Wpływ procesów mikrobiologicznych na biodegradację wodnodyspersyjnych polimerowych płuczek wiertniczych

• Autorzy: Turkiewicz A. , Raczkowski J.

Warianty tytułu

EN

Effect of microbial processes on biodegradation of waterbased polymer drilling muds

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy omówiono rezultaty badań mikrobiologicznych typowych polimerowych płuczek wiertniczych stosowanych w przemyśle naftowym oraz wód technologicznych, które stanowią ośrodek dyspersyjny badanych płuczek. Przedstawiono badania nad izolacją mikroorganizmów rozkładających polimery typu: KMC (karboksymetyloceluloza), polimery skrobiowe, PHPA (częściowo zhydrolizowany poliakryloamid) i polimer polisacharydowy XCD, obecnie stosowane w wiertnictwie. Omówiono wyniki badań procesów biodegradacji polimerów, jako główny czynnik prowadzący do utraty prawidłowych właściwości płuczek wiertniczych. Badania zostały wykonane z użyciem mikroorganizmów aerobowych i anaerobowych. Ponadto przeprowadzono kilka serii badań testowych biocydów w środowisku płuczki wiertniczej i wody bazowej. Wykonano analizy efektywności działania biocydów w oparciu o zmiany właściwości reologicznych płuczek (z użyciem różnych preparatów antybakteryjnych). Stwierdzono wysoką efektywność biocydu BIOSTAT, będącego pochodną triazyny, pod kątem zastosowania w płuczkach polimerowych. Wyniki badań wskazują, że biocyd ten skutecznie eliminuje skażenie mikrobiologiczne. W testach biocydów wykorzystano namnożone szczepy, wyizolowane z badanego materiału i zaproponowano technologię stosowania wytypowanego biocydu, w celu zabezpieczenia płuczek wiertniczych przed biodegradacją. W ramach pracy zostały również wykonane badania zmian przepuszczalności ośrodka porowatego pod wpływem działania wyselekcjonowanych szczepów bakterii.

EN

This paper presents results of microbiological analysis of typical polymer drilling fluids and waters, which are used in oil industry. The paper also discusses data of isolation microorganisms which are able to degrade various polymers: CMC (carboxymethyl-cellulose), starch polymers, PHPA (partially hydrolyzed polyacrylamide) and polysaccharide XCD, which are the main components used in drilling mud technology. Polymers biodegradation as the main reason of destruction and loss quality of drilling mud has been tested. The microbiological analysis with using selected strains of aerobic and anaerobic microorganisms were performed. The paper reports the results of biocide testing on drilling fluids and waters used in technology as well. As a part of laboratory works analysis of drilling fluids rheological parameters have been developed (with using various antibacterial chemicals). There are important advantages of using biocide BIOSTAT based on triazine in drilling mud technology. The results of laboratory tests shows that this product is most effective in removal bacterial contamination in drilling fluids which contains polymers. Multiplied active strains have been used in biocide tests to protect the drilling muds against biodegradation. Technology of using selected biocide also has been proposed. The paper also reports the research of permeability changes in porous medium, which are caused by microbial activity of selected bacterial strains.

Słowa kluczowe

PL

biodegradacja; polimerowe płuczki wiertnicze; płuczki wiertnicze; wodnodyspersyjne polimerowe płuczki wiertnicze

EN

biodegradation; polymer drilling muds; drilling muds; waterbased polymer drilling muds

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Prace Instytutu Nafty i Gazu
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 143
• Strony: 1--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Turkiewicz A.

autor

Raczkowski J.

• Instytut Nafty i Gazu

Bibliografia

• [1] Atlas R.M.: Handbook of microbiological media. Second Edition. USA, CRC Press Inc., 1997.
• [2] Atlas R.M., Bartha R.: Microbial ecology. Fundamentals and applications. Third Edition. USA, The Benjamin/Cummings Publishing Comp, Inc., 1993.
• [3] Bielewicz D., Bortel E.: Polimery w technologii płuczek wiertniczych. Kraków, Uczelniane Wyd. Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2000.
• [4] Bland R.G. et al: Biodegradation and drilling fluid chemicals. Amsterdam, Procc. of the Drill. Conf. SPE/IADC, 1993.
• [5] Bol G.M.: The effect of varius polymers and salts on borhole and cuttings stability in water based shale drilling fluids. Dallas, USA, SPE Drilling Conf., nr 14802, 1986.
• [6] Chatterji J., Borchardt J.K.: Applications of water - soluble polymers in the oil field. Journ. Petrol. Technol., 1981.
• [7] Conrad B., Hoang V., Polley A., Hofemeister J.: Hybrid Bacillus amyloliquefaciens X Bacillus licheniformis alpha-amylases-construction, properties and sequence determinants. Eur. J. Biochem. 230, 1995, 481-490.
• [8] Enright D.P., Perricone A.C.: How synthetic organic polymers affect drilling fluids. Petroleum Engin. Int. 1988.
• [9] Eriksson K.E., Wood T.M.: Biodegradation of cellulose. [w] Biosynthesis and biodegradation of wood components. Higuchi T. (ed.). London, UK, Academic Press, 1986, 469-503.
• [10] Estes J.C.: Role of water-soluble polymers in oil well drilling muds. J.E. Glass (ed.) Washington, USA, American Chemical Soc., Advances in Chemistry, Series 213, 9, 1986, p. 155.
• [11] Falkowicz S., Kapusta P.: Biological control of formation damage. Louisiana, USA, SPE Int. Symp. and Exhibit., nr 73792, 2002.
• [12] Gallizia I., Vezzulli L., Fabiano M.: Evaluation of different bioremediation protocols to enhance decomposition of organic polymers in harbour sediments. Biodegradation, 16 (6), 2005, 569-579.
• [13] Horikoshi K.: Aklaliphiles. Encyclopedia of Life Sciences. Nature Publishing Group. 2001.
• [14] Hughes T.L., Jones T.G.J., Houwen O.H.: Chemical characterization of CMC and its relationship to drilling mud rheology and fluid loss. SPE Drilling & Completion 1993, 157-164.
• [15] Ingledew W.J., Kroll R.G.: Microbiology of extreme environments. In Edwards C. (ed.). New York, USA, McGraw-Hill, 1990.
• [16] Krasińska A., Raczkowski J., Steczko K.: Environmental impact assessment of drilling wastes. San Diego, California, USA, Procc. of the Int. Gas Research Conf., 1998, 348- 360.
• [17] Ladd J.N.; Origin and range of enzymes in soil. [w] Soil enzymes. Burns R.G. (ed.) New York, USA, Academic Press, 1978, 51-96.
• [18] Lauzon R.V.: Water soluble polymers for drilling fluids. Oil and Gas Journ., 19, 1982.
• [19] Maurer O:: Etude de la distribution des especes soufrees et de la formation de l'hydrogene sulfure dans les stockages de gaz naturel en aquifere. France, Ecole Nationale Des Ponts Et Chaussees, 1992.
• [20] Mc Govern-Traa et al.: Sulphate-reducing bacteria in live reservior core and drilling muds. World Expro 1996.
• [21] Miller G.L.: Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal. Chemistry, 31, 1959, 427-433.
• [22] Mularczyk A., Reinisch R.: Złoże gazu ziemnego Wierzchowice jako przyszły magazyn gazu w świetle wyników prac badawczych i projektowych. Bystre k/Baligrodu, Konf. Nauk.-Techn. PGNiG nt.: „Podziemne magazynowanie gazu”, 1995.
• [23] Nakamiya K., Kinoshita S.: Isolation of polyacrylamide-degrading bacteria. Journ. of Fermentat. and Bioengin., 180 (4), 1995, 418-420.
• [24] Niewiadomska A., Turkiewicz A.: Sposób przeciwdziałania procesom powstawania biogennego H2S w warunkach podziemnego magazynowania gazu ziemnego, 2003, Patent RP nr 186202.
• [25] Nnubia C., Okpokwasili G.C.: The microbiology of drill mud cuttings from a new off-shore oilfield in Nigeria. Environ. Pollut. 82, 1993, 153-154.
• [26] Raczkowski J.: Technologia płuczek wiertniczych. Katowice, Wyd. Śląsk 1981.
• [27] Raczkowski J., Chudoba J., Półchłopek T., Suffczyński S.: Środki chemiczne zapobiegające rozkładowi biologicznemu organicznych składników płuczek wiertniczych. Nafta-Gaz, 1, 1995, 18-22.
• [28] Raczkowski J., Półchłopek T.: Materiały i środki chemiczne do sporządzania płuczek wiertniczych. Kraków, Prace INiG, nr 95, 1998.
• [29] Raczkowski J., Steczko K.: Górnictwo nafty i gazu w obliczu niektórych problemów związanych z ochroną środowiska. Nafta-Gaz, 12, 2000, 681-689.
• [30] Raczkowski J., Turkiewicz A., Kapusta P.: Elimination of Biogenic Hydrogen Sulfide in Underground Gas Storage: A Case Study. Houston, Texas, USA, SPE ATCE, nr 89906, 2004.
• [31 ] Raczkowski J., Turkiewicz A, Zelba W.: Procesy mikrobiologiczne w warunkach PMG Wierzchowice. Zakopane, XIV Międzynarodowa Konf. Nauk.-Techn. AGH nt.: „Nowe metody i technologie w geologii naftowej, wiertnictwie, eksploatacji otworowej i gazownictwie”, 2003.
• [32] Rittman B.E., Suftin J.A., Henry B.: Biodegradation and sorption properties of acrylate polymers. Biodegradation 2(3), 1991-1992, 181-191.
• [33] Smith E.A., Prues S.L., Oehme F.W.: Environmental degradation of polyacrylamides. Effects of artificial environmental conditions: temperature, light and pH. Ecotoxicol. Environ. Saf., 35 (2), 1996, 121-135.
• [34] Strauss H., Bielewicz D.: Advances in drilling fluids. Kraków, VIII Międzynarodowa Konf. Nauk.-Techn. AGH nt.: „Nowe metody i technologie w geologii naftowej, wiertnictwie, eksploatacji otworowej i gazownictwie”, 1997, 357-367.
• [35] Tomme P. et al.: Characterization of CenC,an enzyme from Cellulomanas fimi both endo- and exoglucanase activities. Journ. Bacteriol., 178 (14), 1996, 4216-4223.
• [36] Uliasz M. et al.: Zastosowanie preparatów skrobiowych do regulowania parametrów płuczek wiertniczych pod kątem wyeliminowania toksycznych składników chemicznych. Kraków, dokumentacja INiG, 1992.
• [37] Warren R.A.: Microbial hydrolysis of polysaccharides. Ann. Rev. Microbiol., 50, 1996, 183-212.