Геология и микробиология

Геология и микробиология находятся сегодня в тесной взаимосвязи. Микробов, к примеру, используют в ходе тестов, для определения того, есть ли в конкретном месте полезные ископаемые того или иного вида. Если микробы активно растут только в том случае, если в среде есть вещество, под названием «х» и в исследуемой среде тоже наблюдается их рост, можно с уверенностью сказать, что в этом образце оно содержится со 100% вероятностью. Благодаря этому явлению в современной геологии сформировалось два наиболее популярных микробиологических подхода, которые и используются достаточно часто и широко в процессе осуществления геологической разведки. Bacillus cereus, это те микроорганизмы, присутствие которых свидетельствует о том, что в руде находятся следы золота.

Также, эти бактерии находятся в местах, где можно найти медь и некоторые другие полезные металлы. Второй подход состоит в том, что на образцах минералов стремятся вырастить тестовые колонии микроорганизмов. Их активный рост будет свидетельствовать о том, что в этом веществе содержится тот минерал, который вам так нужен.     Для того, чтобы вероятность обнаружения полезных ископаемых стала еще большей, микробиология в геологии используется в полном объеме, то есть применяются комбинированно два подхода, о которых мы говорили выше. Конечно, методы микробиологии, не единственный способ определения содержания в образце тех или иных химических соединений, но, зачастую, именно применение микробиологического подхода позволяет в полной мере определить то, какой состав имеет исследуемый образец, есть ли там то, что интересует геологов в первую очередь. Ведь для бурения даже одной разведочной скважины, потребуются огромные вложения денег. Один день бурения может обойтись предприятию суммы в один миллион долларов.

Поэтому, когда у геологов появляется возможность для получения любых сведений о том, что в исследуемом месторождении есть искомое вещество, они с радостью берутся за менее дорогостоящие варианты диагностики. И микробиология в геологии зачастую действует значительно более быстро, эффективно и экономно, в сравнении с остальными видами разведки и геофизических исследований. Мы можем предположить, к примеру, что вот обнаружено нефтяное месторождение и на географическую карту нанесли новое изображение с буровой вышкой, но надо помнить, что современные условия таковы, что обнаружить нефтяное месторождение, в котором нефть будет действительно бить фонтаном, очень сложно. Для того чтобы выкачать нефть из глубинных горизонтов необходимо применять целую систему сложных устройств, в числе которых и сверхмощные насосы. Сегодня у геологов наблюдается такая ситуация, что им приходится выкачивать нефть даже из тех пластов, которые ранее не использовались в разработке, они состоят из пористых пород, а сама нефть находится в капиллярной сети, которая и пронизывает все эти пласты. Для того, чтобы определить, возможно, ли извлечение нефти из глубины в таких условиях, необходимо точно знать, насколько нефть связана с составными элементами пласта, а во-вторых, нужно определить и то, какова в этой местности сила поверхностного натяжения в том месте, где проходит граница между нефтью и водяным слоем. Последняя позиция зависит от такого свойства нефти, как ее вязкость.

Если значительно снизить вязкость нефти, то ее добыча из пласта будет происходить значительно проще. Если бы толщина нефтяной пленки в стенках песчаных пород была бы снижена на величину в 0,000002 мм, то нефть можно было бы добывать с эффективностью большей на 10 процентов. Конечно, можно вводить в пласт специальные активные вещества, которые будут снижать поверхностное натяжение, но только этим методом проблему добычи нефти из пористых пластов не решить. Что же можно предпринять в этом случае, не выкапывать же весь пласт и там, на поверхности устраивать ему промывку для того, чтобы извлечь всю нефть без остатка. Это будет не очень эффективно, да и экономически неоправданно. Эту проблему смогли  решить с применением микробиологии.

Микробиологи вводят в такие пласты специальные колонии микроорганизмов, которые легко, благодаря своим размерам, проникают во все поры и трещины породы. В этих условиях они начинают свое интенсивное размножение, в ходе своей жизнедеятельности, они выделяют газы – метан, углекислый газ. Эти вещества создают во всех порах такие условия, которые приводят к вытеснению нефти на поверхностные уровни. В ходе окисления нефти, кроме того, благодаря деятельности этих бактерий, удается добиться изменения и другого параметра нефти, а именно, значительно снижается ее вязкость.

Кроме того, можно решать и проблемы со снижением избыточного давления в нефтяной скважине с применением тех же культур микроорганизмов. Их, вместе с питательной средой можно закачать в нефтеносный пласт и законсервировать скважину на пару дней. После консервации, скважину опять открывают, а микроорганизмы, попавшие в благоприятную ситуацию, начинают интенсивно размножаться, образуя при этом большие объемы углекислого газа. И в скважине создается тот уровень избыточное давление, которое необходимо нефтяникам. После этого процент прироста добычи в этом случае составляет порядка 20 или 200 процентов по сравнению с теми показателями, которые были ранее.    В геологии микроорганизмы тоже не используются исключительно для увеличения отдачи нефти из месторождения. В других технологических целях тоже используются микроорганизмы. Бесконечное множество микроорганизмов, это большой объем работ для ученых, чтобы определить тех, кто сможет наиболее интенсивно вырабатывать углекислый газ.  

Конечно, для большинства геологов и микробиологов  главной задачей всегда оставалось извлечение и обнаружение наиболее дорогостоящих элементов, таких как золото, серебро. Интересно, что золото, которое так ценится человечеством в большом количестве растворено в океанских водах. Если рассматривать объем в 1 кубический километр, то там может содержаться золота на 5-25 миллионов долларов. И только способности микробиологии позволят «вытаскивать золото на поверхность с меньшими расходами.