MEOR — Microbial Enhanced Oil Recovery
Die von der MicroPro GmbH über mehrere Jahre entwickelte MEOR-Technologie (Microbial Enhanced Oil Recovery) stellt ein hocheffektives tertiäres Erdöl-Förderverfahren auf mikrobieller Basis dar. Der Prozess führt durch Senkung des Wassergehaltes zu einer Revitalisierung der Erdölproduktion. Durch Injektion von isolierten und adaptierten Bakterien sowie einer Melasse-Nährlösung werden deutlich erhöhte Entölungsraten erreicht. Die injizierten Mikroorganismen wachsen und vermehren sich tief in der Lagerstätte und bilden dort hochwirksame Produkte (u.a. Säuren, Gase, Alkohole, Detergenzien).
Für spezifische MEOR-Anwendungen bei hohen Mineralisationsgraden und Temperaturen hält die MicroPro eine umfangreiche Bakterien-Stammsammlung bereit.
Die Anwendung von MEOR hat mehrere produktionsfördernde Effekte:
- Bakterielle Gase erhöhen den Lagerstättendruck um bis zu 20 bar und führen damit zu einem Energieeintrag tief in der Lagerstätte
- Organische Säuren zersetzen Karbonatanteile im Gestein und öffnen somit neue Fließwege für das Erdöl
- Biolipide erhöhen die Benetzbarkeit und brechen Öl/Wasser-Barrieren auf
Durch die genannten Prozesse wird die Erdölförderung auf neue, bisher nicht erschlossene Lagerstättenteile ausgedehnt und die Entölungsrate der Lagerstätte deutlich erhöht. Pro Tonne Melasse, die in die Lagerstätte injiziert wird, werden zusätzlich ~50 barrel Öl gefördert. Zusätzlich zum Wasserfluten können noch einmal 10–15% des ursprünglichen Öls mehr gefördert werden.
Durch MEOR wird
- der Wassergehalt bei der Förderung um 15 – 30 % gesenkt,
- die Produktionsrate der Sonden um bis zu 50 % erhöht,
- die Erdölförderung um bis zu 150 % gesteigert.
Die Kosten liegen – je nach Aufwand – bei wenigen USD pro mehrgefördertem Öl-Barrel.
Technologie
MEOR — Verfahren
Für die MEOR-Behandlung einer Lagerstätte werden ausgewählte Bakterien in Massenkultur gezüchtet und gemeinsam mit einer Nährlösung in die Lagerstätte verpresst. MEOR kann sowohl als zyklisches Verfahren („Huff and puff“) wie auch als kontinuierlicher Flutungsprozess angewendet werden. Mit dem Injektionswasser werden die Mikroorganismen tief in die Lagerstätte getragen, vermehren sich dort und vergären die eingebrachten Nährstoffe.
In der Lagerstätte bilden die Bakterien zahlreiche produktionsverbessernde Substanzen, die zur Verringerung des Verwässerungsgrades und einer deutlichen Erhöhung der Gesamtproduktion führen.
Bakterielle Produkte und deren Auswirkungen auf die Erdölproduktion:
Gase
| Mikrobielle Produkte | Wirkungen | Lagerstättenparameter |
| CO2 (80 %), H2 (20 %) bis zu 380 ml pro Gramm Melasse | Erhöhung des Druckes um bis zu 20 bar | Erhöhung des Energiepotentials in der Lagerstätte |
| CH4 als Endprodukt aus organischen Säuren, Alkoholen und Wasserstoff | Erhöhung des Öl-Volumen-Faktors und damit Senkung der Öl-Viskosität | Verbesserung der Öl-Mobilität |
| Veränderung des Druckpotentials in Klüften und Poren | Erhöhung der Öl-Produktion |
Organische Säuren
| Mikrobielle Produkte | Wirkungen | Lagerstättenparameter |
| Essig‑, Propion‑, Butter- und Valerian-Säure | Senkung des pH Wertes auf 4.8 | Erhöhung der Gesteinspermeabilität |
| Lösung von ~ 0,2 Tonnen Karbonatgestein pro Tonne Melasse | Erweiterung der Ölförderung auf noch nicht entölte Lagerstättenbereiche | |
| Ausbildung neuer Fließwege |
Alkohole, Biolipide
| Mikrobielle Produkte | Wirkungen | Lagerstättenparameter |
| Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol | Senkung der Grenzflächenspannung (z.B.für Heptan bis zu 12 — 46,5 mNm-1) | Verbessertes Eindringens der injizierten Melasselösung in Klüfte und Poren |
| Verbesserung der Benetzbarkeit des Gesteins | Erhöhung der Ölausbringung durch Aufhebung der Öl/Wasser-Barrieren |
Die Effekte des MEOR-Verfahrens sind durch zahlreiche Studien und praktische Anwendungen belegt:
- Erhöhung des Energiepotentials in der Lagerstätte
- Verbesserung des Druckpotentials in Poren und Klüfte
- Verringerung der Viskosität des Erdöls
- Senkung der Oberflächenspannung
- Verbesserung der kapillaren Adsorption der Flüssigkeiten
- Erhöhung der Permeabilität durch Säuerung
In zahlreichen Tests und Feldanwendungen konnte die Ölproduktion um mehr als 100 % gesteigert werden.
Minimierung der Risiken
Für eine erfolgreiche Anwendung der MEOR Technologie empfehlen wir feldesspezifische Voruntersuchungen. Dazu werden die Lagerstättenparameter erfasst sowie Reservoirproben untersucht. Nur wenn die Lagerstätte für den MEOR Prozess geeignet ist, werden weitergehende Voruntersuchungen durchgeführt.
Mit Originalproben kann der MEOR-Prozess zunächst in Laborversuchen simuliert und die zu erwartende Entölungsrate sowie die zu erwartende Mehrförderung prognostiziert werden. So wird das wirtschaftliche Risiko vor einer Feldanwendung erheblich reduziert.
Ein Pilotversuch an einem repräsentativen Feldesteil mit wenigen Injektions- und Produktionsbohrungen kann bereits nach kurzer Zeit konkrete Aussagen über die Rentabilität des Prozesses liefern.
Step by Step
Zeitlicher Ablauf
Auswertung und Bewertung vorliegender Feldesdaten
- Begutachtung der geologischen und geophysikalischen Daten
- Flüssigkeiten- und Gaszusammensetzung
- Chemische Zusammensetzung von Öl, Gas und Wasser
- Öl-Viskosität, Dichte unter Lagerstättenbedingungen
- Gas-/Öl-/Wasser-Verhältnis
- Förderdaten
- Vorhandenes Öl, Produktionsraten, Förderverlauf, etc.
- Lagerstättenkonfiguration
Chemische und mikrobiologische Voruntersuchungen
- Bestehende bakterielle Besiedlung der Lagerstätte
- Chemische Zusammensetzung der Schichtwässer
- Anpassung des mikrobiologischen MEOR-Arbeitsprogrammes an konkrete Lagerstättenbedingungen
Anpassung des MEOR-Verfahrens an die Lagerstättenparameter
- Auswahl der geeigneten Bakterien
- Anpassung und Testung der Bakterien unter technischen Bedingungen
- Optimierung des Nährmediums
- Analyse der gebildeten Produkte mit original Probenmaterial
- Prozessoptimierung und Auslegung der Feldbehandlung
Bewertung der mikrobiellen Effekte auf die Erdölförderung
- Modellversuche an Kernen unter Lagerstättenbedingungen zur Bewertung der MEOR-Effektivität
MEILENSTEIN: Entscheidung über eine MEOR-Feldanwendung
Bau und Installation der technischen Anlagen
Feldbehandlung mit MEOR-Verfahren unter laufender Prozesskontrolle
Fallbeispiele
MEOR — Fallbeispiele
Prinzipiell ist das MEOR-Verfahren in allen Lagerstätten anwendbar, wenn die physikalischen und chemischen Voraussetzungen für bakterielles Wachstum gegeben sind.
Besonders geeignet ist MEOR für karbonatische Lagerstätten, die ca. 50% der weltweiten Formationen ausmachen. Hier sind viele andere EOR-Verfahren (Polymer- Tensid- oder Säurefluten) aufgrund chemischer Reaktionen nur wenig effektiv. Die besonderen Vorteile des MEOR-Verfahrens auf Melasse-Basis in Karbonat-Formationen sind:
- Die eingebrachten Bakterien verbreiten sich schneller und weiter durch Poren, Risse und Kanäle
- Die Wirkung der gebildeten biologischen Produkte erfolgt tief in der Lagerstätte und nicht nur im sondennahen Raum
- Die Blockierung von ölführenden Bereichen durch Adsorption und Aufwachsen von Bakterien ist minimiert
- Karbonate neutralisieren die produzierten organischen Säuren, was die Neubildung von mikrobiellen Produkten erhöht
- Durch Gesteinslösung wird die Permeabilität erhöht. Dadurch werden neue, noch nicht entölte Reservoirbereiche für die Förderung erschlossen.
Die folgenden Fallbeispiele verdeutlichen die vielfältigen positiven Effekte von MEOR an praktischen Beispielen.
Publikationen
- Wagner, M., et.al. (1995) Development and Application of a New Biotechnology of Molasses in-situ Method — Detailed Evaluation for Selected Wells in Romaschkino Carbonate Reservoir
5th MEOR Conference, Dallas, Texas 9 - Wagner, M. et.al.: Verfahren und Anlage zur Herstellung von Impfgut für eine verbesserte Erdölförderung
P 4307334, 24.04.1995 - Wagner, M. (1994) Microbial Improved Oil Recovery
Oil and Gas Technology, 3 - Muslimov, R. et.al. Wagner, M. (1993) Microbial Improved Oil Recovery in Carbonate Reservoirs — Preparation of a Pilot Project in the Oil Field Romaschkino, Republic of Tartarstan
7th European IOR Symposium, Moskau - Wagner, M. et.al. (1993) Microbially Improved Oil Recovery from Carbonate Reservoirs
Proceedings International Biohydrometallurgy Symposium, Jackson Hole, Wyoming, USA - Wagner, M. et.al.: Verfahren zur Unterdrückung sulfatreduzierender Bakterien bei MIOR
DE 41 27 744 A1, 25.02.1993 - Wagner, M. (1991) Microbial Enhancement of Oil Recovery from Carbonate Reservoirs with Complex Formation Characteristics
Proceedings of the 1990 int. Conf. On Microbial Enhancement of Oil Recovery, Developments in Petroleum Science 31 Elsevier - Wagner, M. et.al.: Stimulierungs- und Intensivierungsverfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen
DL PS 277 297, 28.03.1990 - Wagner, M. et.al.: Verfahren zur mikrobiellen Sekundärgewinnung von Erdölen
DL PS 2007 515, 08.06.1983