Специальные микробиологические исследования для подземных хранилищ (углеводороды, водород), геотермальных объектов и технологического оборудования
Микроорганизмы могут причинить серьезный ущерб подземным хранилищам и технологическому оборудованию, который может привести к прекращению производственного процесса. Колонизация микроорганизмами компонентов оборудования, например, систем охлаждения, теплообменников, фильтров и трубопроводов часто влечет за собой дорогостоящее техническое обслуживание.
Для эксплуатации подземных хранилищ или геотермального оборудование могут иметь значение различные микробиологические процессы (например, сульфатредукция, анаэробное брожение или образование полимеров), вследствие которых могут иметь место трансформационные процессы и несоблюдение критериев качества хранимого продукта, коррозия, окисление, ухудшение проницаемости и блокировка скважин.
Типичные микробиологически вызванные неисправности:
- Разложение или изменение хранимого сырья вследствие микробиологических трансформационных процессов (разложение углеводородов, этилена, метана)
- Снижение качества вследствие образования сероводорода, метана или углекислого газа
- Микробиологически вызванная коррозия (от англ. Microbially induced corrosion, MIC) на трубопроводах, деталях оборудования или шпунтовых стенках
- Засорение устьевого или наземное оборудования, например, фильтров или теплообменников, продуктами метаболизма микроорганизмов (например, сульфидом железа) или вследствие разрастания бактерий (образование биопленки или слизи)
- Вспенивание, образование осадка или отложений
- неисправности бурового раствора и других буровых химикатов
В каждом случае исследования требуют наблюдения за микробиологическими условиями на конкретном объекте. Специальные и проверенные испытуемые среды и аналитические методы обеспечивают надежный анализ и типизацию встречающихся организмов. Кроме того, исследования роста бактерий позволяют дать проблемно-ориентированную, широкую характеристику обнаруженных популяций. Данные анализы дополняются молекулярно-биологическими методами обнаружения и типизации.
Мы предлагаем Вам специально адаптированные микробиологические исследования в практических условиях для проб, содержащих воду, нефть и твердые вещества, из технологического оборудования, скважин, устьевого оборудования, полостей или подземных хранилищ в водоносных пластах.
Основным направлением перспективных работ будут анализ и оценка рисков при подземном хранении водорода, полученного методом регенерации.
Объем услуг:
- Взятие проб жидкостей или твердых веществ из соответствующих геологических структур или деталей оборудования
- Исследование проб на все релевантные группы бактерий
- Исследование обнаруженный бактерий на усвоение соответствующих веществ, например, водорода, а также на образование критических продуктов метаболизма, например, сероводорода
- Определение степени колонизации и активности в условиях соответствующего объекта (содержание солей, температура, химический состав, давление)
- Идентификация отдельных групп бактерий в обнаруженных спектрах микроорганизмов молекулярно-биологическими и биохимическими методами
- Установление причин микробной колонизации и определение возможных контрмер
- Рекомендации по стабилизации промывочных растворов или рассола, проверка эффективности применяемых биоцидов
- Исследования герметичности методом микробиологического и геохимического анализа (замер почвенного воздуха)
- Экспертиза, оценка рисков, научные исследования
Рекомендуем заказывать проведение исследований Вашего технологического оборудования исключительно опытным квалифицированным персоналом методом микробиологически обоснованного отбора проб и проблемно-ориентированного, специфичного для конкретного случая лабораторного анализа. Мы гарантируем квалифицированные исследования и компетентные консультации – уже более 40 лет – и будем рады сотрудничеству с Вами.
Примеры из практики:
Блокировка фильтра геотермальной скважины
Вследствие неожиданных, критических скачков давления в контуре геотермальной установки проводилось микробиологическое исследование материала фильтра предварительной очистки насоса. При этом в жидких культурах были обнаружены питающиеся водородом, сульфатовосстанавливающие бактерии (СВБ) с высоким содержанием ПЦР. Тесты роста с обогащенными бактериальными культурами подтвердили, что микроорганизмы способны размножаться только при температурах ниже 4oC и, следовательно, не могут происходить из нагревательного контура температурой более 55oC. Более того, речь шла о бактериях, захваченных из контура циркуляции холодной воды.
Мы указали на опасность адаптации микроорганизмов к высоким температурам и связанное с этим заражение контура циркуляции горячей воды и сделали предложения по контрмерам.
Стабилизация промывочных растворов для скважин большого диаметра
Проходка скважины диаметром 6 м для соляного рудника должны была осуществляться КМЦ (карбоксиметилцеллюлозным) промывочным раствором. Многие тысячи кубических метров промывочного раствора хранились в поверхностном бассейну. В летние месяцы начался интенсивный микробиологический процесс разложения КМЦ, так что промывочный раствор уже больше нельзя было стабилизировать длительным добавлением высоких доз КМЦ. Существовала опасность захвата бура в буровой скважине из-за набухающие глины.
В результате обширных биоцидных тестов мы были вынуждены констатировать, что невозможно в короткий срок предоставить такой объем препарата.
Поэтому тестировалась и была предложена щелочная стабилизация промывочного раствора со значением pH 11-12. Таким образом, удалось эффективно уничтожить бактерии и продолжить проходку скважины без дополнительных потерь бурового раствора.
Исследования в процесс вымывания газохранилища путем растворения
Во время вымывания газохранилища путем растворения началось сильное образование осадка, которое привело к образованию хлопьев и блокировке скважин.
В исследуемых пробах было обнаружено высокое содержание бактерий различных физиологических групп. В качестве источников питательных веществ предполагались органические соединения (соединения целлюлозы), которые попадали в газохранилище вместе с промывочным раствором. Последующие микробиологические процессы разложения привели, очевидно, к высокой степени колонизации, которую также не удалось снизить высоким содержанием соли. Более того, было установлено, что это привело к адаптации бактерий и в процесс вымывания растворением развились солеустойчивые штаммы (в т. ч. и при 245 г NaCl/л).
Бесспорно, в образовании хлопьев участвовали слизеобразующие бактерии. В дальнейшем в смоделированных лабораторных тестах началось образование сетчатых сплетений нитевидных бактерий. Интенсивность нитеобразования усиливалась еще больше с ростом содержания соли. Это можно было объяснить появлением новых бактериальных форм с пониженной подвижностью и нарушенным делением клетки в условиях физиологического стресса при высокой солености.
По завершении микробиологического исследования мы смогли рекомендовать специфичные для конкретного случая меры по снижению внесения питательных веществ и борьбы с бактериями.
Исследование коррозии на трубопроводе
Эксплуатирующая компания газопровода обнаружила повреждения коррозией на внешней оболочке трубопровода в районе с повышенным уровнем грунтовых вод. Трубопровод имел катодную антикоррозионную защиту.
Основным фактором коррозии был начальный процесс образования сероводорода сульфатовосстанавливающими бактериями (СВБ), которые, кроме всего прочего, использовали образованную катодной защитой водородную оболочку в качестве источника энергии. Образованный этими СВБ сероводород (H2S) вступал в реакцию с ионами железа, выделяемыми трубопроводом, с образованием черного сульфида железа. H2S и сульфид железа окисляются разными группами т.н. бактерий, окисляющих серу (БОС) до серной кислоты и сульфата железа(II). В частности, Acidithiobacillus ferrooxidans окисляет сульфат железа(II) до хлоридов железа(III). Затем из сульфида железа(II) (пирита) в соединении с водой высвобождается значительное количество серной кислоты, которая присоединяясь к уже начавшемуся разъеданию металлического железа ведет к дальнейшей микробиологически вызванной коррозии.
Благодаря обширным микробиологическим исследованиям удалось подтвердить активность участвующих в этом процессе бактерий и описать причину коррозии.
