Отслеживание микробной сукцессии в нефтяных скважинах

Микробы, невидимые невооруженным глазом, играют ключевую роль в поддержании биогеохимических циклов планеты. В земных недрах они адаптировались к жизни в относительно стабильных экстремальных условиях. Чтобы понять, как некоторые из этих популяций реагируют на нарушения в их среде, исследователи из нефтяной отрасли провели сравнительный генетический анализ микробных сообществ в нескольких нефтяных скважинах на морском месторождении. Анализ использовал инструменты, разработанные в Объединенном институте геномных исследований Министерства энергетики США (DOE JGI).

Люди по-прежнему зависят от ископаемого топлива. Понимание того, как деятельность человека влияет на микробные сообщества в подземных резервуарах и как их реакция может ухудшить добычу нефти, важно для отрасли. Использование возможностей общедоступной системы анализа данных DOE JGI позволило получить представление о взаимосвязи между условиями в резервуаре и составом микробного сообщества.

В Северном море находится морское нефтяное месторождение Halfdan (Дания), которым управляет консорциум с участием компании Shell. За последние 15 лет там пробурили 32 скважины глубиной более 2 километров ниже морского дна. Добыча нефти и газа влияет на ранее изолированные микробные сообщества в глубоких недрах. Например, закачка воды вводит новых микробов к местным популяциям, что может привести к образованию высокотоксичного и коррозионного сероводорода (H₂S), влияя на продуктивность скважин и качество нефти.

Исследователи Shell в сотрудничестве с DOE JGI и Университетом Ньюкасла (Великобритания) проанализировали образцы из 32 скважин месторождения Halfdan, чтобы отследить сукцессию микробных популяций в скважинах, пробуренных в разное время. Они провели секвенирование образцов и анализ данных, чтобы изучить состав сообществ и его изменение с течением времени эксплуатации скважины. В ходе анализа использовались инструменты, разработанные в DOE JGI и доступные через систему Integrated Microbial Genomes and Metagenomes (IMG/M).

• Результаты: Данные показывают, насколько глубоко подземные микробные сообщества нарушаются активными нефтяными скважинами, закачивающими чужеродные вещества. Это помогает исследователям отрасли разрабатывать новые методы управления микробиологическими проблемами.

Ключевая цитата: «Впервые мы можем пролить свет на эту удаленную и в значительной степени неисследованную экосистему», — сказал старший автор исследования Николаос Цесметзис (Shell). «В значительной степени неоднородные и высокоразнообразные микробные сообщества, обнаруженные в разных скважинах одного и того же месторождения, были довольно неожиданными и приводят к смене парадигмы в наших стандартных методах микробного мониторинга нефтяных систем».

Работа указывает на то, что микробные сообщества на буровых площадках более разнообразны, динамичны и чувствительны к буровым работам, чем ожидалось. Исследование опубликовано в журнале The ISME Journal.