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Tipo do documento: Dissertação
Título: Biodegradação de inibidores de incrustação por culturas puras e mistas de bactérias redutoras de sulfato
Título(s) alternativo(s): Biodegradation of scale inhibitors by pure and mixed cultures of sulfate reducing bacteria
Autor: Sechi, Guilherme Martinez 
Primeiro orientador: Costa, Antonio Carlos Augusto da
Segundo orientador: Lutterbach, Márcia Teresa Soares
Primeiro membro da banca: Langone, Marta Antunes Pereira
Segundo membro da banca: Cravo Junior, Walter Barreiro
Terceiro membro da banca: Rosário, Francisca Ferreira do
Resumo: A Recuperação Avançada de Petróleo (RAP) é usada para a extração de petróleo, visando extrair o máximo das reservas. Esses procedimentos de alta complexidade baseiam-se na estimulação de poços por meio da injeção de aditivos químicos, que podem conter substâncias, como carbono, nitrogênio e fósforo, cruciais para o crescimento indesejável de bactérias redutoras de sulfato (BRS). Essas bactérias podem utilizar a combinação desses fluidos de injeção com a água salina e o óleo presentes como meio de crescimento adequado para o seu desenvolvimento, levando a incrustações, corrosão e produção de H2S no sistema de recuperação de óleo. Consequentemente, isso gera um aumento nos gastos com biocidas, além de causar queda na produtividade. Para os experimentos, foram testadas quatro culturas bacterianas diferentes (CP, 879, CT3 e CT9), 2 puras e 2 mistas, contendo BRS em presença de aditivos distintos. Para isso, foram empregados cinco aditivos, numerados de 8 a 12, e o crescimento dessas culturas foi avaliado através de testes qualitativos e quantitativos de crescimento em meio de cultura. Além disso, foram realizados experimentos cinéticos para avaliar a produção de H2S por cada cultura na presença de cada aditivo através de curvas cinéticas de produção de sulfeto biogênico. A partir das análises qualitativas foi possível observar que, enquanto nos meios sem a presença de aditivos todas as quatro culturas apresentaram crescimento, nos meios em presença desses aditivos, houve crescimento bacteriano apenas nas culturas mistas contendo os aditivos 8 e 12 e na pura CP contendo o aditivo 8. Ambos os aditivos são baseados em fosfonatos orgânicos, de forma que foi possível observar que eles podem ser degradados pelas culturas de BRS. Já os outros três aditivos (9, 10 e 11), que não foram degradados, tem como base copolímeros de ácido maleico em sua composição, um indicativo que esses compostos não foram decompostos pelas BRS. Quanto aos testes quantitativos, comparando o crescimento dessas culturas em presença e na ausência de aditivos, os resultados mostraram que as culturas que cresceram em meio sem aditivo apresentaram maiores concentrações do que as em meios contendo aditivos. Apesar de isso indicar um efeito inibidor do crescimento microbiano, esperado para esses aditivos, eles não foram capazes de inibir completamente o crescimento dessas BRS. Com os experimentos cinéticos, foi possível traçar as curvas cinéticas de produção acumulada de H2S para cada cultura bacteriana. As culturas apresentaram taxas de produção de sulfeto biogênico bem distintas entre si. A cultura mista CT3 apresentou uma leve redução na produção de H2S na presença dos aditivos, enquanto a cultura CT9 apresentou um aumento na produção, maior para o aditivo 8 do que quando comparado com o aditivo 12, já a cultura CP não apresentou alteração substancial na sua produção. Por fim, a cultura 879 não apresentou crescimento em presença de aditivos. Posteriormente, foram realizados experimentos análogos, porém na presença de rochas reservatório contendo microrganismos permitindo estabelecer uma comparação entre os resultados. Entretanto, o crescimento microbiano não se deu de forma adequada devido às bactérias encontradas nessas rochas através da análise metagenômica.
Abstract: Enhanced Oil Recovery (EOR) is used in the oil extraction, aiming to extract maximum amounts of the oil reserves. These high complexity procedures are based on the stimulation of wells through the injection of chemical additives, which may contain substances, such as carbon, nitrogen and phosphorus, crucial for the undesirable growth of sulfate-reducing bacteria (SRB), which can use the combination of these injection fluids with the saline water and the oil as a growth medium suitable for their development, leading to fouling, corrosion and production of H2S in the oil recovery system. Consequently, this generates an increase in the expenses required with biocides, moreover, causing a drop in productivity. For the experiments, four different bacterial cultures were tested (CP, 879, CT3 and CT9), 2 pure and 2 mixed, containing SRB in the presence of different additives. Five additives were used for this, numbered from 8 to 12, and the growth of these cultures was evaluated through qualitative and quantitative tests of growth in culture medium. Furthermore, kinetic experiments were carried out to evaluate the production of H2S by each culture in the presence of each additive through kinetic curves of biogenic sulfide production. From the qualitative analyses, it was possible to observe that, while in the media without the presence of additives all four cultures showed growth, in the media in the presence of these additives, there was bacterial growth only in the mixed cultures containing additives 8 and 12 and in the pure culture CP containing additive 8. Both these additives are based on organic phosphonates, so it was possible to observe that they can be degraded by SRB cultures. The other three additives (9, 10 and 11), which were not degraded, have their composition based on maleic acid copolymers, indicating that these compounds were not decomposed by the SRB. As for the quantitative tests, comparing the growth of these cultures in the presence and without the presence of additives, the results showed that the cultures that grew in medium without additive showed growth up to much higher dilutions than those in medium containing additives. Although this indicates an inhibitory effect on microbial growth, expected for these additives, they were not able to completely inhibit the SRB growth. With the kinetic experiments, it was possible to trace the kinetic curves of accumulated production of H2S for each bacterial culture. The cultures showed very different biogenic sulfide production rates. The CT3 mixed culture showed a slight reduction in H2S production in the presence of the additives, while the CT9 culture showed an increase in production, greater for additive 8 than compared to the additive 12, whereas the CP culture did not present a substantial change in production. Finally, 879 culture did not grow in the presence of additives. Subsequently, analogous were made to carried out, but in the presence of reservoir rocks containing microorganisms, which allowed the comparison between the results. However, microbial growth did not occur properly due to the bacteria found in these rocks through metagenomic analysis.
Palavras-chave: Oil extraction
Additives
SRB
Bacterial growth
Extração de petróleo
Aditivos
BRS
Crescimento bacteriano
H2S
Biodegradação
Sulfetos Biogênicos
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: SECHI, Guilherme Martinez. Biodegradação de inibidores de incrustação por culturas puras e mistas de bactérias redutoras de sulfato. 2023. 149 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22097
Data de defesa: 29-Ago-2023
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Química



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