بررسی ازدیاد برداشت نفت به روش سیلاب‌زنی سورفکتین درون میکرومدل و مغزه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، مازندران، ایران

چکیده

سورفکتانت‌های تولید شده به‌وسیله باکتری‌ها به عنوان بیوسورفکتانت شناخته می شوند. از مهم‌ترین ویژگی مواد فعال سطحی می‌توان به تجزیه‌پذیری بالا و سمیت کم آنها اشاره کرد. این ویژگی‌ها، بیوسورفکتانت‌ها را جایگزین سورفکتانت‌های شیمیایی در انواع کاربردها از جمله ازدیاد برداشت میکروبی نفت می‌کند. سورفکتین یک لیپو پپتید سیکلیک به‌عنوان یکی از بهترین بیوسورفکتانت‌ها شناخته می‌شود که توسط سویه‌های مختلف Bacillus subtilis تولید می‌شود. در این تحقیق از باکتری Bacillus subtilis NLIM 0110 جدا شده از خاک‌های سطحی یک منطقه کشاورزی ایران به منظور تولید سورفکتین استفاده شد. سورفکتین تولید شده فعالیت سطحی خوبی از خود نشان داد به طوریکه توانست در غلظت mg/l 50 کشش سطحی آب را از 69 به mN/m 26 و کشش بین سطحی را از 38 به mN/m 2 کاهش دهد. نتایج روش کنار زنی نفت خام از روی آب نشان داد وقتی بیوسورفکتانت تولید شده در غلظت mg/l 50 که غلظت بحرانی مایسل (CMC) می‌باشد به آن اضافه شود، بلافاصله ناحیه شفافی روی سطح نفت ظاهر می‌شود. همچنین در آزمایش‌های مشاهده‌ای، با استفاده از میکرومدل شیشه‌ای، اثر بیوسورفکتانت تولیدی روی ازدیاد برداشت نفت مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش‌های جابه‌جایی نفت خام درون میکرومدل نشان داد بعد از سیلاب‌زنی با آب در حدود 1/10% دیگر ازدیاد برداشت نفت با تزریق محلول بیوسورفکتانت به‌دست می‌آید. (همچنین محلول بیوسورفکتانت توانست 9/4% نفت درجا را از درون یک مغزه اشباع شده با نفت که تحت سیلاب‌زنی با آب قرارگرفته بود را استحصال نماید). این نتایج پیشنهاد می‌کند بیورسرفکتانت تولیدی گزینه خوبی برای استفاده در فرآیند ازدیاد برداشت میکروبی نفت است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Enhanced Oil Recovery by Surfactin Flooding in a Micromodel and Core

نویسنده [English]

  • Hossein Amani
Faculty of Chemical Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده [English]

The surfactants produced by bacteria are known as biosurfactants. Low toxicity and high biodegradability are among the main characteristics of these surface active materials. These features make biosurfactants potential alternatives for chemically synthesized surfactants in a variety of applications such as microbial enhanced oil recovery. One of the best known biosurfactants, i.e. surfactin, is a cyclic lipopeptide produced by various strains of Bacillus subtilis. In this work, the production of surfactin by Bacillus subtilis NLIM 0110 isolated from an Iranian agricultural area was studied. The produced surfactin showed a good surface activity and was able to reduce the surface tension of water from 69 mN/m to 26 mN/m and the interfacial tension from 38 mN/m to 2 mN/m at 50 mg/l (CMC concentration). The oil spreading technique showed that the diameter of appeared clear zone on the oil layer increased immediately as the produced biosurfactant was added at CMC concentration. Also, in visual experiments, the effect of produced surfactin on enhanced oil recovery was studied using a micromodel. Oil displacement experiments in the micromodel with crude oil showed a recovery of residual oil around 10.1% after water flooding when the biosurfactant of Bacillus subtilis NLIM 0110 was added. Moreover, 4.9% of the original oil in place was recovered using this biosurfactant after water flooding in the core. These results suggest that the produced biosurfactant is an appropriate candidate for enhanced oil recovery.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biosurfactant
  • Surfactin
  • Micromodel
  • Core
  • Microbial Enhanced Oil Recovery
[1]. Sen R., “Biotechnology in petroleum recovery,” The microbial EOR, Progress in Energy and Combustion Science, Vol. 34, pp.714-724, 2008.##

[2]. امانی ح.، بررسی فرایند ازدیاد برداشت میکروبی نفت با بیوسورفکتنت‌ها، پایان‌نامه دکتری، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تیر 1389.##

[3]. Amani H., Mehrnia M. R., Haghighi M., Sarrafzadeh M. H., Soudi M. R., “Scale up and application of biosurfactant from bacillus subtilis in enhanced oil recovery”, Applied Biochemistry and Biotechnology, Vol. 162, pp. 510–523, 2010a.##

[4]. بهین ر.، اصفهانی م. ر.، مطالعه و بررسی اثرات متقابل اجزای مختلف سیستم ((نفت-آب- سنگ)) در فرایند تزریق آب در سنگ مخزن بنگستان و آسماری، پژوهش نفت، سال بیست ویکم شماره 68، صفحات 109-98، 1390.##

[5]. میبدی س. ر.، جزه م. ق.، سپهی ع. ا.، فرقانی ف.، کوچکی م. ر.، جداسازی باکتری‌های مولد بیوسورفکتانت از نمونه خاک‌های آلوده به نفت جزیره سیری، پژوهش نفت، سال بیست و دوم شماره 72، صفحات 119-110، 1391.##

[6]. Cheng F., Tang C., Yang H., Yu H., Chen Y., and Shen Z., “Characterization of a blend biosurfactant of glycolipid and lipopeptide produced by Bacillus subtilis TU2 isolated from underground oil extraction wastewater”, J. Microbiol. Biotechnol., Vol. 23, No.3, pp.390-396, 2013.##

[7]. Davis D. A., Lyncha H. C., and Varley J., “The application of foaming recovery of Surfactin from B. subtilis ATCC 21332 cultures”, Enzyme Microbiol. Technol., Vol. 28, pp. 346-354, 2001.##

[8]. Chen C. Y., Baker S. C., and Darton R. C., “Batch production of biosurfactant with foam fractionation”, Chem. Technol. Biotechnol., Vol. 81, pp. 1923-1931, 2006.##

[9]. Rashedi H. R., Mazaheri Assadi M., Jamshidi E. and Bonakdarpour B., “Optimization of  the Production of Biosurfactant by Pseudomonas aeruginosa HR Isolated from an IranianSouthern Oil well”, I. Journal of Chem. Eng., Vol. 25, No.1, pp. 25-29, 2006.##

[10]. رمضانی ر.، مظاهری اسدی م.، آذین م.، تولید رامنولیپید توسط باکتری سودوموناس ائروجینوزا از ملاس چغندر قند تیمار شده، نشریه علوم دانشگاه تربیت معلم، جلد نهم، شماره 3، صفحات 524-511 ،1390..##

[11]. ربیعی ف.، مظاهری اسدی م.، آذین م.، تولید رامنولیپید با سودوموناس آئروجینوزا در محیط کشت حاوی آب پنیر تیمار شده، نشریه علوم دانشگاه تربیت معلم، جلد هشتم، شماره 4، صفحات 318-303، 1387.##

[12]. Sayegh S. G. and Fisher D. B., “Enhanced Oil Recovery by CO2 Flooding in Homogeneous and Heterogeneous 2D Micromodels”, Journal of Canadian Petroleum Technology, Vol. 48, pp. 30-36, 2009.##

[13]. حشمتی م.، آزمایشات مشاهده‌ای سیلاب‌زنی با پلیمر در سیستم‌های ناهمگن، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، 1385.##

[14]. Soudmand-asali A., Ayatollahi S., Mohabatkar H., Zareie M., and Shariatpanahi F., “The in situ microbial enhanced oil recovery in fractured porous media”, J. Petrol. Sci. Eng.,Vol. 58, pp.161–172, 2007.##

[15]. Mattax C. C., Kyte  J. R., Imbibition Oil Recovery from Fractured Water Drive Reservoirs, Soc. Pet. Eng. J.,Vol. 2, pp.177-184, 1962.##

[16]. Davis J.A., Jones S.C., Displacement mechanisms of residual solutions, Journal of PetroleumTechnology, Vol. 20, pp.1415–1428,1968.##

[17]. Wardlaw N. C., McKellar M., Oil blob population and mobilization of trapped oil in unconsolidated packs, Can. J. Chem. Eng., Vol.63, pp.525-532, 1985.##

 [18]. Wan J., Tokunaga T.K., Tsang C., Bodvarsson G.S., Improved glass micromodel methods for studies of low and transport in fractured porous media, Water Resort Res. Vol. 32, No.7, pp.,1955- 64, 1996.##

[19]. Nasr S., Soudi M. R., Mehrnia M.R., Sarrafzadeh M.H., Characterization of novel biosurfactant producing strains of Bacillus spp. isolated from petroleum contaminated soil, Iranian Journal of Microbiology, Vol. 1, No. 2, pp.54-61, 2009.##

[20]. Youssef N.H., Duncan K.E., Nagle D.P., Savage K.N., Knapp R.M., McLnerney M.J., Comparison of methods to detect biosurfactant production by diverse microorganisms, J.of Microbiol. Meth., Vol.56, pp.339-347, 2004.##

[21]. Isa M.H.M., Frazier R.A, Jauregi P., Cleaning Potential of Surfactin on Fouled Ultrafiltration (UF) Membranes, Sains Malaysiana, Vol.41, No.9, pp.1117–1124, 2012.##