Одним из способов экологизации нефтедобычи является замена химически синтезированных поверхностно-активных веществ (ПАВ) биосурфактантами, которые являются продуктами синтеза микроорганизмов. На фоне значительного количества данных о толерантности биосурфактантов к экстремальным условиям среды (солености, рН), а также их способности снижать поверхностное натяжение воды и эмульгировать сырую нефть информации об эффективности биосурфактантов в реальных условиях или в условиях моделирования их применения в качестве реагентов для повышения нефтеотдачи пластов, крайне мало. В статье рассмотрены результаты исследований по получению биосурфактантов класса рамнолипидов, продуцируемых Pseudomonas fluorescens PCS-20. Полученные биосурфактаны охарактеризованы. Оценена их эффективность в модельном эксперименте с использование колонок, наполненных песком (на насыпных моделях). Выполнено сравнение с химически синтезированными ПАВ. Установлено, что выход кислотно-осажденной фракции биосурфактанта при однократной экстракции смесью хлороформ-метанол (1:1 по объему) составляет 102 мг/л. Индекс эмульсификации Е24 = 75 %. Для моделирования вытеснения нефти песчаные колонки емкостью 200 мл и последовательно заполнялись солевым раствором и высоковязкой нефтью Ромашкинского месторождения (Республика Татарстан). Поровый объем составил 53 мл, начальные запасы нефти – 45,5 мл. При вытеснении солевым раствором нефтеотдача составила 42 %. При использовании растворов биосурфактанта концентрацией 0,1 и 0,5 % дополнительное нефтеизвлечение составило соответственно 28 и 31 %. Для химического синтезированного ПАВ в аналогичных концентрациях увеличение нефтеотдачи статистически оказалось незначительно выше. Сделан вывод, что рамнолипиды, продуцируемые P. fluorescens PCS-20, при определенных условиях могут рассматриваться в качестве альтернативы химически синтезированным ПАВ при добыче высоковязкой нефти.
Список литературы
1. Крянев, Д.Ю., Жданов С.А. Методы увеличения нефтеотдачи: опыт и перспективы применения // Нефтегазовая вертикаль, – 2011. – № 5. – С. 30-33.
2. Comprehensive Review on the Role of Surfactants in the Chemical Enhanced Oil Recovery Process / S. Chowdhury, S. Shrivastava, A. Kakati, J.S. Sangwai // Ind. Eng. Chem. Res. – 2022. – V. 61. – No. 1. – P. 21–64. – https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c03301
3. Абызбаев И.И. Комплексное многоуровневое планирование применения третичных методов увеличения нефтеотдачи при освоении трудноизвлекаемых запасов нефти: автореф. дис. … д-ра техн. наук – Уфа, 2008. – 49 с.
4. Aparna A., Srinikethan G., Hegde S. Effect of Addition of Biosurfactant Produced by Pseudomonas sps. on Biodegradation of Crude Oil // IPCBEE, – 2011. – V. 6. – P. 71-77.
5. Asphaltene biotransformation for heavy oil upgradation/ A.N. Zargar, A. Kumar, A. Sinha [et al.] // AMB Express. – 2021. – V. 11. – Article No.127. – https://doi.org/10.1186/s13568-021-01285-7
6. Evaluation of bioemulsifier mediated microbial enhanced oil recovery using sand pack column. / H. Suthar, K. Hingurao, A. Desai, A. Nerurkar // J. Microbiol. Methods. – 2008. – V. 75. – Issue 2. – С. 225–230. – https://doi.org/10.1016/j.mimet.2008.06.007
7. Rivera M.A.H., Vasconcellos J.M., Morales M.E.O. Factors Affecting Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR) // Proceedings of the 25th Pan-American Conference of Naval Engineering—COPINAVAL. COPINAVAL 2017. – Springer, Cham, 2019. – https://doi.org/10.1007/978-3-319-89812-4_33
8. Production of microbial rhamnolipid by Pseudomonas aeruginosa MM1011 for ex situ enhanced oil recovery/ H. Amani, M.M. Müller, C. Syldatk, R. Hausmann // Applied biochemistry and biotechnology. – 2013. – V. 170. – P. 1080–1093. – https://doi.org/10.1007/s12010-013-0249-4
9. Li G., McInerney M.J. Use of Biosurfactants in Oil Recovery / In: Consequences of Microbial Interactions with Hydrocarbons, Oils, and Lipids: Production of Fuels and Chemicals. Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology / edited by S. Lee. – Springer, Cham, 2016. – https://doi.org/10.1007/978-3-319-31421-1_364-1
10. Trummler K., Effenberger F., Syldatk C. An integrated microbial/enzymatic process for production of rhamnolipids and L-(+)-rhamnose from rapeseed oil with Pseudomonas sp. DSM 2874 // Eur. J. Lipid Sci. Technol. – 2003. – V. 105. – Issue 10. – P. 563–571. – https://doi.org/10.1002/ejlt.200300816
11. Core flooding tests to investigate the effects of IFT reduction and wettability alteration on oil recovery during MEOR process in an Iranian oil reservoir / A. Rabiei, M. Sharifinik, A. Niazi [et al.] // Appl. Microbiol. Biotechnol. Springer, – 2013. – V. 97. – P. 5979–5991. – https://doi.org/10.1007/s00253-013-4863-4
12. Production of rhamnolipids by a Pseudomonas alcaligenes strain / F.J.S. Oliveira, L. Vazquez, N.P. de Campos, F.P. de França // Process Biochemistry. – 2009. – V. 44. – Issue 4. – P. 383–389. – https://doi.org/10.1016/j.procbio.2008.11.014
13. Gordadze G.N., Tikhomirov V.I. On the oil sources in the northeast of Tatarstan // Petroleum Chemistry. – 2007. – V. 47. – P. 389–398. – https://doi.org/10.1134/S0965544107060023
14. Invally K., Sancheti A., Ju L-K. A new approach for downstream purification of rhamnolipid biosurfactants // Food and Bioproducts Processing, – 2019. – V. 114. – P. 122-131. – https://doi.org/10.1016/j.fbp.2018.12.003
15. The release of petroleum hydrocarbons from a saline-sodic soil by the new biosurfactant-producing strain of Bacillus sp. / S. Kalvandi, H. Garousin, A.A. Pourbabaee, M. Farahbakhsh // Scientific reports. – 2022. – V. 12. – Article No. 19770. – https://doi.org/10.1038/s41598-022-24321-3
16. Sakthipriya N., Doble M., Sangwai J.S. Action of biosurfactant producing thermophilic Bacillus subtilis on waxy crude oil and long chain paraffins // International Biodeterioration & Biodegradation. – 2015. – V. 105. – P. 168-177. - https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2015.09.004
17. Application of rhamnolipid biosurfactant produced by Pseudomonas aeruginosa in microbial-enhanced oil recovery (MEOR) / J.M.D.A. Câmara, M.A.S.B. Sousa, E.L. Barros Neto, M.C.A. Oliveira // J. Pet. Explor. Prod. Technol. – 2019. – V. 9. – P. 2333–2341. – https://doi.org/10.1007/s13202-019-0633-x
18. Enhanced Oil Recovery by Potential Biosurfactant-Producing Halo-thermotolerant Bacteria Using Soil Washing and Sand-Packed Glass Column Techniques / I.A. Phulpoto, B.A. Jakhrani, A.H. Phulpoto [et al.] // Current Microbiology. – 2020. – V. 77. – P. 3300–3309. – https://doi.org/10.1007/s00284-020-02172-3
19. Geetha S.J., Banat I.M., Joshi S.J. Biosurfactants: Production and potential applications in microbial enhanced oil recovery (MEOR) // Biocatalysis Agriculture Biotechnology. – 2018. – V. 14. – P. 23–32. – https://doi.org/10.1016/j.bcab.2018.01.010
