CC BY
15ИЗУЧЕНИЕ ПРИЧИН БИОКОРРОЗИИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ Ф. Ёдгорова.
Институт микробиологии АН РУз https://doi.org/10.5281/zenodo. 8368078
Аннотация. Впервые изучена и установлена причина биокоррозии нефтепромыслового оборудования в условиях резко континентального жаркого климата Узбекистана. Экспериментально доказано, что активными возбудителями биокоррозии нефтепромыслового оборудования являются бактерии видов Desulfovibrio vulgaris, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis. Явление биокаррозии интенсивно развивается на границе « металл - нефт - вода ».
Ключевые слова; Desulfovibrio vulgaris, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis.
Abstract. For the first time, the cause of biocorrosion of oilfield equipment in the conditions of the sharply continental hot climate of Uzbekistan has been studied and established. It has been experimentally proved that bacteria of the species Desulfovibrio vulgaris, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis are active agents of biocorrosion of oilfield equipment. The phenomenon of biocarrosion is intensively developing at the border «metal - oil - water»
Keywords: Desulfovibrio vulgaris, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis.
Annotatsiya. Birinchi marta O 'zbekistonning keskinkontinentalissiq iqlimi sharoitida neft konlari jihozlarining biokorroziyasi sabablari o'rganildi va aniqlandi. Desulfovibrio vulgaris, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis turlarining bakteriyalari neft kon uskunalarini biokoroziyasining faol agentlari ekanligi eksperimental tarzda isbotlangan. "Metal - neft - suv " chegarasida biokarroziya hodisasi jadal rivojlanmoqda.
Kalit so'zlar: Desulfovibrio vulgaris, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis.
Введение
Нефтегазовая промышленность является одной из металлоёмких отраслей народного хозяйства, оборудование которой за частую подвергнуты биокоррозии. Ущерб от биокоррозии нефтепромыслового оборудования ежегодно составляет сотни тысяч тонн металла.
Так как ущерб от биокоррозии нефтепромыслового оборудования ежегодно составляет сотни тысячтонн металла. Изучение причин ее в условиях резко континентального жаркого климата Узбекистана, -является исключительно актуальной и своевременной проблемой нефтяной микробиологии.
Для безопасной и надежной эксплуатации нефтяных скважин,трубопроводов и другого оборудования важное значение имеет выявление коррозионных процессов и изучение их возбудителей.
В настоящее время научная литература располагает данными [1-3], которые убедительно доказывают не только участие,микроорганизмов в коррозионном процессе, но и их первостепенную роль в нем. Однако до настоящего времени не изученымикроорганизмы, участвующие в коррозионных процессах нефтепромыслового оборудования в условиях нашего региона.
С целью изучение причин биокоррозии нефтепромыслового оборудования с поверхности следующих действующих приборов,опаратуре и установок: нефтехранилища, нефтепромысловые трубопроводы, газопроводы, компрессорные трубы, насосные трубы, бурильные установки, нефтяных месторождений: Капали, Кокдумалак, Алан, Северный Уртабулак, Маржон взяти соскоби, из каторых в чистую культуру выделено более двухсот штаммов углеводородокисляющих бактерии.
Нами установлено, что 70-71% коррозийонные процессы оборудования вызывают Сульфатредуцирующие и железобактерии - (DesulfovibrioSP, Pseudomonasputida, Rhodococcuserythropolis, Desulfovibriovulgaris, Arthrobacterchroococcum,
DesulfotomaculumSP), а 29-30% причиной коррозии являются микроскопические грибы.
Экспериментально также доказино,что коррозионные процессы интенсивно развивается на границе «металл -нефть-вода».
Наиболее активными участниками процессов биокоррозии нефтепромысловых трубопроводов в условиях жаркого резко континентального климата Центральной Азии являются бактерии Desulfovibrio SP, Pseudomonasputida, Rhodococcuserythropolis.
Впервые создан банк бактерий - возбудителей процессов биокоррозии нефтепромыслового оборудования ряда предприятий АО «Узбекнефтегаз» трубопроводов в условиях резко континентального жаркого климата Центральной Азии.
Методика исследований. Отбор проб (соскобов) для выделения углеводородокисляющих микроорганизмов проводили в 3 сезона (весной,летом и осенью) с поверхности действующих приборов, установок и оборудование следующих нефтяных месторождений .
На основе экспериментальных исследований установлены следующие доминирующие виды бактерий, принимающие, активное участие в коррозионных процессах, нефтепромыслового оборудования месторождение:
1. Месторождение Капали:
Desulfovibrio sp., Pseudomonas turcosa.
2. Месторождение Уртабулак:
Psevdomonasputida, Rhodococcus sp. - Migula, 1895.
3. Месторождение Кокдумалак:
Desulfovibrio vulgaris, Micrococcus. sp.
Arthrobacter chroococcum, Rhodococcus eruthropolis.
5.Месторождение Маржон:
Pseudomonas stutzeri, Arthrobacter chroococcum.
6.Месторождение Алан:
Rhodococcus terrae, Pseudomonas turcosa. - Migula, 1900.
Для выделения углеводорода окисляющих микроорганизмов были использованы питательные среды Раймондо и Чапека.
У микроорганизмов, выросших на выше приведенных 5 питательных средах, изучали культуральные, морфологические и физиологические свойства.
Для идентификации микроорганизмов использовали определитель Ф.М.Герхардта [4] и Н.С.Егорова [5]. Идентификацию изолированных бактерий проводили по определителю Д.Берджи[6].
Результаты исследований.
Наряду с бактериями биокоррозию нефтепромысловых трубопроводов вызывают также микроскопические грибы, исследование которых является задачей учёных-микологов.
В своем самостоятельном исследовании мы сосредоточили свое внимание на изучении бактерий- возбудителей коррозии.
Исследования, проведенные на протяжении трех лет, показали, что на поверхности нефтепромысловых и компрессорных трубопроводов нефтехранилищ и на некоторых участках месторождения Кокдумалак произошло коррозийное растрескивание трубопроводов. На основе обстоятельного изучения количественного и качественного составов выделенной из соскобов микрофлоры установлено, что наиболее активными участниками процессов биокоррозии нефтепромысловых трубопроводов в условиях резко континентального жаркого климата Центральной Азии являются бактерии Desulfovibrio SP, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis.
Таблица
БАКТЕРИИ- ВОЗБУДИТЕЛИ БИОКОРРОЗИИ НЕФТЕПРОМИСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
№ п/п Род Вид
1. Desulfovibrio D.SP
2. Desulfovibrio D.vulgaris
3. Acinetobacter ASP
4. Micrococcus M.album
5. Arthrobacter A.chroococcum
6. Rhodococcus Rterrae
7. Pseudomonas P. putida
8. Acinetobacter A.woffii
9. Rhodococcus Reruthropolis
10. Pseudomonas P.aeruginosa
11. A cetoanaerobium A.noterae
12. Desulfotomaculum D.SP
Наиболее ценной новизной проведённых многолетних исследований является установление на основе полученных культуральных, морфологических и физиологических свойства пяты десятков сульфатредуцирующие и железобактерии установлены следующих видов Desulfovibrio SP, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis, как постоянных агентов биокоррозии металлических конструкции действующего на десятках, месторождений оборудования.
Многолетние наблюдения показали, что наиболее значимым фактором, вызывающим интенсивную коррозию металлической поверхности трубопроводов, является растущее содержание грунтовой воды в продукции скважин.
Таким образом, впервые выделены и изучены бактерии, участвующие в коррозионных процессах нефтепромыслового оборудования . Разработаны экспресс-методы исследования и установления бактерий - возбудителей биокоррозии. Таксономически описано и найдено систематическое положение у части выделенных бактерий - активных возбудителей коррозии нефтепромысловых трубопроводов. Впервые создан банк бактерий - возбудителей процессов биокоррозии нефтепромысловых трубопроводов в условиях резко континентального жаркогоклимата Центральной Азии.
Ниже приведены микрофотографии клеток микроорганизмов - возбудителей биокоррозии нефтепромослового оборудования (рис-ки 1-4)
Род Desulfovibrio vulgaris Kluyver и Van Niel 1936
Культуральные свойства. При посеве суспензии соскобов и грунтовых вод на элективную питателнию среду в чашку Петри в массовом количестве вырастали серовато -белые колонии с характерным ирризирующим блеском. Термофильные виды не описаны. Место обитания - штамов является в основном пластовые воды нефтяных месторождений, ^ашкадаринской областы.
Морфологические свойства. Клетки от спиральных до вибриоидных размером 20.5-1.3 х 0.8-5 мкм. Подвижные за счет одного полярного жгутика или пучков полярных жгутиков; клетки Desulfovibrio carbinolicus неподвижные. Размером 0,5-1,3 х 0,8-5 мкм.
Физиологические свойства. Хорошо растут по уколу в агаровой среде, т.е. анаэробы. Трудности выделения бактерий этого рода в чистую культуру заключаются в подборе элективной питательной среды. Строгие анаэробы. Восстанавливают сульфат и часто также сульфит или тиосульфат до H2S. Могут также часто восстанавливать серу. Донорами электронов служат Н2, лактат, этанол, а также часто малат или фумарат. Некоторые виды могут использовать сахара, глицерол, холин или разнообразные аминокислоты. Органические субстраты окисляют не полностью до ацетата. Содержат десульфовиридин. Способны расти в синтетических средах простого состава, но дрожжевого состава. Несколько видов нуждаются в биотине или в других витаминах. Диапазон оптимальной температуры 25-40°С.
Род Pseudomonas Migula, 1900
Культуральные свойства. Выделяются из всех образцов соскобов. Палочки по 12, очень подвижные. На пептонном агаре образует светло-коричневые или бежевые колонии, прозрачные, круглые, мелкие (до 2-5 мм в диаметре).
Образуют сине-зелёный пигмент - пиоцианин на среде Кинга В., граммотрицательные, каталазоположительные, оксидазоположительные, аэробы.
Морфологические свойства. Прямые или слегка спиральные, но не спиральные, палочки размером 0.5-1.0 х 1.5-5.0 мкм. У множества видов накапливается в изогнутые, но не качестве запасного источника углерода поли-В-гидроксибутират, который виден как включения после окраски суданом. Простек и чехлов не образуют. Покоящиеся стадии неизвестны. Грамотрицательные. Подвижные за счет одного или нескольких полярных жгутиков; в отдельных случаях неподвижные. У некоторых видов возможно также образование латеральных жгутиков с более короткой длиной волны.
Физиологические свойства. Наблюдается рост при 50 °С и при 60 °C, используют углеводороды углеводородного питания. Отнесён к виду Pseudomonas aeruginosa. Штаммы Pseudomonas aeruginosa вызывали слабую коррозию металлов. Большинство, если не все
виды не растут в кислой среде (рН 4.5). Большинство видов в органических факторах роста не нуждается.
Род Rhodococcus erythropolis.Gray и Thornton 1928
Культуральные свойства. Возможно образование различных форм - от палочек до обильно разветвленного вегетативного мицелия. У всех штаммов морфогенетический цикл начинается со стадии кокков или коротких палочек, переходящей в последовательность более или менее сложных у различных организмов морфологических изменений, завершающих жизненный цикл. Так, кокки могут просто прорастать в короткие палочки, образовывать нити с боковыми выростами либо элементарным ветвлением или у наиболее дифференцированных форм сильно разветвленные гифы. Следующая генерация кокков или коротких палочек образуется в результате фрагментации палочек, нитей и гиф. Некоторые штаммы формируют редкие, видимые в микроскоп воздушные гифы (иногда ветвящиеся) либо прямостоячие пучки гиф - синнемы, состоящие из неразветвленных, соединенных и вытянутых вверх нитей.
Морфологические свойства. Колонии могут быть шероховатыми, гладкими или мукоидными и окрашенными в светло-желтый, желтовато-коричневый, кремовый, желтый, оранжевый или красный цвет, хотя встречаются и бесцветные варианты. Грамположительные. Как правило, частично кислотоустойчивые.
Физиологические свойства. Аэробы. Не содержат микобактинов. Чувствительны к лизоциму. В составе гликанового компонента клеточной стенки присутствуют N -гликолильные остатки. В состав клеточной стенки входят миколовые кислоты, содержащие от 34 до 52 атомов углерода и до 3 двойных связей, а также большое количество неразветвленных насыщенных, ненасыщенных и 10-метил-разветвленной (туберкулостеариновой) жирных кислот. Эфиры жирных кислот, освобождаемые при пиролизной газовой хроматографии эфиров миколовых кислот, содержат от 12 до 18 атомов углерода. Основные фосфолипиды клеток - дифосфатидилглицерол, фосфатидилэтаноламин и фосфатидилинозитолдиманнозиды.
Нефтяное месторождение Алан характеризуется наибольшей массой выделенных с поверхности компрессорных трубопроводов видов углеводородокисляюшдх бактерий. В коррозионных процессах трубопроводов участвуют виды Desulfovibrio sp. и Pseudomonas turcosa. На нефтяном месторождении Уртабулак среди выделенных с соскобов компрессорных трубопроводов также доминирующими оказались виды углеводородокисляющих бактерий. Постановкой специальных опытов установлено, что виды Psevdomonas putida и Rhodococcus sp. являются возбудителем биокоррозий металлических конструкций.
Рис.1 Микропейзаж ,микротрещин,газопровода,подвергнутого биокоррозии, увел.
680
Рис.2. Двухсуточные клетки Desulfovibrio vulgaris-активного возбудителя биокоррозии, увел. 680
Phc.3. ^ByxcyroHHbie KneTKH Rhodococcus erythropolis-aKTHBHoro B036yguTe.nfl 6uoKoppo3HH,yBe.n. 680
Phc.4. ^ByxcyroHHbie ktctkh Psedomonas putida-aKTHBHoro B036ygHTe.ra 6H0K0pp03HH,yBen. 680
ВЫВОДЫ
1. Впервые изучена и установлена причина биокоррозии нефтепромыслового оборудования в условиях резко континентального жаркого климата Узбекистана.
2. Экспериментально доказано, что процесс биокоррозии интенсивно протекает на границе металл-нефть - вода.
3. Активными возбудителями биокоррозии металлических конструкций нефтепромыслового и газоконденсатного оборудования являются бактерии видов Desulfovibrio vulgaris Pseudomonasputida, Rhodococcus erythropolis.
4. Начаты исследования по разработке способов предотвращения явления биокоррозии действующего нефтепромыслового оборудования нефтяных месторождений Капали, Кокдумалак, Уртабулок.
REFERENCES
1. Ан д р е ю к Е .И., Б и л а й В.И. и др. Микробная коррозия и её возбудители. КиевНаукова думка,1980.
2. Благник Р., Занова В. Микробиологическая коррозия.М.: Химия,1965.
3. Коррозия. Справочник/Под ред.Шрейдера Л.Л. М.,1981.
4. Герхардт Ф.М. Методы в бактериологии.М.: Мир,1984.
5. ЕгоровН.С. Практикум по микробиологии.1986.№9.
6. B e g a g S. Manaul of systematic Bacteriology. 1989.P.2362.
