WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Овсянникова Варвара Сергеевна

ВЛИЯНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА УГЛЕВОДОРОДНЫЙ СОСТАВ НЕФТЕЙ ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ НЕФТЕВЫТЕСНЯЮЩИМИ КОМПОЗИЦИЯМИ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЩЕЛОЧНОСТЬЮ

02.00.13 нефтехимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата химических наук

Томск – 2008

Работа выполнена в Институте химии нефти СО РАН

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор,

Алтунина Любовь Константиновна

Официальные оппоненты: доктор химических наук

старший научный сотрудник,

Мин Раиса Сергеевна

кандидат химических наук

старший научный сотрудник,

Бурмистрова Татьяна Ивановна

Ведущая организация: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

Защита состоится « 13 » ноября 2008 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета

Д 003.043.01 при Институте химии нефти СО РАН по адресу: 634021, Томск, проспект Академический, 3

e-mail: dissovet@ipc.tsc.ru,

fax: (3822) 49-14-57

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института химии нефти СО РАН

Автореферат разослан «____»_____________2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Сагаченко Т.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

В течение последних лет качественное состояние сырьевой углеводородной базы России ухудшалось в результате выработки высокопродуктивных нефтяных месторождений и увеличения доли трудноизвлекаемых запасов, приуроченных к низкопроницаемым коллекторам, высоковязким нефтям и др. С длительной эксплуатацией месторождений также связано нарастание обводненности добываемой продукции. Одно из наиболее перспективных направлений в процессах разработки обводненных нефтяных месторождений – использование физико-химических методов повышения нефтеотдачи пластов. Однако применение кислот и щелочей, лежащее в основе физико-химических методов, не всегда отвечает требованиям экологической безопасности и может отразиться на качестве добываемого сырья. На современном этапе задачу повышения нефтеотдачи пластов экологически чистыми технологиями может решать метод микробиологического воздействия на пласт. В основе таких технологий лежит разнообразная деятельность пластовой микрофлоры: синтез поверхностно-активных веществ – промежуточных продуктов окисления углеводородов (УВ); выделение газов – углекислого газа и метана, снижающих вязкость нефти и повышающих пластовое давление; синтез низкомолекулярных кислот, растворяющих породу пласта и увеличивающих ее пористость и др.

В Институте химии нефти для увеличения нефтеотдачи разработаны композиции на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) с регулируемой щелочностью (ИХН-60, ИХН-100, ИХН-КА и др.). Композиции содержат аммиачную буферную систему, создающую оптимальный для действия ПАВ уровень рН. Наряду с высокими моющими свойствами, композиции способны служить минеральным питанием для пластовой микрофлоры. Микробиологические исследования проб воды из нагнетательных и добывающих скважин показали, что закачка нефтевытесняющих композиций в пласт вызывает увеличение на несколько порядков численности гетеротрофных, углеводородокисляющих (УОБ) и денитрифицирующих (ДНБ) бактерий и снижение содержания сульфатредуцирующих бактерий (СВБ).

В процессе жизнедеятельности УОБ вырабатывают метаболиты – спирты, альдегиды, жирные кислоты, изменяющие реологические характеристики пластовых флюидов. При увеличении численности УОБ происходит более интенсивное окисление УВ, что может повлиять на состав и свойства добываемой нефти. Изменение состава нефти при доотмыве композициями с регулируемой щелочностью ранее не исследовалось. В связи с этим представляло интерес исследовать микробиологические аспекты указанных методов увеличения нефтеотдачи: влияние композиции на микрофлору и на состав нефти и вклад микрофлоры в увеличение нефтеотдачи.

Цель работы: изучение изменения химического состава углеводородов нефтей под воздействием микрофлоры, активированной композициями с регулируемой щелочностью, в условиях модельной биодеградации и нефтевытеснения.

Для достижения данной цели было необходимо решить следующие задачи:

  • выделить углеводородокисляющую микрофлору из пластовых флюидов месторождений маловязких и вязких нефтей;
  • изучить влияние композиций с регулируемой щелочностью (ИХН-100 и ИХН-КА) на рост участвующей в вытеснении нефти пластовой микрофлоры;
  • исследовать изменения состава УВ нефти при биодеградации микрофлорой, активированной нефтевытесняющими композициями;
  • установить закономерности процесса вытеснения нефти углеводородокисляющей микрофлорой и нефтевытесняющими композициями в условиях, моделирующих пластовые;
  • выявить особенности изменения состава углеводородов нефти в процессе ее вытеснения углеводородокисляющей микрофлорой, активизированной нефтевытесняющей композицией.

На защиту выносится:

  • Закономерности стимулирующего влияния композиций на основе ПАВ с регулируемой щелочностью на рост пластовой микрофлоры.
  • Закономерности стимулирующего влияния нефтевытесняющих композиций на биодеградацию н-алканов.
  • Принципы двойного действия композиций на поэтапное вытеснение нефти: собственного моющего действия и активизирующего влияния на углеводородокисляющую микрофлору.
  • Закономерности изменения состава н-алканов и аренов вытесненной нефти, обусловленные микробиологическим окислением на границе раздела фаз.

Научная новизна заключается в получении новых данных о влиянии нефтевытесняющих композиций с регулируемой щелочностью на пластовую микрофлору и состав нефти при биодеградации и нефтевытеснении:

  • Впервые показано, что растворы композиций с регулируемой щелочностью увеличивают рост пластовой микрофлоры на 3-5 порядков при биодеградации и на 2-3 порядка в процессе нефтевытеснения.
  • Впервые исследованы закономерности вытеснения маловязкой и высоковязкой нефтей композициями с регулируемой щелочностью и углеводородокисляющей микрофлорой и установлено, что нефть вытесняется в два этапа: первый максимум выхода нефти обусловлен моющим действием самой композиции, второй – ее активизирующим действием на микрофлору, участвующую в довытеснении нефти.
  • Впервые показано, что при моделировании биодеградации нефти в присутствии нефтевытесняющей композиции ИХН-КА происходят глубокие изменения молекулярно-массового распределения н-алканов и накопление альдегидов - промежуточных продуктов их окисления.
  • Впервые показано, что в условиях, моделирующих пластовые, вытеснение нефти с применением нефтевытесняющих композиций и в присутствии углеводородокисляющих бактерий сопровождается незначимыми изменениями состава н-алканов и аренов вытесненной нефти за счет микробиологического окисления в пограничном слое.

Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при разработке комплексного метода увеличения нефтеотдачи для обводненных месторождений маловязких и вязких нефтей с учетом физико-химических и микробиологических характеристик их пластовых флюидов.

Апробация работы: Основные разделы работы докладывались и обсуждались на региональной научной конференции молодых ученых «Химия нефти и газа-99» (Томск, 1999), всероссийской конференции «Проблемы региональной экологии» (Томск, 2000), 2-ой и 3-ей Всероссийских научно-практических конференциях «Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа» (Томск, 2001, 2004), международной конференции «Ecology of Siberia, the Far East and the Arctic-2001» (ESFEA-2001) (Томск, 2001), международной конференции «Нефтегазовому образованию в Сибири – 50 лет» (Томск, 2002), 5 международной конференции “Химия нефти и газа” (Томск, 2003), 12 Европейском симпозиуме «Повышение нефтеотдачи пластов» (Казань, 2003), 1 международной научной конференции «Современные проблемы нефтеотдачи пластов НЕФТЕОТДАЧА-2003», (Москва, 2003).

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа содержит 154 страницы машинописного текста, 33 рисунка, 19 таблиц и перечень использованной литературы из 102 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность за помощь в планировании и выполнении работы Сваровской Лидии Ивановне, сотрудникам лаборатории коллоидной химии нефти, лаборатории углеводородов и высокомолекулярных соединений нефти, лаборатории превращения природных соединений нефти.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Состояние проблемы (литературный обзор).

В главе представлен обзор литературных данных о распространении в природе углеводородокисляющей микрофлоры, в том числе, в пластовых флюидах нефтяных месторождений. Рассмотрены закономерности изменения углеводородного состава нефти при ее биодеградации и механизм окисления индивидуальных углеводородов. Приведен обзор существующих технологий увеличения нефтеотдачи на основе геохимической деятельности микрофлоры, рассмотрен механизм их действия. Приведены данные об изменении состава нефти в процессе разработки месторождений. Среди причин изменения качества добываемой нефти в литературе приводится влияние интродуцированной и аборигенной микрофлоры.

Аналитический обзор литературы свидетельствует, что влияние на состав нефти методов увеличения нефтеотдачи, в частности, на основе композиций с регулируемой щелочностью и углеводородокисляющей микрофлоры, в настоящее время изучено недостаточно.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

Во 2 главе дана характеристика исследуемых объектов - маловязких нефтей месторождений Западной Сибири (Советское, Самотлорское, Лас-Еганское) и высоковязких нефтей месторождений Белый Тигр (Вьетнам) и Ляохэ (Китай) (таблица 1).

Таблица 1 - Характеристики залегания и основные параметры исследованных нефтей

Место-рождение

Горизонт, глубина за-легания, м

Пластовая темпера-тура, 0С

Плотность при 50 0С, г/см3

Вязкость при 50 0С, мПа·с

Содержание, мас. %

н-алка-нов

се-ры

смол

асфаль-тенов

Советское

АВ1 (1618)

50-55

0.852

4.1

3.74

1.0

11.9

0.7

Само-тлорское

БВ8

(2220)

50-80

0.850

3.0

5.70

1.0

6.5

0.5

Лас-Еганское

Ю1

2840

50-60

0.806

3.4

7.26

1.0

Ляохэ (Китай)

1600

45-60

0.934-0.986

22.9

7.5

0.3

34.2

Белый Тигр (Вьетнам)

н-миоцен

(2700-2800)

фундамент

(3050-3650)

н-олигоцен

(4400)

93-120

120-135

127-147

0.738

0.647

0.661

22.6

22.6

22.6

21

0.1

1.5

0.3

Сборная нефть м/р Западной Сибири

-

-

0.865

6.6

1.3

11.5

1.2

Кроме того, в главе приведено описание композиций на основе ПАВ с регулируемой щелочностью, разработанных в ИХН СО РАН.

Композиция ИХН-100 разработана для низкотемпературных пластов и месторождений маловязкой нефти. Состав композиции, % мас.: оксиэтилированный алкилфенол ОП-10, АФ9-12 или превоцел – 0.05-2.0; соль аммония – 1.0-4.0; аммиак – 0.4-2.0; вода – остальное.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»