RU2717025C1 - Strain rhodococcus erythropolis ho-ks22, having high urease activity, capable of generation of an oil-displacing agent bio-surfactant in an oil reservoir - Google Patents
Strain rhodococcus erythropolis ho-ks22, having high urease activity, capable of generation of an oil-displacing agent bio-surfactant in an oil reservoir Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717025C1 RU2717025C1 RU2019114124A RU2019114124A RU2717025C1 RU 2717025 C1 RU2717025 C1 RU 2717025C1 RU 2019114124 A RU2019114124 A RU 2019114124A RU 2019114124 A RU2019114124 A RU 2019114124A RU 2717025 C1 RU2717025 C1 RU 2717025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- formation
- bio
- leads
- surfactant
- Prior art date
Links
- 241000187561 Rhodococcus erythropolis Species 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003876 biosurfactant Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 108010046334 Urease Proteins 0.000 title claims abstract description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims abstract 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 14
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical class [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical class [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 150000005323 carbonate salts Chemical group 0.000 claims abstract 2
- 229910052749 magnesium Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 239000011777 magnesium Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 7
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000008398 formation water Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 38
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 15
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 7
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 3
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- -1 hydroxyl ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000007003 mineral medium Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000005595 deprotonation Effects 0.000 description 1
- 238000010537 deprotonation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HWLDNSXPUQTBOD-UHFFFAOYSA-N platinum-iridium alloy Chemical group [Ir].[Pt] HWLDNSXPUQTBOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
- C09K8/582—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of bacteria
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/26—Processes using, or culture media containing, hydrocarbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, и может быть использовано в методах повышения нефтеизвлечения с использованием бактериальных штаммов. Известно, что объем добытой нефти зависит от коэффициента нефтевытеснения и степени охвата нефтеносного пласта применяемыми методами добычи. При использовании вторичного заводнения на нефтевытеснение влияет ряд факторов. Это ионно-молекулярные поверхностные силы на границах фаз в системе нефть-вода-порода, различия в плотности и вязкости нефти закачиваемой воды и нефти и анизотропия по проницаемости нефтесодержащей породы.The invention relates to the oil industry, and can be used in methods of increasing oil recovery using bacterial strains. It is known that the volume of oil produced depends on the coefficient of oil displacement and the degree of coverage of the oil reservoir by the applied production methods. When using secondary waterflooding, a number of factors influence oil displacement. These are ionic-molecular surface forces at the phase boundaries in the oil-water-rock system, differences in the density and viscosity of oil of injected water and oil, and anisotropy in the permeability of oil-containing rock.
Штамм Rhodococcus erythropolis HO-KS22 обладает свойствами, позволяющими влиять на указанные параметры и использовать его в микробных технологиях нефтеизвлечения.The strain Rhodococcus erythropolis HO-KS22 has properties that allow you to influence these parameters and use it in microbial technologies for oil recovery.
1. Штамм R. erythropolis HO-KS22 способен расти на углеводородах нефти, что не требует использования дополнительных источников углерода при его закачке в нефтеносный пласт. При росте на углеводородах штамм R. erythropolis HO-KS22 выделяет биосуфактанты, снижающие величину молекулярных сил на границах фаз в системе вода-нефть-порода.1. The strain R. erythropolis HO-KS22 is able to grow on oil hydrocarbons, which does not require the use of additional carbon sources when it is pumped into the oil reservoir. When grown on hydrocarbons, the R. erythropolis strain HO-KS22 releases biosuccactants that reduce the molecular forces at the phase boundaries in the water-oil-rock system.
2. Для повышения нефтеотдачи недостаточно обеспечить низкое межфазное натяжение на границе нефть-водная фаза. Вытеснение водой нефти затруднено вследствие структурирования адсорбционных слоев на межфазных границах в системе нефть-порода-пластовая вода. Гелеобразная структура этих слоев характеризуется большой вязкостью, что создает структурно-механический барьер, который обусловливает кинетическую устойчивость дисперсной системы и препятствует протеканию термодинамически выгодных процессов. В системе нефть-вода-порода главная роль в структурировании (упрочнении) межфазных слоев принадлежит водородным связям. Повышение рН водной фазы разрушает водородные связи и ослабляет гидрофобные взаимодействия между компонентами нефти, составляющими эти слои. Деструктурирование межфазных слоев при повышении рН обусловлено разнообразными химическими реакциями с участием гидроксил-иона: нейтрализацией кислотных групп (карбоксильных, фенольных и тиольных); омылением сложноэфирных связей; депротонированием донорных гетероатомов (азота, серы); ассоциацией гидроксил-иона с ароматическими фрагментами молекул нефтяных компонентов, влиянием на структуру воды и тем самым на гидрофобное связывание и т.п. В результате таких взаимодействий с гидроксил-ионами снижается межфазное натяжение на границе нефть-вода, уменьшается вязкость межфазных слоев и увеличивается смачиваемость водой породы-коллектора и нефтяной фазы.2. To increase oil recovery, it is not enough to provide low interfacial tension at the oil-water phase boundary. The displacement of oil by water is difficult due to the structuring of adsorption layers at interfaces in the oil-rock-formation water system. The gel-like structure of these layers is characterized by high viscosity, which creates a structural-mechanical barrier that determines the kinetic stability of the dispersed system and prevents the occurrence of thermodynamically beneficial processes. In the oil-water-rock system, the main role in the structuring (hardening) of interfacial layers belongs to hydrogen bonds. Raising the pH of the aqueous phase destroys hydrogen bonds and weakens the hydrophobic interactions between the oil components that make up these layers. The destruction of the interfacial layers with increasing pH is due to a variety of chemical reactions involving hydroxyl ions: neutralization of acid groups (carboxyl, phenolic and thiol); saponification of ester bonds; deprotonation of donor heteroatoms (nitrogen, sulfur); the association of the hydroxyl ion with aromatic fragments of the molecules of the oil components, the effect on the structure of water and thereby on hydrophobic binding, etc. As a result of such interactions with hydroxyl ions, the interfacial tension at the oil-water interface decreases, the viscosity of the interfacial layers decreases, and the wettability of the reservoir rock and oil phase increases with water.
Штамм R. erythropolis HO-KS22 обладает высокой уреазной активностью и способен при росте на мочевине в качестве источника азота и углеводородах в качестве источника углерода подщелачивать среду до величины рН 9,4.Strain R. erythropolis HO-KS22 has a high urease activity and is capable of alkalizing the medium to pH 9.4 when growing on urea as a source of nitrogen and hydrocarbons as a source of carbon.
CO(NH2)2+2Н2O=2NH4 ++СO3 2- CO (NH 2 ) 2 + 2H 2 O = 2NH 4 + + CO 3 2-
3. При подщелачивании среды степень гидролизации гидрокарбонат-иона до карбонат-иона возрастает, что приводит к осаждению ионов кальция из пластовой воды3. When the medium is alkalized, the degree of hydrolysis of the hydrocarbonate ion to the carbonate ion increases, which leads to the precipitation of calcium ions from the formation water
СO3 2-+Са2+=СаСO3↓CO 3 2- + Ca 2+ = CaCO 3 ↓
Выпадение кальцита приводит к снижению проницаемости промытых зон пласта, и в целом изменяется область охвата нефтеносного пласта применяемым воздействием. В конечном итоге это приводит к дополнительному вытеснению нефти из ранее непромытых областей нефтесодержащего матрикса.Calcite precipitation leads to a decrease in the permeability of the washed zones of the formation, and in general the coverage area of the oil-bearing formation by the applied effect changes. Ultimately, this leads to an additional displacement of oil from previously unwashed areas of the oily matrix.
Техническим результатом использования штамма Rhodococcus erythropolis HO-KS22 является улучшение извлечения нефти за счет образования биоПАВ непосредственно в зоне контакта с нефтью, что приводит к значительному снижению межфазного натяжения и уменьшению влияния капиллярных сил, удерживающих нефть в микропорах нефтесодержащей породы. Разложение мочевины приводит к осаждению карбонатов в промытых зонах пласта, изменению направления гидродинамических потоков и увеличению охвата залежи заводнением. В результате воздействия биоПАВ и увеличения рН пластовой воды повышается подвижность нефти и увеличивается степень ее извлечения из пласта.The technical result of the use of the strain Rhodococcus erythropolis HO-KS22 is to improve oil recovery due to the formation of bio-surfactants directly in the oil contact zone, which leads to a significant decrease in interfacial tension and a decrease in the effect of capillary forces holding oil in micropores of oil-containing rocks. Urea decomposition leads to the deposition of carbonates in the washed zones of the formation, a change in the direction of hydrodynamic flows and an increase in the coverage of the reservoir by water flooding. As a result of exposure to bio-surfactants and an increase in the pH of formation water, the mobility of oil increases and the degree of its extraction from the formation increases.
Штамм R. erythropolis HO-KS22, выделен из нагнетаемой воды Восточно-Анзирского нефтяного месторождения (Набережные Челны, РФ). Штамм депонирован во Всероссийскую коллекцию микроорганизмов (ВКМ Ac-2807D)Strain R. erythropolis HO-KS22, isolated from the injected water of the East Anzir oil field (Naberezhnye Chelny, Russian Federation). The strain is deposited in the All-Russian collection of microorganisms (VKM Ac-2807D)
Характеристика штамма Rhodococcus erythropolis HO-KS22.Characterization of the strain Rhodococcus erythropolis HO-KS22.
Штамм представлен грамположительными палочками в молодой культуре, переходящими в кокко-палочки в старой культуре. На агаризованной среде РСА (бакто-триптон - 5,0 г/л, дрожжевой экстракт - 2,5 г/л, глюкоза - 1,0 г/л, NaCl - 10,0 г/л, агар микробиологический - 18,0 г/л) образует глянцевые слизистые круглые колонии светло-розового цвета диаметром 2-4 мм. Штамм растет аэробно в среде с содержанием NaCl от 0 до 120 г/л (оптимальное значение 70 г/л), в интервале рН от 5.5 до 9.5 (оптимум рН 7.0-7.5), при температуре от 5 до 37°С (оптимум 28°С).The strain is represented by gram-positive rods in a young culture, turning into cocco-rods in the old culture. On an agarized PCA medium (bacto-tryptone - 5.0 g / l, yeast extract - 2.5 g / l, glucose - 1.0 g / l, NaCl - 10.0 g / l, microbiological agar - 18.0 g / l) forms glossy mucous round colonies of light pink color with a diameter of 2-4 mm. The strain grows aerobically in an environment with a NaCl content of from 0 to 120 g / l (optimal value of 70 g / l), in the pH range from 5.5 to 9.5 (optimum pH 7.0-7.5), at a temperature of 5 to 37 ° C (optimum 28 ° C).
Штамм HO-KS22 был идентифицирован методом анализа гена 16S рРНК как представитель вида Rhodococcus erythropolis (сходство гена 16S рРНК с геном штамма R. erythropolis DSM 43066 составляло 99.8%).Strain HO-KS22 was identified by analysis of the 16S rRNA gene as a representative of the species Rhodococcus erythropolis (the similarity of the 16S rRNA gene with the gene of the strain R. erythropolis DSM 43066 was 99.8%).
Штамм использует в качестве единственного источника углерода сахара (глюкозу, сахарозу), спирты (этанол, глицерин), натриевую соль уксусной кислоты, а также пептон, индивидуальные углеводороды и сырую нефть. Рост на н-алканах нефти сопровождается образованием поверхностно-активных веществ (биоПАВ, биосурфактантов), которые снижают межфазное натяжение на границе водной и углеводородной фазы до 0,2-1,0 мН/м. Штамм хранится на скошенном РСА агаре и в лиофилизированном состоянии при температуре +4°С.The strain uses sugar (glucose, sucrose), alcohols (ethanol, glycerol), sodium salt of acetic acid, as well as peptone, individual hydrocarbons and crude oil as the sole carbon source. Growth on n-alkanes of oil is accompanied by the formation of surfactants (bio-surfactants, biosurfactants), which reduce the interfacial tension at the interface between the aqueous and hydrocarbon phases to 0.2-1.0 mN / m. The strain is stored on beveled PCA agar and in a lyophilized state at a temperature of + 4 ° C.
Для получения биомассы клеток штамм наращивают в жидкой питательной среде следующего состава, г/л: K2НРO4- 1,5, KН2РO4 - 0,75, NH4Cl - 1,0, СаCl2⋅2Н2O - 0,02, MgSO4⋅7H2O - 0,2, KCl - 0,1, NaCl - 50,0, микроэлементы - 1 мл/л, вода водопроводная, рН 7,0-7,2. В качестве единственного источника углерода используют углеводороды нефти или растворимые субстраты, позволяющие легче отделять микробную биомассу. Культивируют при температуре 28°С в аэробных условиях до достижения в культуральной жидкости титра бактерий не менее 109 КОЕ/мл.To obtain cell biomass, the strain is expanded in a liquid nutrient medium of the following composition, g / l: K 2 НРО 4 - 1.5, KН 2 РО 4 - 0.75, NH 4 Cl - 1.0, CaCl 2 ⋅ 2Н 2 O - 0.02, MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.2, KCl - 0.1, NaCl - 50.0, trace elements - 1 ml / l, tap water, pH 7.0-7.2. Petroleum hydrocarbons or soluble substrates are used as the sole carbon source, making it easier to separate microbial biomass. Cultivate at a temperature of 28 ° C under aerobic conditions until the bacterial titer in the culture fluid reaches at least 10 9 CFU / ml.
Указанные выше свойства углеводородокисляющего штамма R. erythropolis НО-KS22 предполагается использовать при его закачке и активации непосредственно в нефтяном пласте. При этом в качестве органического субстрата будет использоваться остаточная нефть в призабойной зоне нагнетательной скважины, а в качестве источника азота будет использоваться мочевина.The above properties of the hydrocarbon-oxidizing strain of R. erythropolis НО-KS22 are supposed to be used during its injection and activation directly in the oil reservoir. In this case, the residual oil in the bottomhole zone of the injection well will be used as the organic substrate, and urea will be used as the source of nitrogen.
Свойства штамма R. erythropolis HO-KS22, способствующие изменению поверхностного и межфазного натяжения среды и образованию продуктов, полезных для повышения нефтеизвлечения, иллюстрируют следующие примеры.The properties of the strain R. erythropolis HO-KS22, contributing to changes in the surface and interfacial tension of the medium and the formation of products useful for increasing oil recovery, are illustrated by the following examples.
Пример 1. Исследование образования биоПАВ штаммом R. erythropolis HO-KS22 при культивировании в среде с сырой нефтью в качестве единственного источника углерода.Example 1. The study of the formation of bio-surfactants by R. erythropolis strain HO-KS22 when cultured in a medium with crude oil as the sole carbon source.
Для оценки образования биоПАВ бактериями определяют величину поверхностного натяжения культуральной жидкости на границе с воздухом (ПН) и межфазное натяжение на границе с гексадеканом (МН), которые измеряют полустатическим методом отрыва кольца на полуавтоматическом тензиометре Surface Tensiomat 21 (Cole-Parmer, США), снабженном платино-иридиевым кольцом.To assess the formation of bio-surfactants by bacteria, the surface tension of the culture fluid at the boundary with air (PN) and the interfacial tension at the boundary with hexadecane (MN) are measured, which are measured by the semistatic method of ring detachment on a surface Tensiomat 21 semi-automatic tensiometer (Cole-Parmer, USA) equipped with platinum iridium ring.
Штамм R. erythropolis HO-KS22 выращивают на среде следующего состава, г/л: K2НРO4 - 1,5, KН2РO4 - 0,75, NH4Cl - 1,0, СаCl2⋅2Н2O - 0,02, MgSO4⋅7H2O - 0,2, KCl - 0,1, NaCl - 10,0, микроэлементы - 1 мл/л, дрожжевой экстракт - 0.2, стерильная нефть (Черноозерское месторождение, Татарстан, РФ) - 1% (об./об.), рН 7,0-7,2.The strain R. erythropolis HO-KS22 is grown on a medium of the following composition, g / l: K 2 НРО 4 - 1.5, KН 2 РО 4 - 0.75, NH 4 Cl - 1.0, CaCl 2 ⋅ 2Н 2 O - 0.02, MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.2, KCl - 0.1, NaCl - 10.0, trace elements - 1 ml / l, yeast extract - 0.2, sterile oil (Chernoozerskoye field, Tatarstan, RF) - 1% (v / v), pH 7.0-7.2.
После охлаждения стерильной минеральной среды до комнатной температуры в колбы стерильно вносят культуру R. erythropolis HO-KS22 с конечным титром около 107 КОЕ/мл среды, закрывают ватной пробкой и помещают на качалку (110 об/мин). Инкубирование проводят при температуре 30°С. Для контроля на качалку ставят колбу со средой и нефтью без внесения в нее бактериального штамма. Через 7 суток инкубирования колбу снимают с качалки и в культуральной среде, содержащей биомассу и эмульгированную нефть, измеряют поверхностное натяжение культуральной жидкости на границе с воздухом и межфазное натяжение на границе с гексадеканом. Дополнительно проводят центрифугирование культуральной жидкости и отделяют супернатант от биомассы и остаточной нефти. В супернатанте проводят аналогичные измерения.After cooling the sterile mineral medium to room temperature, R. erythropolis HO-KS22 culture with a final titer of about 10 7 CFU / ml of medium is sterilely introduced into the flasks, closed with a cotton plug and placed on a rocking chair (110 rpm). Incubation is carried out at a temperature of 30 ° C. For control, a flask with medium and oil is placed on a rocking chair without introducing a bacterial strain into it. After 7 days of incubation, the flask was removed from the rocking chair and in the culture medium containing biomass and emulsified oil, the surface tension of the culture fluid at the interface with air and the interfacial tension at the interface with hexadecane were measured. Additionally, the culture fluid is centrifuged and the supernatant is separated from the biomass and residual oil. Similar measurements are performed in the supernatant.
Результаты исследований, приведенные в таблице 1, показывают, что среда, содержащая биомассу и эмульгированную нефть, после 7 суток культивирования характеризовалась низкими значениями поверхностного и межфазного натяжения. Показано, что супернатант, отделенный от клеток, также снижает поверхностное и межфазное натяжение.The research results shown in table 1 show that the medium containing biomass and emulsified oil, after 7 days of cultivation, was characterized by low values of surface and interfacial tension. It was shown that the supernatant separated from the cells also reduces surface and interfacial tension.
Пример 2. Штамм R. erythropolis HO-KS22 выращивают на среде следующего состава, г/л: K2НРO4 - 1,5, KН2РO4 - 0,75, CH4N2O - 20,0, СаCl2⋅2Н2O - 0,02, MgSO4⋅7H2O - 0,2, KCl - 0,1, NaCl - 10,0, микроэлементы - 1 мл/л. После охлаждения стерильной минеральной среды до комнатной температуры в колбы стерильно вносят культуру R. erythropolis HO-KS22 с конечным титром около 108 КОЕ/мл среды. Затем в колбу добавляют 1% (об./об.) сырой стерильной нефти (Черноозерское месторождение, Татарстан, РФ), закрывают ватной пробкой и помещают на качалку (ПО об/мин). Инкубируют при температуре 28°С. Для контроля на качалку ставят колбу со средой, не содержащей мочевину, нефть и бактериальный штамм. Через 7 суток инкубирования колбу снимают с качалки и в культуральной жидкости, содержащей биомассу и эмульгированную нефть, измеряют рН, содержание иона аммония и щелочность.Example 2. The strain R. erythropolis HO-KS22 is grown on a medium of the following composition, g / l: K 2 НРО 4 - 1,5, KН 2 РО 4 - 0,75, CH 4 N 2 O - 20,0, CaCl 2 ⋅ 2Н 2 O - 0.02, MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.2, KCl - 0.1, NaCl - 10.0, trace elements - 1 ml / l. After cooling the sterile mineral medium to room temperature, a culture of R. erythropolis HO-KS22 with a final titer of about 10 8 CFU / ml of medium is sterilized in the flasks. Then, 1% (vol./about.) Crude sterile oil (Chernoozerskoye field, Tatarstan, RF) is added to the flask, closed with a cotton plug and placed on a rocking chair (PO rpm). Incubated at a temperature of 28 ° C. For control, a flask with a medium containing no urea, oil, and a bacterial strain is placed on a rocking chair. After 7 days of incubation, the flask is removed from the rocking chair and the pH, ammonium ion content and alkalinity are measured in the culture fluid containing biomass and emulsified oil.
После культивирования биомассу отделяют от культуральной жидкости центрифугированием, и в супернатант вносят 5 мл 0,5 М раствора CaCl2×2H2O. После отстаивания образовавшийся осадок отфильтровывают и взвешивают.After cultivation, the biomass is separated from the culture fluid by centrifugation, and 5 ml of a 0.5 M CaCl 2 × 2H 2 O solution are added to the supernatant. After settling, the precipitate formed is filtered off and weighed.
Результаты, представленные в таблице 2, показывают, что в течение короткого времени рост штамма R. erythropolis HO-KS22 за счет окисления нефти в присутствии мочевины приводит к значительному увеличению рН и щелочности среды. При добавлении к среде ионов кальция образуется осадок карбоната кальция.The results presented in table 2 show that for a short time the growth of the strain R. erythropolis HO-KS22 due to oxidation of oil in the presence of urea leads to a significant increase in pH and alkalinity of the medium. When calcium ions are added to the medium, a precipitate of calcium carbonate is formed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019114124A RU2717025C1 (en) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | Strain rhodococcus erythropolis ho-ks22, having high urease activity, capable of generation of an oil-displacing agent bio-surfactant in an oil reservoir |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019114124A RU2717025C1 (en) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | Strain rhodococcus erythropolis ho-ks22, having high urease activity, capable of generation of an oil-displacing agent bio-surfactant in an oil reservoir |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2717025C1 true RU2717025C1 (en) | 2020-03-17 |
Family
ID=69898570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019114124A RU2717025C1 (en) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | Strain rhodococcus erythropolis ho-ks22, having high urease activity, capable of generation of an oil-displacing agent bio-surfactant in an oil reservoir |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2717025C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060263870A1 (en) * | 2005-05-23 | 2006-11-23 | Nihon University | Hydrocarbon processing method and hydrocarbon processing system |
| RU2539483C1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-01-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method for heterogeneous viscous oil bed development |
-
2019
- 2019-05-08 RU RU2019114124A patent/RU2717025C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060263870A1 (en) * | 2005-05-23 | 2006-11-23 | Nihon University | Hydrocarbon processing method and hydrocarbon processing system |
| RU2539483C1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-01-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method for heterogeneous viscous oil bed development |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ЛЫОНГ Т.М. и др. Бактерии-нефтедеструкторы рода Rhodococcus - потенциальные продуценты биосурфакантов//Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология, N1(16), 2016 г., с.50-60. * |
| НАЗИНА Е.Н. и др. Микроорганизмы низкотемпературных месторождений тяжелой нефти (Россия) и возможность их применения для вытеснения нефти//Микробиология, том 86, N6, 2017 г., с.748-761. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11555142B2 (en) | Two-step process for microbial enhanced oil recovery | |
| US10227853B2 (en) | Microbial enhanced oil recovery method | |
| Yakimov et al. | The potential of Bacillus licheniformis strains for in situ enhanced oil recovery | |
| CA2531963C (en) | A process for enhanced recovery of crude oil from oil wells using novel microbial consortium | |
| US4905761A (en) | Microbial enhanced oil recovery and compositions therefor | |
| Almeida et al. | Selection and application of microorganisms to improve oil recovery | |
| WO2011050509A1 (en) | Adjusting and controlling method for microbial enhanced oil recovery | |
| Kumar et al. | Bio mineralisation of calcium carbonate by different bacterial strains and their application in concrete crack remediation | |
| CN103834590B (en) | One strain activity Thermophilic Bacteria and application thereof | |
| Qi et al. | Compatibility between weak gel and microorganisms in weak gel-assisted microbial enhanced oil recovery | |
| CA2974914C (en) | Enhanced oil recovery and environmental remediation | |
| Agarry et al. | Biosurfactant production by indigeneous Pseudomonas and Bacillus species isolated from auto-mechanic soil environment towards microbial enhanced oil recovery | |
| Wenjie et al. | Characterization of a thermophilic and halotolerant Geobacillus pallidus H9 and its application in microbial enhanced oil recovery (MEOR) | |
| RU2717025C1 (en) | Strain rhodococcus erythropolis ho-ks22, having high urease activity, capable of generation of an oil-displacing agent bio-surfactant in an oil reservoir | |
| GB2222420A (en) | Bacteria and its use in a microbial profile modification process | |
| CN108219765A (en) | A kind of reservoir endogenous micro-organisms activator and its flooding method based on inorganic salts | |
| Kanna | Biological surfactant production by Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 and probable application in microbial enhanced oil recovery (MEOR) | |
| CN112094773B (en) | Strain for treating ternary combination flooding produced water, multifunctional microbial agent, culture method and application thereof | |
| CN1540136A (en) | A Method for Evaluating Microbial Oil Displacement Capability | |
| Belyaev et al. | Halotolerant and extremely halophilic oil-oxidizing bacteria in oil fields | |
| RU2673747C1 (en) | GORDONIA AMICALIS STRAIN WITH ABILITY OF GENERATION DIRECTLY IN OIL RESERVOIR OF OIL-DISPLACING AGENT - bioPAV AND DECREASING CONTENT OF ORGANOSULFUR COMPOUNDS OF OIL | |
| Okoro et al. | Microbial Enhanced Oil Recovery using Biosurfactant produced with Hyperthermophiles isolated from Subsurface Sandstone Reservoir | |
| RU2129604C1 (en) | Consortium of microorganisms arthrobacter oxidants and pseudomonas putida used for treatment of soil and water from petroleum and petroleum products pollution | |
| CN110656070A (en) | Thermophilic facultative anaerobic microbial strain and application thereof | |
| CN116240137B (en) | Preparation method and application of novel sphingosine bacteria, salt-tolerant and high-temperature-tolerant microbial dispersion plugging profile control agent |