CC BY
46
УДК 622.276.344:577
Р. С. Бахтиярова (асп.), А. С. Беляева (к.х.н.), Р. В. Кунакова (член-корр. АН РБ, д.х.н., проф., зав.каф.)
Использование отходов и побочных продуктов процессов биоочистки для увеличения нефтеотдачи пластов
Уфимская государственная академия экономики и сервиса кафедра специальной химической технологии 450077, г.Уфа, ул.Чернышевского, 145, тел.: (347) 2520532, 2524922, e-mail:[email protected], [email protected]
R. S. Bahtiyarova, A. S. Belyaeva, R. V. Kunakova
Use of waste and by-products of bioremediating processes for increase in petrofeedback of layers
Ufa State Academy of Economy and Service, 145, Chernyshevskogo Str, 450077, Ufa, Russia; ph. (347) 2520532, 2524922; E-mail: [email protected], [email protected]
Рассмотрена технология увеличения нефтеотдачи пластов с использованием отходов и побочных продуктов процессов биоочистки нефтехимических производств, разработанная во Всесоюзном научно-исследовательском институте Нефтеотдачи (ВНИИ Нефтеотдача). Описан стадийный механизм микробиологического воздействия на пласт.
Ключевые слова: биореагент; нефтеотдача; отходы процессов биоочистки.
На современном этапе большинство нефтяных месторождений Волго-Уральского региона находятся на поздней стадии разработки, что характеризуется снижением добычи нефти и ростом обводненности добываемой продукции 1. В этих условиях важнейшей проблемой является повышение конечной нефтеотдачи заводненных пластов и сокращение объемов попутно добываемой воды. Приоритетными направлениями являются исследования в области разработки и внедрения системной технологии, предусматривающей выход на нефтеотдачу через физико-химическую обработку призабойных зон за счет изменения направления потоков в пласте и улучшения приемистости и притока скважин 2.
На основе исследований процессов взаимодействия пластовых флюидов, различных химических и микробиологических реагентов с поверхностью порового пространства, сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института «Нефтеотдача» (ВНИИ
Дата поступления 13.04.09
In this paper the technology of increasing in petrofeedback of layers with using the waste and by-products bioremediating processes of petrochemical production, designed in All-Union Research Institute Nefteotdacha was researched. It was description the occurring in stages mechanism of microbiology influence on the layer.
Key words: bioreagent; oil recovery; waste bioremediation processes.
Нефтеотдача) для повышения нефтеотдачи пластов и снижения обводненности добываемой продукции разработаны осадкогелеобра-зующие композиции 3'4 и биореагенты 5' 6. Так, в 1991 г. лабораторией разработки, испытания и внедрения биотехнологии повышения нефтеотдачи пластов ВНИИ Нефтеотдача была разработана технология микробиологического воздействия на пласт биореагентом ИАИП-1 5. Главными преимуществами этой технологии явились меньшая трудоемкость, экологическая чистота, возможность применения на малорентабельных месторождениях и низкозатрат-
7
ность 7.
Биореагент ИАИП-1 представляет собой смесь избыточного активного ила, полученного из отходов работы биологических очистных сооружений нефтехимических производств (99.9%) и водорастворимого катионного полиэлектролита ВПК-402 (0.1%), полученного на
«-> 8
основе полидиметилаллиламмонийхлорида . Избыточный активный ил в своем составе
содержит множество микроорганизмов, наиболее распространенными из которых являются бактерии рода Pseudomonas (50—54%), Mykobacterium (9-11 %), Bacterium (8-9 %) 9. Добыча нефти за счет воздействия биореагентом ИАИП-1 (0.5-2.0 % мас. ИАИ и 0.03-0.07 % ВПК-402) 8 на Арланском месторождении за 1991-1993 гг. составила 16.2 тыс. т. При этом возрос профиль приемистости (с 358.8 до 442 м3/сут.) и уменьшилась обводненность (с 95 до 92 %) 10'11.
Стадийный механизм воздействия биореагента ИАИП-1 на пласт (рис.) был впервые обоснован и предложен сотрудниками ВНИИ Нефтеотдача 7.
Первым этапом воздействия микробиологического процесса на пласт является первичное селективное закупоривание. Селективное закупоривание высокопроницаемых пропласт-ков связано с бактериальным ростом микроорганизмов, в результате которого происходит
закупоривание слоя с высокой проницаемос-
11
тью .
Следующим этапом микробиологического воздействия является загущение вытесняющей воды микроорганизмами. Загущение происходит за счет микробиальных клеток (аэробы, анаэробы) (в 1 мл активного ила содержится от 3.2х109 до 4х1010 клеток) с вязкостью, в 800—8000 раз превышающей вязкость воды. При этом вязкость вытесняющей воды приближается к вязкости вытесняемой нефти, что способствует к равномерному продвижению водонефтяной фазы.
Важнейшей стадией процесса является микробиологическое окисление углеводородов нефти, а также окислительная десорбция углеводородов с образованием таких нефтевытес-няющих агентов, как органические кислоты, спирты и др. 6.
Заметную роль в повышении нефтеотдачи при микробиологическом воздействии на пласт играют анаэробные процессы 12. При этом водород от органического источника переносится на «связанный кислород», т. е. на нитраты, сульфаты, карбонаты или другие кислородсо-
Рис. Основные элементы воздействия на пласт биоактивными материалами
держащие соединения. Процесс осуществляется денитрифицирующими бактериями и приводит к образованию свободного азота.
За счет образовавшихся органических соединений (органические кислоты, спирты, др.) протекают такие глубокие анаэробные процессы, как метанообразование (карбонатредук-ция), сульфатредукция.
Деятельность сульфатвосстанавливающих бактерий приводит к образованию сероводорода, что вызывает коррозию скважинного оборудования, увеличивает концентрацию сернистых соединений в нефти. Также имеет место образование сульфида железа, который выпадает в осадок и забивает промысловые трубы 11.
Для подавления этих нежелательных побочных процессов, в 1995 г. была разработана комплексная технология, заключающаяся в последовательной обработке скважины биореагентом ИАИП-1 и биоцидом 13. В качестве биоцида использовали биоцид-Ф777 (водный раствор смеси диокси-бензолов). Промысловые испытания закачивания биоцида осуществляли через 3—12 мес. после микробиологического воздействия биореагентом ИАИП-1. Применение биокомплексной технологии привело к увеличению среднесуточного дебита нефти в 5—10 раз. Добыча нефти за 1995 г. составила 2439 т. При этом, если при микробиологическом воздействии снижение обводненности произошло на 2—3 %, а сокращение объемов попутно-добываемой воды на 38%, то при применении биокомплексной технологии эти цифры составили 9.3% и 81.5 тыс.м3 соответ-
ственно
13
Литература
Хайрединов Н.Ш., Селимов Ф.А., Андреев В.Е. Технология освоения трудноизвлекаемых запасов нефти//Сб.научных тр. Методы увеличения нефтеотдачи трудноизвлекаемых запасов.- Уфа.- 2001.- С.3.
2. Хайрединов Н.Ш. Основные направления научных исследований НИИ Нефтеотдача АН РБ по разработке и совершенствованию эффективных методов увеличения нефтедобычи //Сб.науч-ных тр. Методы увеличения нефтеотдачи трудноизвлекаемых запасов.-Уфа.-2000.-С.1.
3. Бахтиярова Р.С., Кунакова Р.В., Беляева А.С. // История науки и техники.—2009.— №2, спецвыпуск № 1.— С.89.
4. Хайрединов Н.Ш., Андреев В.Е., Котенев Ю.А. Осадкогелеобразующие технологии увеличения нефтеотдачи пластов и снижения обводненности продукции.— Уфа:УГНТУ, 2000.— 150 с.
5. ЦГИА РБ, ф. Р-5090, оп. 1-т, д. 68, С.4.
6. Андреев В.Е., Котенев Ю.А., Загидуллина Л.Н. Биогеотехнологические методы увеличения нефтеотдачи пластов.— Уфа: УГНТУ, 2000.- 137 с.
7. Загидуллина Л.Н. Разработка основных элементов механизма повышения нефтеотдачи при микробиологическом воздействии на пласт // Сб.научных тр. Методы увеличения нефтеотдачи трудноизвлекаемых запасов.-Уфа.-2001.-С.20.
8. ЦГИА РБ, ф.Р-5090, оп.1-т, д.68, С.91.
9. Зобов П.М., Котенев Ю.А., Андреев В.Е., Загидуллина Л.Н. Экспериментальное обоснование применения комплекса биореагентов на основе избыточного активного ила //Сб.научных тр. Методы увеличения нефтеотдачи трудноизв-лекаемых запасов.-Уфа.- 2000.- С. 160.
10. Сафонов Е.Н., Алмаев Р.Х. Методы извлечения остаточной нефти на месторождениях Башкортостана.- Уфа: Башнефть, 1997.- 246 с.
11. ЦГИА РБ, ф.Р-5090, оп.1-т, д.68, С.29.
12. Загидуллина Л.Н. Некоторые аспекты механизма повышения нефтеотдачи при микробиологическом воздействии на пласт //Сб.научных тр. Методы увеличения нефтеотдачи трудноизвле-каемых запасов.- Уфа.- 2000.- С.153.
13. Загидуллина Л.Н., Котенев Ю.А., Андреев В.Е. Предварительные результаты применения биокомплексных методов повышения нефтеотдачи на Арланском месторождении //Сб.науч-ных тр. Методы увеличения нефтеотдачи труд-ноизвлекаемых запасов.- Уфа.- 2000.- С.164.
1
