Xem mẫu
- Cuk a k
------
Tiểu luận
Ứng dụng vi sinh vật trong
khai thác dầu mỏ
- BÀI TI U LU N
KH NĂNG VI SINH V T TRONG KHAI THÁC
D UM
GIÁO VIÊN HƯ NG D N : Ts BIÊN CƯƠNG
SINH VIÊN THƯC HI N : Huỳnh c Kỳ
LP : Hóa D u K31- H Quy Nhơn
I/ V n năng lư ng trên th gi i hi n nay và trong tương lai :
Vn năng lư ng là m t v n luôn ư c các qu c gia trên th gi i quan tâm
hàng u. T r t lâu , con ngư i ã bi t s d ng các ngu n năng lư ng s n có trong t
nhiên ph c v nhu c u cu c s ng h ng ngày như dùng m ng v t th p sáng ,
hay s d ng d u thô xu t hi n l thiên vào các m c ích c a mình … nhưng v i s
phát tri n c a xã h i loài ngư i thì nh ng ngu n năng lư ng ó không còn áp ng
ư c nhu c u c a con ngư i và con ngư i ph i tìm ra các ngu n năng lư ng khác
áp ng nhu c u c a con ngư i . M t khác , n n công nghi p ngày càng phát tri n,
nhu c u năng lư ng cũng ngày m t tăng lên , chính vì v y con ngư i ã tìm m i bi n
pháp áp ng nhu c u năng lư ng c a con ngư i như tìm ra các ngu n năng lư ng
m i thay th ngu n năng lư ng truy n th ng là năng lư ng hóa th ch ( than á ,d u
m ).Các ngu n năng lư ng m i ó là : năng lư ng h t nhân , năng lư ng m t tr i ,
năng lư ng gió … nhưng nh ng ngu n năng lư ng m i này không th thay th ư c
năng lư ng hóa th ch và c bi t là ngu n năng lư ng d u m óng m t vai trò vô
cùng quan tr ng trong s phát tri n c a m i qu c gia.Chính vì v y v n khai thác và
s d ng hi u qu ngu n năng lư ng d u m là m t v n ang ư c nhi u qu c gia
trên th gi i quan tâm nghiên c u . Các nư c ã tìm nhi u bi n pháp nâng cao
hi u qu khai thác và s d ng d u m . Cùng v i s phát tri n m nh m c a n n công
nghi p d u khí thì nhi u bi n pháp ã ư c áp d ng trong khai thác d u khí và m t
bi n pháp ư c coi là m t xu hư ng trong tương lai ó là áp d ng công ngh sinh h c
vào thăm dò và khai thác d u khí .
II/ ng d ng công ngh sinh h c trong khai thác d u khí :
1/ S phát tri n c a công ngh sinh h c trong thăm dò , khai thác d u khí :
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 1
- T khi con ngư i phát hi n d u m n nay ã có r t nhi u bi n pháp ư c
ng d ng thăm dò , khai thác d u khí như thăm dò a ch n , khoan thăm dò … và
ng d ng công ngh sinh h c là m t lĩnh v c ư c nghiên c u t vài th p k trư c và
t ư c nh ng thành t u và ang ư c ti p t c nghiên c u , ng d ng .
2/ T i Vi t Nam
Trong 18 năm qua , các tài d án ư c th c hi n t i phòng Vi sinh v t d u
m ã thu ư c nhi u k t qu có ý nghĩa khoa h c và th c ti n to l n .Vi n công ngh
sinh h c công ngh Vi t Nam ã th c hi n các nghiên c u cơ b n nh hư ng ng
d ng trong công ngh d u khí và b o v môi trư ng.
Khu h vi sinh v t trong gi ng khoan d u khí : kh o sát và phân tích hàng
trăm m u nư c v a, nư c bơm ép , m u d u l y các sâu khác nhau (t 3000 –
5000m) thu c các gian khoan m B ch H , R ng và i Hùng . K t qu cho th y khu
h vi sinh v t gi ng khoan d u khí Vi t Nam r t a d ng , các chi thư ng g p ây
là : Pseudomonas ,Alcaligenes , Bacillus , Chromohaobacter , Nocadia ,Diplococcus ,
Micrococus , Rhodocosus ,Lactobacillus , Thiobacillus ,Clostridium ,Desulfovibrio ,
Desulfobacter , Desulfotomaculum , Desulfococcuc . Ngoài ra còn có các vi khu n t o
khí metan ,kh nitrat , n m m c và m t s vi khu n chưa ư c nh tên . Trong s
các chi ã ư c phân lo i có m t s loài chưa t ng ư c công b chưa t ng ư c
công b các gi ng khoan trên th gi i như Desulfovibrio vietnamesis ,
Pseudonocardia alni , Chromohalobacter marismortui . ây là nh ng s li u u tiên
ư c nghiên c u có h th ng Vi t Nam v vi sinh v t trong các gi ng khoan d u khí
vi sâu hàng nghìn mét trong lòng t .
Khu h sinh v t trong nư c bi n : ã ti n hành phân tích s lư ng và thành
ph n hàng trăm m u nư c bi n ư c l y các sâu khác nhau theo t a khu v c
o Trư ng Sa l n , H i Phòng , Qu ng Ninh , Thanh Hóa , Ngh An , Qu ng Nam ,
Qu ng Ngãi , Bình nh , Khánh Hòa , Bình Thu n , Vũng Tàu . K t qu phân tích
ch ng t ti m năng to l n c a vi sinh v t h u ích trong nư c bi n Vi t Nam . S
lư ng vi sinh v t hưu ích c bi t cao các vũng v nh bi n , t 106 CFU/ml . Trong
s ó có c vi khu n chuy n hóa h p ch t hưu cơ , t p ch t ho t hóa b m t sinh h c ,
chuy n hóa kim lo i n ng và các ch t th i c . B ng các phương pháp phân lo i
truy n th ng k t h p v i các phương pháp sinh h c phân t hi n i (phân tích trình
t gen 16S ,18S ,26 ,rRNA ,DGGE ) ã xác nh ư c nh ng chi thư ng có m t trong
nư c bi n Vi t Nam g m : Acinetobacter , Pseudomonas , Ateromonas ,
Preudoalteromonas Rheinheimera , Rhodipirellula , Marinomonas , Microscilla ,
Brevibacterrium , Cycloclasticus , Canidia , Rhodotorula , Cladosporium , Penicilium
, Nitrosomonas , Nitrobacter , Nitrococcus , Aeromonas , Lactobacillus , Vibrio ,
Desufovibrio , Desulfobacter …Flavobacterium , Bacillus , Fanibacter ,
Sphingomonas , Ochrobactrum .
Vi sinh v t ph c v khai thác d u khí : phòng vi sinh v t d u m ã th c hi n
m ts tài v sinh t ng h p polyme sinh h c ( POM ) b ng vi sinh v t và ã thu
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 2
- ư c nh ng k t qu có giá tr ( tài c p nhà nư c ). Các s n ph m Biovis 2 và
polysaccarit ch u nhi t ( POM to ) ư c t o ra t quá trình lên men ch ng
LeuconostocXanthomonas 10X , Alcaligennes 38 trên ngu n nguyên li u s n có
cao ( 120 - 125 o C ), kh năng
trong nư c , các POM này có kh năng ch u nhi t
ch ng thoát nư c cho dung d ch khoan r t t t , tương ương s n ph m nh p kh u t
nư c ngoài . Ph gia di t khu n trong ch ph m Biovis 2 ư c t n d ng c a dung d ch
khoan . ã xây d ng ư c quy trình s n xu t Biovis 2 v i quy mô 8 t n/năm.Công
ngh khai thác d u th c p b ng vi sinh v t ã ư c ng d ng r ng rãi nhi u nư c
có n n công nghi p d u khí phát tri n, còn t i Vi t Nam chưa có công trình nghiên
c u nào th c hi n phương pháp này. Qua vi c phân tích các m u nư c l y t các
gi ng khoan không còn kh năng t phun m B ch H , tài c p Vi n Khoa h c và
Công ngh Vi t Nam (1996-1998) ã xác nh ư c s lư ng vi sinh v t h u ích có
kh năng làm tăng hi u su t khai thác d u t ng gi ng khoan d ki n th nghi m.
ng th i phân l p và tuy n ch n nh ng ch ng có ho t tính cao v kh năng t o ch t
ho t hoá b m t sinh h c, t o khí i u ki n áp su t cao và nhi t cao (260 atm,
o
110 C).K t qu th nghi m ánh giá s ho t ng c a vi khu n l a ch n trên mô
hình v a Mioxen (100 atm, 110 oC) và Oligoxen (100 atm, 130 oC) cho bi t dư i tác
ng c a vi sinh v t, h s y d u các mô hình thí nghi m tăng 1,5 n 3% so v i
i ch ng y d u b ng nư c bi n. Trên cơ s k t qu thu ư c ã xây d ng và v n
hành thành công qui trình ng d ng vi sinh v t nâng cao hi u su t khai thác d u th
c p b ng vi sinh v t cho t ng s n ph m Mioxen. K t qu th nghi m t i giàn khoan s
1 m B ch H (10/1998) c a tài c p Vi n Khoa h c Công ngh Vi t Nam và h p
ng 35/96 VSP5 cho th y hi u su t khai thác các gi ng khoan th nghi m u
tăng, c bi t tăng 250% gi ng khoan 38 so v i trư c khi s d ng phương pháp vi
sinh v t. ây là l n u tiên Vi t Nam ã th nghi m thành công phương pháp khai
thác d u th c p b ng vi sinh v t.
H n ch vi sinh v t gây h i trong quá trình khai thác d u khí: Ki m soát s
•
lư ng và h n ch tác h i c a vi khu n KSF trong các gi ng khoan d u khí là m c
tiêu c a các h p ng gi a Vi n Công ngh Sinh h c (Phòng Vi sinh v t d u m ) và
XNLD Vietsovpetro (XN Khai thác d u khí) t năm 1993 t i nay. duy trì áp su t
v a khai thác d u và bù năng lư ng v a, hàng ngày các công ty d u khí ph i bơm vào
gi ng khoan hàng trăm mét kh i nư c bi n. Nư c bi n không qua x lý bơm vào
gi ng s gây ăn mòn ư ng ng và thi t b khai thác d u d n n gi m tu i th gi ng
khoan, chi phí s a ch a gi ng cao và gây h u qu r t khó lư ng. Nguyên nhân gây
ăn mòn kim lo i trong i u ki n k khí c a các gi ng khoan ch y u u do vi khu n
KSF gây ra. S lư ng vi khu n KSF nhi t cao các gi ng khoan khai thác, gi ng
i u ki n 70 oC, vi khu n này phát tri n nhanh
bơm ép lên t i 105-106 t bào/ml
hơn 30-35oC. Hàm lư ng H2S sinh ra do các ch ng phân l p t t ng móng lên t i
255 mg/l. K t qu thí nghi m mô hình v a v i m t s ch ng i di n t t ng móng
và oligoxen năm 2000 cho th y vi khu n KSF chính là ngu n g c sinh hoá t o H2S
trong các gi ng khoan m B ch H , Vũng Tàu.Cho n nay, phương pháp phù h p
nh t nh m h n ch và lo i tr vi khu n gây ăn mòn kim lo i và x lý nư c bi n b ng
ch t di t khu n trư c khi bơm ép vào gi ng. T k t qu thí nghi m hơn 100 ch t di t
khu n lên h n h p vi khu n KSF phân l p t gi ng khoan ã ch n ư c m t s ch t
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 3
- có kh năng h n ch s phát tri n và s t o thành H2S c a các vi khu n này. B n
ch t hoá h c c a các ch t di t khu n có hi u qu i v i vi khu n KSF khu v c
này là h n h p aldehyde. Chính nh ng k t qu này là cơ s ưa ra công ngh di t vi
khu n KSF trong các gi ng khoan d u khí và ã ư c ng d ng trong th c t khai
thác d u nư c ta t hơn 15 năm qua. n nay, công ngh di t vi khu n KSF do
Phòng Vi sinh v t d u m ưa ra v n ang ư c áp d ng trong th c t , m c dù x lý
b ng ch t di t khu n chưa ph i là bi n pháp t i ưu.
(http://www.ibt.ac.vn/index.php?option=com_content&task=view&id=517&Itemid=7
42 )
3/ Trên th gi i :
Trong các th p niên tr l i ây , các công ty d u khí ã s d ng các k thu t
mi ti t ki m chi phí cùng v i c ng c k thu t truy n th ng trong vi c tìm ki m
d u m và ngu n khí t . M t s lư ng l n d li u ã thu th p ư c trong k thu t
thăm dò b m t . B m t thăm dò là m t phương pháp thăm dò tr c ti p ho c gián ti p
phát hi n s hi n di n c a các m d u d a trên s thay i b t thư ng c a s n i lên
b m t môi trư ng các hydrocacbon . Vi c này có th d dàng nhìn th y b ng m t
thư ng ho c không th nhìn th y b ng m t thư ng mà ph i c n n các phương pháp
phân tích có nh y cao (trư ng h p này thư ng là các ankal tr ng thái khí ) . Do
ó k thu t thăm dò có th ư c ti n hành theo 2 phương pháp : tr c ti p ho c gián
ti p . Phương pháp tr c ti p là phương pháp có th xác nh và nh lư ng s hi n
di n c a các i tư ng cho th y có kh năng có d u m , thư ng s d ng phân tích
s c ký . Phương pháp gián ti p là phương pháp xác nh các b t thư ng trong môi
trư ng như s hi n di n c th c a các th m th c v t hay s xu t hi n các lo i vi
khu n v i các thu c tính c bi t ... Bình thư ng vi c xác nh này là so sánh s khác
bi t c a các thông s gi a khu v c kh o sát và khu v c giáp ranh . Trong nhi u trư ng
h p sư xu t hi n c a các qu n th vi khu n ưa hidrocacbon trên các b m t kh o sát
cho th y có kh năng các hidrocacbon nh có bay hơi và l n vào môi trư ng ó.
ây là các k thu t cơ s c a quá trình thăm dò vi sinh hay kh o sát sinh h c thăm
dò d u khí . S phát hi n c a các lo i vi khu n có th mang l i hi u qu chính xác và
c c kì nhanh chóng mà chi phí cho quá trình này cũng không quá cao như các phương
pháp khoan thăm dò thông thư ng .
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 4
- S lư ng các qu n th vi sinh v t và c i m c a chúng như là m t c trưng
cho kh năng phát hi n s và ánh giá hydrocacbon .Khi khoa h c ngày càng phát
tri n thì các nhà khai thác d u khí ph i bi t v n d ng ki n th c t ng h p có th
em l i s hi u qu nh t v m t k thu t cũng như chi phí cho quá trình .Thông
thư ng phương pháp thăm dò gián ti p ư c ti n hành trong giai o n u c a quá
trình thăm dò và khai thác d u khí , sau ó dùng các phương pháp tr c ti p ánh
giá v ti m lư ng cũng như thành ph n các ch t trong d u khí.
III: Các giai o n:
. 1/ Thăm dò d u khí :
Ch d u sinh h c là m t nhóm các h p ch t ch y u là hydrocacbon , ư c tìm th y
trong d u chi t xu t t á,chi t xu t t tr m tích g n ây,và các ch t chi t xu t t
t.Phân bi t các d u n sinh h c t các h p ch t trong d u là ch d u sinh h c h p lý
có th ư c g i là “hóa th ch phân t ”.Ch d u sinh h c có c u trúc tương t và là
s n ph m thay i .Thông thư ng ch d u sinh h c gi l i h u h t các b xương
cacbon ban u c a các s n ph m t nhiên ban u tương t như c u trúc này là
nh ng gì d n n “hóa th ch phân t ”.
H u h t các khu v c trên hành tinh c a chúng ta u có hydrocacbon t n t i các
d ng khác nhau (r n , l ng , khí ) , ó cũng là nơi sinh s ng c a các cu c s ng ơn
gi n như n m , vi khu n … Ngư i ta ã phát hi n các vi sinh v t trong các v t d u rò
r t các m d u trên m t t hay dư i áy bi n , vì th ngư i ta ã ti n hành phân tích
các m u d u trong các gi ng khoan nghiên c u các vi sinh v t có trong ó và
ngư i ta nh n th y r ng y u t nhi t là m t y u t quan tr ng quy t nh n s t n
t i c a các vi sinh v t có trong d u m . Và các nghiên c u cũng ã cho th y nhi t
gi i h n cho s t n t i c a vi sinh v t trong d u m là 1130C .
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 5
- Các hình nh c a các vi khu n phân l p t các vùng nư c:
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 6
- Thăm dò vi sinh áp d ng tiêu chu n k thu t vi sinh gián ti p xác nh nh ng
lư ng nh r ra .S hi n di n c a vi khu n d n n thay i trong môi trư ng, d n
n s phát tri n d thư ng. Thay vì các d thư ng xu t hi n , d dàng hơn xác nh
tr c ti p các loài vi khu n s n xu t ra chúng, ho c trong m t cách nh m m c tiêu hơn,
nh ng vi khu n s d ng các ch t khí có m t trong vi th m như m t ngu n carbon cho
quá trình trao i ch t c a chúng . MOST (vi sinh v t d u Kh o sát k thu t) và
MPOG (vi khu n Thăm dò D u khí) tương t như k thu t, ư c gi i thi u b ng cách
c nh tranh gi a các công ty, d a trên các tìm ki m tr c ti p cho vi khu n có th s
d ng chu i alkan ng n (khí r t d bay hơi). Nh ng loài vi khu n có m t trong lương
nh r ra là khí như metan, propan, etan, butan b m t. Các alkan ư c oxy hóa,
trong s có m t c a oxy t o rư u (Ví d , mê-tan methanol). Các rư u nh p vào
các m ch trao i ch t c a vi khu n, và các t bào l y năng lư ng và carbon cho chu
kỳ cu c s ng c a chúng t h . Vi khu n Alkane-oxy hóa thư ng có m t trong môi
trư ng và duy nh t liên quan v i s hi n di n c a hydrocarbon b m t . Tuy nhiên,
nó ã ư c th hi n s b t thư ng trong s hi n di n c a hydrocacbon tương ng v i
m t s b t thư ng trong s hi n di n c a vi khu n oxy hóa hydrocarbon , m t m c
mà nó có th xác nh m t cách tích c c m i tương quan gi a n ng ca
hydrocarbon và m t c a các qu n th vi khu n .Trong các cu c i u tra vi sinh v t,
các m u t bên dư i b m t 20-150 cm (ho c trên b ho c ngoài khơi) . L y m u
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 7
- ư c th c hi n b ng cách s d ng m t lư i i n, chi u r ng c a lư i ph thu c vào
c i m c a a v t lý và a lý khu v c l y m u. Trong trư ng h p kh o sát trong
khu v c r ng l n, kho ng cách gi a m u có th hơn 1 km . Hình 12 cho th y các k t
qu cung c p lư i khác nhau, kho ng cách u nhau. C hai phương pháp MOST và
MPOG u d n n vi c phát tri n các t bào vi khu n hi n di n trong các m u
t. Khí mê-tan , propan, butan ho c h n h p m t ch t khí ư c s d ng như là duy
nh t , theo nh ng i u ki n này, các loài có kh năng nuôi dư ng b n thân v i phát
tri n c th các phân t có ch n l c .
Các báo cáo nghiên c u m i nh t nói chung cho th y các k thu t vi sinh là
vô cùng có hi u nghi m trong vi c xác nh d u m các h ch a. Ví d , k t qu báo
cáo t m t nghiên c u liên quan n s kh o sát vi sinh v t c a m t khu v c chưa
ư c khám phá , xác nh ư c 13 gi ng d u trong 18 gi ng khoan - t l thành
công trong trư ng h p này là 72% . M t nghiên c u th hai báo cáo m t trư ng h p
trong 225 gi ng nư c, trong ó 101 gi ng ư c s n xu t d u ho c khí , và 24 gi ng
khô. B t thư ng ã ư c xác nh trong vùng lân c n c a 83 gi ng s n xu t, trong
khi 119 gi ng khô ã ư c tìm th y trong các khu v c thi u b t thư ng .Trong trư ng
h p này, t l thành công tiên oán d a trên phương pháp vi sinh là kho ng 90%.
K thu t vi sinh v t có m t s l i th v k thu t áng k v i b m t khác kh o , bao
g m: không yêu c u các công c c bi t và tác ng n môi trư ng là con s không
; ti t ki m chi phí , ví d như b ng cách s d ng m t trong các k thu t ư c xu t,
t ng chi phí s ti n ti t ki m là 100-750 USD cho m i m u kh o sát ; không
có h n ch v a ch t, a lý ; h n ch s ph thu c vào a ch t bên dư i b m t và
kh năng d oán các thu c tính c a h ch a liên quan n ch t lư ng c a
hydrocacbon. Ngư c l i, nó có th không có ư c thông tin v v trí và tr lư ng
c a các h ch a .
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 8
- V i nh ng lý do này, kh o sát vi sinh v t ư c xem là m t thay th kh thi
và kinh t trong giai o n trư c thăm dò a ch t . Trong m t cu c kh o
sát g n ây t i Guyana, 22 b t thư ng c a vi sinh v t ã ư c n m trong m t khu
v c c a 250 km2, phân tích khí h p th ti p theo cho th y r ng nh ng b t thư ng
liên quan v i s rò r hydrocarbon .
Trong b i c nh vi c thăm dò d u khí và s n xu t, m t trong nh ng y u
t nguy cơ l n nh t là c a vi c tìm ki m m t lo i d u có ch t lư ng b nh hư ng
b i s t n công c a vi khu n trên h u h t các thành ph n có giá tr . S chú ý c
bi t dành cho các h ch a tương i l nh, c trưng b i nhi t không cao hơn 65-80
o
C. trong nh ng môi trư ng, m c dù th c t là i u ki n sinh thái và qu n th vi khu n
có th khác nhau , xác su t vi c tìm ki m m t ch s phân h y sinh h c cao c a khai
thác hydrocarbon là r t cao. Thông thư ng, vi c x p h ng phân h y các h p ch t hi n
di n trong d u khí là t n-alkan v trí u tiên, ti p theo bão hòa nhánh, theo chu
kỳ bão hòa, a vòng thơm, steranes, hopanes và ceranes (Hình 13).
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 9
- Ho t ng c a vi sinh v t do ó có th có m t tác ng áng k trên các
thông s c n thi t c a ch t lư ng d u s n xu t ư c , bao g m : gi m API , gia
tăng nh t và tăng n ng c a các y u t không mong mu n như kim lo i n ng (
c bi t là niken, vanadium và s t ), asphaltenes, sáp và lưu huỳnh. M t lo i d u v i
các thu c tính có giá tr thương m i th p do năng su t chưng c t th p và gia tăng c n ,
s hi n di n áng k c a các axit naphthenic , s hi n di n c a kim lo i n ng và lưu
huỳnh . Hydrosufua là ch t c h i, gây ra v n ăn mòn áng k , và s t sunfua k t
t a làm cho vi c tách nhũ tương d u / nư c khó khăn, và làm gi m tính
th m c a á ch a n u nư c ư c bơm trong giai o n khai thác. Hơn n a, nh t cao
có tác ng b t l i n năng su t gi ng và y u t ph c h i c a m d u .
M t s nghiên c u ã ghi nh n các c ng ng vi khu n trong các h ch a d u
nóng. C ng ng vi sinh v t b n a cũng ã ư c phát hi n trong các m u lõi và
vùng bão hòa nư c các h ch a. Thành viên c a các c ng ng h b n a có th bao
g m gi m nghiêm k khí sulfate prokaryote và methanogens, cũng như các vi khu n
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 10
- khác. Vì v y, ngư i ta s mong i tìm các d u hi u di truy n c a các ho t ng
c a vi sinh v t c trong quá trình khoan thăm dò và s n xu t. Statoil ã n p m t ơn
xin c p b ng sáng ch cho s d ng công ngh DNA như m t công c nh n d ng và
c tính c a ngu n hydrocarbon trong quá trình khoan l y m u t vùng bi n th m sàn
. C t khoan t các gi ng thăm dò, tr m tích t khu v c bi n th m sàn ho c các m u
v t khác có th ư c phân tích v i m t l a ch n c th các u dò DNA / ánh
d u. Nh ng u dò DNA c th ư c l y t vi khu n tìm th y có liên quan n các
lĩnh v c s n xu t d u khác nhau Bi n B c và các ngu n khác. Các ngu n năng
lư ng cho nh ng sinh v t này s ư c các thành ph n c a khí, d u ho c nh ng ngư i
khác, c th i v i các khu v c h ch a và i u ki n c a các lĩnh v c c th công c
di truy n có th cung c p thông tin có giá tr trên các tuy n ư ng di cư có th có c a
các hydrocarbon t ngu n tr m tích. Mô hình công nh n c th cũng có th ư c s
d ng trong vi c theo dõi khu v c h ch a khác nhau trong quá trình s n xu t, và ti p
t c cho th y s óng góp cá nhân c a vùng c th cho vi c s n xu t t ng th . Có th ,
quét mô hình hi u qu có th ư c tính toán. Phát hi n c a DNA t khoan c t, tr m
tích, ho c m u c t lõi trong quá trình khoan khám phá có th k t qu trong mô hình
c a các loài ư c xác nh, k t qu là ch d n c a khu v c ti m năng mang
hydrocarbon
2. Khoan ch t l ng :
Các ch t sinh h c khác nhau ư c s d ng nh hư ng n nh t c a dung d ch
khoan nư c, ví d như. Xanthan Gum, guar gum , glycol , carboxymethylcellulose ,
polyanionic cellulose (PAC), ho c tinh b t .
Khoan ch t l ng là m t ch t l ng ư c s d ng trong ho t ng khoan các l
khoan vào t. Thư ng ư c s d ng trong khi khoan d u và khí t t nhiên gi ng
và các giàn khoan thăm dò butan cũng có th ư c s d ng cho l ơn gi n hơn
nhi u. án phân lo i chính ư c s d ng r ng rãi chia bùn thành 2 lo i d a trên các
thành ph n chính t o nên bùn :
1. 'Bùn nư c Căn c ' (WBM). i u này có th ư c phân chia vào phân
tán và không phân tán
2. 'Không d ch nư c' thư ng 'D u D a bùn (OBM) này cũng bao g m các lo i
d u t ng h p (SBM).
Các ch c năng chính c a m t ch t l ng Khoan / bùn có th ư c tóm t t như sau:
1. H y b các cành giâm t
2. Khoan ch t l ng mang á khai qu t các mũi khoan lên m t t.
3. ình ch và phát hành c t
4. Ki m soát s hình thành áp l c
5. Seal th m hình
6. Gi m thi t h i hình thành
7. Làm mát, bôi trơn và h tr l p ráp bit và khoan
8. Truy n năng lư ng th y l c làm công c và bit
9. m b o ánh giá hình thành y
10. Ki m soát ăn mòn (trong m c ch p nh n ư c)
11. T o i u ki n thu n l i cho xi măng và hoàn thành
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 11
- 3. Ph c h i d u(MEOR):
Vi sinh v t ph c h i d u tăng cư ng (MEOR) i di n cho vi c s d ng các vi sinh
vt chi t xu t d u còn l i t h ch a. K thu t này có ti m năng hi u qu trong
khai thác d u v n còn b m c k t trong mao m ch c a á hình thành trong khu v c
không quét các c i n hay phương pháp hi n i thu h i d u tăng cư ng (EOR) ,
ch ng h n như t, hơi, chuy n th tr n l n , vv Vì v y, MEOR ư c phát tri n như
là m t phương pháp thay th cho vi c khai thác d u t h ch a, k t sau khi cu c
kh ng ho ng d u m vào năm 1973, các phương pháp EOR ã tr nên ít l i
nhu n.Th m chí b t u t giai o n tiên phong c a MEOR (năm 1950) nghiên c u
ư c ch y trên ba lĩnh v c l n, c th là phân tán, bơm , và tuyên truy n c a vi sinh
v t trong h ch a d u khí; ch n l c suy thoái c a các thành ph n d u c i thi n c
tính dòng ch y; và các ch t chuy n hóa s n xu t b i các vi sinh v t và hi u ng.
Nh ng khám phá các h ch a m i, mà các công ty th c hi n hy v ng s t ư cl i
ích tương ng cao . Trong nhi u trư ng h p, tăng thu h i d u t các h ch a hi n t i
có th ư c ít t n kém hơn so v i thăm dò và ít r i ro. H ch a s có ư c m t ph n
phát tri n do ó các gi ng nư c và b m t cơ s s n xu t ã ư c v trí 1 .
D u ph c h i
D u ph c h i y u t cũng ư c g i là chuy n hydrocarbon t ng th hi u qu , kh i
lư ng hydrocarbon di d i chia cho kh i lư ng hydrocarbon nơi b t u c a quá
trình o cùng i u ki n áp su t và nhi t .
ây,
E v = vĩ mô (th tích) chuy n hi u qu ;
E D = kính hi n vi (th tích) hydrocarbon chuy n hi u qu .
Vi sinh v t tăng cư ng d u ph c h i
Vi sinh v t ph c h i d u tăng cư ng c p n vi c s d ng các vi sinh v t ly
d u t các gi ng hi n có, do ó tăng cư ng vi c s n xu t d u khí c a m t h ch a
d u. Trong k thu t này, các vi sinh v t ư c gi i thi u vào các gi ng d u s n xu t
vô h i c a s n ph m, ch ng h n như ch t trơn t nhiên ho c khí, t t c u giúp y
d u ra kh i gi ng. B i vì các quá trình này giúp huy ng d u và t o i u ki n
thu n l i cho lưu lư ng d u, h cho phép m t s ti n l n ư c ph c h i t 2.
Cơ ch c a MEOR
Vi c s d ng các vi sinh v t và các s n ph m trao i ch t c a chúng tăng cư ng
s n xu t d u m liên quan n vi c bơm vi sinh v t ư c l a ch n vào h ch a và ti p
theo kích thích và v n chuy n các s n ph m tăng trư ng t i ch c a chúng r ng s
hi n di n c a chúng s h tr trong vi c gi m thêm d u còn l i còn l i trong h ch a
sau khi thu h i th c p b c n ki t. MEOR thì không có kh năng thay th các phương
pháp EOR thông thư ng, b i vì MEOR t nó có nh ng h n ch nh t nh. Quá trình
này có v t t hơn trong nhi u khía c nh, tuy nhiên, b i vì t b n sao các ơn v , c th
là các t bào vi khu n, ư c bơm vào h ch a và nhân t i ch c a chúng, chúng
phóng i tác d ng có l i .
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 12
- 3.M t s xu t c a các cơ ch b i nh ng tác nhân vi khu n này có th kích
thích phát tri n d u ư c th hi n trong B ng 1 .
EOR 4
B ng 1. S n ph m vi sinh v t óng góp c a h
a. L ch s c a ph c h i d u tăng cư ng vi khu n
Kuznetsov et al. tìm th y vi khu n ư c phát hi n m t s m d u Liên Xô
s n xu t 2 gm CO2 m i ngày cho m i t n á vào năm 1963
T năm 1970 n cu i nh ng năm 1990, nghiên c u MEOR ã ư c y m nh b i
cu c kh ng ho ng d u khí và sau này tr thành m t ch ng minh phương pháp khoa
h c EOR. Nhi u cu c h p qu c t ã ư c nh kỳ t ch c v ch MEOR v i
nh ng ti n b trong ki n th c và th c hành c a MEOR ã ư c công b . M t s cu n
sách trên MEOR cũng ư c công b .
T cu i nh ng năm 1990, phương pháp sinh h c hi n i b t u ư c áp d ng trên
các nghiên c u MEOR, ch ng h n như k thu t phân t c a vi khu n sinh thái nguyên
hi nh Công ngh Fusant, và Công ngh DNA Tái k t h p
b. Tình tr ng hi n t i c a MEOR
Nghiên c u MEOR ư c th c hi n trên toàn th gi i, và h u h t các nư c s n xu t
d u ã áp d ng công ngh này vào lĩnh v c d u cho các bài ki m tra thí i m. G n
ây, công ngh này ã ư c s d ng r ng rãi trong các m d u c a Trung Qu c,
ch n g h n n h ư i Khánh, Shengli, Cát Lâm, Dagang, Liaohe, Hà Nam, Trư ng
Thanh, Tân Cương, và Thanh H i.
c. Phân lo i c a MEOR
Ch y u, MEOR ư c phân lo i là MEOR b m t và dư i lòng t d a trên nơi mà vi
sinh v t làm vi c. i v i MEOR b m t, b m t sinh h c (Rhamnolipid), polymer
sinh h c (Xanthan Gum ), và lo i enzyme ư c s n xu t t i các cơ s b m t. Nh ng
s n ph m sinh h c ư c ưa vào v trí m c tiêu trong các h ch a như phương pháp
hóa h c EOR . Trong khi, MEOR dư i lòng t, vi sinh v t, các ch t dinh dư ng và /
ho c gây kích thích khác ư c bơm vào b n ch a và cho chúng duy trì, phát tri n,
chuy n hóa, và lên men dư i lòng t.
Căn c vào ngu n g c c a vi sinh v t, MEOR dư i lòng t ư c phân lo i vào
MEOR t i ch và MEOR b n a.Trong khi theo th t c c a các quá trình, MEOR
dư i lòng t ư c s p x p như sau:
Vi sinh v t ph c h i tu n hoàn
Lo i b sáp và c ch Paraffin
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 13
- Vi sinh v t ph c h i tràn d u
Vi sinh v t ph c h i l a ch n
Acidizing / b gãy
a1. Vi khu n ph c h i tu n hoàn
M t gi i pháp c a các vi sinh v t và các ch t dinh dư ng ư c ưa vào m t h ch a
d u trong khi tiêm. Tiêm ư c sau ó óng c a trong m t th i gian b nh cho phép
các vi sinh v t t o ra khí carbon dioxide và b m t giúp huy ng d u. Cũng
sau ó ư c m ra và d u và các s n ph m k t qu i u tr ư c s n xu t. Quá trình
này có th ư c l p i l p l i. Hình 1 minh h a công ngh này.
Hình 1: Tác gi c a vi sinh v t ph c h i theo chu kì
a2. Vi sinh v t ph c h i tràn d u
Ph c h i b ng phương pháp này s d ng hi u qu các gi i pháp vi sinh v t trên m t
h ch a. H ch a thư ng là môi trư ng sau khi phun ch t l ng vào, sau ó m t gi i
pháp c a các vi sinh v t và các ch t dinh dư ng ư c bơm vào. Như gi i pháp này là
y thông qua h ch a nư c truy n i, nó hình thành khí và b m t giúp huy
ng d u. D u k t qu và gi i pháp s n ph m sau ó ư c bơm qua gi ng s n xu t.
Quy trình công ngh này như sau.
Hình 2: Minh h a Ph c h i tràn d u c a vi sinh v t 16
a3. Vi sinh v t ph c h i ch n l c
Tiêm ình ch vi khu n theo sau b i các ch t dinh dư ng s n xu t biopolymer và vi
sinh v t, có th c m các khu v c tính th m cao trong h ch a. Vi c gi m tính th m s
thay i h sơ cá nhân tiêm và t ư c ki m soát phù h p.
Hình 3 qui ho ch công ngh này.
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 14
- Hình 3 Tác gi c a L a ch n C m ph c h i 3
a4. Lĩnh v c nghiên c u
T gi i thi u trên, các lĩnh v c nghiên c u c a MEOR có th ư c k t lu n như l ch
s , a ch t, hóa h c, vi sinh h c, cơ h c ch t l ng, d u khí k thu t, k thu t di
truy n, k thu t hóa h c, k thu t a k thu t, k thu t môi trư ng, cơ ch MEOR,
v n chuy n c a vi khu n, tham gia công nghi p , công ngh thông tin, và kinh t . i u
ó òi h i giáo d c, h p tác gi a các nhà s h c, nhà a ch t h c, hóa h c, vi sinh v t
h c, k sư s n xu t, k sư h ch a, k sư a k thu t, k sư môi trư ng, k toán,
qu n lý tài chính, chuyên gia công ngh thông tin, nhà toán h c, và nh ng ngư i khác.
a5. Vi sinh v t cho MEOR
a. c i m c a vi khu n
1) Năng ng, h sinh thái v i nhi u loài
2) S tăng trư ng ư c xác nh b i môi trư ng
i. Các ch t dinh dư ng: v t ch t và năng lư ng t bào
ii. V t lý
iii. Hóa ch t
iv. Sinh h c
b. Các vi sinh v t cho MEOR c n ph i có các thu c tính ti m năng sau ây:
Kích thư c nh
Kh năng ch u nhi t cao
Ch u ư c áp l c cao
Kh năng ch u ư c nư c mu i và nư c bi n
K khí ,s d ng các ch t dinh dư ng
Không ch n l c dinh dư ng yêu c u
Xây d ng sinh hóa thích h p cho các kho n s n xu t phù h p c a MEOR Hóa
ch t
Thi u b t kỳ c i m không mong mu n
ây, c i m không mong mu n có nghĩa là gi m tính th m (thi t h i s hình
thành m t s lư ng l n c a các khu v c t n t i), ăn mòn, và làm chua d u.
b. Nh ng thu n l i và b t l i c a MEOR
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 15
- b1. Ưu i m c a MEOR
Vi khu n ư c tiêm vào d dàng và ch t dinh dư ng có giá thành r và d dàng
có ư c và x lý trong lĩnh v c này
Kinh t h p d n cho nh s n xu t các lĩnh v c d u; m t s thay th thích h p
trư c khi b b rơi gi ng biên
Theo m t ánh giá th ng kê (năm 1995 t i M ), 81% c a t t c các d án
MEOR ch ng minh m t s gia tăng tích c c gia tăng trong s n xu t d u và không
gi m trong s n xu t d u như là k t qu c a các quá trình MEOR
Vi c th c hi n c a quá trình này ch c n thay i nh c a các cơ s trư ng hi n
có
Chi phí c a d ch bơm ư c không ph thu c vào giá d u
Quy trình MEOR ư c c bi t phù h p cho các h ch a d u cacbonat nơi mà
m t s công ngh EOR không có th ư c áp d ng có hi u qu t t
Nh ng nh hư ng c a ho t ng vi khu n trong h ch a ư c phóng i b i
toàn b s tăng trư ng c a chúng, trong khi các công ngh EOR nh hư ng c a
các ch t ph gia có xu hư ng gi m v i th i gian và kho ng cách
MEOR s n ph m phân h y sinh h c và s không ư c tích lũy trong môi
trư ng, thân thi n v i môi trư ng
b2. Như c i m c a MEOR :
An toàn, S c kh e và Môi trư ng (SHE)
C n có s hi u bi t t t hơn v các cơ ch c a MEOR
Kh năng c a vi khu n ch a c m
Mô ph ng s ư c phát tri n hư ng d n vi c áp d ng MEOR trong các lĩnh
vc
Thi u nhân tài
b3. Tiêu chí sàng l c cho MEOR
B ng 2. Tiêu chí sàng l c cho MEOR NIPER và RAMChemical 18
c. K t lu n
c1. i thành t u
MEOR ã phát tri n trong nhi u th p k . M t lo t các công vi c nghiên c u cơ b n ã
ư c th c hi n. M t s th nghi m thí i m ã ư c áp d ng trong các lĩnh v c.
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 16
- c2. Phương pháp tri n v ng MEOR
S thành công c a công tác nghiên c u và th nghi m thí i m công ngh này h p
d n trong ngành công nghi p.Phương pháp này hi u qu chi phí có th óng góp
nhi u hơn trong s n xu t d u, c bi t là trong các lĩnh v c d u trư ng thành.
c3. C n n l c nhi u hơn n a
K t khi công ngh này ã phát tri n trong m t th i gian tương i dài, và có thành
t u to l n, bi n tri n v ng thành hi n th c c n n l c hơn n a. Công ngh sinh h c
hi n i tăng t c MEOR, nhu c u ti n b c và tài năng.
IV. Nh ng nhóm vi khu n có vai trò quan tr ng trong quá trình khai thác d u
m:
1. Vi khu n sunfat
- c i m nuôi c y :
Vi khu n sunfat ư c phân l p t các gi ng khoan và các b ch a d u m ph n
30 oC,v i pH t 7,0-7,5.M t s ch ng
l n thu c lo i mesophil phát tri n nhi t
phân l p t m t s gi ng khoan thu c lo i ưa nhi t ,chúng phát tri n pH hơi ki m
t i ưu là 50-55 oC , m t s ch ng có kh năng t o mu i cao.
(7,5-8,0) v i nhi t
- c i m hình thái:
Hình thái khu n l c trong môi trư ng Postgate B vi khu n kh sunfat t o khu n l c
màu en ,kích thư c 0,5-2,0 mm sau 5 ngày nuôi c y .Khi nuôi c y dài ngày khu n l c
có th t kích thư c 3-4 mm
Hình thái t bào vi khu n kh sunfat dư i kính hi n vi i n t có hình hơi th ng ho c
cong ,kích thư c trung bình 0,5-1 mm.M t s ch ng t bào có d ng m nh có th t
n 7-8mm.H u h t các ch ng vi khu n kh sunfat t các gi ng khoan có tiêm mao
ơn c c , riêng b ch a xăng có vi khu n kh sunfat lo i chu mao
- c i m sinh lý hóa :
Vi khu n sunfat hóa thu c lo i vi khu n k khí ,gram âm .Trong quá trình s ng chúng
t o thành 1 lư ng H2S áng k làm cho môi trư ng có màu en và mùi tr ng
th i.Hàm lư ng H2S là ch tiêu ánh giá s phát tri n c a nhóm vi khu n
này.Nh ng ch ng vi khu n phân l p t gi ng khoan và t b ch a xăng d u có hàm
lư ng H2S t kho ng 200-300mg/l.M t s ch ng t g n 600mg/l sau 5 ngày nuôi
c y.
2. Vi khu n s d ng cacbuahydro
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 17
- Các ch ng có kh năng s d ng cacbuahydro thư ng g p trong các gi ng khoan d u
hay b ch a xăng d u là Pueudomonas và Mycobacterium.Trong m t s ch ng còn
có Bacillus,Microoocus và m t s ch ng khác .T nhiên li u máy bay TC1 ã phân
l p ươc hơn 180 ch ng vi khu n , trong ó hơn 80% ch ng có kh năng s d ng
cacbuahydro như ngu n cacbon duy nh t.Kh năng s d ng d u thô và TC1 c a m t
s ch ng phân l p a ph n r t l n,K t qu các ch ng phân l p 119,171,16a phân l p
t TC1 có kh năng phát tri n t t nh t .Trong s các ch ng vi khu n s d ng t t d u
thô và TC1 có ch ng Pseudomonas ch u nhi t 46 C và m t s ch ng khác ch u nhi t
cao hơn .
-vi khu n Pseudomonas:
T h u h t các m u phân tích gi ng khoan và các b ch a xăng d u u ươc phân
l p t vi khu n Pseudomonas
+ c i m nuôi c y: ư c nuôi trên môi trư ng th ch th t papton t o khu n l c màu
l c hay tr ng có s c t xanh.Kích thư c khu n l c t 1-2mm sau 24-48 gi nuôi c y
.Trên môi trư ng Guzex khu n l c có màu tr ng c ánh xanh, m t s khu n l c t o
màu nâu, kích thư c t 1-2mm.Trên môi trư ng khoáng có d u thô,TC1, xăng,diezen
hay d u nh n vi khu n t o thành ch ti p giáp 2 pha nươc và d u, màng t màu
tr ng chuy n sang màu x m t 1-3 tu n ho c lâu hơn .
+ c i m sinh lý hóa :Pseudomonas thu c lo i hi u khí b t bu c phát tri n 30oC,
có ch ng ch u nhi t t 42-46 oC.Trong quá trình s ng Pseudomonas sinh ra 1 lư ng
l n ketoaxit làm thay i PH môi trư ng nuôi c y làm cho môi trư ng chuy n t
xanh l c sang th m.Càng kéo dài th i gian nuôi thì càng x m ch ng t lư ng axit sinh
ra càng nhi u
-Vi khu n Mycobacterium:
+hình thái khu n l c: trên môi trư ng th ch th t pepton t o khu n l c nàu da cam hay
ph t h ng , kích thư c t 2-3 mm.Trong môi trư ng dành riêng cho khu n l c thì nó
m c sát m t th ch màu nâu nh t
+hình thái t bào: M t s c ng phân lpt d u có d n g r t c trưng cho
Mycobacterim, t bào non có hình que
28-30 oC,
+ c i m sinh lý hóa : thu c lo i vi khu n hi u khí phát tri n nhiêt
gram dương không chuy n ng.Trong môi trư ng Czapek l ng v i parafin vi khu n
phát tri n bình thư ng t o sinh kh i màu da cam.
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 18
- Hình:m t s lo i vi khu n Mycobacterium
3. Vi khu n Thiobacillus
Khi phân l p t các gi ng khoan Vũng Tàu cho th y lo i vi khu n Thiobacillus
thioparus d a vào kh năng phát tri n trên môi trương pH là 9, còn khi ó
Thiobacillus thiooxidans ư c phân l p t b ch a xăng Qu ng Ninh có pH phát
tri n là 2-4.
Thiobacillus thioparus là lo i vi khu n d dư ng gram âm ,có t bào hình que
nh .Trên môi trư ng Bejerinok t o khu n l c màu tr ng 1-1,5 mm.
Tiểu luận công nghệ sinh học Page 19
nguon tai.lieu . vn
