?油田地面系統(tǒng)的細(xì)菌危害

2018-04-24 13:20:18 天緯化學(xué)

　　在注水開發(fā)油田，采出液中的各種細(xì)菌會(huì)對(duì)油田地質(zhì)開發(fā)、地面設(shè)施產(chǎn)生極大的危害。世界上許多產(chǎn)油國(guó)都非常重視油田地面系統(tǒng)的細(xì)菌控制問題，并投入相當(dāng)?shù)馁Y金和技術(shù)力量。如何有效、經(jīng)濟(jì)地殺除細(xì)菌是目前較為迫切的技術(shù)攻關(guān)方向。

　　給油田生產(chǎn)帶來嚴(yán)重危害的細(xì)菌主要有硫酸鹽還原菌（SRB）、腐生菌（TGB）和鐵細(xì)菌（IB），其中對(duì)油田地面系統(tǒng)危害最大的是SRB 。

　　SRB 廣泛存在于中性土壤、河水、海水、油井、港灣及銹層中，形狀為略帶彎曲的圓柱體，長(zhǎng)度約為2×10－6m，并長(zhǎng)有一根鞭毛。由于它依賴于硫酸鹽還原反應(yīng)而生存，所以人們稱它為硫酸鹽還原菌。該菌為典型的兼性嗜極菌代表，既可在3500米以下的油井中生存，也能在4000個(gè)大氣壓下生長(zhǎng)繁殖，并具有耐高溫能力。同時(shí)硫酸鹽還原菌也是一種厭氧細(xì)菌，它能在厭氧的環(huán)境下生成FeS，覆蓋于管壁等的表面，形成一種保護(hù)膜，這種膜易發(fā)生變質(zhì)而疏松、脫落進(jìn)入系統(tǒng)介質(zhì)中。另外該菌個(gè)體微小、繁殖迅速、數(shù)量巨大、代謝能力強(qiáng)速度快、易于突變，較其它生物更易適應(yīng)環(huán)境。

　　SRB 按氧化氫供體的能力和是否產(chǎn)生芽孢可分為二個(gè)菌屬：脫硫弧菌屬和芽孢梭菌屬。油田中最常見的、危害最大的是脫硫弧菌屬，只有少數(shù)情況是芽孢梭菌屬。脫硫弧菌（通稱為 SRB ）是固定生長(zhǎng)的細(xì)菌，通常情況下，它們主要附著在物體表面生長(zhǎng)，測(cè)定水樣中 SRB 含量?jī)H能粗略地表示細(xì)菌的存在情況，有可能在水體中SRB含量很低，但在管線某處表面卻已有大量的 SRB 生長(zhǎng)繁殖。所以一旦在流動(dòng)水中發(fā)現(xiàn)這種菌，不論數(shù)量多少，都認(rèn)為有潛在危險(xiǎn)，這就是注水指標(biāo)中SRB含量規(guī)定很低的原因。一般認(rèn)為當(dāng)介質(zhì)中SRB含量＞10個(gè)/ml時(shí)，表明系統(tǒng)中設(shè)備已受到SRB的腐蝕，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的控制措施。

　　據(jù)美國(guó)和西德科研機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：SRB腐蝕僅對(duì)油田礦場(chǎng)供水系統(tǒng)所造成的損失就達(dá) 7 億美元/年，對(duì)保持地層壓力系統(tǒng)和礦場(chǎng)污水處理系統(tǒng)造成的損失則更為嚴(yán)重?，F(xiàn)在有的油田進(jìn)入高含水開發(fā)后期，油田注、采水量的不斷增加，采出液含水率增高，給細(xì)菌在油田地面系統(tǒng)繁殖創(chuàng)造了有利條件，所以此類油田如何提高地面系統(tǒng)細(xì)菌控制技術(shù)更是迫在眉睫。　　油田地面系統(tǒng)中細(xì)菌分布現(xiàn)狀

　　為了弄清油田地面系統(tǒng)中細(xì)菌分布現(xiàn)狀，油田監(jiān)測(cè)部門分別檢測(cè)了二個(gè)聚合物配注系統(tǒng)，一個(gè)聚合物采出液地面處理系統(tǒng)，一個(gè)常規(guī)水驅(qū)采出液地面處理系統(tǒng)中各主要工藝段介質(zhì)中SRB、TGB、IB含量，以及部分油井和注水井井口介質(zhì)中SRB、TGB、IB含量，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果做了初步分析。

　　(1) 聚合物配注系統(tǒng)細(xì)菌分布

　　以前認(rèn)為水解聚丙烯酰胺是細(xì)菌的毒物，但近年來發(fā)現(xiàn)它的降解產(chǎn)物可作為細(xì)菌生命活動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，反過來營(yíng)養(yǎng)的消耗可促進(jìn)聚合物的降解。研究表明SRB和TGB不僅能在不加任何培養(yǎng)基成分的一定濃度的水解聚丙烯酰胺中大量生長(zhǎng)繁殖，而且能使溶液的粘度降低。在對(duì)大慶油田的監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，SRB和TGB在聚合物配注系統(tǒng)中大量繁殖。聚合物注入液中細(xì)菌不加以控制，不僅將大量細(xì)菌帶入地下，導(dǎo)致細(xì)菌危害問題，同時(shí)細(xì)菌對(duì)聚合物的降解將嚴(yán)重影響驅(qū)油效果。

　　(2) 采出液地面處理系統(tǒng)中細(xì)菌分布

　　SRB 的繁殖在地面系統(tǒng)中是比較嚴(yán)重的，隨著采出液或聚合物配制液在地面系統(tǒng)中停留時(shí)間的延長(zhǎng)， SRB 的含量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。

　　細(xì)菌對(duì)油田開發(fā)的危害

　　硫酸鹽還原菌對(duì)油田開發(fā)主要存在四個(gè)方面的危害：

　　1 、污染地層，影響開發(fā)效果

　　大量繁殖的硫酸鹽還原菌會(huì)引起回注污水中懸浮物含量及粒徑增大，造成地層堵塞，使得注水壓力逐年增加。

　　2 、生物腐蝕，增加改造負(fù)擔(dān)

　　在地面管線、設(shè)備及容器腐蝕中，微生物誘導(dǎo)腐蝕是引起腐蝕的主要因素之一，其中硫酸鹽的問題尤為突出。據(jù)有關(guān)資料分析，并非硫酸鹽還原菌本身使金屬腐蝕，而是細(xì)菌生命活動(dòng)的結(jié)果間接地對(duì)金屬電化學(xué)腐蝕過程產(chǎn)生的影響。

　　微生物對(duì)金屬腐蝕過程的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

① 代謝產(chǎn)物具有腐蝕作用。如硫酸、有機(jī)酸和硫化物；

② 改變環(huán)境介質(zhì)條件。如：pH值、溶解氧等；

③ 影響電極極化過程；

④ 破壞非金屬保護(hù)覆蓋層或緩蝕劑的穩(wěn)定性。

　　在缺氧條件下，金屬雖然難以發(fā)生吸氧腐蝕，但可進(jìn)行析氫腐蝕（電化學(xué)腐蝕中有氫氣放出）。因陰極上產(chǎn)生的原子態(tài)的氫未能及時(shí)變?yōu)闅錃馕龀?，而被吸附在陰極表面上，直接阻礙電極反應(yīng)的進(jìn)行，使腐蝕速度逐漸減慢。如果有硫酸鹽還原菌存在，硫酸鹽還原菌在其氫化酶的作用下，與水中硫酸根發(fā)生反應(yīng)，將水溶性的六價(jià)硫還原成二價(jià)硫，形成具有腐蝕性的不溶解的FeS；同時(shí)在厭氧環(huán)境下，還能將水溶性的硫酸根還原成硫化氫氣體。硫化氫對(duì)金屬設(shè)備及管線易形成腐蝕。據(jù)有關(guān)資料表明，硫酸鹽還原菌增大腐蝕速率大5倍以上。

　　 3 、破壞電場(chǎng)，影響脫水效果

　　硫酸鹽還原菌繁殖過多，使得硫化物（主要是硫化亞鐵）的產(chǎn)生機(jī)遇大大增強(qiáng)，該硫化物在聯(lián)合站電脫水器內(nèi)處于油水界面之間，破壞電場(chǎng)穩(wěn)定，導(dǎo)致脫水效果變差。

　　 4 、污染水質(zhì)，加大處理難度

　　硫酸鹽還原菌產(chǎn)生的FeS與硫酸鹽還原菌代謝產(chǎn)物一起構(gòu)成黑色生物粘物,對(duì)污水系統(tǒng)沉降及過濾工藝產(chǎn)生很大的影響,導(dǎo)致沉降罐淤泥過多、濾罐堵塞憋壓,注水水質(zhì)不合格。

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