微生物清防蠟劑對金屬腐蝕影響試驗研究

周 慧，易紹金，張普智 (長江大學化學與環境工程學院，湖北 荊州 434023)

微生物清防蠟劑對金屬腐蝕影響試驗研究

周 慧，易紹金，張普智 (長江大學化學與環境工程學院，湖北 荊州 434023)

微生物清防蠟菌劑在油井環型空間的投加是否會加重金屬材料的腐蝕，是人們普遍關注的問題。采用靜態掛片并結合碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法中平均腐蝕率的測定方式，評價微生物清防蠟菌劑對2種油田常用金屬材料的腐蝕影響。研究表明，微生物清防蠟菌劑對金屬材料腐蝕不僅沒有促進作用，反而對金屬材料的腐蝕具有一定的緩蝕作用。

微生物清防蠟；金屬腐蝕；平均腐蝕率

近年來，微生物清防蠟技術在各大油田中的應用越來越廣泛。該技術克服了傳統清防蠟技術的缺點，不會造成地層傷害和環境污染，可廣泛應用于各種含蠟油井，是一種新型、經濟、環保的油井清防蠟技術[1]。但是該技術在油田應用中，微生物對金屬的腐蝕也是不容忽視的。研究表明，微生物腐蝕并不是其本身對金屬的侵蝕作用,而是微生物生命活動的結果間接地對金屬腐蝕的電化學過程產生影響[2]。硫酸鹽還原菌(SRB)是微生物腐蝕的根源，其對鋼鐵產生腐蝕的作用機理主要是陰極氫去極化作用和硫化物促進腐蝕作用[3]。微生物清防蠟菌劑是否會增加對金屬材料的腐蝕，是人們普遍關心的問題，這直接影響微生物清防蠟技術在油田的推廣應用。為此，采用長慶油田現場采出液進行室內試驗，分析微生物清防蠟菌劑對金屬材料腐蝕的影響。

1 試驗部分

1.1試驗用品和試驗器材

1)試驗用品 石油醚、丙酮、無水乙醇、檸檬酸三銨，以上藥品均為分析純；長慶油田現場采出液(每瓶200ml，每組設2個平行樣)，經細菌瓶法測定[4]，采出液中硫酸鹽還原菌(SRB)含量為2.0×102個/ml；微生物清防蠟菌劑(含石油烴降解菌(HDB)1.1×108個/ml；反硝化菌(DNB) 1.3×106個/ml；硫酸鹽還原菌(SRB)0個/ml)。

2)試驗器材 濾紙；干燥器；游標卡尺；天平；生化培養箱；鑷子；廣口磨砂瓶；A3鋼片和N80鋼片(長方形，中間有一小孔；試片經刨、磨工序使其表面光滑)。

1.2試驗方法

將試片懸掛于試驗介質中，在一定溫度條件下作用一定時間后取出，根據試驗前后試片的損失質量計算平均腐蝕率，具體步驟如下：①用游標卡尺測量試片尺寸并計算其表面積。②用石油醚脫脂，再用無水乙醇清洗，取出試片用濾紙擦干，放于干燥器中4h后稱重，稱至0.1mg；③配制試片清洗液。稱取檸檬酸三銨10g，加入90ml蒸餾水使其溶解(使用時應在水浴上將溶液加熱到60℃)。④掛片。掛片所用介質是長慶油田現場采出水(實驗室培養菌劑樣)，密閉厭氧(模擬油井環型空間厭氧環境)靜置10d，試驗溫度分別為30℃和40℃。分別考察不投加和投加不同菌劑量情況下(0%、5%、10%、15%、20%)介質的平均腐蝕率。⑤試驗后掛片的處理。將試片取出，用濾紙輕輕擦去油污，用丙酮洗油后放于清洗液中1～5min(清洗時可用毛刷輕輕刷洗)。試片清洗后用蒸餾水沖洗，再用無水乙醇脫水并用濾紙擦干表面，將其存放于干燥器中4h后稱重。

1.3計算公式

式中，F為試片平均腐蝕率，mm/a；mgf、mhf分別試驗前后試片質量，g；S為試片表面積，cm2；tf為掛片時間，d；ρ為掛片的密度，g/cm3。

2 結果與討論

菌劑對A3、N80鋼片腐蝕速率的影響分別如圖1和圖2所示。從圖1和圖2可以看出，微生物清防蠟菌劑對不同金屬材質的緩蝕程度因菌劑加量及溫度不同而異；金屬試片腐蝕速率隨溫度的增加而增加；隨菌劑加量的增加，金屬試片腐蝕速率呈下降趨勢，最后均低于0.076mm/a的標準要求[5]，表明微生物菌劑的投加對試片腐蝕具有一定緩蝕作用。這是因為微生物清防蠟菌劑中不存在SRB，只是實驗的環境介質(采出液)中存在一定量的SRB，而微生物清防蠟菌劑中大量存在的DNB可以抑制SRB的生長及其對金屬材質的腐蝕[6-9]。因此，隨著微生物清防蠟劑的投加，金屬試片的腐蝕速度有所緩解。

圖1 微生物清防蠟菌劑對A3鋼片腐蝕速率的影響 圖2 微生物清防蠟菌劑對N80鋼片腐蝕速率的影響

3 結 論

(1)在微生物清防蠟過程中，清防蠟菌劑不僅不會加重對金屬材料的腐蝕，反而對金屬腐蝕具有一定緩蝕作用。隨著微生物清防蠟菌劑量的增加，其對金屬材料的緩蝕效果越來越顯著。

(2)微生物清防蠟菌劑對不同金屬材質的緩蝕程度因菌劑加量及溫度不同而異。

[1]石勇，姜蘭，雷琦，等.微生物清防蠟技術的研究與應用[J].化學工業與工程技術，2009,30(1)：17-20.

[2]尹寶俊，趙文軫，史交齊.金屬微生物腐蝕的研究[J].四川化工，2004,7(1)：20-32.

[3]李迎霞，弓愛軍.硫酸鹽還原菌微生物腐蝕的研究進展[J].全面腐蝕控制，2005,19(1)：30-33.

[4]易紹金，熊漢輝.細菌瓶法用于黃原膠降解菌菌數測定[J].油田化學，2005,22(2)：192-194.

[5]SY/T5329-2012，碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法[S].

[6]郎序菲，邱麗娜，弓愛軍，等.微生物腐蝕及防腐技術的研究現狀[J].全面腐蝕控制，2009,23(10)：19-22.

[7]譚燕，程杰成，屈睿，等.油井采出液中硝酸鹽還原菌的分離培養及對硫酸鹽還原的抑制[J].應用與環境生物學報，2007，13(3)：390-394.

[8]董慧明.油田硫酸鹽還原菌的生物控制技術研究[D].大連：遼寧師范大學,2007.

[9]陳野，劉貴昌.硫酸鹽還原茵腐蝕的防治方法及其研究進展[J].腐蝕與防護，2004，25(3)：102-104.

2013-06-17

周慧(1987-)，女，碩士生，現主要從事石油與環境微生物方面的研究工作。

易紹金(1963-)，男，教授,現主要從事石油與環境微生物技術方面的教學與研究工作；E-mail：759531738@qq.com。

TE358.2

A

1673-1409(2013)26-0144-02

[編輯] 李啟棟