Ученые нашли экологичную замену ПАВ при нефтедобыче

Сотрудники НИЛ «Биоконтроль» Института экологии и природопользования КФУ подтвердили эффективность использования биосурфактантов в процессе нефтедобычи.

Сегодня ученые по всему миру пытаются решить несколько ключевых проблем, связанных с нефтегазовой сферой. Одна из них – проблема загрязнения. Дело в том, что в процессе добычи «черного золота» наносится непоправимый вред окружающей среде - как на поверхности, так и глубоко под землей. Вторая – поиск принципиально новых и более эффективных технологий нефтедобычи.

Ученым КФУ в этом плане удалось убить сразу двух зайцев. Научная группа НИЛ «Биоконтроль», входящая в САЕ «ЭкоНефть», предлагает заменить синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ), используемые для снижения вязкости нефти в скважине, на их более безобидные аналоги биологического происхождения. Речь идет о так называемых биосурфактантах.
 
«Возможности микроорганизмов безграничны, и мы только-только научились использовать некоторые из них во благо. Одно из таких применений – в нефтедобыче. Дело в том, что определенные группы микроорганизмов выделяют уникальные по своим свойствам вещества – сурфактанты. Что это такое? По сути, это те же ПАВ, но за счет своего происхождения бисурфактанты менее токсичны, они лучше и быстрее разлагаются, т.е. не накапливаются в почве, нанося вред окружающей среде», - объяснила доцент кафедры прикладной экологии ИЭиП и руководитель НИЛ «Биоконтроль» Полина Галицкая.

Кроме решения проблемы загрязнения, разработка экологов КФУ позволяет взглянуть по-новому и на процесс добычи нефти из пласта. Чтобы понять, какие возможности открывают биосурфактанты перед нефтедобывающими компаниями, достаточно разобраться в механизме работы их синтетических «собратьев». ПАВ за счет снижения поверхностного натяжения сложных жидкостей (в нашем случае – нефти) меняет их структуру.

Так, нефть в скважине становится менее вязкой, покидает поры породы, чего не происходит в её обычном состоянии, а также переходит в более текучую стадию, т.е. для её доставки на поверхность необходимо затратить гораздо меньше энергии. Но при этом ПАВ дают массу побочных эффектов, в том числе ухудшают качество добываемой нефти. К тому же в одной скважине редко используются более двух видов ПАВ. В случае с микроорганизмами всё иначе: они могут синтезировать несколько разновидностей биосурфактантов в зависимости от условий, в которых находятся. То есть, биологические ПАВ более гибкие и универсальные. Но ученые пока раскрыли далеко не все их возможности.

«В рамках этого проекта мы сотрудничаем с компанией «Мирико». Она занимается производством химических средств для нефтедобычи. И взаимодействие с ними положительно влияет на наши исследования. Потому что о некоторых вопросах мы просто не задумывались. Нам было важно доказать, что выделенные нами биосурфактанты имеют характеристики, сравнимые или превосходящие аналоги, представленные в научной литературе.

В «Мирико» же поставили вопрос по-другому: каковы пределы температуры и давления, в которых сурфактанты будут эффективны? И сейчас мы ищем ответ на этот вопрос, но уже совместно с Институтом геологии и нефтегазовых технологий. У них есть оборудование, которое позволит на него ответить», - рассказала Полина Галицкая.

Свой вклад в исследования НИЛ «Биоконтроль» вносят и зарубежные коллеги. Так, по многим вопросам группу консультирует профессор Университета Хельсинки Мартин Романтчук. С ним у ученых КФУ есть ряд совместных проектов в рамках САЕ «ЭкоНефть», а также планы на будущее.

«С научной точки зрения, эта тема имеет очень богатый потенциал – ею активно интересуются сегодня в мире, в том числе в странах-экспортерах нефти. А все потому, что микроорганизмов, выделяющих сурфактанты, - миллионы. Но даже здесь можно выделить наиболее интересные ниши.

Например, наш давний знакомый из Финляндии, Мартин Романтчук, примеряет эту тему к условиям вечной мерзлоты, Арктики – к этому вопросу никто вообще ещё не подступался. И здесь совместными усилиями мы можем добиться весьма и весьма интересных результатов», - поделилась руководитель проекта.

Кстати, в НИЛ «Биоконтроль» уже собрана довольно богатая коллекция микроорганизмов, выделяющих различные сурфактанты. Они способны решить проблемы охраны окружающей среды не только под землей, но и на поверхности. И определенные наработки в этом направлении у экологов КФУ уже есть.