24. Биодеградация нефти в залежи.
• Биодеградация нефти - микробиологические изменения состава нефти в залежах, выражающихся в окислении нефтяных углеводородов, ухудшении свойств нефти.
Биодеградация нефти • • • С развитием аналитических методов изучения индивидуального состава УВ нефти (газо-жидкостная хроматография, массспектрометрия, хромато-массспектрометрия) процессы биодеградации были изучены на молекулярном уровне. Канадские ученые Бейли Н. , Джобсон А. , Роджерс М. в 1973 г. поставили эксперимент: 21 день нефть подвергалась разложению 4 видами мезофильных бактерий, выделенных из загрязненной нефтью почвы. Через 21 день пиков алканов на хроматограмме не отмечалось
Биодеградация Ø Биодеградация – один из важнейших процессов после осадконакопления, который проходит в условия относительно неглубоких пластов с низкой температурой (<80ºC).
Изменение нефтей в разрезе Новопортовского месторождения
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ МИКРОБИАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ НЕФТИ В ЗАЛЕЖИ – СТЕПЕНИ БИОДЕГРАДАЦИИ • • • Для метаболизма аэробных бактерий в залежи необходимы следующие пластовые условия: Поверхностные воды, проникающие на глубину, должны иметь Т между 20 С и 50 С. Глубина, на которой пластовая Т составляет около 65 С [Бернс, 1975], 70 C [Филиппи Д. Т, 1974], 65 -80 С [Джобсон, 1979] по-видимому, нижний предел микробиологических процессов. Открытие бактерий на больших глубинах в океане около «черных курильщиков» [Baross и Dewing, 1983] дало возможность предположить, что некоторые организмы могут активно принимать участие в процессе деградации нефти при более высоких температурах (~250°C), чем ранее предполагалось, но это заключение вряд ли соответствует действительности, поскольку неустойчивость биополимеров (например, белков) и мономеров (например, аденозин трифосфатов) в живых организмах при Т выше 110°C, говорит о том, что это верхний предел Т, при которой возможна жизнь. Некоторые анаэробные, термоустойчивые археобактерии, например, Pyrodictium brocki, демонстрируют максимальный рост при Т в 105°C [Brock и Madigan, 1991]. Пластовые воды должны содержать растворенный молекулярный кислород в количестве не менее 8 мг/литр. Нефть должна быть свободна от Н 2 S, который отравляет аэробные организмы.
![• Последовательность уничтожения или устойчивость УВ при биодеградации [Перри и Сернилья, 1973]: Избирательность](https://present5.com/presentation/4712925_182652731/image-7.jpg "• Последовательность уничтожения или устойчивость УВ при биодеградации [Перри и Сернилья, 1973]: Избирательность")
• Последовательность уничтожения или устойчивость УВ при биодеградации [Перри и Сернилья, 1973]: Избирательность подразумевает следующее - любой обособленный микроорганизм, который может расти на УВ, расположенных ниже по списку, обычно растет и на соединениях, расположенных выше по списку. Устойчивость к переработке это количество видов микроорганизмов, которые могут расти на перечисленных смесях УВ, количество видов уменьшается сверху вниз.
![Степень биодеградации • • Peters и Moldowan [1993] предложили для оценки степени биодеградации нефти](https://present5.com/presentation/4712925_182652731/image-8.jpg "Степень биодеградации • • Peters и Moldowan [1993] предложили для оценки степени биодеградации нефти")
Степень биодеградации • • Peters и Moldowan [1993] предложили для оценки степени биодеградации нефти шкалу изменения качества «биомаркеров» в процессе микробиологического разрушения нефти. Шкала основана на относительном преобладании в биодеградированной нефти различных типов УВ 1. Легкие н- алканы более подвержены биодеградации, чем их гомологи с высоким молекулярным весом. 2. Пристан, фитан и другие нециклические изопреноиды, полностью разрушаются до начала изменения в полициклических биомаркерах. 3. Стераны удаляются из нефти при биодеградации лишь после полного разрушения изопреноидов с С 15 до С 20 и прежде, или после гопанов. 4. Когда 25 -норгопаны присутствуют, биодеградация 17 a(H)-гопанов происходит по схеме от С 27, С 28 и так далее до С 35. 5. Диастераны являются наиболее стойкими среди стеранов к биодеградации. 6. Биодеградация ароматических стероидов редка.
Последовательность биодеградации Изменение молекулярного состава нефтей с увеличением уровня аэробной биодеградации [Machel, Foght, 2000 г. ] Моноциклические нафтены и арены уничтожаются в нефти на 3 уровне биодеградации, когда в нефти еще сохраняются изопреноиды. Последними из УВ бактерии включают в свой метаболизм диастераны и ароматические стероиды, что соответствует крайней степени биодеградации.
Последовательность биодеградации • 1. Нормальные алканы • 2. Регулярные изопреноиды • 3. Стераны • Гопаны • • Диастераны –перегруппированные стераны • Ароматические стероиды
Изменение свойств нефти в гипергенезе • При воздействии совокупности факторов (все виды «выветривания» ) на нефть в зоне гипергенеза изменяются физико-химические характеристики нефти: увеличивается плотность нефти, вязкость и содержание САВ • уменьшается количество легких фракций. НК- 216°С
Воздействие температуры и воды на степень биодеградации Источник: Jonathan Williams Качество нефти ухудшается структурно в пределах каждого песчаного пласта Качество нефти ухудшается стратиграфически
