ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕПЕНИ ЗАРЯЖЕННОСТИ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИМИ БАКТЕРИЯМИ ЛИНИЙ НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ СЕВЕРНЫЙ УРТАБУЛАК

АННОТАЦИЯ

В статье изложены способы определения степени заряженности и результаты исследования степени заряженности на линиях СП-УПН (Сборный пункт – Установки подготовки нефти) нефтяного месторождения Северный Уртабулак. Приведены результаты лабораторных исследований, подтверждающие высокую степени заражения среды на линии «СП-1-УПН» месторождения Северный Уртабулак Рекомендовано подбор реагентов биоцидного бактерицидов для подавления жизнедеятельности СВБ.

ABSTRACT

The article presents the results of a study of the degree of charge on the SP-UPN (Collection Point - Oil Treatment Unit) lines of the Northern Urtabulak oil field. It is recommended to select biocidal bactericide reagents to suppress the vital activity of SRB.

Ключевые слова: микробиологическая коррозия, заводнения, биокоррозия, сероводород, флотационные установки, нефтяные пласты, сероводород, скважины, сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ).

Keywords: microbiological corrosion, flooding, biocorrosion, hydrogen sulfide, flotation units, oil reservoirs, hydrogen sulfide, wells, sulfate-reducing bacteria (SRB).

ВВЕДЕНИЕ

Одним из возможных факторов ускоренной коррозии может являться микробиологическая коррозия. По данным различных литературных источников на долю биокоррозии приходится от 50 до 80% коррозионных повреждений трубопроводов [1,2]/ Одной из причин активации микробиологических процессов на оборудовании нефтегазовой отрасли является применение заводнения нефтяных пластов. В частности, микроорганизмы интенсивно развивается там, где для закачки используются пресные или слабоминерализованные воды. Данная среда становится благоприятна для бактерий, продуцирующих сероводород, что вызывает коррозию металла и оказывает электрохимическое воздействие на сталь в пластовых условиях.

Заводнение нефтяных пластов (или метод вторичного извлечения нефти) - это технологический процесс, при котором водяной раствор вводится в нефтяной пласт для увеличения добычи нефти. Этот метод применяется, когда первичные методы добычи нефти (как правило, использование естественного давления в пласте) становятся недостаточно эффективными.

Процесс заводнения может быть осуществлен с использованием различных технологий, таких как водяные флотационные установки, фильтрация воды или инжекция полимеров. Вода, инъектируемая в пласт, помогает сместить нефть к скважине, увеличивая ее добычу. Кроме того, вода может также увеличить давление в пласте, что способствует вытеснению нефти из пористой структуры горных пород.

Заводнение нефтяных пластов является одним из наиболее распространенных методов вторичного извлечения нефти и широко применяется в нефтяной промышленности для увеличения добычи нефти из месторождений.  

Помимо разрушительного воздействия сероводорода на металл, он ухудшает свойство продукции скважин, а также биомассы бактерий и сульфид железа ухудшат свойства призабойной зоны нагнетательных скважин, снижая на 30-40 % проницаемость и ухудшая показатели разработки месторождений.

Одним из таких проблемных объектов является месторождения Северный Уртабулак.

В административном отношении находится на территории Кашкадарьинской области Республики Узбекистан. Ближайшим населенным пунктом является г. Караулбазар, расположенный в 70 км к северо-востоку от площади Северный Уртабулак. В эксплуатацию введено в 1974 г.

Целью исследования является определение степени заряженности сульфатредуцирующими бактериями линий нефтяного месторождения и разработать рекомендации для подбора наиболее эффективного реагента-бактерицида и дальнейшее проведение ОПИ в системе нефтесбора и ППД месторождения Северный Уртабулак.

МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для создания накопительных культур сульфатредуцирующих микроорганизмов использовали среды DSMZ.  Для получения чистой культуры сульфатредуцирующих бактерий производили рассев на плотные модифицированные среды. Культуральные и физиолого-биохимические свойства выделенных изолятов изучали по общепринятым методикам. Определение спектра плазмид проводили по методу Kado. Активность определяли с помощью спектрофлуориметра. Образование сероводорода, образованного сульфатредуцирующими бактериями определяли по методу Cline.  Определение сульфатов-ионов в пробах донных отложений проводили комплексонометрическим методом.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЯ

По состоянию на 01.12.2023 года месторождение находится в разряде разрабатываемых. Эксплуатационный фонд 52 скважины. Фонд нагнетательных скважин 14 штук. Месторождение разрабатывается с поддержание пластового давления (ППД) путём обратной закачки пластовый воды без каких  либо подготовок.

Разработка нефтяного месторождения с поддержанием пластового давления путем закачки воды без антибактериальной подготовки привела к повсеместному заражению микроорганизмами нефтепромысловых вод месторождения Северный Уртабулак, которые циркулируют в системе нагнетательная скважина – пласт - наземное оборудование.

Самая высокая степень заражения наблюдается в СП-1. Необходимо в первую очередь надо найти скважины с высокой степени заряженности:

1. СП-1 скважины №3,10,16,49,81, 82,86 ,95, 102, 104, 107, 111, 121, 160, 162,169. 171, 172, 174 – всего 19 эксплуатационных скважин. По результатам лабораторных исследований, подтверждена высокая степень заражения среды на линии «СП-1-УПН» месторождения Северный Уртабулак колониями СВБ (при норме не более 10³ Кл/см³)  более 10⁷ Кл/см³.

На этом СП№1 по степени заряженности колониями СВБ можно делить скважины на три группы:

1. Скважины № 3,10,16,49,81, 82,86
2. Скважины № 95, 102, 104, 107, 111, 121
3. Скважины № 160, 162,169. 171, 172, 174

СП-2 скважины№ 41,43,69,84,91, 93 ,96, 97, 109, 115, 118, 153, 155, 157,159 – всего 15 эксплуатационных скважин. По результатам лабораторных исследований, подтверждена высокая степень заражения среды на линии «СП-2-УПН» месторождения Северный Уртабулак колониями СВБ (при норме не более 10³ Кл/см³) более 10⁷ Кл/см³.

На этом СП№2 по степени заряженности колониями СВБ можно делить скважины на две группы:

1. Скважины № 41,43,69,84,91, 93 ,96, 97.

2. Скважины № 109, 115, 118, 153, 155, 157,159.

СП-3 скважины№ 51.53,56,150154,156 ,158, 161, 163, 164, 166, 167, 168, 162,169. 171, 172, 174 – всего 13 эксплуатационных скважин. По результатам лабораторных исследований, подтверждена высокая степень заражения среды на линии «СП-3-УПН» месторождения Северный Уртабулак колониями СВБ (при норме не более 10³ Кл/см³)  (более 10⁶ Кл/см³).

На этом СП№2 по степени заряженности колониями СВБ можно делить скважины на две группы:

1. Скважины № 51.53,56,150154,156 ,158
2. Скважины № 61, 163, 164, 166, 167, 168, 162,169. 171, 172, 174

СП-4 скважины№ 120, 151, 152, 165, 173 – всего 5 эксплуатационных скважин. Зараженность СП-4 не удалось определить степень зараженности  среды, так как линия СП-3 и  СП-4  до УПН соединении между собой.

Сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ), являются наиболее вредными для процесса нефтедобычи. Адаптируясь в нефтяном пласте, СВБ вызывают интенсивные процессы образования сероводорода. Именно это наблюдается на месторождении Северный Уртабулак, Сероводород усиливает коррозию нефтяного оборудования, ухудшает товарное качество добываемых нефти и газа и создает дополнительные технологические сложности при очистке и переработке этих продуктов. Так же эти бактерии способны закупоривать поры пласта не только за счет слизи, но и за счет осаждения сульфита железа, образуемого в результате взаимодействия сероводорода, выделяемого бактериями, с ионами железа, содержащимися в пластовой воде, что резко снижает объем добычи нефти.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. Подтверждена высокая степень заражения среды на линии «СП-1-УПН» месторождения Северный Уртабулак колониями СВБ (более 10⁷ Кл/см³).

2. Подтверждена высокая степень заражения среды на линии «СП-2-УПН» месторождения Северный Уртабулак колониями СВБ (более 10⁷ Кл/см³).

3.Подтверждена высокая степень заражения среды на линии «СП-3-УПН» месторождения Северный Уртабулак колониями СВБ (более 10⁶ Кл/см³). На линии зафиксирован самый высокий (в разрезе опыта) показатель индекса активности бактерий (33,3).

4.Подтверждена высокая степень заражения пластовых сред месторождения Северный Уртабулак колониями СВБ (более 10⁶ Кл/см³).

5.Подтверждена высокая степень заражения подтоварной воды месторождения Северный Уртабулак колониями СВБ (более 10⁵ Кл/см³).

6. Биозараженность промысловых сред месторождений безусловно один из ключевых факторов коррозии промыслового оборудования, кроме того зараженная подтоварная вода, попадающая в пласт (ППД), негативно влияет на поры пласта и как следствие на снижение нефтеотдачи. Рекомендуется подбор реагентов биоцидного бактерицидов для подавления жизнедеятельности СВБ.

7. Рекомендуется проведение серии лабораторных испытаний с целью подбора наиболее эффективного реагента-бактерицида и дальнейшее проведение ОПИ в системе нефтесбора и ППД месторождения Северный Уртабулак.

Список литературы:

1. Коррозия нефтегазового и нефтепромыслового оборудования. Учебное пособие / И.Г. Абдуллин, С.Н. Давыдов, М.А. Худяков, М.В. Кузнецов. – Уфа, 1990.
2. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии / Э.М. Гутман, К.Р. Низамов, М.Д. Гетманский, Э.А. Низамов и др. – Недра, 1983.
3. "Biocide treatment of oilfield produced waters: A review of the current practices" - статья в журнале "Water Research", авторы: S. G. Duff, D. J. Lunn, P. R. Shearing, C. R. M. Grovenor.
4. "Evaluation of biocides for the control of biofilm formation by sulfate-reducing bacteria in oil field facilities" - статья в журнале "International Biodeterioration & Biodegradation", авторы: S. G. Duff, D. J. Lunn, P. R. Shearing, C. R. M. Grovenor.
5. Влияние биокоррозии на объекты нефтегазодобычи и способы их антикоррозионной защиты //А.Н. Баранов, П.А. Лобова, Е.М. Комова// Известия вузов. прикладная химия и биотехнология, 2015, № 1 (12)