СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРОБ МАЛОВОДНОГО ПЛАСТОВОГО ФЛЮИДА ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
METHOD OF PREPARING SAMPLES OF FORMATION FLUID FOR MOLECULAR BIOLOGICAL ANALYSIS

Изобретение относится к биологии, а именно для проведения подготовки маловодного пластового флюида нефтяных месторождений для молекулярно-биологического анализа путем разделения водной и углеводородной фаз.
Методы молекулярно-биологического анализа применяют для изучения распространения микроорганизмов в различных местообитаниях. Использование препаратов ДНК, выделенных непосредственно из природных образцов, позволяет получить более полную информацию о структуре и динамике сообществ. С помощью молекулярно-биологических методов может быть выявлено значительно большее разнообразие микроорганизмов по сравнению с культуральными методами в различных экосистемах, включая нефтяные пласты.
Пластовые флюиды, добываемые из нефтеносных горизонтов, могут содержать пластовую воду. Для адекватного проведения молекулярно-биологического анализа необходимо разделение пластового флюида на фазы.
Существуют способы разжижения нефти с использованием различных химических деэмульгаторов (патент РФ №2282658, C10G 33/08, 2006.01). Разделение сырой нефти на водную и углеводородную фазы также проводят промышленным способом на специальных аппаратах, при этом используется повышенные давление и температура (патент США 5821406, G01N 33/26, 13.10.1998). Эффективное выделение ДНК из проб углеводородной и водной фаз, полученных такими промышленными и химическими методами, и достоверный молекулярно-биологический анализ затруднены из-за частичного разрушения ДНК и несоблюдения асептических условий.
Аналогом является способ подготовки проб для молекулярно-биологического анализа (APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, Nov. 2009, p.7086-7096, A.Gittel, K.B.Sorensen, T.L.Skovhus, K.Ingvorsen, A.Schramm), в котором пробы предварительно сепарируют промышленными гидроциклонами (HP сепаратор V-3440) для отделения пластовой воды от нефти, а затем пробу фильтруют через поликарбонатный фильтр (0,2-мм размером пор; Nuclepore, Ватман, Кент, Великобритания), осадок используют для дальнейшего выделения ДНК. Данный способ пробоподготовки не пригоден для маловодных проб.
Близким по сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является способ экстракции ДНК из эмульсии нефть-вода (пластового флюида) (Applied and environmental microbiology, Feb. 2000, p.700-711 Vol.66, No.2. V.J.Orphan, L.T.Taylor, D.Hafenbradl, E.F.Delong). В известном способе разделение пластового флюида на водную и углеводородную фазы проводят при нагревании до 70°С в течение от 10 до 20 мин в 2-литровой тефлоновой делительной воронке, водную фазу фильтруют на 0.22-мм фильтры Sterivex. Недостатком известного способа является то, что данный способ невозможно применить для подготовки проб из маловодного пластового флюида, представляющего собой густую нефтесодержащую эмульсию.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения образцов маловодного пластового флюида нефтяных месторождений для молекулярно-биологического анализа, с целью повышения качества образцов пластовых вод и сырой нефти, что обеспечивает высокую достоверность и точность результатов последующего молекулярно-биологического анализа.
Техническим результатом при осуществлении заявленного способа является реализация этого назначения - получение образцов различных фракций маловодного пластового флюида нефтяных месторождений для молекулярно-биологического анализа. Техническим результатом при осуществлении заявленного способа также является возможность быстрого и качественного скрининга промышленно важных микроорганизмов в нефтяных пластах и разработки конкретных рекомендаций по уменьшению коррозионной активности микроорганизмов. и повышению эффективности эксплуатации месторождений с невысокими запасами углеводородов при использовании определенных групп микроорганизмов.
Поставленная задача решается тем, что способ получения образцов маловодного пластового флюида нефтяных месторождений для молекулярно-биологического анализа включает разделение пластового флюида на водную и углеводородную фазы с последующим получением образцов в виде сырой нефти и осадка, но, в отличие от прототипа, разделение проводят путем отстаивания пластового флюида при температуре +4°С в течение 24-72 часов, с последующим центрифугированием водной фазы при 10000-14000 об/мин в течение 15 мин, с целью дальнейшего использования для выделения ДНК и последующего молекулярно-биологического анализа.
Предложенный способ можно применять для густой маловодной нефти при разделении пластового флюида на водную и углеводородную фазы, когда другие методы пробоподготовки не могут быть применены.
Пример осуществления изобретения приведен ниже.
Пример 1
Для анализа был взят маловодный пластовый флюид Столбового месторождения Томской области (содержание воды не более 20%). Были проведены работы по определению оптимального времени отстаивания пластового флюида. Из данных, представленных в таблице 1, следует, что оптимальное время отстаивания пластового флюида 24-72 часа. Если выдержать менее 24 часов, то произойдет лишь частичное разделение водно-нефтяной эмульсии и жидкой нефти. Отстаивание целесообразно проводить при температуре +4°С. Если отстаивать пробу пластового флюида при более высокой температуре, то возникает угроза развития посторонних микроорганизмов в пробе, что повлияет на результат молекулярно-биологического анализа (табл.1). Образовавшуюся после отстаивания верхнюю фазу (сырую нефть) используют непосредственно для выделения ДНК и последующего молекулярно-биологического анализа. А оставшуюся суспензию, содержащую воду, центрифугируют. Результаты по определению оптимальных режимов центрифугирования представлены в таблице 2. Наиболее оптимальные время и скорость центрифугирования - 15 мин со скоростью 10000-14000 об/мин, которые обеспечивают наиболее полное осаждение микробных клеток на твердой фазе и отделение жидкого супернатанта. Предлагаемый нами способ применяется для маловодных пластовых флюидов, когда другие способы подготовки проб для молекулярно-биологического анализа не позволяют проводить эффективное разделение фракций пластового флюида.
Таблица 1
Зависимость эффективности разделения фаз пластового флюида от времени отстаивания при температуре 4°С и их исходном соотношении 1:1
Время отстаивания (часы)
Соотношение фаз (жидкая нефть/водная фаза)
Результат
6
1:2
Недостаточно времени для разделения фаз
12
1:2
24
1:1
Оптимальный результат
48
1:1
72
1:1
Таблица 2
Зависимость эффективности выделения ДНК из водно-нефтяной эмульсии от времени и скорости центрифугирования
Скорость центрифугирования (об/мин)
Время центрифугирования (мин)
Получение препарата тотальной ДНК
Результат
5000
7.5
-
Недостаточно времени и/или недостаточная скорость центрифугирования для осаждения клеток на твердой фазе и отделения жидкого супернатанта
15
-
10000
7.5
-
15
+
Оптимальный результат
14000
7.5
+
15
+