細菌對管道的腐蝕及殺菌實驗*

重慶科技學院

細菌對管道的腐蝕及殺菌實驗*

李鳳霞 王鄭庫 劉虹利 石 玲

重慶科技學院

在注采管網中細菌種類繁多，對設備能造成腐蝕的細菌有硫酸鹽還原菌（SRB）、黏泥生成菌（TGB）、鐵細菌、硫細菌等，其中腐蝕最嚴重、危害最大的是硫酸鹽還原菌和腐生菌。目前油田使用的殺菌劑主要有氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑、復合型殺菌劑、水不溶性殺菌劑、多功能殺菌劑5大類。實驗篩選的T—S03殺菌劑殺菌效果好，當其加藥濃度為80mg/L時，脫出水中硫酸鹽還原菌及腐生菌幾乎被完全殺除，同時其具有一定緩蝕性，適合現場應用。

細菌；管道腐蝕；采出液；殺菌；實驗

在油田開發過程中，隨地層水的采出和注入水中各種添加劑的加入，地層采出水和注入水中會形成適合細菌生長的環境，使得細菌大量的存在，對設備和管道造成腐蝕。為保護設備，防止事故發生，需要采取必要的殺菌措施，抑制細菌繁殖和生長，甚至消滅細菌，以保護采油和集輸設備。

1 細菌腐蝕

在注采管網中細菌種類繁多，對設備能造成腐蝕的細菌有硫酸鹽還原菌（SRB）、黏泥生成菌（TGB）、鐵細菌、硫細菌等，其中腐蝕最嚴重、危害最大的是硫酸鹽還原菌和腐生菌。

1.1 硫酸鹽還原菌

硫酸鹽還原菌腐蝕速度極快，孔蝕穿透速度大約為每年1.25～5.0mm。適宜硫酸鹽還原菌生長的范圍較廣，最適宜生長的環境的pH值在6.5～7.5之間，其生長繁殖的溫度因種類不同而略有差異，部分細菌適合在20～40℃之間生存，高于45℃便會停止生長，稱為中溫型菌；一些細菌適合在55～60℃的溫度范圍內生長，稱為高溫型菌。硫酸鹽還原菌的腐蝕主要是由于氫化酶的作用，它能使硫酸鹽還原菌利用在陰極區產生的氫將硫酸鹽還原成硫化氫，從而在厭氧氣電化學腐蝕過程中起到了陰極去極化劑的作用，加速金屬的腐蝕。在厭氧條件下，硫酸鹽還原菌可將污水中所含的硫酸鹽還原成硫化氫，導致對注采管線和處理設備產生腐蝕，生成的腐蝕產物硫化亞鐵會使水質變差，從而導致污水處理成本和難度增加。在注水管網中如將硫酸鹽還原菌及硫化亞鐵注入地層，會堵塞地層孔隙，造成儲層損害。管網中的鐵細菌和能夠產生黏液的腐生菌達到一定數量后，將產生氧濃差電池，導致注水井腐蝕和堵塞，注水量降低。在無氧氣中性反應的環境中，鋼鐵的腐蝕是極微弱的，因為這種環境對陰極去極化不利。

1.2 腐生菌

注采管網中存在大量腐生菌生長所需的物理條件和營養物質，因此腐生菌在油田注采管網中較為普遍，其主要存在于礦化度較低的待處理污水及清水和含油污水混注的注水井網系統中。當系統中的腐生菌數量大于102個/毫升時，便會對管道產生腐蝕性，此時便需要采取殺菌措施。在注水井網中由于清水含一定數量的溶解氧，而含油污水中含有機化合物，當含氧清水和含有機化合物的污水混合后，會導致礦化度降低，溫度介于25～35℃之間，形成適宜腐生菌生長繁殖的條件。管網中的腐生菌大量繁殖將形成菌膜和懸浮物，從而堵塞污水管線、水處理設備和地層。

2 油井采出液水質分析

油井采出液中所含水和注入水成分復雜，對管道及設備腐蝕因素眾多。對現場采集油田采出液中地層水及注入水的物理和化學性質進行分析，包括油井采出液水質分析和注入水水質分析，結果見表1。從水質分析結果可以看出，采出液水均為氯化鈣水型，礦化度均較高，最高達100 000 mg/L以上；pH值均較低，在5.3左右，呈弱酸性；細菌含量很高，SRB高達1010～1011個/毫升；腐蝕速率較高。

表1 油田采出液水質分析結果

3 殺菌實驗

油田采出液水質分析結果表明，采出液中細菌含量均較高，對管線腐蝕、地層堵塞存在潛在危害，尤其是硫酸鹽還原菌和腐生菌，必須對其進行消滅或抑制。

3.1 殺菌劑篩選

目前油田使用的殺菌劑主要有氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑、復合型殺菌劑、水不溶性殺菌劑、多功能殺菌劑5大類，鑒于各種殺菌劑在油田使用的廣泛程度和成本，本次殺菌實驗選取幾種氧化型和非氧化型殺菌劑進行分析研究。

在水樣中加入殺菌劑，使殺菌劑與水樣中的細菌接觸一定時間，然后用絕跡稀釋法測定水樣中的硫酸鹽還原菌、腐生菌的含量。a井、b井、c井脫出水殺滅硫酸鹽還原菌及腐生菌的實驗結果顯示，氧化型殺菌劑相對非氧化性殺菌劑而言，藥劑投加量小，其中FF—SH02殺菌劑殺菌效果最佳，加藥量為50mg/L時可將細菌全部殺死；非氧化型殺菌劑中FF—SH05殺菌效果最好，當其加藥濃度為80 mg/L時可將細菌全部殺死。

3.2 殺菌劑腐蝕性能評價

室溫條件下，加殺菌劑和不加殺菌劑的a井、b井、c井脫出水靜態腐蝕率測定結果見表2。

表2 殺菌劑腐蝕實驗結果

由表2可看出，加有氧化型殺菌劑的水樣腐蝕速率均大于空白水樣，都有一定腐蝕性，相對而言，加有非氧化型殺菌劑的水樣有一定緩蝕性。由于氧化型殺菌劑具有一定腐蝕性，在其應用過程中應配合以緩蝕劑使用。

綜合實驗結果，選擇T—S03殺菌劑為油田用殺菌劑，當其加藥濃度為80mg/L時，脫出水中硫酸鹽還原菌及腐生菌幾乎被完全殺除。

4 結論

（1）采出液水均為氯化鈣水型，礦化度均較高，最高達100 000mg/L以上；pH值均較低，在5.3左右，呈弱酸性；細菌含量很高，SRB高達1010～1011個/毫升；腐蝕速率較高。

（2）氧化型殺菌劑相對非氧化性殺菌劑而言，藥劑投加量小，但腐蝕性較強，需要配合緩蝕劑使用。

（3）實驗篩選的T—S03殺菌劑殺菌效果好，當其加藥濃度為80mg/L時，脫出水中硫酸鹽還原菌及腐生菌幾乎被完全殺除，同時其具有一定緩蝕性，適合現場應用。

（欄目主持 楊 軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.013