7.13. Микробиологическое воздействие на пласт.

Методы увеличения нефтеотдачи с применением микроорганизмов широко исследуются. Их привлека­тельность связана, в первую очередь, с простотой реализации, минимальной капиталоемкостью и безопасностью для окружающей среды.

В области увеличения нефтеотдачи биотехнологические процессы можно использовать в двух главных направлениях. Во-первых, это производство на поверхности реагентов для закачки в пласты по известным техно­логиям. К этому классу веществ относятся биополимеры, диоксид углерода, некоторые ПАВ, растворители, эмуль­гаторы и т.д. И, во-вторых, использование для улучшения условий нефтевытеснения продуктов микробиологиче­ской жизнедеятельности, получаемых непосредственно в нефтеносной толще. Рассмотрим подробнее второе на­правление.

Известно, что встречающиеся в пластовых условиях и способные к поддержанию там активной жизнедея­тельности микроорганизмы делятся на аэробные, для существования которых необходимо присутствие растворен­ного кислорода, и анаэробные, для которых кислород не обязателен. И те, и другие, используя остаточную нефть в качестве органического субстрата, продуцируют ряд веществ, полезных с точки зрения увеличения отдачи пласта (углекислоту, метан, жирные кислоты, спирты и другие растворители, биополимеры).

Кроме того, некоторые аэробы способны окислять нефть и таким образом превращать сложные углеводо­роды, входящие в состав нефти, в более простые. А некоторые органические вещества, образующиеся в результате окисления, представляют собой пенообразователи, дающие снижение межфазного натяжения на границе нефть-вода. Наряду со снижением вязкости это способствует более полному нефтевытеснению. Среди анаэробов следует особо отметить метанообразующие бактерии, поскольку дополнительное количество метана в пласте, в зависимо­сти от условий, увеличивает запасы свободного или растворенного в нефти газа (при этом снижаются ее вязкость и плотность).

Понятно, что технология микробиологического воздействия должна быть ориентирована на целенаправ­ленную активизацию тех микроорганизмов и в тех зонах пласта, которые могут дать наибольший эффект. Извест­ны два принципиальных варианта такого воздействия. Это либо введение специально подобранной микрофлоры и веществ для поддержания ее жизнедеятельности извне, либо активация микроорганизмов, уже существующих в недрах. В обоих вариантах воздействие должно включать закачку в скважины пресной воды Дело в том, что общая численность бактерий и интенсивность процессов, связанных с их жизнедеятельностью, в опресненных водах за­метно выше, чем в минерализованных пластовых.

Наиболее интенсивно аэробные микробиологические процессы протекают вблизи нагнетательных сква­жин. По мере удаления от призабойных зон содержание кислорода в закачанной жидкости быстро снижается, и ре­акции нефтеокисления сменяются анаэробными процессами. Отмечено, что продукты аэробной деструкции неф-тей, а также добавки аммония и фосфатов в условиях пониженной минерализации многократно активируют дея­тельность метанобразующих бактерий.

В настоящее время различные аспекты проблемы воздействия на нефтеносные пласты микроорганизмами находятся в стадии всестороннего изучения, и конкретных технологических рекомендаций пока не имеется. В то же время высказываются некоторые общие соображения. Так, на основании исследований, выполненных как в ла­бораторных условиях, так и при проведении опытного микробиологического воздействия в промысловых услови­ях, предложен следующий принципиальный подход к биотехнологии увеличения нефтеотдачи. На первой стадии через нагнетательные скважины в пласт вводятся микроорганизмы, причем закачивается пресная специально аэри­рованная вода с добавками солей азота и фосфора. Таким образом активируется аэробное окисление части оста­точной нефти в призабойной зоне. Поступающая затем в более удаленные зоны пласта жидкость оказывается обо­гащенной такими продуктами, как диоксид углерода и водорастворимые органические соединения, и практически не содержит растворенного кислорода. На второй стадии воздействия активируются анаэробы, в частности, мета-нобразующие, в „бескислородных" удаленных зонах. Таким образом, увеличение нефтевытеснения достигается под комплексным воздействием всего многообразия веществ, образовавшихся в результате жизнедеятельности микроорганизмов, как введенных с поверхности, так и присутствовавших в пласте первоначально.