ВВЕДЕНИЕ

Люди использовали микроорганизмы давно, даже не подозревая об их существовании. О способности микроорганизмов образовывать спирт в сахаросодержащих растворах знали шумеры и вавилоняне за 6 тыс. лет до н.э., а египтяне стали применять микроорганизмы для выпечки хлеба в 4-м тысячелетии до н.э., человек познал за этот период способы хранения и переработки продуктов путем ферментации (производство сыра, уксуса, вина и др.), научился делать мыло из жиров, перерабатывать отходы. Однако знакомство людей с микромиром, осознание незаменимости микроорганизмов в биогеохимических саморегулирующихся процессах биосферы стали возможны благодаря выдающимся работам Л. Пастера. В дальнейшем в процессе изучения микроорганизмов сложились современные представления о сущности микроорганизмов, их роли в возникновении и эволюции жизни на нашей планете, в круговороте веществ в природе. Эти исследования положили начало сознательному применению микроорганизмов для производства ряда важных продуктов и развития науки биотехнологии.

Несмотря на то что человек использовал биотехнологию многие тысячи лет, однако совсем недавно слово «биотехнология» отсутствовало в нашем лексиконе. Употреблялись понятия «промышленная микробиология», «техническая биохимия», «техническая микробиология» и др., новый термин, объединивший в себе все прежние названия, появился примерно 20 лет назад. За появлением этого понятия кроются более глубокие причины. Новые открытия на пути познания жизненных явлений, и прежде всего в области микробиологии, энзимологии, молекулярной биологии и генетики, объединили разрозненные прикладные направления, подвели под них фундаментальную базу. В результате биотехнология стала наукой о практическом использовании биологии в целом, а не отдельных ее ветвей, как это было прежде.

Европейская биотехнологическая федерация определяет биотехнологию как совместное использование биохимии, микробиологии и химической технологии для технологического (промышленного) применения полезных качеств микроорганизмов. В настоящее время микроорганизмы стали основой промышленного производства целого ряда полезных продуктов - органических кислот, спиртов, ферментов, витаминов, антибиотиков, аминокислот, пищевых и кормовых продуктов, многих биологически активных соединений. Важной составной частью современной биотехнологии является очистка бытовых и производственных вод от загрязнения и утилизация всевозможных отходов сельского хозяйства, которые основаны на использовании специфических биологических сообществ микроорганизмов, носящих общее название «активный ил».

Интерес к биотехнологии, темпы ее развития, внедрение в новые отрасли хозяйствования в последние годы росли очень быстро и примеров этому много. Одним из них является использование биотехнологических приемов в такой сугубо технической области производства, какой является нефтедобывающая промышленность. Использование биотехнологии в нефтедобыче тесно связано также с развитием нефтяной микробиологии и фундаментальных достижений в этой области на самом высоком уровне современной науки. В настоящее время сформировалась новая отрасль естествознания на стыке химии, нефтехимии и микробиологии, которая занимается вопросами получения различных физиологически активных соединений, охраной окружающей среды, поисками и разработкой нефтяных и газовых месторождений, предохранением нефтепродуктов от порчи, очистка буровых шламов, очистка почвенного покрова и воды от нефти и нефтепродуктов, очистка нефтезагрязненных твердых материалов (тряпки, целлофан, пластик и др.) и т.д.

Существующие способы разработки нефтяных месторождений дают возможность извлекать из недр не более половины геологических запасов нефти. Более того, коэффициент извлечения нефти во многих месторождениях снижается в связи с вовлечением в эксплуатацию месторождений с вязкой нефтью и сложными геолого-физическими свойствами. Добыча нефти на старых месторождениях, как правило, уменьшается вследствие обводненности. Так как природные запасы нефти ограничены и невосполнимы, создание высокоэффективных методов повышения нефтеотдачи является важнейшим инструментом поддержания высокого уровня добычи нефти на ближайшие десятилетия.

Новые методы увеличения нефтеотдачи пластов прошли несколько этапов развития. Бурная активность в области промысловых испытаний этих методов в 70-х годах объяснялась упрощенным подходом к проблеме применения новых методов увеличения нефтеотдачи пластов. Считалось, что высокие коэффициенты вытеснения нефти, полученные на физических моделях, гарантируют высокую нефтеотдачу. Объемы внедрения новых методов в США, Канаде, Венесуэле, Германии, бывшем СССР резко возрастали. Однако экономически эти методы оставались неэффективными, несмотря на стремительный рост цен на нефть на мировом рынке. Ученые пришли к выводу, что физические основы и механизмы вытеснения нефти с помощью закачки в пласт различных химических реагентов, пара, воздуха и других рабочих реагентов сложны и еще далеко не изучены. Эти методы сопровождаются высоким риском, неопределенностью, для их внедрения нужны большие капитальные вложения при неизвестном конечном результате, специально подготовленные кадры. Их реализация сопровождается повышенными требованиями с точки зрения охраны окружающей и геологической среды. Существенные изменения в подходе к применению таких методов произошла после стремительного падения цен на нефть в 1986 г. В результате многие компании отказались от крупных и мелких проектов. Число действующих проектов, например, в США, в 1987 г. сократилось по сравнению с 1985 г. с 512 до 366, и эта тенденция сохранилась. В 1991 г. число действующих проектов в США составило всего лишь 248 (более чем на 50% меньше, чем в 1985 г.). Особенно это коснулось дорогостоящих химических методов. Однако от всех третичных методов воздействия проекты использования биотехнологических методов не только не сократились, но и имеют устойчивую тенденцию к росту. В первую очередь это связано с особенностью этих методов, которая заключается в их универсальности (они вбирают в себя практически все известные третичные методы воздействия, за исключением тепловых), высокой эффективности, простоте, низкой капиталоемкости, свойственной им экологичности. Повышение нефеотдачи пластов на 10-15% равносильно открытию новых месторождений. Практическое применение биотехнологии позволяет на 5-7% увеличить вовлекаемые в разработку запасы, в 1,5-2 раза повысить продуктивность скважин, а текущую добычу нефти - на 15-25%. На фоне постоянного роста цен на энергоносители биотехнологические методы окупаются в течение 1,5-2 лет.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >