفت هاي قابل توجهي را در زمينه دستيابي به دانش استفاده از ميكروب ها براي افزايش برداشت از ميادين نفتي شاهد بوده ايم. بررسي هاي كارشناسي انجام شده در زمينه روش هاي ازدياد برداشت از ميادين نفتي نشان داده است ميكروب هايي كه در چاه هاي نفتي حضور دارند مي توانند نقش موثري در احياي ميادين نفتي داشته باشند. در حقيقت مي توان گفت استفاده از ميكروب هاي به اصطلاح خورنده نفت پايان عمر ميادين نفتي را به تاخير مي اندازد. ايده استفاده از ميكروب ها براي افزايش برداشت از ميادين نفتي يكي از موضوعات جديد مطرح شده در حوزه انرژي است كه مورد توجه محققان پژوهشكده محيط زيست و بيوتكنولوژي صنعت نفت قرار گرفته است. از اين رو به عنوان يكي از گام هاي اوليه، شناسايي فلور ميكروبي يا به عبارتي جمعيت ميكروبي ساكن در صد مخزن نفتي با هدف اجراي پروژه ازدياد برداشت به روش ميكروبي در اين پژوهشكده آغاز شد. در طبيعت چاه هاي نفتي اي وجود دارد كه ممكن است به علت تزريق آب يا به اصطلاح غرقاب شدن امكان استفاده از آنها وجود نداشته باشد. علاوه بر اين رسوب تركيبات آلي و معدني پس از استخراج اوليه و ثانويه محدوديت هايي را در برداشت از چاه هاي نفتي ايجاد مي كند. اين در حالي است كه پس از برداشت اوليه و ثانويه همچنان قسمت اعظمي از نفت كه 80 درصد موجودي چاه ها را تشكيل مي دهد در چاه ها باقي مي ماند. از اين رو لازم است از روش هاي مختلفي براي استخراج نفت باقيمانده در اين چاه ها استفاده شود كه ازدياد برداشت ميكروبي يا MEOR از جمله روش هاي مورد توجه براي افزايش ضريب برداشت مخازن نفتي است. در حال حاضر در بسياري از كشورهاي آمريكاي شمالي از اين روش در مخازن كم عمق استفاده مي شود، اما با توجه به اين كه مخازن كشور ما ويژگي هاي خاصي دارد، استفاده از اين روش در كشور ما در شرايط فعلي در محدوده مرزهاي دانش است و براي رسيدن به مراحل اجرايي راهي طولاني پيش رو دارد. دكتر ابراهيم علايي رئيس پژوهشكده محيط زيست و بيوتكنولوژي پژوهشگاه صنعت نفت با اشاره به مراحل اوليه اجرايي شدن اين پروژه در كشور مي گويد: يكي از شرط هاي لازم و اساسي براي اجرايي شدن اين طرح، شناسايي شرايط و ويژگي هاي مخازن نفتي است. در كشور ما شرايط مخازن نفتي با توجه به ميزان دما و شوري در مقايسه با ديگر كشورها متفاوت است. از اين رو لازم است شرايط هر مخزن به تنهايي مورد بررسي قرار گيرد تا از امكان استفاده از روش ميكروبي در اين مخازن اطمينان لازم به دست آيد. به گفته علايي، يكي از مهم ترين مزيت هاي ازدياد برداشت ميكروبي ارزانقيمت بودن اين روش است. علاوه بر اين روش ميكروبي در مقايسه با ديگر روش ها ساده تر است و به راحتي مي توان با استفاده از تاسيسات موجود در سر چاه ها اين روش را عملي كرد. البته بايد توجه داشت زنده بودن ميكروب ها مي تواند محدوديت هايي را به همراه داشته باشد. در واقع ميكروب ها به دليل ماهيت زنده بودنشان گاهي رفتارهاي پيچيده و غيرقابل پيش بيني از خود بروز مي دهند كه مي تواند نتيجه كار را تحت تاثير خود قرار دهد. در حال حاضر از روش هاي ديگري مانند تزريق آب و گاز براي ازدياد برداشت استفاده مي شود، اما به نظر مي رسد روش ميكروبي در عمل از كارايي بهتري برخوردار است.
ميكروارگانيسم ها، گنجي در مخازن نفتي
اساس زيست فناوري نفت بر پايه ميكروارگانيسم ها بنا نهاده شده است. بعضي از ميكروب هاي موجود در چاه هاي نفتي فعاليت مثبت دارند و مي توانيم از ويژگي ها و صفات مثبت اين ميكروب ها براي تعريف شرايط عملياتي استفاده كنيم. يعني براساس توانمندي هاي مثبت و شاخص ميكروارگانيسم ها در بيوتكنولوژي نفت فرآيندهاي جديدي ايجاد مي شود. گروه ديگر، ميكروارگانيسم هاي مزاحم هستند كه در تقابل با فعاليت هاي انساني فعاليت مي كنند. در اين شرايط ضروري است فعاليت مضر اين گروه از ميكروارگانيسم ها تحت كنترل قرار گيرد.
نكته: پس از برداشت اوليه و ثانويه، همچنان قسمت اعظمي از نفت كه 80 درصد موجودي چاه ها را تشكيل مي دهد در چاه ها باقي مي ماند. از اين رو لازم است از روش هاي مختلفي مانند ازدياد برداشت ميكروبي براي استخراج نفت باقيمانده در اين چاه ها استفاده شود
به گفته دكتر قاسمعلي محبي، رئيس گروه بيوتكنولوژي اين پژوهشكده، در دهه 80 اصلاتصور نمي شد فعاليت ميكروب ها بتواند در صنعت نفت موثر باشد، اما نتيجه تحقيقات انجام شده نشان مي دهد ميكروارگانيسم ها از اركان مهم و باارزش پروژه هاي بيوتكنولوژي نفت به شمار مي آيد و نگهداري از آنها به منظور ادامه تحقيقات و استفاده كاربردي از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. محبي در ادامه با اشاره به اين كه در بسياري از كشورها ايجاد بانك ميكروبي نفت مورد توجه قرار گرفته، مي گويد: در بسياري از مراكز تحقيقاتي با صرف هزينه و زمان زياد، ميكروارگانيسم هاي مفيدي را از طبيعت جدا مي كنند كه در بسياري از زمينه هاي تحقيقاتي و اجرايي ازجمله ازدياد برداشت ميكروبي حائز اهميت است.
دكتر بهنام راسخ، رئيس بانك ذخاير زيستي پژوهشكده صنعت نفت، با اشاره به اهميت شناسايي فلور ميكروبي يا جمعيت ميكروبي ساكن مخازن نفتي در اجرايي شدن طرح ازدياد برداشت يادآور مي شود: تهيه شناسنامه ميكروبي مخازن نفتي از ضرورياتي است كه در كشور ما مغفول مانده است. تنها يك درصد از ميكروارگانيسم ها با روش هاي معمول قابل كشت است. بنابراين ميكروارگانيسم ها همچون گنج پنهاني هستند كه بايد در كوتاه ترين زمان ممكن شناسنامه اين موجودات با هدف بومي سازي روش ازدياد برداشت ميكروبي در كشور انجام شود.
خروج نفت به دام افتاده در مخازن نفتي به كمك ميكروب ها
ازدياد برداشت ميكروبي روشي است كه در آن به كمك ميكروب هاي اختصاصي و شاخص، ميزان نفت استخراجي از چاه ها و مخازن نفتي افزايش مي يابد. به گفته دكتر محمود شوندي، مسئول طرح تزريق ميكروبي ازدياد برداشت، روش ميكروبي، پس از روش هاي اوليه و ثانويه در ازدياد برداشت از آن استفاده مي شود. پس از مراحل اكتشاف و حفر چاه 30 درصد نفت موجود در مخزن با فشار از چاه خارج مي شود، اما 70 درصد آن در مخزن باقي مي ماند كه براي خارج كردن آن بايد از روش هاي ازدياد برداشت استفاده شود. در روش ثانويه از تزريق گاز يا پليمر سولفكنانت، بخشي از نفت موجود در مخزن استخراج مي شود. اين در حالي است كه حتي پس از اين نيز هنوز بخش زيادي از نفت در لايه هاي مخزن و در حالت به دام افتاده، باقي مي ماند. در اينجا ميكروارگانيسم ها مي توانند نفت به دام افتاده را از مخزن خارج كنند. در اين روش آب و مواد غذايي مورد نياز براي فعاليت ميكروارگانيسم ها به داخل مخزن تزريق مي شود و در نتيجه فعاليت ميكروارگانيسم ها، تركيبات بيوشيميايي در مخزن آزاد مي شود كه به ايجاد فشار مثبت و خروج نفت باقيمانده در مخزن منجر خواهد شد. در بعضي موارد هنوز براي استخراج نفت باقيمانده از روش ازدياد برداشت ثانويه استفاده نشده، اما چون اين مخازن قديمي هستند و عمر زيادي دارند بايد از روش ازدياد برداشت ميكروبي كمك گرفت. شوندي در ادامه با اشاره به اين كه در كشور ما با توجه به دماي بالاي مخازن و عمق زياد آنها به عنوان عوامل محدودكننده، اين طرح در مرحله آزمايشگاهي است، مي گويد: ضروري است در اين زمينه تحقيقات لازم انجام شود تا اين روش را بتوان عملامورد بهره برداري قرار داد. ميكروارگانيسم ها در نتيجه اكسيداسيون نفت، اسيد چربي در مخزن توليد مي كنند كه موجب كاهش گرانروي نفت مي شود. علاوه بر اين توليد مقادير قابل توجهي گاز دي اكسيد كربن نيز مي تواند شبيه مكانيسمي مانند تزريق گاز در مخزن به افزايش فشار و خروج نفت از مخازن منجر شود. ميكروب ها با ايجاد بيومس يا زيست توده بين سنگ و نفت موجود در مخزن، جابه جايي نفت به دام افتاده را تسهيل مي كنند.
نويسنده: فرانك فراهاني جم
آخرین ویرایش:
