استخرج نفت به روش ميکروبي( mEOR ) يک تکنولوژِ بيولوژيکي است که متشکل از دستکاري نقش يا ساختار محيطهاي ميکروبي در مخازن نفت است. هدف اصلي و عمده ( mEOR ) ، بهبود استخراج نفت مدفون شده در منافذ و حفرات ضمن افزايش سود اقتصادي است . ( mEOR )، تکنولوژي استخراج نفت از زمين که باعث استخراج نفت باقي مانده در مخازن شده و عمر مخازن نفتي را افزايش مي دهد . ( mEOR ) يک علم چند بعدي (چندگانه) است که شاخه هايي چون زمين شناسي، شيمي ، ميکروبيولوژي ، مکانيک سيال، مهندسي نفت ، مهندسي محيط زيست و مهندسي شيمي را در بر دارد . پروسه ميکروبي در تکنولوژي ( mEOR ) را مي توان مطابق با مشکل توليد نفت در زمين طبقه بندي کرد:
1) تميز کردن سوراخ ها و حفرات چاه باعث از بين رفتن و خروج گل و لاي و ديگر نخاله هايي مي شود که کانال هايي که محل عبور جريان نفت است را مسدود نموده اند
2) تحريک چاه باعث بهبود جريان نفت از مجراها و کانال ها بدرون منافذ و حفرات چاه مي شود.
3) سيلاب ها ، فعاليت ميکروب ها را با تزريق ميکروب ها و گاهي اوقات مواد مغذي و املاح افزايش مي دهند . از نقطه نظر مهندسي، ( mEOR ) سيستمي است که تحت الشعاع مخزن، ميکروب ها ، مواد معدني و املاح و پروتکل تزريق چاه قرار گرفته است .
تاکنون ، عملکرد ( mEOR ) براساس دو فلسفه توصيف شده است . سود حاصل از توليد نفت اين کار با املاح و تغيير خصوصيات لايه هاي نفت – آب – املاح معدني با هدف تسهيل حرکت نفت در طول حفرات و منافذ انجام مي گيرد. در چنين سيستمي، فعاليت ميکروب ها بر سياليت(کاهش چسبندگي، سيلاب ها) ، تاثير جابجايي(کاهش نقش لايه ها ، افزايش نفوذپذيري ) و تاثير عمل جاروبي (کنترل سياليت ، چسبندگي) و نيروي محرک و فشار مخزن تاثير مي گذارد.
افزايش: در اين مرحله ، فعاليت ميکروب تغير و تبديل نفت هاي سنگين را به نفت هاي سبکتر تقويت مي کند . اين فعاليت مي تواند باعث سولنورزدايي شدن نفت بدليل نيتريت زدا شدن و نيز حذف فلزات سنگين شود.
ارتباط : در طول دهه ها تحقيق، ( mEOR ) به عنوانيک تکنولوژي مفيد و موثر اثبات و تاييد گرديد.علي رغم اين حقايق، اختلافاتي نيز در اين زمينه وجود دارد. داستان هايي در زمينه علم ( mEOR ) و کاربر آن گفته و نقل شده است . اما اطلاعاتي در مورد مزاياي اقتصادي اين علم و تکنولوژي به چاپ نرسيده است . با اين وجود، اتفاق نظرهايي در مورد ( mEOR ) به عنوان يکي از ارزانترين روش هاي EOR وجود دارد. با اين وجود، در زمينه اين که آيا روش ( mEOR ) روشي موثر و موفق است ، هنوز ترديدهايي وجود دارد . بنابراين ، ( mEOR ) يکي از زمينه هاي تحقيق است که در قرن 21 مورد توجه قرار گرفت. زيرا ( mEOR ) يک تکنولوژي مکمل است که مي تواند به استخراج 37ميليون بشکه نفت که به واسطه تکنو لوژي هاي قديمي قابل استخراج نبوده ،کمک نمايد.
قبل از ظهور وپيدايش ميکروبيولوژي مولکولي محيط زيست ،کلمه باکتري دربيشتر علوم و شاخه ها به ميکروبهاي ناشاخته اطلاق مي شد.اين خطا و اشتباه بر علوم وشاخه هاي متعدد تاثير گذاشت . بنابراين واژه" ميکروب" يا "ميکروارگانيسم" بعد ها در متون مورد توجه قرار گرفت.

تاريخچه:
 

در سال 1926 ، بِکام کاربرد ميکروارگانيسم ها را به عنوان عامل و واسطه استخراج نفت مدفون شده در حفرات و منافذ، پيشنهاد نمود. از آن زمان ، تحقيقات گسترده اي در اين زمينه صورت گرفت و بازبيني هاي وسيعي به انجام رسيد. در سال 1947، زوبل و همکارانش ، اساس و مبناي ميکروبيولوژي نفت را در استخراج نفت بکار گرفتند. سهم اين علم در تکنولوژي 1957 در زمينه توليد محصولات استخراج نفت چون گازها، اسيدها، محلول ها و بيوشناورها که حاصل فساد ميکروبي است ، جايزه اي را دريافت کردند. در سال 1954، اولين آزمايش در ميدان نفتي ليبسون در ايالت aorkanas آمريکا انجام گرفت . در طول اين زمان ، kuzentsov ، توليد گاز ميکروبي را از نفت ، کشف نمود . از همين سال تا دهه 1970، تحقيقات وسيعي در USSR , USA و چکسلواکي، هانگاري و هلند انجام گرفت . نوع اصلي آزمايشات که دراين کشورها انجام گرفت، شامل تزريق ميکروب بود. در سال 1958، چسبندگي ميکروبي توسط گياهان و جلبک بواسطه Heinmingen و همکارانش مطرح شدند . بحران نفت سال 1970، باعث انجام و اجراي تحقيقات در زمينه ( mEOR ) در بيش از 15 کشور شد.
از سال 1970 تا 2000 ، تحقيقات ( mEOR ) براي اکولوژي ميکروبي و شناسايي مخازن نفت متمرکز شد. در سال 1983، ايوانف و همکارانش ، تکنولوژي فعاليت ميکروب ها را در چينه ها مطرح و معرفي نمودند . تا سال 1990،( mEOR ) به يک تکنولوژي دو شاخه اي تبديل شد. در سال 1995 ِ، بازديدي از پروژه هاي ( mEOR ) در آمريکا نشان داد که 81 درصد پروژه ها باعث افزايش توليد نفت مي شوند اما يک موردواحد از کاهش توليد نفت گزارش نشد. امروزه ( mEOR ) توجهات زيادي را به افزايش قيمت نفت و پايان يافتن و اتمام اين منابع ، جلب نموده است . از همين رو، کشورهاي مايليزتا ( mEOR ) را در برنامه هاي استخراج نفت خود تا سال 2010 بکار گيرند.

مزاياي ( mEOR ):
 

ادعاهايي در زمينه مزاياي ( mEOR ) مطرح گشته است . با اين وجود ،بدليل فقدان شواهد مورد تاييد، بايد اين ادعاها را با احتياط مد نظر قرار داد . به علاوه ، ارزشيابي و تحليل سيکل عمر چاه وتاثيرات زيست محيطي نامعلوم ونامشخص است مزاياي تکنولوژي ( mEOR ) رامي توان به ترتيب زير شرح نمود:
1) تزريق ميکروب ها واملاح معدني، کاري راحت و ارزان است . مديريت و کنترل اين روش در ميادين نفتي راحت و ساده است . تکنولوژي( mEOR ) مستقل از قيمت نفت مي باشد.
2) اين تکنولوژي از بعد اقتصادي براي ميادين نفتي سودمند و موثر است .
3) افزاش توليد نفت
4) اين تکنولوژي به تغييرات و اصطلاحات جزئي نيازمند است .
5) سهل الاستفاده بودن
6) نصب راحت و آسان
7) لزوم استفاده از انرژي کم در توليد محصولات ( mEOR )
8) اين تکنولوژي زمان کربناتي کردن مخازن نفت ، موثرتر از ديگر روش هاي ( EOR ) است .
9) فعاليت ميکروب با رشد ميکروب افزايش مي يابد. اين مسئله بر خلاف ديگر روش هاي ( EOR ) در بعد زمان و مکان است .
10) محصولات سلولي از بعد بيولوژي فساد پذيرندو مي توان آن ها را در محيط زيست به راحتي استفاده کرد.

معايب ( mEOR ):
 

1) اکسيژن بکار رفته در ( mEOR ) هوازي مي تواند در نقش يک ماده فساد زا بر تجهيزات غير مقاومت و لوله ها عمل نمايد.
2) ( mEOR ) غير هوازي نيازمند مقادير زيادي قند است که باعث کاهش عملکرد در سکوهاي نفتي بدليل مشکلات عملياتي مي شود.
3) ميکروب ها نيازمند تسهيلات و شرايطي براي رشد و پرورش هستند.
4) ميکروب هاي آندوژتر نيازمند چارچوبي استاندارد براي ارزشيابي فعاليت ميکروبي هستند .مثل تکنيک هاي الگوبرداري.
5) زماني رشد ميکروب ها مطلوب است که نفوذ پذيري لايه بيش تر از 50 md باشد و دماي مخزن پايينتر از C 80 و مقدار شوري پايين تر از 150 گرم در ليتر وعمق مخزن کمتر از 2400 متر باشد.

محيط يک مخزن نفتي:
 

مخازن نفتي، محيط هاي پيچيده حاوي موجودات زنده (ميکروارگانيسم ها ) وموجودات غير زنده (املاح معدني) هستند که در يک شبکه بسيار ديناميکي از املاح معدني و انرژي ها با يکديگر ارتباط برقرار مي کنند . از آن جايي که مخزن، ناهمگون ونا متوازن است ، از اين رو، انواع اکوسيستم ها در برگيرنده جمعيتي از ميکروب هاي مختلف هستند که قادرند بر رفتار و عملکردمخزن و سياليت و جريان يافتن نفت تاثير گذارند.
ميکروب ها ، موجوداتي زنده هستند که متابوليت ، محصولات مترشحه و سلول هاي جديد آن ها مي توانند با يکديگر يا با محيط زيست به طور مثبت يا منفي، بسته به هدف مطلوب مثل تقويت استخراج نفت ارتباط و تعامل برقرارنمايند . همه اين مواد يعني آنزيم ها ، مواد و ترکيبات پليمري و خود سلول ها به عنوان کاتاليزور يا واکنش دهنده عمل مي کنند.
اين ترکيبات از طريق رابطه با محيط زيست افزايش مي يابند ونقش اصلي خود را با تاثير گذاري بر نقش و عملکرد سلول يعني جهش ژنتيکي وتوليد پروتئين ايفا مي کنند . علي رغم اطلاعات اصولي و پايه اي در زمينه فيزيولوژي سلول، درک نقش و ساختار جمعيت ميکروب ها در مخازن نفتي يعني اکوفيزيولوژي هنوز مبهم و نامعلوم است .

محدوديت هاي زيست محيطي
 

عوامل متعددي براي رشد و فعاليت ميکروب تاثير مي گذارند . در مخازن نفتي، محدوديت هاي زيست محيطي ، ملاکي در ارزشيابي و مقايسه تناسب و سودمندي ميکروارگانيسم ها محسوب مي شوند.اين محدوديت ها به اندازه ديگر عوامل زيست محيطي بر کره زمين ، سخت و فشرده نيستند.
براي مثال، شوري آب اقيانوس بيشتر از شوري آب درياست . اما اين شوري کمتر از شوري آب جويبار ها و نهرهاست . به علاوه ، فشار بيش از 20 مگاپاسکال ،دماي بيش از 80°C در مخازن نفتي ، جزء محدوديت هاي بقا و احياي ديگر ميکروارگانيسم هاست . برخي محدوديت هاي زيست محيطي که فشارهايي را بر سيستم سلولي اعمال مي دارند، و بر جمعيت ميکروب ها درمخازن نفتي تاثير مي گذارند ، عبارتند از :

دما :
 

آنزيم ها ، کاتاليزورهاي بيولوژيکي اند که نقش آن ها تحت تاثير عوامل مختلفي چون دماست که در دامنه هاي مختليف دمايي، واکنش هيا آنزيمي بهبود و يا سرکوب (متوقف) مي گردد. دما بر رشد سلول يا متابوليسم تاثير گذار است . چنين وابستگي ، ميکروب ها را طبق درجه دمايي که مي تواند رشدکند، طبقه بندي مي نمايد .
براي مثال، ساي کلروفيل ها (کمتر از 25°C ) ، مزوفيل ها ( 25 – 45°C ) ، ترموفيل ها ( 45 – 60°C ) و هايپرترموفيل ها ( 60-121°C ) . اگر چه اين سلول ها در اين دامنه دمايي رشد مطلوبي دارند اما رابطه مستقيمي با توليد متابوليت هاي خاصي ايجاد نمي کنند.

فشار: (اثرات مستقيم):
 

تاثير فشار بر رشد ميکروب در زير اعماق اقيانوس در سال 1949 توسط زوبل و جانسون مورد تحقيق و بررسي قرار گرفت . اين دو محقق ميکروب هايي که رشد آن ها با افزايش فشار ، تقويت مي شود را باروفيليک ( barophilic ) ناميد. ديگر طبقه بندي ميکروارگانيسم ها بر مبناي توقف رشد ميکروب در شرايط استاندارد (پيزوفيل( يا بالاتر از 40 مگاپاسکال ( piezo tolerant يا مقاوم به فشار) صورت مي گيرد. از نقطه نظر مولکولي ، بازبيني دانيل نشان داد که در فشارهاي بالا، رشته مارپيچي DNA فشرده و متراکم تر مي شود و جهش ژن و سنتز پروتئين تحت تاثير اين فرايند روي مي دهد .

اثر غير مستقيم:
 

افزايش فشار باعث محلوليت گاز مي شود . افزايش فشار بر فرايند ردوکس (اکسايش / کاهش) گاز تاثير گذاشته و به صورت گيرند و دهنده الکتروني مثل هيدروژن يا Co نقش خود را ايفاء مي نمايد .

اندازه حفره/ شکل مهندسي:
 

يکي از مطالعات نشان داد که فعاليت باکتري زماني بهبود مي يابد که منافذ و حفرات حداقل در قطر 2/0 ميکرومتري به هم متصل و مرتبط شوند . انتظار مي رود که اندازه حفره / شکل هندسي آن بر chemotaris تاثير گذارد . اين موضوع در شرايط مخزن نفتي به اثبات و تاييد نرسد. Ph :
اسيدي بودن آلکالين ها در ابعاد مختلفي بر سيستم هاي زنده و غير زنده تاثير مي گذارند. براي مثال،

تخليه سطح :
 

تغيير در سطح سلول وضخامت غشاء بواسطه pH و بدليل قدرت يوني غشاء سلولي پروتئين ها ايجاد مي شود. مناطق يوني با ذرات معدني ارتباط يافته و به آن ها متصل مي شوند و بر حرکت سلول ها در منافذ و حفرات تاثير مي گذارند.

فعاليت آنزيمي:
 

پروتئين هاي سلول، نقش اصلي را در انتقال مواد شيميايي در غشاء سلول ايفاء مي کنند. نقش آن ها به شدت به حالت يونيزه شدن (يونيزاسيون ) که تحت تاثير pH است ، وابسته مي باشد . در هر دو مورد، اين فرايند در محيط ميکروبي پيچيده يا مجزا روي مي دهد . تاکنون اطلاعات مربوط به رابطه بين pH و جمعيت هاي ميکروب در محيط زيست علي رغم تلاش هاي گسترده در دهه گذشته ، نامعلوم و نامشخص است .اما اطلاعات اندکي در مورد اکوفيزيولوژي جوامع ميکروبي در دست است . اين تحقيقات هنوز در مرحله گسترش است.

پديده اکسيداسيون:
 

پديده اکسيداسيون يا اکسايش در هر سيستم واکنش، يک نيروي ترموديناميکي از تنفس غير هوازي مي باشد که در محيط هاي فاقد اکسيژن روي مي دهد . پروکاريوت ها ، سلول هايي هستند که از تنفس غير هوازي به عنوان راهکار متابوليسمي براي زنده ماندن برخوردارند . انتقال الکترون در طول غشاء سلولي روي مي دهد . الکترون ها از دهنده الکترون به گيرنده الکترون انتقال مي يابند . فرايند اکسايش بين دهنده و گيرنده الکترون روي مي دهد . يون هاي هيدروژن و ديگر عناصر، تعيين مي کنند که کدام واکنش اول بايد روي دهد . براي مثال، نيتراتي شدن به مراتب مطلوب تر و بهتر از کاهش سولفات است. اين مسئله باعث تقويت استخراج نفت مي شود . در اين پروسه، تاثير کاهش نيترات بر رطوبت ، نقش لايه ها ، چسبندگي ، نفوذپذيري ، کاهش بيوپليمرها و گياهان ، نامعلوم و نامشخص است .

تشکيل الکتروليت:
 

غلظت الکتروليت و ديگر گونه هاي نامحلول بر فيزيولوژي سلول تاثير مي گذارد. الکتروليت هاي نامحلول ، فعاليت ترموديناميک، فشار مخزن و پروتوليز خود به خود آب را کاهش مي دهند . به علاوه، الکتروليت ها ، قدرت يوني را در غشاء سلول افزايش داده ويک نيروي محرک و قوي را ايجاد کرده و باعث تراوش آب بدرون يا بيرون سلول ها مي گردد. در محيط هاي طبيعي، اکثر باکتري ها ، توان زنده ماندن در شرايط ترموديناميکي کمتر از 95% را ندارند. برخي ميکروب ها از محيط بسيار شور مثل pseudomonas و Halocous در شرايط ترموديناميکي بسيار پاييني زنده مي مانند و در تکنولوژي ( mEOR ) فعاليت و مشارکت مي نمايند.

اثرات غير خاص:
 

اثرات غير ويژه در pH و Eh (فعاليت ترموديناميکي) روي مي دهد .براي مثال ، افزايش قدرت يونيِ، حلاليت نانوالکتروليت ها را افزايش مي دهد . نانو الکتروليت ها در پروسه تجزيه دي اکسيد کربن ، به عنوان کنترل کننده pH انواع آب هاي طبيعي نقش ايفاءمي کنند.

عوامل بيولوژيکي:
 

اگر چه پديدههيا syntrophism , parasitism , prexation و ديگر پديده ها در دنياي ميکروبي روي مي دهند، اما اطلاعات اندکي در زمينه اين پديده ها در دست است از اين رو، اين پديده ها در آزمايش ( mEOR ) مورد توجه قرار نگرفته اند . در اکثر موارد، برخي ميکروارگانيسم ها مي توانند در محيط هاي فاقد املاح و مواد معدني مثل سفره هاي آب خيزي بازالتي و گرانيتي زندگي کنند. ديگر ميکروب ها که در رسوبات زندگي مي کنند، از ترکيبات آلي استفاده مي کنند . مواد آلي و محصولات متابوليسمي در زمان تشکيل لايه هاي زمين شناسي مي توانند رشد ميکروب را در محيط هاي مجزا تقويت نمايند.

مکانيسم ( mEOR ):
 

درک مکانيسم ( mEOR ) دور از واقعيت است . اگرچه توصيفاتي در آزمايشات جداگانه مطرح و ارايه شده ، اما واضح نيست که آيا اين آزمايشات شرايط مخازن نفتي را تقليد نموده اند يا خير.
اين مکانيسم را مي توان از نقطه نظر اپراتور- dient توصيف کرد که مجموعه اي از اثرات مثبت يا منفي را نشان مي دهند:

1) اثرات سودمند:
 

فساد مولکو هاي بزرگ ، چسبندگي را کاهش ميدهد و توليد شناورها باعث کاهش نقش لايه ها مي گردد. توليد گاز، فشار مضاعف را ايجاد مي کند. متابوليت هاي ميکروبي يا خود ميکروب ها نفوذپذيري را با فعاليت جريان هاي ثانويه کاهش مي دهند.

اثرات مخرب:
 

سولفيد هيدروژن باعث فساد لوله ها و دستگاه ها وتخريب و زنگ زدگي آن ها مي شود. مصرف هيدروکربن ها بواسطه باکتري، توليد مواد شيميايي راکاهش مي دهد.

اثرات مفيد يا مخرب:
 

کاهش نفوذ پذيري در برخي موارد ميتوان موثر باشد و در برخي موارد مي تواند مخرب و زيانبار باشد. از بعد منفي ، متابوليت هايا ميکروب ها، نفوذپذيري را با فعاليت جريان هاي ثانويه از طريق رسوب جلبک ها ِ، مواد معدني يا ديگر ذرات معلق ، کاهش مي دهند. از بعد مثبت ، چسبندگي و اتصال باکتري و رشد و گسترش ترکيبات پليمري، چسبندگي مناطق و منافذ نفوذ پذير را افزايش داده و منجر به افزايش اثر جاروبي مي شود.

راهکارهاي ( mEOR ):
 

تغيير الکوفيزيولوژي مخزن نفت با راهکار( mEOR ) از طريق راهکارهاي مختلفي امکان پذير است . در برخي موقعيت ها ، تحريک ميکروب از بعد شيميايي باعث تزريق و جريان يافتن گيرنده هاي الکتروني مثل نيترات ، مولاس هاي قابل تخمير، ويتامين ها و يا شناورها مي شود. ( mEOR ) را مي توان با تزريق ميکروب ها که خود را با شرايط مخزن نفت تطبيق و سازگاري مي دهند و قابليت توليد محصولات ( mEOR ) را دارند، انجام داد.
جدول1: کاربرد محصولات و فراورده هاي ( mEOR ) که بواسطه ميکروارگانيسم ها توليد مي شود.
فراورده هاي ( mEOR ) ميکروب ها محصول کاربرد ( mEOR )
مواد بيولوژيکي مثل جلبک ها يا بيو فيلم ها ، سلول هاي باسيولس و EPS ، روند تشکيل چسبندگي نقاط خالي و تغيير زاويه نفوذ پذيري
[ Xxanthomonas , leuconostoc ]
شناورها : استينو باکتر امولسان و آلاسان روند تشکيل : امولوسيون و دي امولوسيون از طريق کاهش نقش لايه ها .
گونه ها : با سيلوس، سورفاکتين، lichenysin , rhanolodid
Rhamno lipid, psedudomon ، گليکوليپيد
Trehaloselipid , viscosin , rhodococous
Arthrohacter
ترکيبات پليمري: xanthan gum , xanthomonas
روند تشکيل : تزريق ، تعسير چسبندگي:
گونه ها : Aurobasidium , pullalan
Basillus , curdlan
Leucono stoc Dextran
Sclerotium sclerogluean
BArevibactrium
محلول ها : کلرستديوم ، زيماموناس و کِلبزيلا، اَستون ، بوتانول، پروپان -2- ديول.
روند تشکيل: تجزيه سنگ ها با افزايش نفوذ پذيري ، کاهش غلظت نفت
اسيدها : اسيدهاي بوتيريک و پروپيونيک کلسترديوم
روند تشکيل: افزايش نفوذ پذيري وفرايند امولوسيون
گونه ها : اِنتروباکتر و اسيدوژن هاي ترکيبي.
گازها : هيدروژن و متان کلستر ديوم .
روند تشکيل: افزايش فشار، باد کردن نفت و کاهش چسبندگي لايه ها . افزايش نفوذ پذيري.
گونه ها : اِنتروباکتر ، متانو باکتريوم.
اين اطلاعات از آزمايشات وبررسي هاي انجام گرفته روي جمعيت هاي ميکروبي بدست آمده است .اما شرايط آزمايشگاهي ،دور از واقعيت موجود در مخازن نفتي است . هنوز مشخص نيست که آيا محصولات متابوليکي وابسته به رشد سلول اند و ادعاها در اين زمينه بايد با احتياط مطرح شوند زيرا محصولات يک متابوليت هميشه وابسته به رشد سلول نيستند.

بيوپليمرها و موجودات بيولوژيکي:
 

در فرايند چسبندگي ، سلول ها و ترکيبات پليمري به مناطق بسيار نفوذ پذيري مي چسبند و باعث تغيير جهت جريان آب به کانال هاي غني از نفت مي شوند و در نتيجه ، اثر جاروبي استخراج نفت را با سيلاب افزايش مي دهند . توليد بيو پليمرها و تشکيل بيوفيلم ها تحت تاثير شيمي آب ، pH ، تخليه سطوح ، فيزيولوژي ميکروب ، مواد معدني و املاح ريان سيالات است .

بيو شناورها :
 

شناورهايي که به واسطه ميکروب توليد مي شوند که به شناورها معروف هستند ، نقش لايه اي را بين آب ونفت کاهش مي دهند بنابراين ، کاهش فشار هيدروستاتيکي باعث حرکت مايع مدفون شده در حفرات و منافذ شده و بر اثر نيروي مويي غلبه مي يابد . بيوشناورها به تشکيل micelle ها کمک کرده و يک مکانيسم فيزيکي را جهت سيال و روان نمودن نفت به حالت مايع رقيق فراهم مي کند . ترکيبات هيدروفوبيک و هيدروفيليک نقش بسزايي در اين فرايند دارند و توجهات زيادي را در تکنولوژي ( mEOR ) به خود جلب نموده اند . گونه هاي اصلي اين ساختار، ليپوپپتيدها و گليکوليپيدها هستند . اين دو ساختار، مولکول اسيدهاي چرب هستند و بخشي از ترکيبات هيدروفوبي تلقي مي شوند.

گاز و محلول ها :
 

در اين روش قديمي، توليد گاز، اثر مثبتي در استخراج نفت با افزايش فشار متغير در حرکت نفت دارد . متان حاصل از فساد نفت ، اثر اندکي بر ( mEOR ) بدليل حلاليت بالا در فشارهاي بالا دارد. دي اکسيد کربن يک معرف خوبي در پديده ( mEOR ) است . زماني Co2 در فاز مايع غليظ و متراک مي شود که هيدروکربن هاي سبک به حالت گاز تبخير شوند. Co2 به اشباع نفت کمک کرده و منجر به تورم وکاهش چسبندگي و غلظت مايع و بهبود سياليت نفت مي شود . ديگر گازها و محلول ها سنگ کربنات را تجزيه کرده و باعث افزايش نفوذ پذيري و خلل و فرج سنگ مي شوند.

مطالعات ميداني:
 

کاربرد ( mEOR ) در ميادين سراسر جهان به تفصيل مورد بازبيني قرار گرفته است. اگر چه تعداد دقيق آزمايشات ميداني نا مشخص است اما لازار و همکارانش، اين تعداد را صدها عدد ذکر نموده اند . آزمايش( mEOR ) در ميادين نفتي در آمريکا، روسيه ، چين، استراليا، آرژانتين، بلغارستان ، چکسلواکي سابق ، آلمان شرقي سابق، هانگاري ، هند، مالزي، پرو، هلند و روماني اجرا و انجام شده است . لازار و همکارانش عنوان کردند که چين در اين زمينه پيش قدم بوده است . اين محققان بدين نتيجه رسيدند که موفق ترين آزمايش در ميدان آلتون واقع در استراليا انجام گرفته است. (افزايش 40 درصدي توليد نفت در طي12ماه).
اکثريت آزمايشاتدرمخازن سنگ ماسه اي (ماسه سنگي ) و برخي ازآن ها در مخازن شياردار و کربناتي صورت گرفته است . تنها آزمايشي که در ميدان نفتي کنار سواحل صورت گرفته، مربوط به ميدان Norne در نروژ وميدان Bokor در مالزي است . همان طور که لازار و همکارانش اشاره نمودند، کاربرد اين تکنولوژي در ميدان رويکردهاي مختلفي را بدنبال داشت از جمله : تزريق ميکروارگانيسم ها (سيلابي شدن ميکروب) ، کنترل رسوب پارافين، تحريک ميکروب هايآندوژتر، تزريق بيوپليمرها ، آلتراميکروب ها و سازگاري با محيط غني از نفت .
نتايج ( mEOR ) حاصل از آزمايشات ميداني بسيار متنوع است . آزمايشات کنترل شده بدليل تغييرات ديناميکي در مخازن زماني که نفت درحال استخراج است . امکان پذير نمي باشد. به علاوه ، مزاياي اقتصادي اين آزمايشات ميداني نامشخص است و پاسخ به اين که چرا اين آزمايشات ناموفق بوده اند ،هنوز ارايه نشده است . نمي توان نتايج کلي را در اين زمينه اتخاذ کرد زيرا خصوصيات فيزيکي و معدني مخازن نفتي متفاوت است .و اتخاذ يک نتيجه از تمام نتايج ، امکان پذير است .

مدل ها :
 

تلاش هاي زيادي در زمينه الگو برداري ( mEOR ) انجام گرفته است . تاکنون مشخص نشده که آيا نتايج تئوري، داده هاي کمياب را انعکاس مي دهد. طرح مدل هاي رياضي براي ( mEOR ) ، پال زاست زيرا عوامل بيولوژيکي ، شيميايي و فيزيکي بايد در اين زمينه مد نظر قرار گيرند. مدل هاي ( mEOR ) متشکل از خصوصيات حمل و نقل ، قوانين حفاظت ، تعادل و توازن منطقه ، تجزيه نظريه فيلتراسيون و رشته اي کردن فيزيکي است . اين مدل ها بسيار ساده هستندو بر مبناي مواد زير تشکيل شده اند:
A ) قوانين حفاظتي ، رشد سلولي، انرژي جنبشي موجودات و وجود موجودات بيولوژيکي در فازهاي آبي و نفتي. هدف اصلي ، پيش بيني ثبات خلخل و فرج ها بر مبناي فاصله و زمان است .
B ) مدل فيلتراسيون جهت تحريک حرکت باکتري بر اساس اندازه حفره و ارتباط دادن نفوذ پذيري با شاخص نفوذ ميکروب ها با کاربرد قانون دارسي.
انرژي جنبشي مواد شيميايي ، لازمه تشکيل و اتصال محصولات بيولوژيکي به جريانات و گونه هاي آبزي و ميکروب هاي معلق مي باشد. در اين زمينه رويکردهاي محاسباتي مطرح شده اند.
براي مثال، طرح معادله ديفرانسيل پارابوليک غير خطي ، معادله شاخص انتشار ميکروب ها و جذب آنها به منافذ و حفرات ، معادله ديفرانسيل حرکت و حمل و نقل مواد معدني و املاح مثل اثر جذب و رشد باکتري بر اساس معادله monod . معادله monod در نرم افزاري هاي الگوبرداري مورد استفاده قرار دارد و داراي عملکردي محدود است . اين معادله با قانون عمل که خصوصيت رشد ميکروب ها را تشکيل مي دهد، تناسب و همخواني اي ندارد.
کاربرد قانون عمل در جمعيت ميکروب ها منجر به معادله خطي مي شود و کاربرد همين قانون در پروسه کاتاليز آنزيم منجر به معادله michaelis- menten مي شود . اين معادله اقتباس شده از معادله monod است . اين معادله درتوليد بيوشناورها ، کار ما سخت تر مي نمايد زيرا آزمايشات کنترل شده ، شاخص رشد و پارامترهاي واکنش آنزيم را تعيين مي کنند . الگوبرداري از bioclogging ها بسيار پيچيده است زيرا محصولات متابوليت انسدادي به طور غير خطي به رشد ميکروب ها کمک کرده وجرياني از املاح معدني را به سيالات وارد ميکنند . مدل هاي مطرح شده ، اکوفيزيولوژي ميکروب ها را در مخازن نفت مورد غفلت قرار داده اند.ميکروارگانيسم ها نوعي کاتاليزور هستند که فعاليت آن ها به رابطه متقابل ميکروب ها و محيط بستگي دارد. موجودات زنده و غير زنده در شبکه اي پيچيده وکامل از انرژي و مواد معدني و املاح با يکديگر رابطه و تعامل ايجاد مي کنند. برخي ميکروب ها ،ترکيبات پليمري راتوليد مي کند که رفتار آن ها در منافذ وحفرات باعث اشغال و تصرف Eps و ميکروب ها مي شود. اطلاعات اندکي در اين زمينه موجود است.
بنابراين هدف افزايش محصولات وکاهش هزينه تامين نگشته است . مدل هاي واقعي براي اجراي ( mEOR ) در مخزن نفت در دسترس نيست و مدل هاي گزارش شده ، نواقص و معايبي دارند که با بررسي منافذ توسط ميکروب ها يا بيوفيلم ها قابل حل و بر طرف شدن هستند. اما اين مدل ها بدليل دو بعدي بودن ، دچار نوعي نقص هسند . کاربرد اين مدل ها در نمونه هاي سه بعدي اثبات و تاييد نشده است . و هنوز واضح نيست که آيا مي تون اين مدل ها را در نرم افزار مشهور شبيه ساز ميدان نفتي بکار گرفت . بنابراين ، يک راهکار ميداني نياز به يک شبيه ساز توانمند در زمينه پيش بيني رشد و حرکت باکتري در منافذ و حفرات و توليد محصولات ( mEOR ) دارند .

ناکامي ها و شکست ها :
 

1) فقدان يک رويکرد واقعي در ارزشيابي اصول اقتصادي و کارکرد و عملکرد ( mEOR )
2) هيچ مطالعه اي در زمينه خصوصيات مخزن، خصوصيات بيو شيمي و فيزيولوژيکي ميکروبيوت ها ، مکانيسم کنترل و پروسه هاي اقتصادي صورت نگرفته است .
3) اکوفيزيولوژي ميکروب ها در مخازن نفتي به طور وسيع وگسترده اي کشف و شناسايي نشده است . به همين دليل، ارزشيابي مکانيسم فيزيکي و بيوشيمي درکنترل واکنش ميکروب به مواد هيدروکربني و سياليت آن ها ، ضعيف مي باشد.
4) عدم درک کميتي فعاليت ميکروب و درک ضعيف روابط بين موجودات زنده و غير زنده .آزمايشات در زمينه محيط هاي غني از مواد سوال برانگيز است . زيرا جمعيت جمعيت ميکروب ها با مواد معدني، ترکيبات پليمري و ديگر فاکتورهاي بيولوژيکي و فيزيکوشيمي ارتباط و تعامل برقرار مي کند.
5) فقدان رابطه و تعادل بين ميکروبيولوژيست ها ، مهندسان مخزن ، ژئولوژيست ها ،اقتصاددانان و اپراتورها ، ناکامل بودن داده ها در زمينه مخزن مثل سنگ شناسي، عمق، ضخامت ، خلل و فرج ها ،نفوذ پذيري ،دما ، فشار ، ذخاير ، خصوصيات سيالات مخزن (گرانش نفت ، شوري آب ، غلظت نفت، فشار نقطه حباب، ضريب حجم تشکيل نفت) و داده هاي خاص ( mEOR ) (تعداد چاههاي تزريقي و توليدي، افزايش استخراج و سود حاصل از آن ، شاخص تزريق،توليد روزمره نفت)، محاسبه افزايش استخراج نفت در طول زمان
6) درک محدودي از بعد اقتصادي پروسه ( mEOR ) و ارزشيابي نادرست قابليت وپتانسيل استخراج نفت ، هزينه و عوامل فني و تکنيکي.
7) ارزشيابي نامعلوم و نامشخص عمر مخزن، اثرات نامعلوم زيست محيطي.فقدان روابط کمي بين عملکرد ميکروب، خصوصيات مخازن و شرايط عمليات .
8) بي ثباتي عملکردها و عمليات ها ،کاهش ضريب استخراج نفت ، ترديدات و ابهام در مورد تامين ملاک هاي طرح مهندسي پروسه ميکروبي و درک کلي از پروسه باکتري زنده .
9) فقدان آزمايشات تحت کنترل و عدم تقليد و شبيه سازي شرايط مخزن نفت که بر جهش ژن وتشکيل پروتئين تاثير گذار است .
10) عدم شناسايي باکتري ها ، عدم استفاده از معادله monod .
11) فقدان مدل هاي رياضي و محاسباتي در توصيف بهتر ( mEOR ).
12) عدم درک مکانيسم استخراج نفت به روش ميکروبي و فقدان مدل هاي محاسباتي در پيش بيني رفتار و عملکرد ميکروب در مخازن مختلف.
13) شناورها: موجوداتي فساد پذير هستند که تحت تاثير دما، pH ، غلظت نمک به فعاليت مي افتند و به سطوح سنگي جذب مي شوند.
14) روش هاي اقتصادي نادرست مثل کاربرد آنزيم ها و ميکروارگانيسم هاي کلوني شده
15) سخت ايزوله شدن يا مهندسي رشته ها که قابليت زنده ماندن در محيط مخازن نفتي را دارند .

روند ها :
 

1) چسبندگي ميکروب ها به منافذ و حفرات چاه و از بين رفتن مداوم خاصيت چسبندگي
2) پراکندگي ترکيبات لازم
3) کنترل فعاليت ميکروب هاي آندوژتر.
4) فعاليت ناخواسته بدليل پروسه هاي ردوکس نظير کاهش سولفات يعني کنترل فساد
5) حذف پارافين ميکروبي
6) حذف و از بين بردن صدمات به پوست ميکروب
7) سيلاب ها که در آن، فاز آبي ، ( mEOR ) را تحريک مي کند.
8) شبيه سازي کردن يک چاه ، کم هزينه اي ، ( mEOR ) را بهترين گزينه نشان مي دهد.
9) راهکارهاي چسبندگي
10) ( mEOR ) با آلترا ميکروب ها.
11) ميکروارگانيسم هاي تحت پروسه ( mEOR ) تحت مواد معدني و ترکيبات مغزي قادر به زنده ماندن، رشد وتوليد متابوليست ها را دارند.
12) کاربرد extromophil : هالوفيل ها ، باروفيل ها ، ترموفيل ها .
13) الگو برداري از شبکه عصب مصنوعي در توصيف پروسه هاي ( mEOR ).
14) رقابت ميکروب ها با ميکرو فلوراي آندوژتر و عدم درک فعاليت ميکروب ها
ارسال توسط کاربر محترم سايت : mashhadizadeh
/ج