Determinação da relação entre o carbono e o nitrogênio ideal para inibição da produção de sulfeto em um consórcio microbiano enriquecido a partir de água de produção de um reservatório de óleo offshore

Abstract

Um dos maiores problemas nos poços maduros de petróleo é a presença de acidez biogênica (souring), gerada principalmente pela produção biológica de sulfeto na recuperação secundária do petróleo em plataformas offshore. Uma das estratégias para o controle do souring em reservatórios consiste na injeção de nitrato, o qual é utilizado preferencialmente como aceptor de elétron, limitando desta forma a produção de sulfeto. O objetivo do presente estudo foi investigar a relação entre o carbono e o nitrogênio (Relação C:N) necessária para inibição da produção de sulfeto num consórcio microbiano enriquecido a partir de água de produção de um reservatório de óleo offshore. Foi realizado primeiramente um ensaio em batelada com acetato e propionato (ácidos graxos de fácil degradação) para avaliar o melhor doador de elétrons utilizado pelas bactérias redutoras de sulfato (BRS) para produção de sulfeto. A partir do ensaio concluiu-se que o consórcio de bactérias utiliza propionato para produzir acetato e CO2, Com isso, para subseqüentes ensaios, foi utilizado propionato como aceptor de elétrons. Dois ensaios mais foram feitos, a fim, de avaliar a relação C:N inibitória da produção de sulfeto: o primeiro, mudando a concentração de carbono e a concentração de nitrogênio; o segundo, mantendo a concentração de carbono constante e variando a concentração de nitrogênio. No primeiro, evidenciou-se que, nas condições onde a concentração de nitrogênio, expressada em nitrato (N-NO3?), foi superior à concentração de carbono orgânico, expressada em propionato ( ). A produção de sulfeto ficou inibida, possivelmente, pela indisponibilidade de carbono, ou então pelo favorecimento de processos de desnitrificação autotrófica, que resultariam na remoção de algum sulfeto formado. Já, nas condições onde a concentração de nitrato foi inferior à de carbono orgânico houve formação de sulfeto, a partir do ponto de término do nitrito, não havendo uma influência da concentração residual de matéria orgânica no sistema. Os resultados da segunda série de ensaios foi concordante com a primeira, evidenciando que a relação C:N propriamente dita não é um fator que resulte em inibição ou estimulação das BRS num ponto especifico de injeção, mas sim, a presença ou ausência de nitrato ou nitrito, de forma independente da concentração de matéria orgânica. Um ensaio adicional foi realizado para determinação da presença ativa de bactérias autotróficas redutoras de nitrato e oxidadoras de sulfeto (BRN-OS); os resultados mostram presença ativa de BRN-OS.<br>

Abstract : A major problem in oil wells is the presence of biogenic acid (Souring) generated mainly by the production of sulfide in secondary recovery of oil at offshore platforms. The control of souring in reservoirs can be done through nitrate injection, which is preferably used as the electron acceptor, limiting the production of sulphide. The objective of this study was to investigate the carbon-nitrogen ratio required (C:N) for inhibition of sulfide production in an enriched microbial consortia coming from a production water from an offshore oil reservoir. It was first performed a batch assay with acetate and propionate (easily degradable fatty acids) to evaluate the best electron donor used by sulphate reducing bacteria (SBR) to produce sulfide. It was concluded from this assay that the bacteria consortia has a greater affinity to propionate. Two more assays were made with the objective to evaluate the C:N ratio that inhibit sulfide production: the first, it was maintained constant carbon concentration and varying nitrogen concentration; the second, it was maintained nitrogen concentration constant and varying carbon concentration. The first assay showed that, under the conditions where the concentration of nitrate expressed as nitrogen (N- NO3?) was greater than the concentration of organic carbon ( ), sulfide production was possibly inhibited by the lack of organic matter, or it was favored by autotrophic denitrification processes, that contributes to remove of some sulfide formed. When nitrate concentration was lower than organic carbon, sulfide was formed immediately after nitrogen species were totally consumed. There was no influence of residual concentration of organic matter in the system. The second assay results corroborate with the previous one, indicating that the C:N ratio is not a factor that results in SBR inhibition or stimulation, but, what matter is the nitrate, or nitrite, presence or absence, independently of the organic matter concentration. An additional test was performed to determine the presence active of sulfide-oxidizing, nitrate reducing bacteria (NBR - OS).