Tiểu luận: Ứng dụng vi sinh vật trong khai thác dầu mỏ

Chia sẻ: Quốc Huỳnh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

300
lượt xem 77
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vấn đề năng lượng là một vấn đề luôn được các quốc gia trên thế giới quan tâm hàng đầu. Từ rất lâu , con người đã biết sử dụng các nguồn năng lượng sẵn có trong tự nhiên để phục vụ nhu cầu cuộc sống hằng ngày như dùng mỡ động vật để thắp sáng , hay sử dụng dầu thô xuất hiện lộ thiên vào các mục đích của mình …

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Ứng dụng vi sinh vật trong khai thác dầu mỏ

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