BR112019011720B1 - Composição compreendendo uma levedura wickerhamomyces anomalus e método para melhorar simultaneamente a recuperação de óleo a partir de um poço de petróleo na a remoção de contaminantes de equipamentos de produção ou processamento de óleo e/ou gás - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a produtos à base de micróbios, bem como a sua utilização na melhoria simultânea da recuperação de óleo a partir de um poço de petróleo, enquanto eficientemente remove composições contaminantes tais como biopelícula, incrustações, parafina e/ou asfaltenos de equipamentos de produção de óleo e formações contendo óleo. A presente invenção pode da mesma forma ser utilizada para dispersar precipitados de parafina e asfalteno, e para reduzir a viscosidade do óleo bruto pesado. A presente invenção refere-se a ainda materiais e métodos para a biorremediação de locais contaminados com hidrocarbonetos.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício de Pedido Provisório dos Estados Unidos Número de Série 62/432,611, depositado em 11 de dezembro de 2016, Pedido Provisório dos Estados Unidos Número de Série 62/461,985, depositado em 22 de fevereiro de 2017, Pedido Provisório dos Estados Unidos Número de Série 62/563,691, depositado em 27 de setembro de 2017, todos dos quais estão incorporados aqui por referência em sua totalidades.

ANTECEDENTE DA INVENÇÃO

[002] Óleo existe em poros pequenos e fissuras estreitas dentro do corpo das rochas reservatório sob a superfície da terra. Pressão natural do reservatório faz com que o óleo flua até a superfície, desse modo fornecendo a produção primária; entretanto, à medida que a produção de óleo progride, a pressão do reservatório é reduzida em um ponto no qual elevação artificial ou bombeamento é requerido para manter uma taxa de produção de óleo econômica.

[003] Quando é necessário fornecer energia externa pelo reservatório para obter recuperação de óleo adicional (recuperação secundária), a energia extra pode ser introduzida injetando-se gás (injeção de gás) e/ou água (inundação de água). Depois de alguns anos de operação em um campo, os fluidos injetados fluem preferencialmente em camadas altamente permeáveis que faz com que esses fluidos ultrapassem as áreas saturadas de óleo no reservatório. Portanto, uma quantidade crescente de água (ou gás) aumenta com o óleo. Ao diminuir a proporção de óleo para água, torna-se, por fim pouco rentável continuar o processo e o campo deve ser abandonado. Nesta situação, uma terceira fase de recuperação de óleo, denominada produção terciária ou Recuperação de Óleo Avançada (EOR) pode ser considerada.

[004] Neste estágio terciário, métodos tecnicamente avançados são empregados para modificar as propriedades dos fluidos do reservatório ou as características da rocha do reservatório. Em geral, os métodos podem ser classificados em quatro categorias principais como métodos térmicos, métodos químicos, injeção miscível ou solvente e métodos microbianos.

[005] Recuperação Microbiana de Óleo Aprimorada (MEOR) é um campo multidisciplinar incorporando, entre outros: geologia, química, microbiologia, mecânica de fluidos, engenharia de petróleo, engenharia ambiental e engenharia química. Os processos microbianos anteriores da MEOR podem ser classificados de acordo com o problema de produção de óleo no campo: limpeza do poço, que remove lama e outros detritos que bloqueiam os canais onde o óleo flui; estimulação do poço, que melhora o fluxo de óleo da área de drenagem para o furo do poço; e inundações de água melhoradas, que aumentam a atividade microbiana, injetando-se micróbios selecionados e, algumas vezes nutrientes.

[006] Desse modo, MEOR utiliza micro-organismos e/ou seus metabólitos para melhorar a recuperação do óleo residual. Neste método, os nutrientes e bactérias adequadas, que crescem preferencialmente sob as condições de reservatório anaeróbicas, são injetados no reservatório. Os subprodutos microbianos que podem incluir biotensoativos, biopolímeros, ácidos, solventes, gases e enzimas modificam as propriedades do óleo e as interações entre o óleo, a água e os meios porosos, desse modo aumentando a mobilidade e, consequentemente, a recuperação do óleo.

[007] Micro-organismos podem da mesma forma ser úteis na manutenção de equipamentos e estruturas usadas na recuperação, transmissão e transporte de óleo. Um dos problemas mais comuns que leva à falha estrutural e ineficiência de produção é a formação de depósitos dentro e ao redor do poço, tubulações, linhas de fluxo, tanques de armazenamento, separadores e outros componentes da infraestrutura de produção de óleo e gás.

[008] A produção segura e eficiente de composições de hidrocarbonetos depende do funcionamento adequado das instalações de produção de hidrocarbonetos. Um dos problemas mais comuns que leva à falha estrutural e ineficiência de produção é a formação de depósitos dentro e ao redor do poço, tubulações, linhas de fluxo, tanques de armazenamento, separadores e outros componentes da infraestrutura de produção de óleo e gás.

[009] Estes depósitos problemáticos são formados por, por exemplo, constituintes de alto peso molecular de fluidos de petróleo, mais notavelmente parafinas e asfaltenos. A perda de solubilidade em óleo bruto geralmente faz com que as parafinas e os asfaltenos se precipitem e formem depósitos. Estes podem se misturar com componentes minerais para formar escala. A formação de escala e outros depósitos podem resultar, por exemplo, em alterações na pressão, composição e/ou temperatura do óleo bruto.

[0010] O tratamento sistemático ou a remoção de depósitos é crucial para manter as instalações produtoras de hidrocarbonetos funcionando adequadamente. Uma vez que uma camada fina de depósito de parafina ou asfalteno é formada em uma superfície, a taxa de acúmulo adicional aumenta drasticamente. Além disso, à medida que o poço envelhece, os problemas relacionados à parafina e ao asfalteno tornam-se mais prevalentes. Além disso, a produção de óleo diminui à medida que a pressão do reservatório cai, o que, por sua vez, diminui as taxas de fluxo. Películas e produtos químicos se acumulam com o tempo nos poros do xisto, reduzindo o movimento de hidrocarbonetos no poço. Isso pode levar a mudanças nos gradientes de temperatura e, portanto, maior acúmulo de hidrocarbonetos pesados.

[0011] À medida que a espessura dos depósitos aumenta nas estruturas de produção e distribuição ao longo do tempo, o resultado é uma diminuição gradual da produção. Em tubulações e estruturas de revestimento, os depósitos começam a reduzir o diâmetro interno da tubulação e restringem o fluxo livre de óleo e gás. Quando isso ocorre, a rugosidade interna das estruturas da mesma forma aumenta, o que aumenta a pressão da bomba necessária para mover o produto de petróleo. Se não for tratado, os depósitos podem levar a um completo bloqueio. Além disso, dependendo da localização da precipitação, a manutenção e/ou reparos de emergência podem se tornar extremamente caros.

[0012] Os métodos atuais de remoção de depósitos se enquadram em quatro categorias principais: remoção mecânica, química, microbiana e térmica. A remoção mecânica normalmente envolve o uso de raspadores ou cortadores para fisicamente remover os depósitos. Por exemplo, em tanques onde a precipitação ocorreu, os lados do tanque devem ser cortados e a força, por exemplo, uma marreta, é em seguida usada para remover os depósitos. Para tubulações, a substituição completa de tubulações é geralmente necessária se os depósitos se tornarem muito espessos para remoção manual ou mecânica.

[0013] A remoção química envolve o uso de solventes ou tensoativos que podem solubilizar depósitos ou interferir na sua cristalização e formação. Exemplos de solventes amplamente utilizados incluem tolueno e xileno. Embora esses solventes químicos ajudem a inibir a precipitação de parafinas e asfaltenos, eles não podem impedir a ocorrência da precipitação.

[0014] Além disso, certas cepas de bactérias podem ser usadas para degradar os depósitos, ou podem produzir biotensoativos naturais que fazem isso. Junto com esses métodos, no entanto, a remoção completa de depósitos geralmente requer a adição de algum tipo de tratamento térmico também. A remoção térmica, com vapor ou óleo quente, por exemplo, é útil para derreter ou dissolver depósitos, e como observado, para suplementar outros métodos de remoção.

[0015] A presença de grandes quantidades de compostos orgânicos de alto peso molecular no próprio óleo bruto pode da mesma forma contribuir para dificuldades na produção e transporte de óleo. Isto é devido ao efeito, por exemplo, do teor de asfalteno na viscosidade do óleo. Quanto maior o teor de asfaltenos, parafinas e resinas em óleo, maior a viscosidade e densidade do óleo. A viscosidade é uma propriedade reológica crítica dos fluidos em um reservatório de óleo e pode afetar significativamente a capacidade do fluido se deslocar do reservatório e através dos sistemas de produção. O óleo pesado e extrapesado, o alcatrão e/ou o asfalto são altamente viscosos e, portanto, altamente onerosos para extrair e transportar.

[0016] Quarenta por cento das reservas mundiais de óleo são pesadas e extrapesadas, representando 3,6-5,2 trilhões de barris de óleo. Desse modo, a recuperação desses hidrocarbonetos altamente viscosos poderia ter grande significado econômico. No entanto, a maioria dos óleos pesados e extrapesados não são recuperáveis pelos métodos convencionais. Por exemplo, uma quantidade significativa de energia é necessária para bombear óleo com maior viscosidade através de tubulações para refinarias e instalações de processamento.Além disso, a viscosidade afeta a velocidade com que o óleo bruto pode ser bombeado, com óleos mais viscosos contribuindo para uma diminuição na produtividade geral de um campo de óleo.

[0017] Os biopelículas podem da mesma forma se acumular em várias estruturas e mecanismos de processamento, incluindo a formação de folhelhos, poços, tubulações e tanques. A "biopelícula" compreende camadas de biomassa compostas por um agrupamento compacto de micro-organismos circundados por uma matriz extracelular de substâncias poliméricas. As biopelículas aderem às superfícies de muitos mecanismos feitos pelo homem, como tubos e canos, e podem prejudicar significativamente seu funcionamento adequado. Além disso, muitas das biopelículas presentes em, ou nas, plataformas de petróleo contêm bactérias redutoras de sulfato que geram subprodutos químicos potentes, por exemplo, sulfeto de hidrogênio. O gás de sulfeto de hidrogênio é prejudicial para os trabalhadores de perfuração que possam respirá-lo. Além disso, o sulfeto de hidrogênio pode causar a corrosão de vários mecanismos dentro de uma estrutura de produção de óleo. Além disso, o sulfeto de hidrogênio pode causar a corrosão do óleo durante o armazenamento ou transporte. O óleo azedo contém alto teor de enxofre, o que aumenta os custos para produtores e consumidores devido ao aumento de tempo e recursos necessários para o processamento do óleo.

[0018] O acúmulo de depósitos orgânicos em óleo e em equipamentos de processamento de óleo pode ter um efeito de composição. A menos que esses compostos orgânicos sejam removidos, os operadores podem ser confrontados com rendimentos reduzidos, função inadequada de bombas, tubos e tubos bloqueados e potencial para perda total de produção. O custo, a segurança no processamento, a sustentabilidade em grande escala e os danos às formações devem ser levados em conta ao desenvolver métodos para remover esses depósitos, a fim de garantir a eficiência a longo prazo da produção de hidrocarbonetos.

[0019] Devido à importância da produção segura e eficiente de óleo e gás e às dificuldades causadas por compostos orgânicos, depósitos e biopelículas na produção e transporte de óleo e gás, existe uma necessidade contínua de melhores métodos de prevenção da presença e/ou remoção contaminantes de instalações produtoras de hidrocarbonetos.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0020] A presente invenção fornece micróbios, bem como subprodutos de seu crescimento, tais como biotensoativos e/ou enzimas. A presente invenção da mesma forma fornece métodos de utilização destes micróbios e seus subprodutos. Vantajosamente, os produtos e métodos com base em micróbios da presente invenção são ambientalmente, operacionalmente e rentáveis favoravelmente.

[0021] Em uma modalidade, a presente invenção fornece produtos à base de micróbios, bem como a sua utilização para melhorar o desempenho do poço de petróleo enquanto remove composições contaminantes tais como biopelícula, incrustações, parafina e/ou asfalteno de equipamentos de produção de petróleo.

[0022] A presente invenção também fornece materiais e métodos para a biorremediação de locais contaminados com hidrocarbonetos.

[0023] Em certas modalidades, a presente invenção fornece um método para melhorar a eficiência da produção de óleo, aplicando a um poço de petróleo uma composição tendo um micróbio de levedura cultivado e/ou um produto de crescimento do mesmo. Vantajosamente, o método sujeito trabalha para simultaneamente estimular o poço de petróleo enquanto se remove parafina, asfaltenos, incrustações e/ou outros contaminantes do poço e equipamento de produção de óleo.

[0024] Em uma modalidade, métodos são fornecidos para tratar,por exemplo, um furo; um campo petrolífero; equipamentos de transporte, transmissão e/ou refinaria de petróleo; e/ou um sítio de remediação. Em certas modalidades, os métodos são utilizados para melhorar a produção de óleo, bem como a manutenção de, por exemplo, tubos, brocas, tanques e outras estruturas e equipamentos envolvidos na produção, transporte, armazenamento e/ou refino de óleo e/ou gás.

[0025] Em modalidades específicas, a presente invenção fornece métodos eficientes para a remoção de parafina e/ou asfalteno utilizando micróbios de produção bioquímica. Os bioquímicos produzidos pelos micróbios podem ser, por exemplo, biotensoativos. Em modalidades adicionais, as composições e métodos da presente invenção podem liquefazer parafina e/ou asfalteno sólidos, bem como dispersar parafina e/ou asfalteno que precipitou do óleo. Ainda mais, as composições e métodos podem simultaneamente melhorar a recuperação de óleo, por exemplo, melhorando o fluxo de óleo a partir de um poço. Isso pode ser obtido até mesmo em poços de produção decapantes (marginais).

[0026] Em outras modalidades, os materiais e métodos podem ser utilizados para a biorremediação, incluindo a biorremediação de águas contaminadas com hidrocarbonetos, solos e outros locais.

[0027] Em algumas modalidades, o método utiliza cepas de levedura e/ou subprodutos do seu crescimento. Em uma modalidade, o micróbio utilizado nos métodos da presente invenção é uma levedura de produção de biotensoativo. A invenção fornece, por exemplo, um produto à base de micróbios compreendendo Starmerella bombicola ATCC 22214 cultivada e/ou produtos do crescimento desse micróbio. Além disso, a invenção fornece um produto à base de micróbios compreendendo cepas de levedura mortas cultivadas tais como, por exemplo, levedura Wickerhamomyces anomalus (Pichia anomala) e/ou seus subprodutos de crescimento. Em algumas modalidades, a cepa microbiana pode ser utilizada em conjunto com outros tratamentos químicos e/ou microbianos, incluindo com outras espécies e/ou cepas de micróbio.

[0028] Em certas modalidades, a composição à base de micróbios da presente invenção compreende micro-organismos e biotensoativos. Os biotensoativos podem ser aqueles produzidos pelos próprios microorganismos, ou os biotensoativos podem ser adicionados em uma forma bruta e/ou purificada. Em algumas modalidades, a composição também compreende um líquido iônico ou semi-iônico.

[0029] Em algumas modalidades, a composição compreende ainda uma ou mais fermento de padaria ou cerveja (Saccharomyces cerevisiae), extratos de levedura, sais e/ou solventes.

[0030] Em certas modalidades, os biotensoativos trabalham sinergicamente com solventes e outros metabólitos que são da mesma forma produzidos pelos micróbios.

[0031] Em certas modalidades, as composições da presente invenção têm vantagens, por exemplo, apenas com biotensoativos, devido à utilização de toda a cultura de células. Estas vantagens podem incluir um ou mais dos seguintes: elevadas concentrações de manoproteína como parte da superfície exterior de uma parede celular de levedura; a presença de betaglucano nas paredes celulares da levedura; a presença de biotensoativos na cultura; e a presença de metabólitos (por exemplo, ácido láctico, etanol, beta-glucano, etc.). Em certas modalidades, os metabólitos servem como solventes.

[0032] Em uma modalidade, a presente invenção proporciona métodos de produção de um metabólito microbiano cultivando-se uma cepa de micróbio sob condições apropriadas para o crescimento e produção de tensoativo; e purificando o metabólito. Exemplos de metabólitos microbianos de acordo com a presente invenção compreendem biotensoativos, biopolímeros, solventes, enzimas, proteínas, ácidos, gases, toxinas, álcoois, vitaminas, minerais, microelementos e aminoácidos. Em uma modalidade preferida, o metabolito é um biotensoativo.

[0033] Os produtos à base de micróbios da presente invenção podem ser utilizados em uma variedade de configurações únicas, devido, por exemplo, à capacidade de administrar eficientemente: caldo de fermentação fresco com metabólitos ativos; uma mistura de células, esporos e/ou micélios e caldo de fermentação; uma composição com células vegetativas, esporos e/ou micélios; composições com uma alta densidade de células, incluindo células vegetativas, esporos e/ou micélios; produtos à base de micróbios em curto prazo; e produtos com base em micróbios em locais remotos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0034] Figuras 1A-1B mostram 100g de precipitado de asfalteno em Star 3+ com 4 g/L SLP em 5% de solução iônica antes de agitar. 1A mostra o frasconete de tratamento abaixo, com o precipitado visível quando sólidos escuros assentar no fundo. 1B mostra o mesmo frasconete de tratamento do lado.

[0035] Figuras 2A-2B mostra 100g de precipitado de asfalteno em Star 3+ com 4g/L SLP e 1% de solução iônica antes de agitar. 2A mostra o frasco de tratamento abaixo, com o precipitado visível quando sólidos escuros assentam no fundo. 2B mostra o mesmo frasco de tratamento do lado.

[0036] Figuras 3A-3B mostram 100g de precipitado de asfalteno em Star 3+ com 4 g/L SLP antes de agitar. 3A mostra o frasco de tratamento abaixo, com o precipitado visível quando sólidos escuros assentam no fundo. 3B mostra o mesmo frasco de tratamento do lado.

[0037] Figuras 4A-4B mostra 100g de precipitado de asfalteno em Star 3+ tratamento apenas antes de agitar. 4A mostra o frasco de tratamento abaixo, com o precipitado visível quando sólidos escuros assentam no fundo. 4B mostra o mesmo frasco de tratamento do lado.

[0038] Figuras 5A-5B mostram 100g de precipitado de asfalteno em Star 3 tratamento apenas antes de agitar. 5A mostra o frasco de tratamento abaixo, com o precipitado visível quando sólidos escuros assentam no fundo. 5B mostra o mesmo frasco de tratamento do lado.

[0039] Figura 6 mostra para cada um dos frascos nas FIGS. 1-5, antes de agitar.

[0040] Figura 7 mostra para cada um dos frascos nas FIGS. 1-5, depois de 5 horas de agitação.

[0041] Figuras 8A-8B mostram a atualização de coque de petróleo utilizando a presente invenção. 8A mostra um recipiente de coque de petróleo duro, exigindo a utilização de um martelo para se soltar. 8B mostra o coque de petróleo, liquefeito depois de apenas algumas horas de tratamento com a presente invenção.

[0042] Figura 9 mostra um diagrama de fluxo exemplificando aplicação do presente produto com base em micróbio dentro de um processo de refinaria de óleo.

[0043] Figuras 10A-10B mostram resultados de um estudo de TGA cru pesado (10A) e BTU aumentam (10B) depois do tratamento com a presente invenção.

[0044] Figura 11 mostra aumento de API e redução de viscosidade depois da aplicação do tratamento em causa para três tipos diferentes de óleo a 80°F.

[0045] Figura 12 mostra resultados de dispersão de parafina e tratamento de estímulo de poço em um poço horizontal (Speechley Sand, PA).

[0046] Figura 13 mostra resultados de dispersão de parafina e tratamento de estímulo de poço em um poço vertical (Termpeauleau Dolomite, OH).

[0047] Figura 14 mostra as vantagens da presente invenção em controle de parafina sobre os métodos à base de água quente, óleo quente e solvente. Em particular, métodos tradicionais podem remover temporariamente a cera de parafina, porém, devem ser repetidos com mais frequência. Além disso, os tratamentos tradicionais de óleo quente e água quente podem danificar as formações empurrando ainda mais a parafina para a formação, e solventes podem ser extremamente tóxicos.

[0048] Figura 15 mostra asfalteno sólido (esquerda) e dispersão de asfalteno sólido utilizando a presente invenção (direito).

[0049] Figura 16 mostra equipamento contaminado com parafina antes e depois do tratamento com a presente invenção.

[0050] Figura 17 mostra o aumento de produção em um poço antes e depois do tratamento com a presente invenção.

[0051] Figura 18 mostra os efeitos do tratamento em questão em óleo vendido (BBL), calibre de tanque (BBL/D) e vendas de gás ADJ (MCF/D x 3) antes de e depois de tratamento de um poço vertical (Speechley Sand, PA). As duas linhas verticais de cor escura e sólida descrevem os pontos em que os tratamentos foram administrados ao poço. A taxa de produção de óleo de pré-tratamento foi 0.6 BPD, e taxa de produção de óleo de pós-tratamento foi 2.3 BPD, com um aumento total de 280%.

[0052] Figura 19 mostra os efeitos do tratamento em questão em óleo vendido (BBL), calibre de tanque (BBL/D) e vendas de gás (MCF/D) antes e depois do tratamento de um poço vertical (Nineveh Sand, PA). As duas linhas verticais de cor sólida, escura descrevem os pontos em que tratamentos foram administrados ao poço.

[0053] Figura 20 mostra exemplos de um regime de tratamento alternativo de parafina e de estímulo de parafina, com formações a temperaturas de até 90 °C, pH de 2.0, 15 MD e 15% de porosidade, e até 15% de salinidade.

[0054] Figura 21 mostra a faixa de geologias, profundidades, permeabilidades e temperaturas onde a presente invenção teve êxito por tratamento de parafina e asfalteno.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0055] A presente invenção fornece produtos com base em micróbios vantajosos que contêm micróbios e/ou seus subprodutos de crescimento. Os subprodutos do seu crescimento podem ser, por exemplo, biotensoativos, solventes e/ou enzimas. A presente invenção da mesma forma fornece métodos de utilização destes produtos com base em micróbios. Vantajosamente, os produtos e métodos com base em micróbios da presente invenção criam um ecossistema microbiano, onde a maioria das químicas, se não todas, são substituídas por tratamentos microbianos. Desse modo, a presente invenção é ambientalmente favorável, operacionalmente favorável e rentável quando comparada com tratamentos de controle convencionais.

[0056] A presente invenção fornece composições e métodos para a remoção de parafina e/ou asfalteno utilizando micróbios de produção bioquímica. As bioquímicas produzidas pelos micróbios podem ser, por exemplo, biotensoativos. Em modalidades adicionais, as composições e métodos da presente invenção podem liquefazer a parafina sólida e o asfalteno, bem como dispersar a parafina e o asfalteno que precipitaram do óleo.

[0057] Em uma modalidade, a presente invenção fornece produtos à base de micróbios, bem como a sua utilização para melhorar o desempenho do poço de petróleo e remover composições contaminantes tais como biopelícula, incrustações, parafina e/ou asfalteno de locais de perfuração de petróleo e equipamento de produção de petróleo.

[0058] Em outras modalidades, os materiais e métodos da presente invenção podem ser utilizados para a biorremediação, incluindo a biorremediação de águas contaminadas com hidrocarbonetos, solos e outros locais.

[0059] Em certas modalidades, a presente invenção fornece um método para melhorar a eficiência da produção de óleo aplicando a um poço de petróleo uma composição contendo um micróbio de levedura e/ou um produto de crescimento do mesmo. Opcionalmente, o método pode também compreender a adição de nutrientes que são benéficos ao crescimento microbiano, tais como, por exemplo, nitrogênio, nitrato, fósforo, magnésio, carbono e/ou sais de aceitação de elétrons. Vantajosamente, o método em questão trabalha para simultaneamente estimular o poço de petróleo enquanto se remove parafina, asfaltenos, incrustações e/ou outros contaminantes do poço e do equipamento de produção de petróleo.

[0060] Em certas modalidades, os métodos são utilizados para estimular poços de petróleo e/ou melhorar realce e/ou simultaneamente manter, por exemplo, tubulações, brocas, tanques e outras estruturas e equipamentos envolvidos na produção de óleo e/ou gás, transporte, armazenamento e/ou refino. A presente invenção pode da mesma forma ser usada na manutenção e/ou estímulo de poços horizontais, verticais e/ou faturamento hidráulico, poços decapantes (ou marginais), linhas de fluxo e para limpar o fundo do tanque de armazenamento.

[0061] Em certas modalidades, a composição à base de micróbios da presente invenção compreende micro-organismos e biotensoativos. Os biotensoativos podem ser aqueles produzidos pelos próprios microorganismos, ou os biotensoativos podem ser adicionados em uma forma bruta e/ou purificada. Em algumas modalidades, a composição compreende ainda um líquido iônico ou semi-iônico.

[0062] Em certas modalidades, os biotensoativos trabalham sinergicamente com outros metabólitos que são da mesma forma produzidos pelos micróbios.

[0063] Em certas modalidades, a presente invenção fornece um método para melhorar a eficiência da produção de óleo aplicando-se a um poço de petróleo uma composição contendo um micróbio de levedura e/ou um produto de crescimento do mesmo. A composição pode ainda compreender levedura de padaria e/ou cerveja, extratos de levedura, sais, solventes e biotensoativos.

[0064] Em outras modalidades, um método para recuperação de óleo bioquimicamente melhorado é fornecido, em que uma composição compreendendo um ou mais de cada um dos seguintes é aplicada ao poço: um biotensoativo, hidróxido de amônio, um sal de amônio e um solvente de álcool. Neste método, a composição não compreende um micro-organismo e, portanto, é particularmente útil para melhorar a produção de óleo a partir dos poços decapantes.

[0065] Opcionalmente, os métodos podem ainda compreender a adição de nutrientes que são benéficos para o crescimento microbiano, tais como, por exemplo, nitrogênio, nitrato, fósforo, magnésio, carbono e/ou sais de aceitação de elétrons.

[0066] As composições e métodos da presente invenção podem ser utilizados na remoção de parafina e/ou asfalteno (por exemplo, de bastonetes, tubos, revestimento, tanques, tubagens, linhas de fluxo, etc.) e emulsificação; prevenção de corrosão de equipamentos de produção/transmissão/refino de petróleo; redução de concentração de H2S em poços e extraído de óleo cru; limpeza de linhas de tubulação de campo de petróleo, tanques, linhas de fluxo, tanques de armazenamento e poços; remoção de lodo, escamas e/ou biopelículas; prevenção de incrustações de escama, lodo e/ou biopelícula; dispersão de parafina precipitada e/ou asfalteno; e redução na viscosidade do óleo cru pesado.

[0067] Vantajosamente, os tratamentos de liquefacção e dispersão de parafina e asfalteno em questão podem liberar hastes aderidas ou flutuantes, permitindo que os poços inoperáveis voltem a funcionar normalmente. Além disso, os tratamentos em questão podem abrir canais entupidos, desse modo permitindo uma melhor produção de óleo. Ainda mais, os tratamentos em questão requerem menores frequências de aplicação quando comparados com óleo quente, água ou solventes. FIG. 14 mostra uma comparação da presente invenção com métodos convencionais.

[0068] Em uma modalidade, uma composição da presente invenção pode eficientemente liquefazer a parafina sólida a, por exemplo, 25 a 60°C. Em algumas modalidades, a presente invenção pode da mesma forma eficientemente liquefazer asfaltenos, asfaltos e resinas em componentes mais valiosos e úteis, tais como destilados e/ou frações de gasóleo, sem degradar o óleo bruto em metano ou outros gases. Isto pode ser obtido, por exemplo, durante a noite (ou, em 12 horas ou menos). Os asfaltenos e resinas podem, por exemplo, ser transformados em uma forma solúvel e inflamável, com vantagens sobre seus estados sólidos menos inflamáveis. Vantajosamente, as composições e métodos em questão operam sem causar um aumento no TAN (número total de ácidos) do óleo.

[0069] A aplicação dos produtos à base de micro-organismos da presente invenção pode ser realizada durante as operações de perfuração (por exemplo, durante a perfuração, enquanto se desloca ou desloca para fora do orifício, enquanto circula lama, enquanto no invólucro, ao colocar um revestimento de produção, e/ou durante a cimentação, etc.) e como tratamento de produção. Vantajosamente, os produtos à base de micróbios não formam biopelículas dentro de formações e equipamentos de produção de óleo e gás.

[0070] Em algumas modalidades, o método utiliza cepas de levedura e/ou subprodutos do seu crescimento. Em uma modalidade, o micróbio utilizado nos métodos da presente invenção é uma levedura produtora de biotensoativo. A invenção fornece, por exemplo, um produto à base de micróbios compreendendo Starmerella bombicola ATCC 22214 cultivada e/ou produtos do crescimento desse micróbio. Além disso, a invenção fornece um produto à base de micróbios compreendendo cepas de levedura mortas cultivadas, tais como, por exemplo, levedura de Wickerhamomyces anomalus e/ou os seus subprodutos de crescimento.

[0071] Em uma modalidade, esta invenção fornece um produto de fermentação de levedura designado como "Star 3" que pode ser usado para liquefazer asfalteno precipitado e endurecido e resíduos de resina. O Star 3 foi obtido por meio de cultivo da levedura produtora de soforolipídeos, Starmerella bombicola ATCC 22214. O caldo de fermentação após 4 dias de cultivo a 30°C conteve a suspensão de células de levedura e 4 g/L de soporolipídeo.

[0072] Em uma modalidade, esta invenção fornece um produto de fermentação de levedura designado como "Star 3+" que pode ser usado para liquefazer asfalteno precipitado e endurecido e resíduos de resina. O Star 3+ foi obtido por meio cultivo da levedura morta produtora de soforolipídeos, Wickerhamomyces anomalus (Pichia anomala) em meio contendo fontes necessárias de carbono, nitrogênio, minerais e, opcionalmente, substâncias antimicrobianas para evitar o crescimento bacteriano contaminante. A cultura pode ser cultivada com uma fonte adicional de carbono, particularmente, um óleo saturado. O caldo de fermentação foi colhido após 48-72 horas de cultivo a 25-30 ° C e pH de cerca de 5,0 a cerca de 5,5. Este é o produto Star 3+.

[0073] Em uma modalidade, a presente invenção fornece um método para melhorar a eficiência de produção de óleo, aplicando-se a um poço de petróleo uma composição contendo um micróbio de levedura Starmerella e/ou um seu produto de crescimento. Em certas modalidades, a composição compreende Star 3.

[0074] Em uma modalidade, a presente invenção fornece um método para melhorar a eficiência da produção de óleo, aplicando-se a um poço de petróleo uma composição tendo um micróbio de levedura morto (p. Ex., Pichia anomala) e/ou um produto de crescimento do mesmo. Em certas modalidades preferidas, a composição compreende Star 3+.

[0075] Em uma modalidade, as combinações com base em micróbios de acordo com a presente invenção são obtidas através de processos de cultivo variando de pequena a grande escala. O processo de cultivo pode ser, por exemplo, cultivo submerso, cultivo superficial, fermentação em estado sólido (SSF) e/ou uma combinação destes.

Definições Selecionadas

[0076] Como usado aqui, "contaminante" refere-se a qualquer substância que faz com que outra substância ou objeto se torna suja ou impura. Contaminantes podem ser vivos ou não e podem ser substâncias ou depósitos inorgânicos ou orgânicos. Além disso, os contaminantes podem incluir, porém não são limitados a hidrocarbonetos, tais como petróleo, areias betuminosas ou asfaltenos; gorduras, óleos e graxas (FOG), tais como graxa e banha; lipídeos; ceras, tais como parafina; resinas; biopelículas; ou quaisquer outras substâncias referidas como, por exemplo, sujeira, poeira, incrustações (incluindo incrustações de sulfeto de ferro), lama, lixo, escória, sujeira, placa, acúmulo ou resíduo.

[0077] Quando aqui usado, "limpeza" como usado no contexto de contaminantes ou entupimento significa a remoção ou redução de contaminantes a partir de uma superfície ou pedaço de equipamento. A limpeza pode incluir purificar, defraudar, descontaminar, limpar ou desobstruir, e pode ser obtido por qualquer meio, incluindo, porém não limitado a, fusão, dispersão, emulsão, dissolução, raspagem, degradação, jateamento, imersão ou clivagem do contaminante. A limpeza pode ainda incluir controlar, inibir ou impedir que ocorram mais incrustações ou contaminação.

[0078] Quando aqui utilizado, referência a uma "composição com base em micróbios" significa uma composição que compreende componentes que foram produzidos como o resultado do crescimento de micro-organismos ou outras culturas de células. Desse modo, a composição com base em micróbios pode compreender os próprios micróbios e/ou subprodutos do crescimento microbiano. Os micróbios podem estar em um estado vegetativo, em forma de esporo, em forma micelial, em qualquer outra forma de propágulo, ou em uma mistura destes. Os micróbios podem ser planctónicos ou em forma de biopelícula, ou uma mistura de ambos. Os subprodutos do crescimento podem ser, por exemplo, metabólitos, componentes da membrana celular, proteínas expressas e/ou outros componentes celulares. Os micróbios podem estar intactos ou lisados. Em modalidades preferidas, os micróbios estão presentes, com caldo em que foram cultivados, na composição à base de micróbios. Os micróbios podem estar presentes, por exemplo, em uma concentração de 1 x 104, 1 x 105, 1 x 106, 1 x 107, 1 x 108, 1 x 109, 1 x 1010, ou 1 x 1011 ou mais propágulos por mililitro da composição. Quando aqui utilizado, um propágulo é qualquer poro de um micro-organismo a partir do qual um organismo novo e/ou maduro pode desenvolver-se, incluindo, porém, não limitando a células, esporos, micélia, brotos e sementes.

[0079] A presente invenção fornece ainda "produtos com base em micróbios", que são produtos que devem ser aplicados na prática para obter um resultado desejado. O produto à base de micróbios pode ser simplesmente a composição com base em micróbios colhida do processo de cultivo de micróbios. Alternativamente, o produto à base de micróbios pode compreender outros ingredientes que foram adicionados. Estes ingredientes adicionais podem incluir, por exemplo, estabilizadores, tampões, transportadores apropriados, tais como água, soluções salinas ou qualquer outro transportador apropriado, nutrientes adicionados para suportar o crescimento microbiano adicional, promotores de crescimento de não nutrientes, tais como hormonas vegetais, e/ou agentes que facilitam o rastreamento dos micróbios e/ou a composição no ambiente em que é aplicado. O produto à base de micróbios pode da mesma forma compreender misturas de composições à base de micróbios. O produto à base de micróbios pode da mesma forma compreender um ou mais componentes de uma composição à base de micróbios que foram processados de alguma forma tais como, porém, não limitados a, filtração, centrifugação, lise, secagem, purificação e similar.

[0080] Quando aqui utilizado, uma molécula de ácido nucleico, polinucleotídeo, polipeptídeo, proteína ou composto orgânico de ácido nucleico "isolado" ou "purificado", tal como uma molécula pequena, substancialmente livre de outros compostos, tal como material celular, com o qual está associado na natureza. Quando aqui utilizado, referência a uma cepa "isolada" significa que a cepa é removida do ambiente em que existe na natureza. Desse modo, a cepa isolada pode existir como, por exemplo, uma cultura biologicamente pura, ou como esporos (ou outras formas da cepa) em associação com um transportador agrícola.

[0081] Em certas modalidades, os compostos purificados são pelo menos 60% em peso do composto de interesse. De preferência, a preparação é de pelo menos 75%, mais preferivelmente pelo menos 90%, e mais preferivelmente pelo menos 99%, em peso do composto de interesse. Por exemplo, um composto purificado é um que é pelo menos 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 98%, 99% ou 100% (p/p) do composto desejado em peso. A pureza é medida por qualquer método padrão apropriado, por exemplo, por cromatografia em coluna, cromatografia em camada fina ou análise por cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC). Um polinucleotídeo purificado ou isolado (ácido ribonucleico (RNA) ou ácido desoxirribonucleico (DNA)) está livre dos genes ou sequências que o flanqueiam no seu estado natural. Um polipeptídeo purificado ou isolado está livre de outras moléculas, ou dos aminoácidos que o flanqueiam, em seu estado natural.

[0082] Os intervalos fornecidos aqui são entendidos como abreviados para todos os valores dentro do intervalo. Por exemplo, um intervalo de 1 a 20 é entendido como incluindo qualquer número, combinação de números ou sub-intervalo do grupo consistindo em 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 e 20, bem como todos os valores decimais entre os números inteiros mencionados acima tais como, por exemplo, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8 e 1.9. Com relação a subintervalos, "subintervalos aninhados" que se estendem de qualquer ponto final da faixa são especificamente contemplados. Por exemplo, um sub-intervalo aninhado de um intervalo exemplificativo de 1 a 50 pode compreender 1 a 10, 1 a 20, 1 a 30 e 1 a 40 em uma direção, ou 50 a 40, 50 a 30, 50 a 20 e 50 a 10 na outra direção.

[0083] Quando aqui utilizado, "reduz" significa uma alteração negativa de pelo menos 1%, 5%, 10%, 25%, 50%, 75% ou 100%.

[0084] Quando aqui utilizado, "referência" significa uma condição padrão ou de controle.

[0085] Quando aqui utilizado, "tolerante a sal" no contexto de um micro-organismo significa que o micróbio é capaz de crescer em uma concentração de cloreto de sódio de 15% ou superior. Em uma modalidade específica, "tolerante ao sal" refere-se à capacidade de crescer em 150 g/l ou mais de NaCl.

[0086] Um "metabólito" refere-se a qualquer substância produzida pelo metabolismo (ou seja, um subproduto do crescimento) ou uma substância necessária para participar em um processo metabólico particular. Um metabólito pode ser um composto orgânico que é um material de partida (por exemplo, glucose), um intermediário (por exemplo, acetil-CoA) no, ou um produto final (por exemplo, n-butanol) do metabolismo. Exemplos de metabólitos incluem, porém não estão limitados a enzimas, toxinas, ácidos, solventes, gases, álcoois, proteínas, vitaminas, minerais, microelementos, aminoácidos, polímeros e tensoativos.

[0087] Como aqui utilizado, "tensoativo" significa um composto que reduz a tensão superficial (ou tensão interfacial) entre dois líquidos ou entre um líquido e um sólido. Os tensoativos atuam como detergentes, agentes umectantes, emulsificantes, agentes espumantes e/ou dispersantes. Um "biotensoativo" é uma substância ativa de superfície produzida por uma célula viva.

[0088] Quando aqui utilizado, "óleo pesado" ou "hidrocarbonetos pesados" significam fluidos de hidrocarbonetos viscosos. Os hidrocarbonetos pesados podem incluir fluidos de hidrocarbonetos altamente viscosos, tais como óleo pesado, óleo extra pesado, alcatrão e/ou asfalto. Os óleos pesados e extrapesados são altamente viscosos com uma densidade próxima ou mesmo superior à da água. Hidrocarbonetos pesados podem incluir quantidades moderadas a altas de parafinas, resinas e asfaltenos, bem como menores concentrações de enxofre, oxigênio e nitrogênio. Os hidrocarbonetos pesados podem da mesma forma incluir aromáticos ou outros hidrocarbonetos de anel complexos. Elementos adicionais podem da mesma forma estar presentes em hidrocarbonetos pesados em quantidades vestigiais. Hidrocarbonetos pesados podem ser classificados por gravidade API. Hidrocarbonetos pesados geralmente têm uma gravidade API abaixo de 20°. O óleo pesado, por exemplo, geralmente tem uma gravidade API de cerca de 10-20°, enquanto o óleo extrapesado geralmente tem uma gravidade API abaixo de cerca de 12°. A viscosidade dos hidrocarbonetos pesados é geralmente superior a cerca de 200 cp nas condições do reservatório, e a do óleo extrapesado é geralmente de cerca de 10.000 cp ou mais.

Crescimento de Micróbios de acordo com a Presente Invenção

[0089] A presente invenção fornece métodos para o cultivo de micro-organismos e produção de metabólitos microbianos e/ou outros subprodutos do crescimento microbiano. Os sistemas de cultivo microbiano usariam tipicamente fermentação de cultura submersa; no entanto, cultura de superfície e sistemas híbridos podem da mesma forma ser usados. Quando aqui utilizado, "fermentação" refere-se ao crescimento de células sob condições controladas. O crescimento pode ser aeróbico ou anaeróbico.

[0090] Em uma modalidade, a presente invenção fornece materiais e métodos para a produção de biomassa (por exemplo, material celular viável), metabólitos extracelulares (por exemplo, moléculas pequenas e proteínas excretadas), nutrientes residuais e/ou componentes intracelulares (por exemplo, enzimas e outras proteínas).

[0091] Em uma modalidade, a presente invenção fornece métodos de produção de um metabolito microbiano cultivando uma cepa microbiana da presente invenção sob condições adequadas para o crescimento e produção do metabólito; e purificando o metabólito. Em uma modalidade específica, o metabólito é um biotensoativo.

[0092] O vaso de crescimento de micróbios usado de acordo com a presente invenção pode ser qualquer fermentador ou reator de cultivo para uso industrial. Em uma modalidade, o vaso pode ter controles/sensores funcionais ou pode ser conectado a controles/sensores funcionais para medir fatores importantes no processo de cultivo, como pH, oxigênio, pressão, temperatura, potência do eixo do agitador, umidade, viscosidade e/ou densidade microbiana e/ou concentração de metabólitos.

[0093] Em uma outra modalidade, o recipiente pode da mesma forma ser capaz de monitorizar o crescimento de micro-organismos dentro do vaso (por exemplo, medição do número de células e fases de crescimento). Alternativamente, uma amostra diária pode ser retirada do vaso e submetida a enumeração por técnicas conhecidas na técnica, tal como a técnica de diluição de placas. Diluição de placas é uma técnica simples usada para estimar o número de micróbios em uma amostra. A técnica pode da mesma forma fornecer um índice pelo qual diferentes ambientes ou tratamentos podem ser comparados.

[0094] Em uma modalidade, o método inclui suplementar o cultivo com uma fonte de nitrogênio. A fonte de nitrogênio pode ser, por exemplo, nitrato de potássio, sulfato de amônio e nitrato de amônio, fosfato de amônio, amônia, ureia e/ou cloreto de amônio. Estas fontes de nitrogênio podem ser usadas independentemente ou em uma combinação de duas ou mais.

[0095] O método pode fornecer oxigenação para a cultura em crescimento. Uma modalidade utiliza movimento lento de ar para remover ar contendo oxigénio baixo e introduzir ar oxigenado. O ar oxigenado pode ser ar ambiente suplementado diariamente através de mecanismos incluindo impulsores para agitação mecânica do líquido, e aspersores de ar para fornecimento de bolhas de gás ao líquido para dissolução de oxigênio no líquido.

[0096] O método pode ainda compreender suplementar o cultivo com uma fonte de carbono. A fonte de carbono é tipicamente um hidrato de carbono, tal como glicose, sacarose, lactose, frutose, trealose, manose, manitol e/ou maltose; ácidos orgânicos tais como ácido acético, ácido fumárico, ácido cítrico, ácido propiônico, ácido málico, ácido malônico e/ou ácido pirúvico; álcoois tais como etanol, isopropila, propanol, butanol, pentanol, hexanol, isobutanol e/ou glicerol; gorduras e óleos tais como óleo de soja, óleo de farelo de arroz, óleo de canola, azeite, óleo de milho, óleo de sésamo e/ou óleo de linhagem; etc. Essas fontes de carbono podem ser usadas independentemente ou em uma combinação de duas ou mais.

[0097] Em uma modalidade preferida, o método compreende a utilização de duas fontes de carbono, uma das quais é um óleo saturado selecionado de canola, vegetal, milho, coco, azeite, ou qualquer outro óleo adequado para utilização, por exemplo, no cozimento. Em uma modalidade específica, o óleo saturado é 2% de óleo de canola.

[0098] Em uma modalidade, os fatores de crescimento e nutrients de traço para micro-organismos são incluídos no meio. Isto é particularmente preferido quando se cultivam micróbios que são incapazes de produzir todas as vitaminas de que necessita. Nutrientes inorgânicos, incluindo elementos de traço como ferro, zinco, cobre, manganês, molibdênio e/ou cobalto, podem da mesma forma ser incluídos no meio. Além disso, fontes de vitaminas, aminoácidos essenciais e microelementos podem ser incluídas, por exemplo, na forma de farinhas ou refeições, tal como farinha de milho, ou na forma de extratos, tal como extrato de levedura, extrato de batata, extrato de carne bovina, extrato de soja, extrato de casca de banana e similar, ou em formas purificadas. Aminoácidos tais como, por exemplo, aqueles úteis para a biossíntese de proteínas, podem da mesma forma ser incluídos, por exemplo, L-alanina.

[0099] Em uma modalidade, os sais inorgânicos podem da mesma forma estar incluídos. Os sais inorgânicos utilizáveis podem ser diidrogenofosfato de potássio, hidrogenofosfato dipotássico, hidrogenofosfato dissódico, sulfato de magnésio, cloreto de magnésio, sulfato de ferro, cloreto de ferro, sulfato de manganês, cloreto de manganês, sulfato de zinco, cloreto de chumbo, sulfato de cobre, cloreto de cálcio, carbonato de cálcio cloreto de sódio e/ou carbonato de sódio. Estes sais inorgânicos podem ser utilizados independentemente ou em uma combinação de dois ou mais.

[00100] Em algumas modalidades, o método para cultivo pode ainda incluir a adição de ácidos e/ou antimicrobianos adicionais no meio líquido antes e/ou durante o processo de cultivo. Agentes antimicrobianos ou antibióticos são usados para proteger a cultura contra contaminação. Adicionalmente, agentes antiespumantes podem da mesma forma ser adicionados para prevenir a formação e/ou acúmulo de espuma quando o gás é produzido durante o cultivo.

[00101] O pH da mistura deve ser adequado para o microorganismo de interesse. Tampões e reguladores de pH, tais como carbonatos e fosfatos, podem ser usados para estabilizar o pH próximo de um valor preferido. Quando íons metálicos estão presentes em altas concentrações, o uso de um agente quelante no meio líquido pode ser necessário.

[00102] O método e o equipamento para o cultivo de microorganismos e a produção dos subprodutos microbianos podem ser realizados em processos descontínuos, quase contínuos ou contínuos.

[00103] Em uma modalidade, o método para o cultivo de microorganismos é realizado a cerca de 5 ° a cerca de 100 ° C, preferencialmente, 15 a 60 ° C, mais preferencialmente, 25 a 50 ° C. Em uma outra modalidade, o cultivo pode ser realizado continuamente em uma temperatura constante. Em outra modalidade, o cultivo pode estar submetido a mudanças de temperatura.

[00104] Em uma modalidade, o equipamento utilizado no método e no processo de cultivo é estéril. O equipamento de cultivo, tal como o reator/vaso, pode ser separado de, porém conectado a, uma unidade de esterilização, por exemplo, uma autoclave. O equipamento de cultivo pode da mesma forma ter uma unidade de esterilização que esteriliza in situ antes de iniciar a inoculação. O ar pode ser esterilizado por métodos conhecidos na técnica. Por exemplo, o ar ambiente pode passar através de pelo menos um filtro antes de ser introduzido no vaso. Em outras modalidades, o meio pode ser pasteurizado ou, opcionalmente, não adicionado qualquer calor, em que o uso de baixa atividade baixo pH pode ser explorado para controlar o crescimento bacteriano.

[00105] Em uma modalidade, a presente invenção também fornece um método para a produção de metabólitos microbianos, tais como etanol, ácido láctico, beta-glucano, proteínas, peptídeos, intermediários metabólicos, ácido graxo poli-insaturado e lpídeos. O teor de metabólito produzido pelo método pode ser, por exemplo, pelo menos 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% ou 90%.

[00106] O teor de biomassa do caldo de fermentação pode ser, por exemplo, de 5 g/l a 180 g/l ou mais. Em uma modalidade, o teor de sólidos do caldo é de 10 g/l a 150 g/l.

[00107] O subproduto de crescimento microbiano produzido por micro-organismos de interesse pode ser retido nos micro-organismos ou secretado no meio líquido. Em outra modalidade, o método para produzir subproduto de crescimento microbiano pode ainda compreender etapas de concentração e purificação do subproduto de crescimento microbiano de interesse. Em uma outra modalidade, o meio líquido pode conter compostos que estabilizam a atividade do subproduto de crescimento microbiano.

[00108] Em uma modalidade, toda a composição de cultivo microbiana é removida após a conclusão do cultivo (por exemplo, após, por exemplo, obter uma densidade celular desejada, ou densidade de um metabólito especificado no caldo). Neste procedimento de batelada, uma batelada totalmente nova é iniciada na colheita do primeiro lote.

[00109] Em uma modalidade, apenas uma porção do produto de fermentação é removida a qualquer momento. Nesta modalidade, a biomassa com células viáveis permanece no recipiente como inoculante para uma nova batelada de cultivo. A composição que é removida pode ser um caldo isento de micróbios ou conter células, esporos, micélios, conídios ou outros propágulos reprodutivos. Deste modo, é criado um sistema quase contínuo.

[00110] Vantajosamente, o método não requer equipamento complicado ou alto consumo de energia. Os micro-organismos de interesse podem ser cultivados em pequena ou grande escala no local e utilizados, mesmo sendo ainda misturados com seus meios. Da mesma forma, os metabólitos microbianos podem da mesma forma ser produzidos em grandes quantidades no local da necessidade.

[00111] Vantajosamente, os produtos com base em micróbios podem ser produzidos em locais remotos. Em uma modalidade, os produtos à base de micróbios podem ser utilizados para nutrição humana e/ou prevenção e/ou tratamento de doenças. As instalações de crescimento de micróbios podem operar fora da rede, utilizando-se, por exemplo, energia solar, eólica e/ou hidroelétrica.

Cepas Microbianas Cultivadas De acordo com a Presente Invenção

[00112] Os micro-organismos cultivados de acordo com os sistemas e métodos da presente invenção podem ser, por exemplo, bactérias, leveduras e/ou fungos. Estes micro-organismos podem ser microorganismos naturais ou geneticamente modificados. Por exemplo, os micro-organismos podem ser transformados com genes específicos para exibir características específicas. Os micro-organismos podem da mesma forma ser mutantes de uma cepa desejada. Os procedimentos para produzir mutantes são bem conhecidos na técnica microbiológica. Por exemplo, a luz ultravioleta e a nitrosoguanidina são usadas extensivamente para esse fim.

[00113] Em uma modalidade, o micro-organismo é uma levedura ou fungo. Espécies de leveduras e fungos adequadas para utilização de acordo com a presente invenção incluem Candida, Saccharomyces (S. cerevisiae, S. boulardii sequela, S. torula), Issalchenkia,Kluyveromyces, Pichia, Wickerhamomyces (e.g., W. anomalus), Starmerella (e.g., S. bombicola), Mycorrhiza, Mortierella, Phycomyces, Blakeslea, Thraustochytrium, Phythium, Entomophthora,Aureobasidium pullulans, Pseudozyma aphidis, Fusarium venenalum, Aspergillus, Trichoderma (por exemplo, T. reesei, T. harzianum, T. hamatum, T. viride), e/ou Rhizopus spp.

[00114] Em uma modalidade, a levedura é uma levedura assassina. Quando aqui utilizado, "levedura assassina" significa uma cepa de levedura caracterizada pela sua secreção de proteínas ou glicoproteínas tóxicas, às quais a cepa é imune. As exotoxinas secretadas pelas leveduras assassinas são capazes de matar outras cepas de leveduras, fungos ou bactérias. Por exemplo, microorganismos que podem ser controlados por leveduras assassinas incluem Fusarium e outros fungos filamentosos. Exemplos de leveduras assassinas de acordo com a presente invenção são aquelas que podem ser usadas com segurança nas indústrias de alimentos e fermentação, por exemplo, cerveja, vinho e fabricação de pão; aquelas que podem ser usadas para controlar outros micro-organismos que possam contaminar tais processos de produção; aquelas que podem ser usadas em biocontrole para conservação de alimentos; aqueles que podem ser usados para o tratamento de infecções fúngicas em seres humanos e plantas; e aquelas que podem ser usadas em tecnologia de DNA recombinante. Tais leveduras podem incluir, porém não são limitadas a, Wickerhamomyces, Pichia (e.g., P. anomala, P. guielliermondii, P. kudriavzevii), Hansenula, Saccharomyces,Hanseniaspora, (por exemplo, H. uvarum), Ustilago maydis, Debaryomyces hansenii, Candida, Cryptococcus, Kluyveromyces, Torulopsis, Ustilago, Williopsis, Zygosaccharomyces (por exemplo, Z. bailii), e outros.

[00115] Em modalidades preferidas, os micróbios podem ser escolhidos a partir de cepas de levedura assassina. Em modalidades ainda mais preferidas, os micróbios são cepas de Wickerhamomyces anomalus.

[00116] A Wickerhamomyces anomalus, da mesma forma conhecida como Pichia anomala e Hansenula anomala, está frequentemente associada à produção de alimentos e grãos. W. anomalus produz uma toxina assassina compreendendo exo-β-1,3- glucanase. Além disso, W. anomalus produz biotensoativos que são capazes de reduzir a tensão superficial/interfacial da água, bem como vários outros solventes úteis, enzimas e metabólitos, tais como fitase, acetato de etila, ácido acético, ácido láctico, álcool isopropílico, etanol e outras.

[00117] Em uma modalidade, a cepa microbiana é escolhida a partir de Starmerella clade. Uma cultura de um micróbio de Starmerella útil de acordo com a presente invenção, Starmerella bombicola, pode ser obtida a partir da American Type Culture Collection (ATCC), 10801 University Blvd., Manassas, Va. 20110-2209 USA. O depósito recebeu o número de acesso ATCC No. 22214 pelo depositário.

[00118] Em uma modalidade, a presente invenção fornece o uso da cepa de levedura ATCC 22214 e mutantes dos mesmos. Esta cepa é um produtor efetivo de biotensoativos soforolipídicos (SLP).

[00119] Em uma modalidade, o micróbio é uma cepa de Pseudozyma afhidis. Este micróbio é um produtor efetivo de biotensoativos de lipídios de manosileritritol (MEL).

[00120] Em algumas modalidades, os micro-organismos são bactérias, incluindo bactérias gram-positivas e gram-negativas. As bactérias podem ser, por exemplo, Bacillus (por exemplo, B. subtilis, B. licheniformis, B. firmaus, B. laterosporus, B. megaterium, B. amyloliquifaciens), Clostridium (C. butiricum, C. tyrobutyricum, C. acetobutiricum, Clostridium NIPER 7 e C. beijerinckii), Azobacter (A. vinelandii, A. chroococcum), Pseudomonas (P. chlororaphis subsp. Aureofaciens (Kluyver), P. aeruginosa), Agrobacterium radiobacter, Azospirillumbrasiliensis, Rhizobium, Sphingomonas paucimobilis, Ralslonia eulropha e/ou Rhodospirillum rubrum.

[00121] Em uma modalidade, o micróbio é uma cepa não patogênica de Pseudomonas. De preferência, a cepa é uma produtora de biotensoativos ramnolipídicos (RLP).

[00122] Em uma modalidade, o micróbio é uma cepa de Bacillus subtilis, que é um produtor eficaz de biotensoativos de surfactina.

[00123] Outras cepas microbianas incluindo, por exemplo, outras cepas fúngicas capazes de acumular quantidades significativas de, por exemplo, biotensoativos glicolipídicos podem ser utilizadas de acordo com a presente invenção. Os biotensoativos úteis de acordo com a presente invenção incluem manoproteína, beta-glucano e outros metabólitos que possuem propriedades bioemulsificantes e redutoras de tensão superficial/interfacial.

Preparação de Produtos Com Base em Micróbio

[00124] Um produto à base de micróbios da presente invenção é simplesmente o caldo de fermentação contendo o micro-organismo e/ou os metabolitos microbianos produzidos pelo micro-organismo e/ou quaisquer nutrientes residuais. O produto da fermentação pode ser usado diretamente sem extração ou purificação. Se desejado, a extracão e purificação podem ser facilmente obtidas utilizando métodos ou técnicas de extracão e/ou purificação convencionais descritos na literatura.

[00125] Os micro-organismos no produto à base de micróbios podem estar em uma forma ativa ou inativa. Os produtos à base de micróbios podem ser usados sem outra estabilização, preservação e armazenamento. Vantajosamente, o uso direto desses produtos à base de micróbios preserva uma alta viabilidade dos microorganismos, reduz a possibilidade de contaminação por agentes estranhos e micro-organismos indesejáveis e mantém a atividade dos subprodutos do crescimento microbiano.

[00126] Os micróbios e/ou caldo resultantes do crescimento microbiano podem ser removidos do recipiente de crescimento e transferidos, por exemplo, por tubulações para utilização imediata.

[00127] Em outras modalidades, a composição (micróbios, caldo ou micróbios e caldo) pode ser colocada em recipientes de tamanho apropriado, levando em consideração, por exemplo, o uso pretendido, o método de aplicação contemplado, o tamanho do tanque de fermentação e qualquer modo de transporte da instalação de crescimento de micróbios para o local de uso. Desse modo, os recipientes em que a composição com base em micróbios é colocada podem ser, por exemplo, de 1 galão a 1.000 galões ou mais. Em outras modalidades, os recipientes são 2 galões, 5 galões, 25 galões ou maiores.

[00128] Em certas modalidades, as composições da presente invenção têm vantagens sobre, por exemplo, biotensoativos isolados, incluindo um ou mais dos seguintes: elevadas concentrações de manoproteína como parte da superfície externa da parede celular de levedura (manoproteína é um bioemulsificador altamente eficaz capaz de atingir até 80% de índice de emulsificação); a presença de biopolímero beta-glucano (um emulsificante) nas paredes celulares da levedura; a presença de biotensoativos na cultura, capazes de reduzir a tensão superficial e interfacial; e a presença de metabólitos (por exemplo, ácido láctico, etanol, etc.).

[00129] Após a colheita da composição com base em micróbios a partir dos vasos de crescimento, outros componentes podem ser adicionados à medida que o produto colhido é colocado em recipientes e/ou canalizado (ou de outra maneira transportado para uso). Os aditivos podem ser, por exemplo, tampões, transportadores, outras composições com base em micróbios produzidas na mesma ou diferente instalação, modificadores de viscosidade, conservantes, nutrientes para o crescimento de micróbios, agentes de rastreamento, solventes, biocidas, outros micróbios e outros ingredientes específicos para um uso pretendido.

[00130] Outros aditivos adequados, que podem estar contidos nas formulações de acordo com a invenção, incluem substâncias que são habitualmente utilizadas para tais preparações. Exemplos de tais aditivos incluem tensoativos, agentes emulsificantes, lubrificantes, agentes de tamponamento, agentes de controlo de solubilidade, agentes de ajuste de pH, conservantes, estabilizadores e agentes resistentes à luz ultravioleta.

[00131] Em uma modalidade, a composição pode também compreender agentes de tamponamento incluindo orgânicos e aminoácidos ou seus sais. Tampões adequados incluem citrato, gluconato, tartarato, malato, acetato, lactato, oxalato, aspartato, malonato, glicoeptonato, piruvato, galactarato, glucarato, tartronato, glutamato, glicina, lisina, glutamina, metionina, cisteína, arginina e uma mistura dos mesmos. Ácidos fosfóricos e fosforosos ou seus sais podem da mesma forma ser usados. Os tampões sintéticos são adequados para serem utilizados, porém é preferível utilizar tampões naturais tais como orgânicos e aminoácidos ou os seus sais listados acima.

[00132] Em uma outra modalidade, os agentes de ajuste de pH incluem hidróxido de potássio, hidróxido de amónio, carbonato ou bicarbonato de potássio, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico ou uma mistura.

[00133] Em uma modalidade, componentes adicionais, tais como uma preparação aquosa de um sal como ácido poliprótico, tal como bicarbonato ou carbonato de sódio, sulfato de sódio, fosfato de sódio, bifosfato de sódio, podem ser incluídos na formulação.

[00134] Em algumas modalidades, componentes adicionais podem ser adicionados para aumentar a eficácia da composição à base de micróbios e seu uso no tratamento de hidrocarbonetos, por exemplo, permitindo maior extração de frações de hidrocarbonetos leves, como óleo leve e/ou frações de alcatrão do asfalto.

[00135] Por exemplo, em uma modalidade, a composição pode compreender biotensoativos ou solventes purificados adicionais em adição aos que já estão presentes na composição devido ao metabolismo microbiano. Em uma modalidade, líquidos iônicos ou semi-iônicos podem ser adicionados à composição para aumentar a sua eficácia. Por exemplo, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% ou mais líquido iónico podem ser adicionados à composição. Líquidos iônicos podem atuar como cossolventes e podem prevenir a formação de ligações em anel em composições de hidrocarbonetos, o que é uma das causas da precipitação de hidrocarbonetos.

[00136] Vantajosamente, de acordo com a presente invenção, o produto à base de micróbios pode compreender caldo em que os micróbios foram cultivados. O produto pode ser, por exemplo, pelo menos, em peso, 1%, 5%, 10%, 25%, 50%, 75% ou 100% de caldo. A quantidade de biomassa no produto, em peso, pode ser, por exemplo, de 0% a 100% incluindo todas as percentagens entre elas.

[00137] Opcionalmente, o produto pode ser armazenado antes do uso. O tempo de armazenamento é de preferência curto. Desse modo, o tempo de armazenamento pode ser inferior a 60 dias, 45 dias, 30 dias, 20 dias, 15 dias, 10 dias, 7 dias, 5 dias, 3 dias, 2 dias, 1 dia ou 12 horas. Em uma modalidade preferida, se as células vivas estiverem presentes no produto, o produto é armazenado em uma temperatura fria tal como, por exemplo, inferior a 20 ° C, 15 ° C, 10 ° C ou 5 ° C. Por outro lado, uma composição de biotensoativo pode tipicamente ser armazenada em temperatura ambiente.

[00138] Em uma modalidade, esta invenção fornece um produto de fermentação de levedura designado por "Star 3" que pode ser utilizado para liquefazer, por exemplo, parafina precipitada e endurecida, asfalteno e resíduos de resina. O Star 3 foi obtido por meio de cultivo da levedura produtora de soforolipídeos, Starmerella bombicola ATCC 22214. O caldo de fermentação após 4 dias de cultivo a 30 ° C continha a suspensão de células de levedura e 4 g/L de soporolipídeo.

[00139] Em uma modalidade, a presente invenção fornece um método para melhorar a eficiência de produção de óleo, aplicando a um poço de petróleo uma composição contendo um micróbio de levedura Starmerella e/ou um seu produto de crescimento. Em certas modalidades, a composição compreende Star 3.

[00140] Em uma modalidade, esta invenção fornece um produto de fermentação de levedura designado como "Star 3+" que pode ser usado para liquefazer o asfalteno precipitado e endurecido e resíduos de resina enquanto simultaneamente melhora a recuperação de óleo de um poço de petróleo. O Star 3+ foi obtido por meio de cultivo da levedura assassina Wickerhamomyces anomalus em meio contendo fontes necessárias de carbono, nitrogênio, minerais e, opcionalmente, substâncias antimicrobianas para evitar o crescimento bacteriano contaminante. A cultura pode ser cultivada com uma fonte adicional de carbono, particularmente, um óleo saturado. O caldo de fermentação foi colhido após 48-72 horas de cultivo a 25-30 ° C e pH de cerca de 5,0 a cerca de 5,5.

[00141] Vantajosamente, Star 3 e Star 3+ não formam biopelículas dentro de formações e/ou equipamentos de produção de óleo e gás.

[00142] Vantajosamente, as composições em questão podem ser utilizadas para simultaneamente melhorar a recuperação de óleo (por exemplo, estimulando um poço de petróleo), enquanto se remove parafina, asfaltenos, incrustações, biopelículas e outros contaminantes de equipamentos de produção de óleo.

[00143] Em uma modalidade, a presente invenção fornece um método para melhorar a eficácia da produção de óleo aplicando-se a um poço de petróleo uma composição tendo um micróbio de levedura assassina e/ou um produto de crescimento do mesmo. Em certas modalidades, a composição compreende Star 3+.

[00144] Em certas modalidades preferidas, a composição compreende Star 3+, levedura de padaria e/ou levedura de cerveja (isto é, uma ou mais cepas de Saccharomyces cerevisiae), extracto de levedura, sais, solventes e biotensoativos.

[00145] Os biotensoativos de acordo com a presente invenção incluem, por exemplo, glicolipídeos de baixo peso molecular (GLs), lipopeptídeos (LPs), flavolipídeos (FLs), fosfolipídeos e polímeros de peso molecular elevado, tais como lipoproteínas, complexos de lipopolissacarídeos-proteínas e complexos de polissacarídeo-proteína- ácido graxo. Em uma modalidade, o biotensoativo microbiano é um glicolipídeo tal como ramnolipídeos (RLP), soforolipídeos (SLP), lipídeo trealose ou lipídeo manosileritritol (MEL).

[00146] Os biotensoativos podem ser adicionados na forma purificada ou podem estar presentes na composição à base de micróbios como resultado do crescimento microbiano.

[00147] De preferência, o biotensoativo é um soforolipídeo em uma concentração de cerca de 1 g/l a 10 g/l, de preferência de cerca de 2 a 5 g/l.

[00148] Em algumas modalidades, o biotensoativo pode da mesma forma ser um lipopéptido, tal como surfactina e/ou um ramnolipídeo. A surfactina pode ser adicionada em uma concentração não superior a 0,05 g/L. Ramnolipídeo pode ser adicionado em uma concentração não superior a 0,05 g/L.

[00149] Em algumas modalidades, uma mistura de biotensoativos está presente. De preferência, a mistura compreende soforolipídeos e, opcionalmente, um ou ambos de um lipídeo de manosileritritol, uma surfactina ou um ramnolipídeo.

[00150] Em algumas modalidades, um dos solventes utilizados na composição é selecionado a partir de espíritos minerais ou orgânicos, incluindo, por exemplo, etanol, butanol, propanol e álcool isopropílico. Em uma modalidade preferida, álcool isopropílico é adicionado em uma quantidade de 1 a 100 ml/l, mais preferivelmente de 2 a 50 ml/l, relativamente à composição.

[00151] Em algumas modalidades, a composição compreende ainda um líquido iônico ou semi-iônico como solvente. Líquidos iônicos podem atuar como cossolventes e podem prevenir a formação de ligações em anel em composições de hidrocarbonetos, o que é uma das causas da precipitação de hidrocarbonetos. Exemplos de líquidos iônicos adequados para a composição em questão incluem, porém não estão limitados a nitrato de amônio etílico ou hepta-hidrato de glicerina/sulfato de magnésio. De preferência, a concentração de líquido iônico na composição varia entre cerca de 0,1% e cerca de 5%.

[00152] Os líquidos iônicos são compostos inteiramente de íons ou uma combinação de cátions e ânions. Muitos líquidos iônicos estão na forma de sais orgânicos com pontos de fusão abaixo de 100 ° C, ou frequentemente até abaixo da temperatura ambiente. Os líquidos iônicos mais comuns são aqueles preparados a partir de cátions de base orgânica e ânions inorgânicos ou orgânicos. Pelo menos um íon tem uma carga deslocalizada e um componente é orgânico, o que impede a formação de uma rede cristalina estável. Os líquidos iônicos podem ser adequados, por exemplo, para utilização como catalisadores e solventes em reações de alquilação e polimerização, bem como em reações de dimerização, acetonização de oligomerização, metatese e copolimerização. As propriedades dos líquidos iônicos, tais como ponto de fusão, viscosidade e solubilidade, são determinadas pelos substituintes no componente orgânico e pelo contraíon.

[00153] Em algumas modalidades, a composição compreende adicionalmente hidróxido de amônio como solvente. De preferência, o hidróxido de amônio (solução a 70%) está presente na composição em uma concentração de cerca de 1 a 50 ml/l, mais preferivelmente de 3 a 10 ml/l.

[00154] Em algumas modalidades, a composição compreende ainda sais e/ou sais minerais selecionados a partir de fósforo, magnésio, potássio, glicose e amônio. Preferencialmente, de 1 a 20 g/L, e mais preferencialmente de 2 a 10 g/L de sal de amônio é adicionado, por exemplo, fosfato de amônio, fosfato de diamônio, cloreto de amônio ou outro sal dibásico ou monobásico.

[00155] Em algumas modalidades, a composição compreende adicionalmente extrato de levedura em uma concentração de 1 a 50 g/l, preferivelmente de 1 a 20 g/l.

[00156] Em algumas modalidades em que há uma elevada presença de cera e incrustações, por exemplo, a composição pode compreender levedura de padaria e/ou cerveja (isto é, uma cepa de Saccharomyces cerevisiae). De preferência, a concentração de levedura Saccharomyces presente na composição é de 0% a 1%.

[00157] Em uma modalidade, esta invenção fornece um produto bioquímico para recuperação melhorada de óleo. O produto para recuperação de óleo bioquimicamente melhorado pode compreender um ou mais de cada um dos seguintes: um ou mais biotensoativos, hidróxido de amônio, um sal de amônio e um solvente de álcool, porém não compreende micro-organismos. Isto é particularmente útil para melhorar a recuperação de óleo de poços decapantes.

[00158] A mistura de biotensoativos usada no produto para recuperação de óleo bioquimicamente aprimorada pode ser formulada usando qualquer número de combinações e proporções. Em certas modalidades, a composição compreende SLP, MEL, RLP e/ou surfactina.

[00159] Em certas modalidades, a mistura de biotensoativo compreende apenas SLP em uma concentração de cerca de 2 ml (de solução 400-500 g/L) por litro de composição.

[00160] Em algumas modalidades, a composição para recuperação de óleo bioquimicamente melhorada compreende um solvente. O solvente pode ser um álcool, por exemplo, etanol ou álcool isopropílico. Em modalidades específicas, o solvente é álcool isopropílico em uma concentração de 1 ml/l a 5 ml/l, de uma maneira preferida, uma concentração de cerca de 3 ml/l. Em certas modalidades, o solvente é adicionado em uma concentração de 25 a 100 g/l, de um modo preferido, 30 a 35 g/l.

[00161] Em algumas modalidades, o sal de amônio pode ser cloreto de amônio, fosfato de amônio ou fosfato de diamônio. Em modalidades específicas, o sal de amônio é fosfato de amônio ou fosfato de diamônio em uma concentração de 1 a 5 mL/L, de preferência cerca de 2 mL/L. Em certas modalidades, o sal de amônio é adicionado em uma concentração de 2 a 10 g/l.

[00162] Em algumas modalidades, a composição para recuperação de óleo bioquimicamente melhorada compreende hidróxido de amônio. Em modalidades específicas, a concentração de hidróxido de amônio é de 1 ml/l a 10 ml/l, de preferência cerca de 3 ml/l. Em algumas modalidades, o hidróxido de amônio é uma solução a 70%.

[00163] Em uma modalidade exemplificativa, o produto à base de micróbios é formulado adicionando 100 galões do meio de cultura compreendendo o micro-organismo e os seus subprodutos de crescimento, com 100 galões de uma solução de água e biotensoativos. Os biotensoativos, de preferência os soforolipídeos, estão presentes na composição final em uma concentração de 0,005 a 0,1 g/l. Álcool isopropílico (2-50 mL/L) e fosfato de diamônio ou fosfato de amônio (2-5 g/L) podem da mesma forma ser adicionados ao produto.

Remoção de Contaminantes Enquanto Aumentando Recuperação de Óleo

[00164] A presente invenção fornece materiais e métodos para melhorar a produção de óleo a partir de um local de perfuração de petróleo. Vantajosamente, a presente invenção utiliza um tratamento para realizar dois mecanismos simultâneos de melhoria da recuperação de óleo. Em particular, a presente invenção pode ser utilizada para melhorar a recuperação de óleo, por exemplo, estimulando-se o fluxo de óleo a partir de um poço, removendo parafinas, asfaltenos, escamas e outros contaminantes de poços de petróleo e equipamentos de produção de óleo que possam, por exemplo, obstruir ou retardar o fluxo de óleo. Esta invenção é particularmente útil em poços verticais e pode da mesma forma ser utilizadas para melhorar a recuperação de óleo a partir de poços decapantes (ou subprodução).

[00165] Em um aspecto, a presente invenção fornece métodos, sistemas e dispositivos para aplicação de produtos à base de micróbios para remover parafina, asfalteno e outras substâncias contaminantes de, por exemplo, tubos, tubulações, poços, furos, tanques, bombas e outros equipamentos e material. Em outro aspecto, a presente invenção fornece métodos e materiais para tratamento de óleo contendo tais contaminantes. Vantajosamente, a utilização da presente invenção pode melhorar e/ou realçar a produção de poços de petróleo, ajudar no estímulo de poços de petróleo, bem como restaurar a saúde de poços de subprodução ou até mesmo mortos.

[00166] A presente invenção é ambientalmente favorável na medida em que pode reduzir substancialmente as emissões de gases com efeito de estufa relacionadas com a produção de óleo bruto pesado, por exemplo, em 50%, quando comparado com as operações existentes. Isto é principalmente devido a uma redução na necessidade de transporte e transporte através de caminhões de queima de combustível, porém da mesma forma devido a uma redução no metano liberado pelo tratamento do óleo, e exaustão de motores, turbinas e aquecedores na extração e refino necessários para óleos pesados.

[00167] Em modalidades específicas, métodos são fornecidos para simultaneamente melhorar a recuperação de um poço de petróleo enquanto removendo contaminantes da produção de óleo e/ou gás ou equipamento de processamento, em que os métodos compreendem a aplicação de uma composição da presente invenção ao poço e/ou equipamento. O método pode também compreender a aplicação de nutrientes para o crescimento microbiano.

[00168] Em uma modalidade, o método pode da mesma forma compreender a aplicação de soforolipídeo (0,005 - 0,1 g/L), fosfato de amônio ou fosfato de diamônio (2-5 g/L) e álcool isopropílico (2-50 ml/L) no poço.

[00169] Quando aqui utilizado, "aplicar" uma composição ou produto refere-se a contactá-lo com um alvo ou local tal que a composição ou produto pode ter um efeito nesse alvo ou local. O efeito pode ser devido, por exemplo, ao crescimento microbiano e/ou à ação de um biotensoativo, solvente e/ou outro subproduto de crescimento. As composições de acordo com a presente invenção podem ser usadas para limpar tubos, tanques, tubos, hastes, bombas, equipamento, solo e/ou superfícies ou materiais. Por exemplo, os produtos à base de micróbios podem da mesma forma ser injetados em poços de petróleo e/ou tubulações, bombas, tanques, etc. associados a poços de petróleo.

[00170] Existem muitos tipos de contaminantes associados a equipamentos de processamento de óleo, tal como óleos, parafinas, asfaltos/asfaltenos, resinas, enxofre, subprodutos de alcatrão, biopelículas e outros materiais viscosos. A composição da presente invenção pode ser usada para remover qualquer um ou mais dos contaminantes associados à recuperação, transmissão e processamento de óleo.

[00171] Em uma modalidade, uma composição da presente invenção pode liquefazer parafina sólida a, por exemplo, 25 a 60°C. Em algumas modalidades, a presente invenção pode da mesma forma liquefazer asfaltenos, asfaltos e resinas em componentes mais valiosos e úteis, tais como destilados mais leves e/ou frações de gasóleo, sem degradar o petróleo bruto em metano ou outros gases indesejáveis. Isto pode ser obtido, por exemplo, durante a noite, isto é, em doze horas ou menos. Os asfaltenos e resinas podem, por exemplo, ser transformados em uma forma solúvel e inflamável, com vantagens sobre seus estados sólidos menos inflamáveis.

[00172] Em certas modalidades, a presente invenção pode ser utilizada para a dispersão de parafina precipitada, asfalteno e/ou outras substâncias contaminantes, desse modo permitindo uma remoção mais fácil e menos dispendiosa destes contaminantes do óleo bruto e do equipamento.

[00173] Em uma modalidade exemplar, a dispersão de parafina e/ou asfalteno pode ser obtida aplicando-se entre cerca de 200-600 galões de tratamento no anel entre a tubulação e a caixa, onde pode fluir através da bomba e para dentro da tubulação. O tratamento pode produzir efeitos em menos de 24 horas de tempo de fechamento. De preferência, não é necessário tempo de fechamento.

[00174] Em outra modalidade exemplar, outro estímulo de poço, isto é, aumentos de produção, podem ser obtidos além disso para dispersão de parafina e/ou asfalteno. Por exemplo, após a aplicação do tratamento de dispersão de parafina e/ou asfalteno, de 15 a 1.000 volumes BBLS do tratamento em questão pode ser aplicado no anel entre a tubulação e o revestimento, onde pode em seguida ser deslocado para a formação. Porosidade de formação, permeabilidade e espessura podem determinar os volumes de tratamento utilizados. Após um tempo fechado de aproximadamente 3 dias, a viscosidade e a tensão interfacial são reduzidas, desse modo levando a aumentos de produção mais drásticos.

[00175] Vantajosamente, a presente invenção pode ser aplicada durante todas as fases da cadeia de operações, incluindo exploração e produção (E & P) operadores (por exemplo, poços terrestres e marítimos, linhas de fluxo e tanques), rio corrente (por exemplo, oleodutos, petroleiros, transporte, tanques de armazenamento), e em refinarias (por exemplo, trocadores de calor, fornos, torres de destilação, cokers, hidrocraqueadores).

[00176] Em uma modalidade, a presente invenção pode ser utilizada para prevenir a ocorrência de precipitação e/ou deposição de parafina e asfalteno. Dispersão, ou dissolução, de precipitados diminui a concentração de contaminantes disponíveis no óleo para depositar nos equipamentos de petróleo e gás. Desse modo, a presente invenção permite retardar ou remover completamente a necessidade de manutenção preventiva relacionada com a remoção de precipitados e depósitos, bem como a necessidade de substituir ou reparar peças de equipamento.

[00177] Em uma modalidade específica, a presente invenção pode ser utilizada para dispersar o precipitado de asfalteno em operações de refinamento. Altas temperaturas e condições a vácuo levam a coqueificação, incrustação e desativação do catalisador durante o processamento ou modernização do óleo bruto. Para reduzir a grande despesa de, por exemplo, cortar tubulações e/ou pacotes permutadores onde a precipitação ocorre. Outras áreas de precipitação de asfaltenos preferencial incluem trocadores de calor, fornos, torres de destilação, cokers, hidrocraqueadores, etc.

[00178] Em uma modalidade, a presente invenção pode ser utilizada para tratar óleo pesado para melhorar uma ou mais características do óleo. Por exemplo, a composição pode ser aplicada a formações contendo óleo cru pesado, desse modo reduzindo a viscosidade do óleo pesado. Vantajosamente, a presente invenção pode reduzir e/ou eliminar a necessidade e os custos associados à injeção de vapor e outros métodos térmicos, químicos e mecânicos da extração com óleo pesado. Também reduzidas ou eliminadas é a necessidade de diluentes (por exemplo, óleo cru leve ou refinado) e coletes de água para ajudar a mover o petróleo bruto pesado através de oleodutos. Ainda mais, com a redução da viscosidade do óleo pesado, o transporte de petróleo é menos complicado e/ou oneroso, pois a necessidade de caminhões-tanque e tanques de armazenamento é reduzida e o uso do transporte por oleodutos se torna mais viável.

[00179] Além disso, a composição pode ser aplicada a uma formação de óleo contendo concentrações indesejáveis de sulfeto de hidrogênio. Em uma modalidade, os métodos podem ser utilizados para suprimir ou eliminar bactérias de redução de sulfato, reduzindo a produção de sulfeto de hidrogênio e corrosão induzida por micróbios (MIC) e convertendo óleo azedo em óleo doce (ou mesmo preservando óleo doce).

[00180] A composição pode ainda ser aplicada para a dispersão de lamas parafínicas e acúmulo de incrustações sem necessidade de soluções de limpeza mecânica ou solventes tóxicos, por exemplo, em tanques de armazenamento e transporte, navios-tanque, navios, caminhões, oleodutos e linhas de fluxo. Métodos de limpeza de tanques são fornecidos, o que pode ser eficaz para dispersar o acúmulo de incrustações e parafina em questão de dias, por exemplo, menos de uma semana.

[00181] Em uma modalidade, métodos de limpeza de um tanque de armazenamento ou transporte são fornecidos, em que o ar ou metano é injetado sob pressão em um tanque, seguido de injeção da composição com base em micróbios em questão. Adicionalmente, o método pode também compreender bombear qualquer água residual para uma estação de tratamento após tratamento com a composição em questão. De preferência, o ar ou metano é injetado no tanque para permitir aproximadamente 10 minutos de agitação.

[00182] Os métodos para remover parafinas, asfaltenos e outros contaminantes, a dispersão de precipitados de asfalteno e parafina em óleo, e a redução de viscosidade e sulfeto de hidrogênio em óleo e gás, podem ser obtidos juntamente como um processo combinado com a aplicação das composições em questão para superfícies de equipamentos de processamento de óleo e/ou o óleo passando por lá. Em outras palavras, o equipamento pode ser limpo simultaneamente com o tratamento do óleo bruto.

[00183] O equipamento de processamento de gás e óleo que pode ser limpo e descontaminado de acordo com a presente invenção inclui todos os tipos e variedades de equipamento associado à recuperação, transmissão, transporte e processamento de gás e óleo. Isto inclui, por exemplo, invólucros de poços de gás e óleo, bombas, hastes, tubos, linhas, tanques e similar. Está contemplado que a presente composição pode ser usada com todos esses equipamentos.

[00184] Em certas modalidades, as composições utilizadas nos métodos da presente invenção contêm ingredientes em quantidades eficazes para limpar o equipamento e/ou para proporcionar um tratamento eficaz para inibir o acúmulo de sólidos. Existem várias maneiras que o método de remover ou prevenir a acúmulo de contaminantes em poços e equipamentos pode ser implementado utilizando uma composição de acordo com a presente invenção.

[00185] Além da limpeza dos poços e do equipamento associado, é frequentemente desejável introduzir a composição, através de perfurações no invólucro, na formação circundante. A composição pode ser forçada na formação circundante por pressão aplicada ou, se a composição for deixada assentar no fundo do invólucro, a composição pode penetrar na formação sem pressão adicional. A composição permeia a formação, dissolvendo os bloqueios na formação para proporcionar uma recuperação mais eficiente do óleo e gás.

[00186] Em uma modalidade, um método de limpeza e manutenção de um poço funcional, incluindo a formação circundante, inclui as etapas de despejar ou injetar a composição no lado do invólucro (linhas posteriores) de um poço e permitir que se misture com o fluido que já está no poço. Quando fluido suficiente está presente, a composição pode em seguida ser opcionalmente circulada, por exemplo, por uma bomba durante 24-72 horas, preferivelmente 48-72 horas. Antes de circular, a composição pode ser ajustada durante 8 a 24 horas, por exemplo. O tempo de fixação, o tempo de circulação e a dosagem dependem da quantidade de parafina, asfalteno, biopelícula, incrustação e/ou outro contaminante que se prevê estar presente, bem como a profundidade e o tamanho do poço. Uma dosagem inicial básica pode ser, porém não está limitada a, 20 galões de composição e para manter uma estrutura clara, pelo menos cerca de 5 galões de composição por poço em base periódica, por exemplo, quinzenalmente, mensalmente, bimestralmente.

[00187] Em modalidades adicionais, a composição da presente invenção pode ser aplicada diretamente ao equipamento. Por exemplo, antes de colocar barras e invólucros em poços de gás e/ou petróleo, estas partes podem ser pulverizadas ou embebidas na composição. As partes podem ser imersas em tanques cheios com a composição para evitar a corrosão e o acúmulo de contaminantes.

[00188] A composição pode ser introduzida por meio de bombas de injeção em poços de petróleo ou gás marítimos para reduzir os contaminantes, particularmente a parafina, nos invólucros dos poços e nas linhas de transmissão. Além dos problemas associados com os poços de petróleo terrestres, os poços marítimos têm o problema adicional de que o oceano ou a água do mar se comportam como um refrigerante das linhas e conteúdos entre o fundo do oceano e a plataforma. Desse modo, os poços marítimos têm um problema particular com o acúmulo de parafina. Para tratar as linhas, de 1-500 galões até 1000 barris, 10.000 barris, ou mais, por exemplo, da composição pode ser aplicada à composição em uma taxa de injeção de, por exemplo, 1 a 20 galões por minuto, ou 1 a 20 barris por minuto.

[00189] O tratamento em questão pode ser eficaz em uma faixa de diferentes formações geológicas, como mostrado na FIG. 21. Por exemplo, a presente invenção pode ser útil em formações tão profundas quanto cerca de 7.000 pés ou mais profundas e tão rasas quanto cerca de 1.500 pés ou menos profundas. Adicionalmente, a invenção pode ser útil em formações tendo uma faixa de porosidade e/ou permeabilidade, por exemplo de cerca de 0,1% a cerca de 20% ou mais. A invenção pode da mesma forma ser útil em formações com uma ampla faixa de temperaturas, pH e salinidade.

[00190] Os produtos à base de micróbios utilizados nos métodos da invenção reivindicada podem conter ingredientes em quantidades eficazes para limpar os poços, formações e equipamentos, para fornecer um revestimento eficaz em suas superfícies para evitar o acúmulo futuro de contaminantes, incrustações e corrosão, e/ou para reduzir a viscosidade do óleo bruto em um nível desejado.

[00191] O produto à base de micróbios pode ser aplicado com uma composição que promova a aderência do produto à base de micróbios a uma superfície a ser tratada. A substância de promoção de aderência pode ser um componente do produto à base de micróbios ou pode ser aplicada simultaneamente com, ou sequencialmente com o produto à base de micróbios. Os promotores de aderência podem incluir partículas orgânicas ou inorgânicas, íons tais como cálcio, magnésio, fosfato e sódio, ferro, fontes de carbono que são metabolizadas em coenzima de acetila A, fosfato e acetato de acetila.

[00192] Até, por exemplo, 50% em peso ou mais de aditivos podem ser adicionados, quando necessário, para aplicações específicas, tais como variar os níveis de VOC, aumentar a penetração da mistura, diminuir a viscosidade da mistura, como acopladores para solventes insolúveis na mistura, e fornecer solventes para sólidos oleofílicos e hidrofílicos.

[00193] Aditivos adequados incluem terpenos, álcoois de terpeno, misturas de ésteres de C8-C14 álcool, glicóis, éteres glicólicos, ésteres ácidos, ésteres diácidos, hidrocarbonetos de petróleo, aminoácidos, alcanolaminas e aminas, preferivelmente ésteres metílicos ou isobutílicos de ésteres dibásicos C4-C6alifáticos e n-metil-2 pirrolidona.

[00194] Exemplos de terpenos incluem d-limoneno e alfa. e beta. álcoois de pineno e terpeno, incluindo um terpineol. Misturas de éster de C8-C14 álcool incluem EXXATE 900, 1000, 1200 de ExxonChemical; glicóis incluem propilenoglicol, dipropilenoglicol e tripropilenoglicol; e éteres glicólicos incluem éter monometílico de dipropileno glicol, éter monometílico de propileno glicol, éter n-butílico de propileno glicol, éter monobutílico de etileno glicol e éter monobutílico de dietilenoglicol. Os ésteres ácidos incluem oleato de metila e linoleato de metila, e ésteres de diácido incluem diésteres de metila ou butila dos ácidos glutáricos, adípicos e sucínicos. Os hidrocarbonetos de petróleo incluem AROMATIC 100, AROMATIC 150 ISOPAR M e ISOPAR K.

[00195] Aminas como morfolina; 1,3-dimetil-2-imidazolidinona; 1,3- propanodiamina; 2-amino-1,3-propanodiol; e 3-amino propanol; bem como alcanolaminas como trietanolamina, dietanolamina, 2-aminometil propanol e monoetanolamina atuam como dispersantes para contaminantes e solubilizam ácidos graxos e óleos. Aminoácidos, fornecem alternativas não tóxicas à monoetanolamina e atuam como quelantes de metais. Os ésteres metílicos ou isobutílicos de ésteres C4-C6 alifáticos dibásicos e n-metil-2 pirrolidona são da mesma forma úteis.

[00196] Outros aditivos tipicamente utilizados em composições de limpeza podem ser utilizados, incluindo agentes amaciantes de água, sequestrantes, inibidores de corrosão e antioxidantes, que são adicionados em quantidades eficazes para desempenhar a função pretendida. Estes aditivos e suas quantidades estão bem dentro da experiência na técnica. Agentes amaciantes de água adequados incluem fosfatos lineares, copolímeros de ácido estireno-maleico e poliacrilatos. Sequestrantes adequados incluem 1,3-dimetil-2- imidazolidinona; 1-fenil-3-iso-heptil-1,3-propanodiona; e 2 hidroxi-5- nonilacetofenonaoxima. Exemplos de inibidores de corrosão incluem 2-aminometil propanol, dietiletanolamina benzotraizol e metil benzotriazol. Antioxidantes adequados para a presente invenção incluem (BHT) 2,6-di-terc-butil-para-cresol, (BHA) 2,6-di-terc-butil-para- anisol, Inibidor de Eastman OA BM-oxalil bis (benzilideno-hidrazida) e Eastman DTBMA 2,5-di-terc-butil-hidroquinona.

[00197] Todos os aditivos devem ter um ponto de inflamação superior a 100 ° F, preferencialmente superior a 150 ° F e mais preferencialmente 195 ° F TCC para atingir um ponto de inflamação final do produto superior a 200 ° F.

Uso de Produtos Com Base em Micróbio em Biorremediação

[00198] Em uma modalidade, as composições e métodos da presente invenção podem ser utilizados para a biorremediação de solos, superfícies, águas ou outros locais contaminados com hidrocarbonetos.

[00199] Modalidades da presente invenção compreendem métodos de biorremedição in situ e ex situ de sólidos, solos e águas (terra e superfície) contaminados em que técnicas in situ são definidas como aquelas que são aplicadas, por exemplo, solo e lençóis freáticos no local com perturbação mínima. As técnicas ex situ são aquelas que são aplicadas, por exemplo, no solo e nos lençóis freáticos que foram removidas do local através de, por exemplo, escavação (solo) ou bombeamento (água).

[00200] As técnicas in situ são geralmente as opções mais desejáveis devido ao menor custo e menos perturbações ao meio ambiente. O tratamento in situ pode ser limitado, por exemplo, pela profundidade do solo que pode ser efetivamente tratado. Em muitos solos, a difusão efetiva de oxigênio para taxas desejáveis de biorremediação estende-se em uma faixa de apenas alguns centímetros a cerca de 30 cm no solo.

[00201] Em algumas modalidades da presente invenção, uma técnica in situ envolve a dispersão mecânica de uma composição de remediação da presente invenção na superfície contaminada. Isso pode ser feito usando um difusor padrão ou dispositivo de pulverização. Em algumas modalidades, uma única etapa de dispersão pode completar o processo de aplicação, em que todos os componentes são incluídos em uma única formulação. Em outras modalidades, que utilizam formulações de duas ou múltiplas partes, podem ser utilizadas múltiplas etapas de dispersão. Em uma modalidade, a composição de biorremediação pode ser esfregada, escovada ou trabalhada na superfície ou no solo a ser limpo utilizando uma ação mecânica para trabalhar a composição de biorremediação nos poros ou grãos da superfície e/ou dispersar a composição de biorremediação em torno da área contaminada. Ainda em outras modalidades, quando aplicada a superfícies sólidas, a aplicação de uma composição de remediação pode ser subsequentemente seguida pela aplicação de um líquido, tal como água. A água pode ser aplicada como um spray, utilizando métodos padrões conhecidos de um especialista na técnica. Outros agentes umectantes líquidos e formulações umectantes podem da mesma forma ser utilizados.

[00202] Outros exemplos de técnicas in situ que podem ser utilizadas em algumas modalidades da presente invenção incluem bioventilação, biodegradação, biodispersão e bioaumento. Bioventilação envolve o fornecimento de ar e nutrientes através de poços para um local de contaminação. Em algumas modalidades da presente invenção, o ar pressurizado pode ser utilizado como um gás de transporte pneumático para o transporte de uma composição de reparação à base de micróbio da presente invenção a zonas de contaminação de subsuperfície, como o abastecimento de água e aquíferos.

[00203] A biodegradação in situ pode ainda envolver o fornecimento de oxigênio e nutrientes pela circulação de soluções aquosas através de solos contaminados para estimular bactérias naturais a degradar os contaminantes. Algumas modalidades da presente invenção incluem a infiltração de nutrientes contendo água e oxigênio ou outros aceptores de elétron para tratamento de lençóis freáticos, após a aplicação da composição de biorremediação sólida ou líquida da presente invenção.

[00204] A amostragem in situ tipicamente envolve a injeção de ar sob pressão abaixo do lençol freático para aumentar as concentrações de oxigênio nos lençóis freáticos e aumentar a taxa de degradação biológica de contaminantes pelos micróbios da presente invenção ou bactérias de ocorrência batural. A biodispersão aumenta a mistura na zona saturada e, desse modo, aumenta o contato entre o solo e o lençol freático. A facilidade e o baixo custo de instalar pontos de injeção de ar de diâmetro pequeno permitem considerável flexibilidade no projeto e na construção do sistema. Em algumas modalidades da presente invenção, o ar pressurizado de um processo de biodispersão pode atuar como um gás transportador para transporter pneumaticamente uma composição de remediação em pó e/ou líquida da presente invenção para uma fonte de água subsuperficial, por exemplo, um aquífero.

[00205] Técnicas ex situ tipicamente envolvem a escavação ou remoção de solo contaminado a partir do solo. Exemplos de técnicas de biorremediação ex situ que podem ser usadas em algumas modalidades da presente invenção incluem agricultura, compostagem, biopilhas e biorreatores.

[00206] O cultivo ex situ é uma técnica em que o solo contaminado é escavado e disperso sobre um leito preparado e periodicamente cultivado até que os poluentes sejam degradados. Além de aplicar uma composição da presente invenção, este método pode ser usado para estimular micro-organismos biodegradáveis nativos e facilitar a sua degradação aeróbica de contaminantes. Em geral, a prática é limitada ao tratamento superficial de 10 a 35 cm de solo. Em algumas modalidades da presente invenção, as composições de remedição da presente invenção podem ser aplicadas aos leitos preparados, em pelo menos uma aplicação, seguido de lavoura periódica. A composição pode suplementar os micro-organismos indígenas, potencialmente resultando em uma remediação mais rápida e completa dos poluentes.

[00207] A compostagem ex situ é uma técnica que envolve a combinação de solo contaminado com alterações orgânicas não perigosas, tal como esterco ou resíduos agrícolas. A presença destes materiais orgânicos suporta o desenvolvimento de uma rica população microbiana e característica de temperatura elevada da compostagem. Similar ao exemplo de terra agrícola descrito acima, em algumas modalidades da presente invenção, as composições da presente invenção podem ser combinadas com métodos de compostagem para criar uma biorremediação mais eficaz e mais rápida de locais contaminados.

[00208] Biopilhas ex situ são um híbrido de terra agrícola e compostagem. Essencialmente, as células projetadas são construídas como pilhas compostadas aeradas. Tipicamente usadas para o tratamento de contaminação de hidrocarbonetos de petróleo, as biopilhas são uma versão refinada da terra agrícola que pode controlar a perda física de contaminantes por lixiviação e volatilização. As biopilhas fornecem um ambiente favorável para micro-organismos aeróbicos e anaeróbicos nativos. A presente invenção é bem adequada para suplementar e melhorar a biorremediação de contaminantes usando biopilhas.

[00209] Biorreatores, incluindo reatores de lama ou reatores aquosos, são usados para tratamento ex situ de solo contaminado e água bombeada de uma pluma contaminada. A biorremediação em reatores envolve o processamento de material sólido contaminado (solo, sedimento, lodo) ou água através de um sistema de contenção projetado. Um biorreator de lama pode ser definido como um recipiente de contenção e um dispositivo usado para criar uma condição de mistura de três fases (sólido, líquido e gás) para aumentar a taxa de biorremediação de poluentes solúveis e solúveis em água como uma suspensão de água do solo contaminado e biomassa (geralmente micro-organismos indígenas) capazes de degradar contaminantes alvo. Em geral, a taxa e a extensão da biodegradação são maiores em um sistema de biorreatores do que em sistemas in situ ou em fase sólida, porque o ambiente contido é mais gerenciável e, portanto, mais controlável e previsível. Em algumas modalidades da presente invenção, as composições presentemente divulgadas são utilizadas para aumentar a eficácia e as taxas de reação de reações de decomposição de contaminantes em biorreatores.

[00210] Em uma modalidade, a composição microbiana da presente invenção é dispersa em solo contaminado com óleo enquanto é suportada em um transportador. O transportador pode ser feito a partir de materiais que podem reter micro-organismos relativamente pouco e assim permitir a liberação fácil de micro-organismos desse modo proliferados. O transportador é de preferência econômico e pode atuar como uma fonte de nutrientes para os micro-organismos desse modo aplicados, particularmente uma fonte de nutrientes que pode ser liberada gradualmente. Os materiais veiculares biodegradáveis preferidos incluem casca de milho, resíduos da indústria de açúcar ou qualquer resíduo agrícola. O teor de água do transportador varia tipicamente de 1% a 99% em peso, preferivelmente de 5% a 90% em peso, mais preferivelmente de 10% a 85% em peso. Quando o teor de água do transportador é muito baixo, a sobrevivência do microorganismo é difícil. Por outro lado, quando o teor de água do transportador é muito alto, o transportador resultante exibe uma resistência física deteriorada que se torna difícil de manusear.

[00211] Substâncias que aumentam o crescimento de microorganismos e a produção de biotensoativos podem da mesma forma ser adicionadas ao produto à base de micróbios e/ou ao local de tratamento. Estas substâncias incluem, porém não se limitam a, óleo, glicerol, açúcar ou outros nutrientes. Por exemplo, um substrato de carbono que suporta o crescimento dos micro-organismos produtores de biotensoativos pode ser adicionado à composição ou às áreas alvo. Os organismos produtores de biotensoativos podem crescer no substrato para produzir biotensoativo no local e controlar os nematódeos.

[00212] Os substratos de carbono podem incluir, porém não se limitam a, fontes de carbono orgânico, tais como óleo natural ou sintético, incluindo aqueles utilizados para óleo de fritura; gordura; lípideo; cera (natural ou parafina); ácidos graxos como o láurico; mirístico, etc.; álcool de ácido graxo, tal como álcool laurílico; ésteres anfifílicos de ácidos graxos com glicerol, tais como monolaurato de glicerila; ésteres de glicol de ácidos graxos, tais como monoestearato de polietileno; aminas de ácido graxo tais como laurilamina; amidas de ácido graxo; hexanos; glicerol; glicose; É preferível utilizar um substrato de carbono insolúvel em água para encorajar a produção dos biotensoativos.

[00213] Apesar de não ser necessário, pode ser preferível cravar ou alterar o substrato de carbono com uma quantidade suficiente de biotensoativo específico para iniciar o processo de emulsificação e para inibir ou reduzir o crescimento de outros organismos de competição para o organismo de produção de biotensoativo.

[00214] Em uma modalidade, a composição compreende um biotensoativo. A composição contém, de preferência, os componentes ativos, tais como o biotensoativo, a uma concentração de 0,01 a 90% em peso (% em peso), de preferência 0,1 a 50% em peso, e mais preferivelmente 0,1 a 20% em peso.

[00215] Em outra modalidade, a composição compreende uma mistura de biotensoativos compreendendo SLP e MEL. A composição contém preferencialmente os componentes ativos, a mistura de SLP e MEL, na concentração de 0,01 a 90% em peso (% em peso), preferivelmente 0,1 a 50% em peso, e mais preferivelmente 0,1 a 20% em peso. A mistura de biotensoativos pode da mesma forma compreender outros biotensoativos glicolipídicos, como o RLP, bem como lipopeptídeos, tal como a surfactina.

[00216] Vantajosamente, os biotensoativos naturais são capazes de inibir o crescimento de organismos de competição e aumentar o crescimento dos organismos específicos produtores de biotensoativos. Produção Local de Produtos com base me Micróbio

[00217] Em certas modalidades da presente invenção, uma instalação de crescimento de micróbios produz micro-organismos frescos de alta densidade e/ou subprodutos de crescimento microbiano de interesse em uma escala desejada. A instalação de crescimento de micróbios pode estar localizada no local de aplicação ou próximo dele. A instalação produz composições com base em micróbios de alta densidade em cultivo em bateladas, quase contínuo ou contínuo.

[00218] As instalações de crescimento microbiano da presente invenção podem estar localizadas na localização onde o produto com base em micróbio pode ser utilizada (por exemplo, recuperação de óleo, perfuração, minas, tratamento de resíduos, instalação, remediação ou instalação de aquacultura). Por exemplo, a instalação de crescimento de micróbios pode ser inferior a 300, 250, 200, 150, 100, 75, 50, 25, 15, 10, 5, 3 ou 1 milha a partir do local de uso.

[00219] Como o produto à base de micróbios pode ser gerado localmente, sem recorrer aos processos de estabilização, preservação, armazenamento e transporte de micro-organismos da produção microbiana convencional, pode-se gerar uma densidade muito maior de micróbios vivos, esporos, micélios, conídios ou outros propágulos microbianos, desse modo requerendo um volume menor do produto à base de micróbios para uso na aplicação no local ou que permita aplicações microbianas com densidade muito maior, quando necessário, para alcançar a eficácia desejada. Isso permite um biorreator em escala reduzida (por exemplo, tanque de fermentação menor, suprimentos menores de material inicial, nutrientes, agentes de controle de pH e agentes antiespumantes) se tornar o sistema eficiente. A geração local do produto à base de micróbios da mesma forma facilita a inclusão do caldo de crescimento no produto. O caldo pode conter agentes produzidos durante a fermentação que são particularmente adequados para uso local.

[00220] Culturas de micróbios robustas e de alta densidade produzidas localmente são mais eficazes no campo do que aquelas que sofreram estabilização de células vegetativas, foram esporuladas ou permaneceram na cadeia de fornecimento por algum tempo. Os produtos à base de micróbios da presente invenção são particularmente vantajosos em comparação com os produtos tradicionais em que as células, esporos, micélios, conídios e/ou outros propágulos microbianos foram separados dos metabólitos e nutrientes presentes nos meios de crescimento da fermentação. Tempos de transporte reduzidos permitem a produção e liberação de novos lotes de micróbios e/ou seus metabólitos no momento e volume, como requerido pela demanda local.

[00221] As instalações de crescimento de micróbios da presente invenção produzem composições frescas à base de micróbios, compreendendo os próprios micróbios, metabólitos microbianos e/ou outros componentes do caldo em que os micróbios são cultivados. Se desejado, as composições podem ter uma alta densidade de células vegetativas ou uma mistura de células vegetativas, esporos reprodutivos, conídios, micélios e/ou outros propágulos microbianos. Vantajosamente, as composições podem ser adaptadas para uso em um local especificado. Em uma modalidade, a instalação de crescimento de micróbios está localizada em um local, ou perto do mesmo, onde os produtos base de micróbio serão utilizados.

[00222] Vantajosamente, essas instalações de crescimento de micróbios fornecem uma solução para o problema atual de depender de produtores de grande porte industrial cuja qualidade do produto sofre devido a atrasos de processamento a montante, gargalos da cadeia de suprimento, armazenamento inadequado e outras contingências que inibem a liberação e aplicação o tempo hábil de, por exemplo, um produto viável, produto de contagem de célula e/ou propágulo elevada e o caldo e metabólitos associados em que os micróbios são originalmente cultivados.

[00223] Vantajosamente, em modalidades preferidas, os sistemas da presente invenção aproveitam o poder de micro-organismos locais de ocorrência natural e seus subprodutos metabólicos para melhorar a produção, transmissão e/ou refinamento de petróleo.

[00224] O tempo de cultivo para os vasos individuais pode ser, por exemplo, de 1 a 7 dias ou mais. O produto de cultivo pode ser colhido de várias formas diferentes.

[00225] Como o produto baseado em micróbios é gerado no local ou próximo ao local de aplicação, sem a necessidade de estabilização, preservação, armazenamento prolongado e processos de transporte extensos da produção convencional, uma densidade muito maior de micro-organismos vivos pode ser gerada, desse modo requerendo volume muito menor do produto com base em micróbios para uso em um aplicativo no local. Isto permite um biorreator em escala reduzida (por exemplo, um tanque de fermentação menor; fornecimentos menores de material de partida, nutrientes, agentes de controle de pH e agente desespumante, etc.); nenhuma razão para estabilizar as células ou separá-las do caldo de cultura; e facilita a portabilidade do produto.

[00226] As instalações de crescimento de micróbios fornecem versatilidade de fabricação por sua capacidade de adaptar os produtos com base em micróbios para melhorar as sinergias com as geografias de destino.

[00227] A produção local e a liberação dentro de, por exemplo, 24 horas de fermentação resultam em composições de alta densidade celular e custos de envio substancialmente menores. Dadas as perspectivas de rápido avanço no desenvolvimento de inoculantes microbianos mais eficazes e poderosos, os consumidores se beneficiarão enormemente dessa capacidade para rapidamente fornecer produtos com base em micróbios.

[00228] Os micróbios locais podem ser identificados com base, por exemplo, na tolerância ao sal, na capacidade de crescer em altas temperaturas e na utilização da identificação genética das sequências aqui descritas.

[00229] Em uma modalidade, a composição de acordo com a presente invenção é obtida através de processos de cultivo visto escalas pequenas (por exemplo, fixação de laboratório) a grandes (por exemplo, fixação) escalas. Estes processos de cultivo incluem, porém não se limitam a, cultivo/fermentação submersa, cultivo de superfície, fermentação em estado sólido (SSF) e suas combinações.

Outras Definições

[00230] O termo de transição "compreendendo", que é sinônimo de "incluindo" ou "contendo", é inclusivo ou aberto e não exclui elementos adicionais ou não solicitados ou etapas do método. Em contraste, a frase de transição "consistindo em" exclui qualquer elemento, etapa ou ingrediente não especificado na reivindicação. A frase de transição "consistindo essencialmente em" limita o escopo de uma reivindicação aos materiais ou etapas especificadas "e aqueles que não afetam materialmente as características básicas e novas" da invenção reivindicada.

[00231] A menos que especificamente indicado ou óbvio a partir do contexto, quando aqui utilizado, o termo "ou" é entendido como inclusivo. A menos que especificamente indicado ou óbvio a partir do contexto, como usado aqui, os termos "a", "e" e "o" são entendidos como singulares ou plurais.

[00232] A menos que especificamente indicado ou óbvio a partir do contexto, quando aqui utilizado, o termo "cerca de" é entendido como dentro de uma faixa de tolerância normal na técnica, por exemplo dentro de 2 desvios padrões da média. A cerca de pode ser entendido como dentro de 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05%, ou 0,01% do valor declarado. A menos que de outra maneira claro a partir do contexto, todos os valores numéricos fornecidos aqui são modificados pelo termo cerca de.

[00233] A recitação de uma listagem de grupos químicos em qualquer definição de uma variável aqui inclui definições dessa variável como qualquer grupo único ou combinação de grupos listados. A recitação de uma modalidade para uma variável ou aspecto aqui inclui essa modalidade como qualquer modalidade única ou em combinação com quaisquer outras modalidades ou porções das mesmas.

[00234] Todas as referências aqui citadas são aqui incorporadas por referência na sua totalidade.

EXEMPLOS EXEMPLO 1 - LIQUEFAÇÃO DE ASFALTENO PRECIPITADO USANDO STAR 3+

[00235] O asfalteno totalmente precipitado e endurecido de uma refinaria de petróleo foi liquefeito utilizando o tratamento Star 3+ da presente invenção. Como mostrado nas FIGS. 1-6, soluções de Star 3+ (500 ml), 4g/L de SLP purificado e líquido iônico foram comparadas em relação à capacidade para liquefazer 100g de precipitado de asfalteno em frascos de agitação. Como mostrado na FIG. 7, a eficácia do tratamento com Star 3 foi da mesma forma comparada com a de Star 3+.

[00236] Como mostrado na FIG. 8, os frascos foram submetidos a 5 horas de agitação, de da qual quantidades de precipitado de asfalteno foram determinadas.

EXEMPLO 2 - EXEMPLO DE PROTOCOLO PARA A FERMENTAÇÃO DE BIOEMULSIFICANTES DE LEVEDURAS

[00237] Um meio nutriente compreendendo duas fontes de carbono foi utilizado para cultivar leveduras de, por exemplo, os clados de Wickerhamomyces, Pichia e/ou Starmerella. A primeira fonte de carbono foi um açúcar, como dextrose ou glicose, na concentração de 20 a 50 g/L. A segunda fonte de carbono foi uma fonte de carbono hidrofóbico, tal como canola purificada ou óleo vegetal, em uma concentração de 50 a 100 g/l.

[00238] Uma fonte de nitrogênio, como ureia ou sais de amônio, foi da mesma forma adicionada, tal como fontes de magnésio, fosfato e potássio.

[00239] A fermentação ocorreu por 1 a 5 dias. A concentração final de leveduras que pode ser obtida é de cerca de 0,5 bilhões a 2,5 bilhões de CFU/mL.

EXEMPLO 3 - FERMENTAÇÃO DE STARMERELLA BOMBICOLA PARA PRODUÇÃO DE SOFOROLIPÍDEO (SLP) EM UM REATOR DE 110 L

[00240] Um reator portátil, tipo transporte aéreo, totalmente fechado, operado por PLC com filtração de água, unidade de controle de temperatura e um soprador de ar a bordo é usado. O reator tem um volume de trabalho de 90 L ao cultivar S. bombicola para produção de SLP.

[00241] Em modalidades preferidas, os nutrientes para a produção de SLP são glicose, ureia, extrato de levedura, óleo de canola, sulfato de magnésio e fosfato de potássio.

[00242] O reator é inoculado com 8 litros de cultura líquida cultivada em frascos. A duração do ciclo de cultivo para a produção de SLP é de 7-8 dias, a 25 ° C e pH 3,5, com amostragem realizada duas vezes ao dia.

[00243] A concentração final de SLP é de aproximadamente 10% do volume de trabalho, neste caso cerca de 9 L de produto, contendo 300-400 gramas de SLP por litro.

EXEMPLO 4 - FERMENTAÇÃO DE WICKERHAMOMYCES ANOMALUS PARA PRODUÇÃO DE SLP EM UM REATOR DE 450 L

[00244] Um reator de transporte aéreo móvel operado por PLC com filtração de água, unidade de controle de temperatura e soprador de ar para aeração suficiente é usado. O processo pode ser realizado como processo de cultivo em lotes. O reator tem um volume de trabalho de 400 L ao cultivar Wickerhamomyces ou Pichia para produção de SLP.

[00245] Em modalidades preferidas, os nutrientes para a produção de SLP são glicose, ureia, extrato de levedura, óleo de canola, sulfato de magnésio e fosfato de potássio.

[00246] A inoculação deste reator requer até 5% de cultura de sementes líquidas de volume de trabalho. A duração do ciclo de cultivo é de 7 dias, em uma temperatura de 25 ° C e pH 3,5, sendo a amostragem realizada duas vezes ao dia.

[00247] A concentração final de SLP é de aproximadamente 2025% do volume de trabalho, neste caso, superior a 90 L de formas de produto.

EXEMPLO 5 - FERMENTAÇÃO DE WICKERHAMOMYCES ANOMALUS PARA PRODUÇÃO DE CÉLULAS E PROTEÍNAS DE CÉLULAS EM UM REATOR DE 900 L

[00248] Um reator portátil dividido em dois tanques, operados por um transporte aéreo central para ajudar a misturar os dois tanques simultaneamente, é usado. O reator tem um volume de trabalho de 600L ao cultivar Wickerhamomyces e/ou Pichia para produção de células.

[00249] Em uma modalidade preferida, os nutrientes para a produção de células são glicose ou cozimento de açúcar, ureia, extrato de levedura, sulfato de magnésio e fosfato de potássio.

[00250] O reator é inoculado com 2% de cultura de sementes. A fermentação continua durante 48-72 horas sem estabilização de pH e uma temperatura de 26 a 32 ° C.

[00251] A concentração final de células será de 100g de peso úmido por litro. A concentração de biomassa úmida pode atingir 90 quilos por ciclo com concentração de proteína de até 45 quilos.

EXEMPLO 6 - FERMENTAÇÃO DE WICKERHAMOMYCES ANOMALUS PARA PRODUÇÃO DE CÉLULAS E PROTEÍNAS DE CÉLULA ÚNICA EM REATOR DE 2000 L

[00252] Um reator portátil dividido em dois tanques quadrados, acompanhados com 2 alças para troca de massa entre eles. O reator tem um volume de trabalho de 750L ao cultivar W. anomalus para produção celular.

[00253] Em uma modalidade preferida, os nutrientes para a produção de células são glicose ou cozimento de açúcar, ureia, extrato de levedura, sulfato de magnésio e fosfato de potássio.

[00254] O reator é inoculado com 2% de cultura de sementes. A fermentação continua durante 48-72 horas sem estabilização de pH e uma temperatura de 26 a 32 ° C.

[00255] A concentração final de células será de 100g de peso úmido por litro. A concentração de biomassa úmida pode atingir 200 quilos por ciclo com concentração de proteína de até 100 quilos.

EXEMPLO 7 - FERMENTAÇÃO DE STARMERELLA BOMBICOLA PARA PRODUÇÃO DE SLP EM REATOR PORTÁTIL DE 14 L

[00256] Este reator é um vaso de vidro encamisado autoclavável com eufórbio e impulsor de ar. É equipado com oxigênio dissolvido, pH, temperatura e sonda de espuma; possui uma estação de controle integrada com uma interface de tela sensível ao toque colorida, bombas embutidas, controladores de fluxo de gás e controladores de espuma/nível de pH/DO. O volume de trabalho do reator é de 10 litros.

[00257] Meio nutritivo contém glicose, extrato de levedura, ureia e óleo vegetal. O inóculo pode ser uma cultura de S. bombicola de 1 a 2 dias de idade a cerca de 5-10% do volume total de cultura. A duração do cultivo e a coleta de produtos prontos continuam por 5 a 14 dias. A produção final de SLP pode atingir 1-2 quilos por ciclo.

EXEMPLO 8 - FERMENTAÇÃO DE PSEUDOZYMA APHIDIS PARA A PRODUÇÃO DE LIPÍDEO DE MANOOSSILERITRITOL (MEL) EM REATOR PORTÁTIL DE 14 L

[00258] Este reator é um vaso de vidro encamisado autoclavável a vapor com eufórbio a ar e rotor Rushton. É equipado com sonda de OD, pH, temperatura e espuma. Possui uma estação de controle integrada com uma interface de tela sensível a toque colorida, bombas embutidas, controladores de fluxo de gás e controladores de espuma/nível de pH/DO. O volume de trabalho do reator é de 10 litros.

[00259] Composição do meio nutriente: Nitrato de sódio, fosfato de potássio, sulfato de magnésio, extrato de levedura e óleo vegetal. O inóculo pode ser uma cultura de Pseudozyma afidis com 1 a 2 dias de idade, a cerca de 5-10% do volume total da cultura. A duração do cultivo e a coleta de amostras ocorrem em 9-15 dias. A produção final de MEL pode atingir 800-1000 gramas.

Claims (5)

1. Composição, caracterizada pelo fato de que compreende uma levedura Wickerhamomyces anomalus cultivada e um caldo no qual a levedura foi cultivada, um biotensoativo adicionado e um ou mais solventes para uso no amolecimento, liquefação ou remoção de parafinas, asfalteno e/ou incrustações em equipamentos de produção ou processamento de óleo e/ou gás; em que o biotensoativo adicionado compreende um soforolipídeo em uma concentração de 2 a 5 g/L, em que o um ou mais solventes compreendem álcool isopropílico em uma concentração de 2 a 50 g/L, e em que a levedura é cultivada com mais de uma fonte de carbono, pelo menos uma das ditas fontes de carbono compreende óleo de canola, e em que a levedura é inativada.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente sais de fósforo, magnésio, potássio, amônio ou glicose em uma concentração de 0% a 0,1% cada.

3. Método para remover parafina, asfalteno e/ou depósito de incrustações de equipamentos de produção ou processamento de óleo e/ou gás, caracterizado pelo fato de que compreende aplicar no equipamento uma composição como na reivindicação 1 ou 2.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que é usado para limpar uma linha de tubulação de campo de óleo, tanque, caixa, tubulação, haste, bomba e/ou poço.

5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o contaminante é um asfalteno, em que o asfalteno é dissolvido em 12 horas ou menos.