Controlling sol-gel transition rates in biocatalyzed silicate gels

• Autorzy: Bailey S. , Cicha-Szot R. , Falkowicz S.

Warianty tytułu

PL

Mikrobiologiczny sposób kontroli kinetyki procesu żelowania roztworów krzemianu sodu

• Konferencja: Geopetrol 2016 : Współpraca nauki i przemysłu w rozwoju poszukiwań i eksploatacji złóż węglowodorów : X Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna : Zakopane 19--22.09.2016
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Use of biocatalysts to internally activate the sol-gel transition of silicates was evaluated. Commercial sodium silicates and colloidal silicas were screened to determine effects of physicochemical parameters in the range of biocatalysts on gelant stability, gelation transition points and gel properties. Results established stable gelant formulations that were amenable to biocatalyst control of the gelling reaction. The alkalinity of the gelants required the biocatalysts to be extreme alkaliphiles with metabolic capabilities complementary to gel stabilization to drive the reaction. Ex situ measurements indicated that after initial exponential growth of 24 – 36-hours the biocatalysts maintained stable activity in stationary phase for up to 800 hours. Placing the gelling reactions under the control of alkaliphilic biocatalyst provided a direct internal mechanism with favorable reaction kinetics. The biocatalysts reliably triggered gelation of gelants with two to six days sol-gel transition time. Gelling tests indicated biocatalyzed gels are potentially suited to a broad range of applications as controllable internal activators of sodium silicate gels.

PL

W artykule opisano sposób inicjowania żelowania zolu krzemianowego w procesie biokatalizy. Przeprowadzono szereg testów mających na celu określenie czasów żelowania własności fizykochemicznych powstałych żeli, kinetyki żelowania i innych w procesie biokatalizy. W oparciu o wyniki badań opracowano formułę kontrolowanego prowadzenia procesu biokatalizy (żelowania) zoli krzemianowych. W pierwszej kolejności uzyskano efektywne szczepy bakterii zdolnych prowadzić procesy metaboliczne w warunkach wysokiego pH równego 12. Testy wykazały, że wyselekcjonowane szczepy mikroorganizmów po początkowej 24 – 36-godzinnej ekspotencjalnej fazie wzrostu przechodziły w fazę stacjonarną, która trwała ok. 800 godzin. Mikroorganizmy w sposób powtarzalny i wiarygodny inicjowały proces żelowania roztworów krzemianu, który w zależności o warunków początkowych trwał od dwu do sześciu dni. Ta unikatowa możliwość kontroli czasu żelowania w tak szerokim spektrum czasowym potencjalnie czyni proponowaną technologię bardzo przydatną w wielu dziedzinach techniki, gdzie zachodzi konieczność głębokich modyfikacji własności filtracyjnych warstw wodo- czy roponośnych.

Słowa kluczowe

EN

sol-gel transition; silicates; biocatalysts

PL

żelowanie; zol krzemianowy; biokataliza

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 209 wyd. konferencyjne
• Strony: 671--675
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bailey S.

• Geo-Microbial Technologies, Inc., USA

autor

Cicha-Szot R.

• Oil and Gas Institute – National Research Institute

autor

Falkowicz S.

• Oil and Gas Institute – National Research Institute

Bibliografia

• [1] Bailey S.A., Brynat R.S., Duncan K.E. – Design of a Novel Alkaliphilic Bacterial System for Triggering Biopolymer Gels, J Ind Microbiol Biotechnol 2000, 24, pp. 389 – 395.
• [2] Falkowicz S., Cicha-Szot R., Dubiel S., Bailey S. – Biocatalized Silicate Gels in Oil and Geothermal Industry, Miner Res Manage 2009, 25(4), pp. 5 – 22.
• [3] Islam M.R., Farouq Ali S.M. – Use of silica gel for improving waterflooding performance of bottom-water reservoirs. J. Pet. Sci. Eng. 1993, 8, pp. 303 – 313.
• [4] Krumrine P.H., Boyce S.D. – Profile modification and water control with silica gel based system. Proc of the SPE International Symposium on Oilfield and Geothermal Chemistry, Phoenix, AZ, April 9 – 11 1985, SPE paper 13578.
• [5] Lakatos I. et al. – Application of silicate-based well treatment techniques at the Hungarian oil fields. Proc of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers, Houston, TX, October 3 – 6 1999, SPE paper 56739.
• [6] Lakatos I., Lakatos-Szabó J. – Reservoir conformance control in oilfields using silicates: State-of-the-arts and perspectives. Proc of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers, San Antonio, TX, October 8 – 10 2012, SPE paper 159640.
• [7] Nasr-El-Din H.A., Bitar G.E., Bou-Khamsin F.I., Al-Mulhim A.K., Hsu J. – Field application of gelling polymers in Saudi Arabia. Proc. of the SPE/DOE Improved Oil Recovery Symposium, Tulsa, OK, April 19 – 22 1998, SPE paper 39615.
• [8] Vinot B., Schechter R.S., Lake L.W. – Formation of water-soluble silicate gels by the hydrolysis of a diester of dicarboxylic acid solubilized as microemulsions. SPE Res. Eng. 1989 (August), pp. 391 – 397.

Uwagi

Artykuł w części: Sekcja V – Realizacja Programu Blue Gas – Polski Gaz Łupkowy. Projekt pt. Opracowanie optymalnych koncepcji zagospodarowania złóż niekonwencjonalnych z uwzględnieniem aspektów środowiskowych (ResDev). Sesja posterowa