• 1. فرضیه‏های تحقیق

نفت خام ایران با تنوع میکروبی بالا با احتمال زیاد حاوی تنوعی از باکتری های بی هوازی از جمله باکتری های بی هوازی احیاء کننده ی نیترات می باشد. این باکتری ها با حذف نیترات می توانند این باکتری ها با حذف نیترات می توانند پلی سیکلیک آروماتیک های با وزن مولکولی بالا را شکسته و یا حتی با شکستن آلکان های بلند زنجیره ، ترکیبات قابل دسترس تری برای میکروب های نفتی فراهم آورند. لذا در فرآیندهای حذف آلاینده های نفتی و یا سبکسازی نفت می توانند مثمرثمر باشند. کنترل دمایی محیط به عنوان یکی از فاکتورهای مهم در رشد و فعالیت باکتری های نفت زی می تواند در میزان حذف آلاینده ها تاثیر بگذارد. محققین رشته های مختلف علوم خاک ، محیط زیست و رفع آلودگی های محیطی ، پزوهشگاهها و پالایشگاههای نفت از این اطلاعات در چنین فرآیندهای مشابهی استفاده می کنند.

• 1. سوالات تحقیق

۱-آیا در نفت ایران باکتری احیاء کننده ی نیترات وجود دارد؟
۲-آیا نفت های خام مورد بررسی در این تحقیق دارای باکتری احیاء کننده ی نیترات میباشد؟
۳-چالش ها و مشکلات کشت بی هوازی میکروبی چیست؟
۴-آیا باکتری های احتمالی احیاء کننده ی نیترات جدا شده از نفت های مورد بررسی قابلیت ایجاد تغییر در ساختار نفت را دارند؟
۵-مراحل شناسایی باکتری های جدا شده چگونه است؟
فصل دوم
پیشینه پژوهش
 
۲-۱ مقدمه
امروزه نفت یکی از مسائل اساسی دنیاست. مسائلی از قبیل عرضه و تقاضای نفت ، بهای نفت ، مواد جایگزین نفت ، باکتری های تولید کننده ، نحوه ی بهره برداری و غیره. نمونه های فراهم شده از یک بستر نفتی فعالیت قابل توجهی از باکتری مزوفیلیک احیا کننده ی نیترات و سولفات را نشان داده است. بانک میکروبی بیوتکنولوژی نفت برای اولین بار در دنیا با ۱۵۰ سویه ی میکروبی توسط محققان کشورمان در پژوهشگاه صنعت نفت ایجاد شد. ایزوله کردن و توصیف صفات اختصاصی نمونه های جدید باکتری های احیاء کننده نیترات از نفت از مسائل مهم این تحقیق بشمار میرود. نفت به عنوان یک کالای تجاری با استراتژی های ملی و قدرت جهانی عجین شده است. نفت در طبقه بندی منابع خام در ردیف منابع معدنی استراتژیک است. نفت ایران سهم عظیمی در تجارت جهانی دارد بطوریکه در سال های اخیر سهم کشورمان در تجارت جهانی حدود ۳۴ % بوده است ( ۲۰ ) .
شهرستان های مسجد سلیمان و گچساران قسمت اعظم نفت و گاز ایران را تولید می کنند و دو مخزن بزرگ بی بی حکیمه و گچساران که در منطقه ی گچساران واقع است هر کدام چیزی حدود ۳۲ میلیارد بشکه نفت با کیفیت دارند و تقریبا از دهه ی هفتاد این میادین وارد چرخه ی تولید نفت ایران شدند. با این حال استخراج نفت دارای مشکلاتی است و نیاز به تشخیص صلاحیت قابل اعمال دارد به این معنا که آیا محدوده ی اکتشافی استخراجی در حیطه ی صلاحیت ملی است یا صلاحیت مرجع بین المللی (سازمان ملل متحد) . در برداشت اولیه استخراج نفت بیشتر با استفاده از انرژی داخلی مخزن که توسط گازهای تحت فشار یا رانش طبیعی توسط آب ایجاد میشود صورت میگیرد. در برداشت ثانویه بیشتر از تزریق آب یا آبروبی استفاده میشود و EOR به عنوان سومین مرحله برداشت مطرح می شود. EOR مبحثی راجع به روشهای مورد استفاده برای بازیافت بیشتر نفت از مخازن نفتی است ( ۱۴ و ۱۸ ) .
ازدیاد بازیافت نفت ( Improved oil) و بازیافت پیشرفته ی نفت AOR (Recovery advanced oil) معانی مشابهی با EOR دارند بجز آنکه آنها روشهای مقدماتی و ثانویه برداشت را هم در بر میگیرند. چهار گروه از روشهای بازیافت حرارتی (Thermal Recovery) امتزاج گاز (Miscible gas) رانش شیمیایی (Chemical recovery) و رانش میکروبی (Flooding Microbial) وجود دارند. روشهای میکروبی عبارتند از : رانش میکروبی و بازیافت میکروبی دوره ای (Cyclic Microbial Recovery) . گاهی از امواج الکترو مغناطیس هم استفاده میشود (EMH) که در آن با ایجاد یک میدان مغناطیسی متغیر با فرکانس بالا انرژی مولکولها افزایش یافته و در نهایت از گرمای تولید شده برای ازدیاد برداشت نفت استفاده می شود. ( از چند مگا هرتز تا ۳۰۰ مگا هرتز ) از این روش برای برداشت نفت های نیمه سنگین و سنگین استفاده میشود. شدت جریان به جنس مخزن بستگی دارد.
تولید نفت سنگین کانادا در آینده ی نزدیک از مرز ۲/۱ میلیون بشکه در روز هم می گذرد ولی در ایران با وجود ذخایر قابل ملاحظه ی نفت سنگین به دلیل عدم انتقال تکنولوژی مربوطه تولید از میادین نفت سنگین صورت نمی گیرد. یکی از روش های غیر حرارتی جهت ازدیاد برداشت از مخازن نفت سنگین روش تزریق گاز دی اکسیدکربن است. شناسایی و ارزیابی انواع آلاینده ها در محیط راهکار مناسبی برای حل مشکلات زیست محیطی صنعت نفت میباشد. از جمله اولویت های این بخش شامل:
-پایش و شبیه سازی پراکنش آلاینده ها در محیط زیست
-کنترل و پاکسازی آلاینده ها در مناطق صنعتی
-ارزیابی و جایگزینی مواد مصرفی و تولیدی در صنعت نفت در راستای کاهش پیامدهای زیست محیطی
-حذف نیترات از نفت خام و اثر آن روی صنایع مربوطه
-تحقیق در زمینه ی ردیابی آلودگی های نفتی و منشا یابی آن ها
امروزه با مصرف بسیار زیاد نفت سبک بسیاری از کشورها رو به تکنولوژی هایی جهت قابل مصرف کردن نفتهای سنگین نموده اند. یکی از متداول ترین روشهایی که امروزه مورد تحقیق و بررسی در جوامع علمی است استفاده از روش های میکروبی است. در این میان شکستن ترکیبات سنگین بسیار مورد توجه هستند، یعنی باکتریهایی که از نفت به عنوان منابع کربن ، ازت و گوگرد استفاده می کنند با بیرون کشیدن این ترکیبات از ساختارهای پیچیده ی نفتی مثل آسفالتین یا رزین باعث فروپاشیده شدن این ساختارها و سبک تر شدن نفت می گردند لذا تحقیق در زمینه ی یافتن باکتری های بومی که قادر به انجام این مهم می باشند در عرصه ی بیوتکنولوزی نفت امروزه نقش به سزایی ایفا می کند ( ۱۶ ) .
۲-۲ نظریه منشاء آلی نفت
نظریه ی منشاء آلی نفت در سال ۱۸۸۸ توسط انگلر (Engler) و(Hofer) هوفر بیان شد. امروزه می توان گفت که نظریه ی منشا آلی برای نفت خام نسبت به هر نظریه دیگری قابل قبول تر است. نفت خام معمولا در لایهای رسوبی یافت می شود و همواره مقدار زیادی مواد آلی در این لایه ها وجود دارند. بقایای این مواد اعم از گیاهی و یا حیوانی محتوی مقدار زیادی کربن و هیدروژن هستند که سازنده ی اصلی نفت خام میباشند. بنظر می رسد موجودات بسیار کوچک و بی شماری که در دریاها ، دریاچه ها و مرداب ها زندگی می کنند و پلانکتون نامیده می شوند منشاء مواد آلی مولد نفت باشند. توزیع پلانکتون ها در سطح دریاها یکنواخت نیست. این موجودات در قسمت بالای آب دریاها ( عمق ۵۰ تا ۱۰ متری) که اشعه ی خورشید نفوذ می کند و نیز در مجاورت سواحل متمرکز اند. تولید مثل این موجودات بسیار زیاد است و پس از نابودی در کف دریاها رسوب کرده قسمت اعظم مواد آلی را تشکیل می دهند که بعدا با رسوب های مختلف مخلوط می شوند. همچنین آب رودخانه هایی که به دریا می ریزند حاوی مقداری مواد هیومیک است که ترکیباتشان نزدیک به هیدروکربن ها میباشد. از دیدگاه دیگر بر اساس زمان و هنگام بروز نشت نفت را به انواع زیر طبقه بندی می کنند :
۱-نفت سبک و فرار :
دارای ویژگی های سیالیت زیاد و بی رنگ، سرعت پخش روی آب سریع، بوی تند و قوی و سرعت تبخیر زیاد می باشد.
۲- نفت نچسب :
این نفت دارای پایه ی پارافینی متوسط تا سنگین با داشتن حالت واکسی و نچسبی می باشد و در حرارت های پایین بصورت جامد در می آید.
۳- نفت سنگین و چسبناک :
غلیظ و رسوبی ، چسبناک ، معمولا بی رنگ ولی قهوه ای یا سیاه نیز می باشد و در بستر دریا ته نشین می شود و در معرض هوا بصورت قیر یا آسفالت در می آید.