Поиск биологических поверхностно-активных продуцирующих микроорганизмов в нефтезагрязненных грунтах с целью применения в технологии повышения нефтеотдачи пласта

Сведения об авторах
  • Институт «ТатНИПИнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, Альметьевск, Российская Федерация
  • Институт «ТатНИПИнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, Альметьевск, Российская Федерация
  • Институт «ТатНИПИнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, Альметьевск, Российская Федерация
  • Институт «ТатНИПИнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, Альметьевск, Российская Федерация

Аннотация

Настоящее исследование посвящено поиску и выделению микроорганизмов-продуцентов биологических поверхностно-активных веществ (биоПАВ) из нефтезагрязненных грунтов для последующего применения в экологически безопасных технологиях повышения нефтеотдачи пластов (ПНП). Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки эффективных и экологичных методов извлечения трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ), минимизирующих риски для окружающей среды в сравнении с традиционными физико-химическими методами ПНП. Из нефтезагрязненных почвенных проб, в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-2017, было выделено и идентифицировано 20 штаммов углеводородокисляющих микроорганизмов. Микробиологический анализ (МУК 4.2.3695-21) подтвердил отсутствие патогенной микрофлоры. Шесть выделенных штаммов (Bacillus spp. 10RE, Citrobacter spp. 14RE, Bacillus spp. 17RE, Pseudomonas spp. 18RE, Bacillus spp. 21RE, Rhodococcus spp. 24RE) показали выраженную способность к биосинтезу ПАВ. Ключевым доказательством послужило значительное снижение межфазного натяжения (МФН) культуральной жидкости при ее развитии на нефти, использующейся в качестве единственного источника углерода. Значения МФН на среде с нефтью варьировались от 2,5 до 4,5 мН/м, что существенно ниже показателей на среде с сахарозой 3,5–13,5 мН/м, и свидетельствует о высокой эффективности продуцируемых биоПАВ. Важным для применения в реальных нефтяных пластах является адаптивность микроорганизмов к пластовым условиям. Исследование физиологических характеристик показало, что отобранные штаммы обладают широкими диапазонами толерантности: к температуре (от 5°C до ≥ 50 °C) и солености (от 0 до 80–240 г NaCl/л). Например, Bacillus spp. 21RE рос при солености до 240 г/л, а Pseudomonas spp. 18RE и Citrobacter spp.14RE проявляли термотолерантность. Полученные результаты демонстрируют высокий потенциал выделенных штаммов для разработки инновационных биотехнологий. Их способность эффективно продуцировать биоПАВ непосредственно на нефтяном субстрате и выживать в экстремальных условиях пласта (высокая минерализация, широкий температурный диапазон) делает их перспективными агентами для микробиологических методов увеличения нефтеотдачи (ММУН). Применение таких микроорганизмов и их метаболитов позволит снизить МФН на границе «нефть – вода», мобилизовать капиллярно-удержанную нефть и повысить коэффициент извлечения нефти (КИН), одновременно способствуя биоремедиации загрязненных объектов.

Ключевые слова

повышение нефтеотдачи пластов (ПНП)биологические поверхностно-активные вещества (биоПАВбиосурфактанты)микробиологические методы увеличения нефтеотдачимежфазное натяжение (МФН)нефтезагрязненные грунтыбиоремедиацияуглеводородокисляющие микроорганизмыBacillusPseudomonasRhodococcus.

Литература

  1. 1.Banat, I.M. Biosurfactant production and possible uses in microbial enhanced oil recovery and oil pollution remediation: a review / I.M. Banat // Bioresource Technol. – 1995. – Vol. 51. – P. 1–12. Scholar
  2. 2.Биометоды увеличения нефтеотдачи / Н.А. Еремин, Р.Р. Ибатулин, Т.Н. Назина, А.А. Ситников // РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. – М., 2003. – 125 с. Scholar
  3. 3.Филогенетическое разнообразие аэробных сапротрофных бактерий из нефтяного месторождения Дацин / Т.Н. Назина, А.А. Григорьян, Сюз Ян-Фен, Д.Ш. Соколова, Е.В. Новикова, Т.П. Турова, А.Б. Полтараус, С.С. Беляев, М.В. Иванов // Микробиология. – 2002. – Т. 71, № 1. – С. 103–110. Scholar
  4. 4.Magot, M. Indigenous microbial communities in oil fields / M. Magot // Petroleum Microbiology. American Society of Microbiology. – Washington, DC, USA. – 2005. – P. 21–33. Scholar
  5. 5.Roles of thermophilic thiosulfate-reducing bacteria and methanogenic archaea in the biocorrosion of oil pipelines / R. Liang, R.S. Grizzle, K.E. Duncan, M.J. Mcinnery, J.M. Sufilta // Front. Microbiol. – 2014. – Vol. 5. – № 89. DOI: 10.3389/fmicb.2014.00089 Scholar
  6. 6.Radiotracer assay of microbial processes in petroleum reservoirs / T.N. Nazina, N.M. Shestakova, V.S. Ivoilov, N.K. Kostrukova, S.S. Belyaev, M.V. Ivanov // Adv. Biotech. & Micro. – 2017. – Vol. 2, no. 4. – Article. 555591. DOI: 10.19080/AIBM.2017.02.555591. Scholar
  7. 7.Genome-resolved metaanalysis of the microbiome in oil reservoirs worldwide / K.J. Hidalgo, I.N. Sierra-Garcia, G. Zafra, V.M. de Oliveira // Microorganisms. – 2021. – Vol. 9. – Article 1812. DOI: 10.3390/microorganisms9091812 Scholar
  8. 8.Metagenomic investigation of a low diversity, high salinity offshore oil reservoir / G. Scheffer, C.R.J. Hubert, D.R. Enning, S. Lahme, J. Mand, J.R. de Rezende // Microorganisms. – 2021. – Vol. 9. – Article 2266. DOI: 10.3390/microorganisms9112266 Scholar
  9. 9.Gieg, L.M. Biological souring and mitigation in oil reservoirs / L.M. Gieg, T.R. Jack, J.M. Foght // Appl. Microbiol. Biotechnol. – 2011. – Vol. 92. – P. 263–282. DOI: 10.1007/s00253-011-3542-6 Scholar
  10. 10.Head, I.M. Life in the slow lane: biogeochemistry of biodegraded petroleum containing reservoirs and implications for energy recovery and carbon management / I.M. Head, N.D. Gray, S.R. Larter // Front. Microbiol. – 2014. – Vol. 5. – Article 566. DOI: 10.3389/fmicb.2014.00566 Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (Том 25, № 4, 2025)

Показаны 12 из 15

Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
21.11.2025
В выпуске
21.11.2025
Выпуск
Том 25, № 4 (2025)
Поделиться