Учёные Казахского национального университета имени аль-Фараби реализуют проект по разработке биотехнологических методов повышения нефтеотдачи зрелых нефтяных месторождений.

Учёные Казахского национального университета имени аль-Фараби приступили к реализации научно-исследовательского проекта, направленного на разработку биотехнологической платформы микробного повышения нефтеотдачи пластов на основе биосурфактант- и биополимерпродуцирующих микроорганизмов. Исследование ориентировано на создание инновационных методов извлечения остаточной нефти из зрелых месторождений и совершенствование технологий разработки трудноизвлекаемых углеводородных ресурсов.

Современная нефтегазовая промышленность сталкивается с проблемой постепенного истощения традиционно эксплуатируемых месторождений. Значительная часть мировых запасов углеводородов относится к трудноизвлекаемым ресурсам, характеризующимся высокой вязкостью нефти, низкой проницаемостью коллекторов и длительным сроком эксплуатации. В этих условиях возрастает необходимость внедрения экологически безопасных и экономически эффективных технологий повышения коэффициента извлечения нефти.

В рамках проекта научная группа занимается изучением технологии микробного повышения нефтеотдачи пластов — перспективного направления нефтебиотехнологии, основанного на использовании метаболической активности микроорганизмов для изменения физико-химических свойств нефтяных резервуаров. Биосурфактанты и биополимеры, синтезируемые микроорганизмами, способны снижать межфазное натяжение, уменьшать вязкость углеводородной среды и повышать подвижность нефти в пористой геологической структуре.

Особое внимание уделяется отбору активных аборигенных микроорганизмов, выделенных из нефтяных месторождений Западного Казахстана. Скрининг осуществляется с применением современных микробиологических, молекулярно-генетических и физико-химических методов анализа.

Для точной идентификации перспективных культур используется анализ последовательностей гена 16S рРНК, позволяющий определить таксономическую принадлежность микроорганизмов. Планируется проведение полногеномного анализа отдельных штаммов для оценки генетического потенциала синтеза целевых метаболитов.

Научная новизна проекта заключается в разработке синергической ассоциации биополимер- и биосурфактантпродуцирующих микроорганизмов, обладающей повышенной функциональной активностью в экстремальных условиях нефтяных пластов. Предполагается, что комбинированное использование микроорганизмов позволит повысить эффективность вытеснения нефти за счёт одновременного действия нескольких механизмов: снижения межфазного натяжения, изменения фильтрационных свойств коллектора и стабилизации эмульсионных систем.

Экспериментальная часть проекта включает проведение модельных и стендовых испытаний ex-situ для имитации условий нефтяного резервуара. Для оценки эффективности микробной ассоциации создаются песчаные колонны, моделирующие структуру нефтяного пласта. Анализируются показатели нефтенасыщенности, водонасыщенности, объёма извлечённых углеводородов и остаточной нефтенасыщенности.

Важным направлением работы является оптимизация условий культивирования микроорганизмов и повышение их метаболической активности. Планируется подбор соотношений штаммов, анализ источников углерода и азота питательной среды, а также оценка эмульгирующей активности культур. Эмульгирующие свойства будут определяться методом расчёта индекса эмульгирования, а поверхностное натяжение культуральных супернатантов — тензиометрическими методами.

Изучение биологической совместимости штаммов проводится методом перпендикулярных штрихов, позволяющим выявить возможные антагонистические взаимодействия между микроорганизмами. Дополнительно осуществляется анализ генов, ответственных за синтез биополимеров, обеспечивающих нефтеразжижающую активность культур.

Проект реализуется с применением современной лабораторной базы и международных стандартов научных исследований. Особое внимание уделяется принципам научной этики, достоверности экспериментальных данных и воспроизводимости результатов. Для минимизации технологических рисков предусмотрено использование взаимозаменяемых аналитических методов.

Международное научное сотрудничество является важной частью исследования. Планируется взаимодействие с зарубежными научными центрами для проведения высокоточного геномного анализа микроорганизмов и экспериментальной верификации разработанных биотехнологических решений.

Ожидается, что результаты проекта будут способствовать развитию биотехнологических методов в нефтегазовой отрасли, созданию научной базы для внедрения микробных технологий повышения нефтеотдачи и расширению применения экологически безопасных технологий добычи углеводородов.

Реализация проекта позволит сформировать научно обоснованные подходы к применению микробиологических технологий в нефтедобыче и создать основу для дальнейшей экспериментальной апробации разработанной биотехнологической платформы.