Changes in the Composition and Properties of Oil and Wax Depositions after Microbiological Treatment

Wax depositions are one of the most challenging problems in oil production, leading to reduced well productivity and increased repair and maintenance costs. This paper presents the first comparative analysis of changes in the composition and physicochemical properties of oil and high-molecular-weight compounds exposed to indigenous microbial strains isolated from formation water and wax depositions at the Romashkinskoye field, demonstrating high biodegradation efficiency. Biodegraded oil and wax depositions demonstrated a decrease in the content of low-molecular-weight alkanes, changes in the composition of resin-asphaltene components, and changes in the structure of asphaltenes. Different potentials of the bacterial consortia used for oil and wax depositions treatment were identified. The obtained results can be used to develop a microbiological method for preventing the formation and removal of wax depositions. Numerous methods for removing wax depositions are currently known, among which the microbiological method stands out as the most environmentally friendly and cost-effective. This method utilizes a microbial association of hydrocarbon-oxidizing bacteria capable of converting asphaltene, resin, and paraffin deposits. Aerobic and anaerobic microorganisms, which utilize oil hydrocarbons as their sole nutritional source, are injected into the wellbore or near-wellbore formation zone. The solution is left in the treated zone for 5–7 days. During their life cycle, the microorganisms injected into the formation release alcohols, solvents, biopolymers, and weak organic acids (such as acetic, formic, and others) into the environment. These acids reduce the viscosity and pour point of the oil, as well as gases that increase formation pressure, thereby promoting oil displacement toward the wellbore. The waste products of microorganisms capable of oxidizing oil hydrocarbons show destructive, cleaning, and inhibitory properties against asphaltene, resin, and paraffin deposits. The main technological result of this approach is an increase in the interval between treatments, with the frequency of well treatments ranging from 4 to 12 months.

Изменения в составе и свойствах нефти и АСПО после микробиологической обработки

Отложения асфальтосмолопарафиновых веществ (АСПО) представляют собой одну из наиболее сложных проблем в нефтедобыче, приводящих к снижению производительности скважин и увеличению затрат на их ремонт и профилактические работы. В настоящей работе впервые представлены результаты сравнительного анализа изменения состава и физико-химических свойств нефти и высокомолекулярных соединений при воздействии аборигенными штаммами микроорганизмов, выделенных из пластовой воды и АСПО Ромашкинского месторождения, продемонстрировавшие высокую эффективность биодеградации. В биодеградированных нефти и АСПО зафиксировано снижение содержания низкомолекулярных алканов, изменение состава смолисто-асфальтеновых компонентов и структуры асфальтенов. Выявлен различный потенциал используемых бактериальных консорциумов для обработки нефти и АСПО. Полученные результаты могут быть использованы для разработки микробиологического метода предотвращения образования и удаления АСПО. На сегодняшний день известны множество методов удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), среди которых микробиологический метод выделяется как наиболее экологически безопасный и экономичный. Суть данного метода заключается в применении микробной ассоциации углеводородоокисляющих бактерий, способных преобразовывать АСПО. В скважину или призабойную зону пласта вводят аэробные и анаэробные микроорганизмы, которые используют углеводороды нефти в качестве единственного источника питания. Раствор оставляют в обработанной зоне на 5–7 дней. Микроорганизмы, закачанные в пласт, в процессе своей жизнедеятельности выделяют в среду: спирты, растворители, биополимеры и слабые органические кислоты (такие как уксусная, муравьиная и другие), снижающие вязкость и температуру текучести нефти, газы, повышающие пластовое давление, что способствует вытеснению нефти к стволу скважины. Продукты жизнедеятельности микроорганизмов, способных окислять углеводороды нефти, проявляют разрушительные, моющие и ингибирующие свойства и в отношении АСПО. Основным технологическим результатом такого подхода является увеличение межочистного периода, при этом частота обработки скважин составляет от 4 до 12 месяцев.