DD200751A1 - METHOD FOR THE MICROBIAL SEKOUNDER RECOVERY OF FERTILIZERS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der mikrobiellen Sekundaergewinnung von Erdoelen, bei dem in Erdoellagerstaetten eine aktive bakterielle Taetigkeit angeregt wird, so dass wirksame Stoffwechselprodukte entstehen, die eine Freisetzung von Erdoel bewirken und die Ausbeute an Erdoel aus Lagerstaetten erhoehen. Durch die Erfindung sollen die Ueblicherweise durchgefuehrte Injektion hochwertiger, energiereicher Rohstoffe eingespart, die Kosten des Verfahrens verringert und die Einsatzmoeglichkeit erweitert werden. Es ist Aufgabe der Erfindung, in den Erdoellagerstaetten eine starke Vermehrung von Bakterien zu erreichen, wobei erdoeldesorbierende Substanzen in hohem Masse gebildet werden sollen. Einzusetzende Rohstoffe sollen in ausreichender Menge vorhanden sein, um eine einfache grosstechnische Anwendung zu ermoeglichen. Das wird erreicht, indem in Erdoellagerstaetten komplexe Naehsalzquellen, wie Guelle, so injiziert werden, das im Schichtwasser Guellekonzentrationen von 1-20% vorliegen. In der Lagerstaette vorhandene bzw. in Guelle/Erdoel-Naehrloesung gezuechtete und injizierte Bakterien nutzen Energiequellen der Lagerstaette und produzieren in hohem Masse Substanzen, die die Ausbeute an Erdoel erhoehen.The invention relates to a method of secondary microbial recovery of oil, in which an active bacterial activity is stimulated in Erdoellagerstaetten, so that effective metabolites arise that cause a release of oil and erhoehen the yield of oil from storage. The invention is intended to save the customary injection of high-quality, high-energy raw materials, to reduce the costs of the process and to expand the field of application. It is an object of the invention to achieve in the Erdoellagerstaetten a proliferation of bacteria, wherein erodo-sorptive substances are to be formed to a high degree. Raw materials to be used should be present in sufficient quantity to allow simple industrial application. This is achieved by injecting complex Naehsalzquellen, such as Guelle, into oil-based storage facilities in such a way that there are guellen concentrations of 1-20% in the stratified water. Bacteria present in the storage facility or in guelle / petroleum nutrient solution and injected use energy sources from the deposit and produce substances that increase the yield of oil to a high degree.

Description

Erf indungsbe SchreibungInventive description

Titel Verfahren zur mikrobiellen Sekundärgewinnung von Erdölen Wagner, Manfred und Ziran, BarbaraTitle Process for the microbial secondary extraction of petroleum Wagner, Manfred and Ziran, Barbara

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrobiellen Sekundärgewinnung von Erdölen, bei dem in Erdöllagerstätten eine aktive bakterielle Tätigkeit angeregt wird, so daß wirksame Stoffwechselprodukte entstehen, die eine Freisetzung von Erdölen bewirken und die Ausbeute an Erdöl aus Lagerstätten erhöhen.The invention relates to a process for the microbial secondary extraction of petroleum, in which an active bacterial activity is stimulated in oil reservoirs, so that effective metabolic products arise which cause a release of petroleum and increase the yield of oil from deposits.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind beispielsweise Verfahren bekannt, bei denen durch Einsatz von Desulfurizierem unter Nutzung eines Kohlen-Wasserstoffabbaues die Bildung oberflächenaktiver Substanzen bzw. die Hydrogenierung von Kohlenwasserstoffen angestrebt wird (US-PS 2.413-278; US-PS 2.641.566). Mikrobielle Verfahren der Sekundärgewinnung von Erdöl durch sulfatreduzierende Bakterien waren in der Praxis nicht effektiv und führten darüberhinaus durch Schwefelwasserstoffbildung in der Lagerstätte zu einer Minderung der Qualität des Erdöles, zu Korrosionen an Sondeninstallationen und Rohrleitungen sowie zu SuIfidver^topfungen in der Lagerstätte.For example, methods are known in which the use of desulphurizers using carbon-hydrogen decomposition aims at the formation of surface-active substances or the hydrogenation of hydrocarbons (US Pat. Nos. 2,413,578, 2,641,566). Microbial secondary oil recovery processes using sulfate-reducing bacteria have not been effective in practice and, in addition, hydrogen sulfide formation in the reservoir has resulted in a decrease in the quality of the oil, corrosion of probe installations and pipelines, and sulphide deposits in the reservoir.

Die mangelnde Effektivität dieser Verfahren ist auf die erreichte zu geringe biologische Aktivität in der LagerstätteThe lack of effectiveness of these methods is due to the inadequate biological activity in the deposit

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zurückzuführen. Ein unzureichendes Angebot an Nährstoffen ermöglichte <3<?n Bakterie¹? τιυ.τ elr*»= ""PTinge VeTnfifaTmii³·» Wirksame Substanzen wurden nur in kleiner Menge gebildet, die für die Freisetzung größerer Mengen an Erdöl nicht ausreichend waren.due. An insufficient supply of nutrients allowed <3 <? N Bacteria ¹ ? τιυ.τ elr * »=""PTinge VeTnfifaTmii ³ ·» Effective substances were only produced in small quantities that were insufficient for the release of larger quantities of crude oil.

Effektivere Verfahren, bei denen die genannten Schaden vermieden wurden, sind beschrieben im US-PS 2.807·570 und DL-PS 140 067. Hier werden gemeinsam mit Bakterien der Gattungen Aerobacter, Clostridium und Bacillus energiereiche organische Verbindungen, wie Zucker, in die lagerstätte injiziert und dort vergoren, wobei neben oberflächenaktiven Stoffen, auch Kohlendioxid und organische Säuren entstehen. Diese Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, daß für sie nur eine begrenzte Einsatzmöglichkeit besteht und die Verfahren teuer sind. Tut intensive bakterielle Stoffwechselprozesse und eine hohe Produktion wirksamer Substanzen aus injizierten Nährstoffen, die große Mengen Erdöl freisetzen sollen, ist ein hoher Rohstoffeinsatz mit leicht verwertba-More effective processes, in which the above-mentioned damage has been avoided, are described in US Pat. No. 2,807,570 and DL Pat. No. 140,067. Here, together with bacteria of the genera Aerobacter, Clostridium and Bacillus, high-energy organic compounds, such as sugar, are injected into the deposit and fermented there, which in addition to surface-active substances, carbon dioxide and organic acids. However, these methods have the disadvantage that their use is limited and the processes are expensive. If intensive bacterial metabolic processes and a high production of active substances from injected nutrients that are intended to release large quantities of crude oil are involved, a high use of raw materials with easily recyclable

8,ren Energiequellen erforderlich. Es werden hochwertige Rohstoffe, wie Melasse, eingesetzt, die hohe Kosten verursachen und für andere Prozesse dringend benötigt werden. Die benötigten energiereichen Rohstoffe stehen nur in begrenzter Menge zur Verfügung und sind für einen umfangreichen .großtechnischen Einsatz nicht ausreichend vorhanden.8, ren energy sources required. High-quality raw materials, such as molasses, are used, which cause high costs and are urgently needed for other processes. The required high-energy raw materials are only available in limited quantities and are not sufficiently available for extensive, large-scale technical use.

Es ist weiterhin bekannt, daß in Erdöllagerstätten, deren ökologische Bedingungen, wie Schichttemperatur, Mineralisation und chemische Zusammensetzung des Schichtwassers und Lagerstättendruck, bakterielles Leben zuläßt, eine spezifische Bakterienflora vorhanden ist bzw. sich nach Aufschluß der Lagerstätten ansiedelt. Sie entwickelt sich auf der Basis der in den Lagerstätten vorhandenen Nährstoffe. Der Keimgehalt der sich natürlich entwickelnden Bakterien ist gering. Entsprechend ist die Wirkung der von ihnen gebildeten erdöldesorbierenden StoffWechselprodukte gering und für eine sekundäre Erdölgewinnung nicht ausreichend.It is also known that in petroleum reservoirs, whose ecological conditions, such as layer temperature, mineralization and chemical composition of the stratified water and reservoir pressure, allows bacterial life, a specific bacterial flora is present or settles after digestion of the deposits. It develops on the basis of the nutrients present in the deposits. The germ content of naturally developing bacteria is low. Accordingly, the effect of the erosion-derived chemical products they produce is low and insufficient for secondary oil production.

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Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur mikrobiellen Sekundärgewinnung von Erdölen zu schaffen, bei dem eine hohe Wirksamkeit ohne Injektion hochwertiger, energiereicher Substanzen in die Lagerstätte erzielt wird, die Kosten des "Verfahrens ohne Schädigung der Förder- und Aufarbeitungsanlagen und ohne Beeinträchtigung der Qualität des Erdöles verringert werden und gleichzeitig die Einsatzmöglichkeit des Verfahrens wesentlich erweitert wird.The aim of the invention is to provide a process for microbial secondary extraction of petroleum, in which a high efficiency is achieved without injection of high-quality, high-energy substances in the deposit, the cost of the "process without damaging the production and processing plants and without affecting the quality the oil can be reduced and at the same time the application of the method is significantly expanded.

Darlegung des Wesens der Erfindung;Explanation of the essence of the invention;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hohe Vermehrung der natürlich vorhandenen oder zu injizierenden Bakterien und eine weite Ausbreitung in der Lagerstätte zu erzielen, wobei die erdöldesorbierenden Substanzen in hohem Maße gebildet werden sollen und die Ausbeute an Erdöl aus der Lagerstätte erhöht wird. Es sind Wege zu finden, die Rohstoffe zum Einsatz bringen, die in ausreichender Menge vorhanden sind, um eine breite großtechnische Anwendung des Verfahrens zu ermöglichen, wobei einfache technische Lösungen entwickelt werden sollen, die leicht von einer Lagerstätte auf eine andere libertragbar sind.The invention has for its object to achieve a high increase of naturally occurring or injected bacteria and a wide spread in the deposit, the oil-absorbing substances to be formed to a high degree and the yield of petroleum from the deposit is increased. There are ways to use raw materials that are available in sufficient quantities to enable a wide scale industrial application of the process, while developing simple technical solutions that are easily transferable from one reservoir to another.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß von Standorten, an denen sich Mikroorganismen in Gegenwart von Kohlenwasserstoffen entwickeln, also aus Erdöl- und Srdgas-. lagerstätten sowie unterirdischen Kohlenwasserstoffspeichern, Bakterien isoliert wurden, die unter den anaeroben Bedingungen von Erdöllagerstätten mit den Lagerstättenmaterialien Schichtwasser, Speichergestein und Erdölen wachsen konnten und deren Vermehrung und StoffWechselleistung durch Zusatz von Mineralsalzen, vorrangig von Stickstoff- und Phosphatverbindungen wesentlich erhöht werden konnte. EsAccording to the invention the object has been achieved in that of sites where develop microorganisms in the presence of hydrocarbons, ie from petroleum and Srdgas-. Bacteria were isolated, which could grow under the anaerobic conditions of oil reservoirs with the storage materials layered water, storage rock and petroleum and their propagation and material performance could be significantly increased by the addition of mineral salts, primarily of nitrogen and phosphate compounds. It

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wurde gefunden, daß sich hierzu komplexe HährSalzlösungen am besten eignen, wobei sich ein geringer Gehalt an energiearmen organischen Verbindungen, wie Aminosäuren, durchaus fördernd auswirkt.It has been found that this complex HährSalzlösungen are best suited, with a low content of low-energy organic compounds, such as amino acids, quite beneficial effects.

Den genannten Anforderungen eines komplexen Nährsalzangebotes entspricht besonders als Abprodukt der tierischen Großproduktion, die Gülle bzw. Jauche, wobei Rinder- oder Schweinegülle zu bevorzugen sind. Sie wird in einer Menge, gemischt mit -Wasser, so in die Lagerstätte injiziert, daß die Konzentration im Schichtwasser der zu behandelnden Struktur etwa 0,5 - 20 % beträgt. Mittels bekannter Verfahren werden vor der Injektion in die lagerstätte aus der Gülle Peststoffe, die zur Verstopfung der Lagerstätte führen würden, abgetrennt. Auf der Basis des nach vorgeschlagenen Verfahrens in die Lagerstätte eingebrachten ITährsalzangebotes und dem in den Erdöllagerstätten vorhandenen organischen Verbindungen', die von den "Bakterien als Energiequelle genutzt werden, erfolgt eine intensive Vermehrung der natürlich vorhandenen oder der nach oben genannten Verfahren gezüchteten und gemeinsam mit der Gülle in die La-The above-mentioned requirements of a complex nutrient salt supply correspond especially as a waste of the large-scale animal production, the liquid manure or manure, whereby cattle or pig slurry are to be preferred. It is injected into the deposit in an amount mixed with water such that the concentration in the stratified water of the structure to be treated is about 0.5-20 % . By means of known methods, before the injection into the deposit from the manure, pesticides which would lead to the clogging of the deposit are separated off. On the basis of the introduced according to the proposed method in the deposit ITährsalzangebotes and present in the oil reservoirs 'organic compounds', which are used by the "bacteria as an energy source, there is an intensive multiplication of naturally occurring or the above-mentioned methods and bred together with the Manure into the

gerstätte injizierten Bakterien, wobei Keimgehalte von 10fermented bacteria, with germ levels of 10

q bis 10^v Zellen pro Milliliter Schichtwasser erreicht werden.q to 10 ^v cells per milliliter of layered water can be achieved.

Wachstum und Stoffwechselleistungen der Bakterien erfolgen über mehrere Monate, wobei erdöldesorbierende Substanzen, wie Biogase, organische Säuren und Biolipide in erheblichem Maße gebildet werden. Sie führen zur Freisetzung von Erdöl von Trägergestein und zu einer Migration über Poren und Klüfte.Growth and metabolic performances of the bacteria take place over several months, with erosion-absorbing substances such as biogases, organic acids and biolipids being formed to a considerable extent. They lead to the release of petroleum from carrier rock and to a migration over pores and fractures.

Die erforderliche technische Ausrüstung und die Fahrweise des beschriebenen Erdölsekundärgewinnungsverfahrens entsprechen denen anderer auf dem Flutprinzip beruhender Sekundärgevannungsverfahren und sind den jeweiligen Besonderheiten der Lagerstätten, anzupassen.The technical equipment required and the mode of operation of the described secondary oil recovery process are in line with those of other flood-based secondary fishing techniques and must be adapted to the specific characteristics of the deposits.

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Ausführungsbeispielembodiment

Nachstehend·soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert -werden.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment.

Es ist eine, nach vorangegangener Erdölförderung, hochgradig verwässerte Erdöllagerstätte gegeben. Speichergestein ist ein klüftiger Dolomit. Die Schichttemperatur beträgt 50 ⁰C, der Schichtdruck 6 MPa. Das Lagerstättenwasser gehört dem Natriumchlorid-Typ an und hat einen Salzgehalt von 200 g/l. Die Lagerstätte weist einen geringen Besiedlungsgrad mit einem Keimgehalt von 100 Bakterien pro Milliliter Schichtwasser auf.There is one, after previous oil production, given a highly diluted mineral oil deposit. Storage rock is a fissured dolomite. The layer temperature is 50 ⁰ C, the layer pressure 6 MPa. The deposit water belongs to the sodium chloride type and has a salt content of 200 g / l. The deposit has a low degree of colonization with a germ count of 100 bacteria per milliliter of layered water.

Das beschriebene Yerfahren wird wie folgt durchgeführt:The described procedure is carried out as follows:

1. Injektion von 500 m Medium bestehend aus 20 % Rindergülle (Feststoffe waren vorher nach üblichen Yerfahren abgetrennt worden) und 80 % Süßwasser zur Anreicherung des sondennahen Raumes mit Nährsalzen und Verbesserung der Wachstumsbedingungen für die Bakterien.1. Injection of 500 m medium consisting of 20 % cattle slurry (solids were previously separated according to customary Yerfahren) and 80 % fresh water for enrichment of the probe-near space with nutrient salts and improving the growth conditions for the bacteria.

2. Anzucht eines Lagerstättenkeimgemisciies, das an die Bedingungen der zu behandelnden Lagerstätte adaptiert ist, in einem an der Injektionssonde installierten 2,5 m Ferment or unter anaeroben Bedingungen in einem Medium bestehend aus 5 % Gülle, 0,1 % Dikaliumhydrogenphosphat, 2 % Erdöl und Wasser mit einem Salzgehalt von 100 g Natriumchlorid/1.2. growing a deposit germination adapted to the conditions of the deposit to be treated in a 2.5 m fermenter installed at the injection probe or under anaerobic conditions in a medium consisting of 5 % manure, 0.1 % dipotassium hydrogen phosphate, 2 % petroleum and water with a salt content of 100 g sodium chloride / 1.

3. Animpfung der Lagerstätte durch Injektion von gesamt3. Inoculation of the deposit by injection of total

25 nr Impfgut mit eine25 nr inoculum with one

terien pro Milliliter.per milliliter.

3 93 9

25 nr Impfgut mit einem Keimgehalt von etwa 2 χ 10^J Bak4. Yerpressen von 5000 nr Gülle-Lösung bestehend aus 10 % Rindergülle und 90 % Wasser mit einem Salzgehalt von 100 g NaCl pro Liter bei einer Injektionsrate von 50 mr/ Tag.25 nr of inoculum with a germ content of about 2 χ 10 ^J Bak4. Yerpresses of 5000 nr manure solution consisting of 10 % cattle manure and 90 % water with a salt content of 100 g NaCl per liter at an injection rate of 50 mr / day.

23 ΛΛ 0 123 ΛΛ 0 1

5. 'Verschließen der Injektionssonde.5. 'closing the injection probe.

6. Förderung über eine ca. 500 m entfernt stehende Sonde. An der Pördersonde wurde beobachtet:6. Delivery via a probe located approx. 500 m away. At the conveyor probe was observed:

- Anstieg des Keimgehaltes im Schichtwasser- Increase of the germ content in the coating water

- Auftreten von Biogas mit den Komponenten COp und Wasserstoff- occurrence of biogas with the components COp and hydrogen

- Erhöhter Ammoniakgehalt im Schichtwasser- Increased ammonia content in the coating water

- Effektiver Anstieg der Erdölförderung bei gleichzeitigem- Effective increase of oil production at the same time

Absinken des mitgeförderten WasseranteilesDecline of the transported water content

Claims (2)

234401 6 Erf indungsanspruch234401 6 Claim for information 1. Verfahren zur mikrobiellen Sekundärgewinnung von Erdölen, bei dem in Erdöllagerstätten eine aktive bakterielle Tätigkeit angeregt wird, so daß wirksame Stoffwechse3,produkte entstehen, die eine Freisetzung von Erdölen bewirken und die Ausbeute an Erdöl aus Lagerstätten erhöhen, gekennzeichnet dadurch, daß als lährstoffe komplexe ITährsalzquellen, wie Gülle, bevorzugt Rinder- oder Schweinegülle so injiziert werden, daß im Schichtwasser der Erdöllagerstätten Gülle-Konzentrationen von etwa 1 - 20 % vorliegen und hierdurch in der Lagerstätte unter Hutzung lagerstätteneigener Energiequellen eine intensive bakterielle Tätigkeit angeregt wird, in deren Verlauf Stoffwechselprodukte, die Erdöl freisetzen in hohem Maße gebildet werden.1. A process for the microbial secondary extraction of petroleum, in which an active bacterial activity is stimulated in oil reservoirs, so that effective metabolism3, arise products that cause a release of petroleum and increase the yield of oil from deposits, characterized in that as complex nutrients ITährsalzquellen, such as manure, preferably cattle or pig manure are injected so that in the stratum water of the oil reservoirs liquid manure concentrations of about 1 - 20 % are present and thus in the deposit using proprietary sources of energy sources intensive bacterial activity is stimulated, in whose course metabolic products, the release of petroleum are made to a high degree. 2, Verfahren zur mikrobiellen Sekundärgewinnung von Erdölen nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß in Lagerstätten, die keine- oder keine geeigneten Mikroorganismen enthalten, Bakterien injiziert werden, die an die Lagerstättenbedingungen adaptiert sind und die unter anaeroben Bedingungen' in einem Medium mit den Hauptkomponenten einer komplexen Mineralsalzquelle, wie Gülle, Erdöl und Schichtwasser gezüchtet werden.2, Method for the microbial secondary recovery of petroleum according to item 1, characterized in that injected in bacteria, which are no or no suitable microorganisms, bacteria that are adapted to the deposit conditions and under anaerobic conditions' in a medium with the main components of a complex mineral salt source, such as manure, petroleum and stratified water are bred.