Введение к работе
Актуальность темы.
На многих нефтяных месторождениях Западной Сибири для поддержания пластового давления (ППД) применяется вторичное заводнение собственными пластовыми водами или из поверхностных источников. Существуют предположения, что при закачке поверхностных вод в пласт, происходит его заражение сульфатредуцирующими бактериями (СРБ), развитие которых ведет к коррозии оборудования (Смолянец и др., 1997). Однако в пластовых водах нефтяных месторождений, как и в поверхностных водоёмах, есть собственная микрофлора, в том числе бактерии, участвующие в восстановлении соединений серы (Кузнецов и др., 1962; Розанова, Кузнецов, 1974; Заварзин, 2004, Gieg et al., 2011).
Наиболее распространенным методом борьбы с СРБ на нефтепромыслах является применение неокисляющих бактерицидов (Асфандияров, 1983; Sanders, 2003; Videla, Herrera, 2005). Однако традиционный способ определения бактерицидной эффективности реагентов относительно СРБ по РД 39-3-973-83 имеет методические неточности, наличие которых может привести к выявлению заниженных эффективных дозировок реагентов.
Цель исследования – изучение экологических условий жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий в нефтепромысловых средах ряда месторождений и разработка методики определения бактерицидной эффективности реагентов относительно СРБ.
Задачи:
-
Провести химический и микробиологический анализ проб пластовых вод нефтяных месторождений (Приобское, Суторминское, Урненское, Усть-Тегусское, Кальчинское, Верх-Тарское, Шкаповское), определить количество СРБ в пластовых водах, изучить особенности их распределения в микробиоценозах на промыслах в процессе добычи и подготовки нефти и воды.
-
Выделить накопительные культуры СРБ из нефтепромысловых сред Усть-Тегусского и Шкаповского месторождений, определить их видовой состав с использованием молекулярно-биологических методов.
-
Изучить динамику образования белка, сероводорода и дегидрогеназной активности (ДГА) выделенных накопительных культур СРБ.
-
Изучить возможность применения показателя дегидрогеназной активности СРБ для определения бактерицидной эффективности реагентов.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Пластовые воды исследуемых месторождений (Суторминское, Приобское, Усть-Тегусское, Урненское, Кальчинское, Верх-Тарское, Шкаповское) различаются количеством СРБ и индексом их активности от наименьших значений в продукции добывающих и водозаборных скважин к наибольшим значениям в воде установок подготовки нефти, насосов и нагнетательных скважин системы ППД.
-
Показатель дегидрогеназной активности СРБ позволяет в краткие сроки выявить эффективные бактерициды для обработки нефтепромысловых сред в целях предотвращения микробиологической коррозии оборудования.
Научная новизна. Впервые оценено влияние бактерицидов на дегидрогеназную активность накопительных культур СРБ, выделенных из нефтепромысловых сред.
Выявлена возможность разработки лабораторной методики определения бактерицидной эффективности реагентов, основанной на дегидрогеназной активности клеток СРБ.
В ходе проведённых исследований впервые с использованием молекулярно-биологических методов изучен видовой состав накопительных культур СРБ, представляющих микрофлору пластовых вод системы ППД Усть-Тегусского и Шкаповского нефтяных месторождений.
Из пластовых вод Усть-Тегусского нефтяного месторождения выделен и частично охарактеризован новый вид СРБ, филогенетически близкий галофильным сульфатредукторам Desulfovibrio psychrotolerans (сходство 96,5 %) и D. marinisediminis (сходство 91,6 %).
Практическая значимость. Полученные данные о содержании СРБ в нефтепромысловых средах семи месторождений нефти Тюменской области, Новосибирской области и Башкирии могут быть использованы при разработке рекомендаций по защите от коррозии оборудования на данных месторождениях.
Предлагаемая методика определения бактерицидной эффективности реагентов относительно СРБ, основанная на измерении ДГА этих бактерий, позволяет получать более точные результаты в более краткие сроки (2-3 суток) по сравнению с традиционной методикой (15 суток).
Разрабатывается Стандарт предприятия ОАО «Гипротюменнефтегаз» «Методика определения бактерицидной эффективности реагентов относительно сульфатредуцирующих бактерий нефтепромысловых сред».
Лабораторная методика определения дегидрогеназной активности СРБ может быть применена в учебном процессе для студентов, обучающихся по биологическим и экологическим направлениям (дисциплина «Экология микроорганизмов»).
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на 15-ой Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология – наука XXI века» (Пущино, 2011), конкурсе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса 2011» (Тюмень, 2011), научно-практической конференции молодых учёных и специалистов ОАО «Гипротюменнефтегаз» «Инновации в проектировании, строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений» (Тюмень, 2012), Всероссийском научно-практическом семинаре «Некрасовские чтения-2013» (Тюмень, 2013), Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых учёных «Новые технологии – нефтегазовому региону» (Тюмень, 2013), заседании Тюменского отделения Русского ботанического общества 24 ноября 2013 г., научно-практических семинарах ОАО «Гипротюменнефтегаз».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка, включающего 149 наименований, из них 71 на иностранном языке. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 12 рисунков и 2 приложения.
Личный вклад автора состоит в аналитическом обзоре литературы, выборе объектов, разработке программы, проведении лабораторных исследований, в обработке, анализе, интерпретации и обобщении результатов.
Благодарности. Автор выражает благодарность и признательность научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.А. Боме и консультанту, кандидату биологических наук, Тюменского государственного университета Н.Н. Колоколовой за помощь в подготовке диссертации и участие в обсуждении результатов.
Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам лаборатории надежности нефтепромысловых систем ОАО «Гипротюменнефтегаз» за всестороннюю помощь и поддержку, в особенности кандидату технических наук, начальнику лаборатории П.Ю. Денисову, а также научному сотруднику Ю.Н. Абдрашитовой за помощь при выполнении, обсуждении и написании диссертации.
