注水井口流量表內黑色黏稠物質分析

蔡 徇 葉 堅 張 雨 張 冰 大慶油田工程有限公司

注水井口流量表內黑色黏稠物質分析

蔡 徇 葉 堅 張 雨 張 冰 大慶油田工程有限公司

大慶油田采油五廠部分注水井出現井口流量表不準甚至停轉現象，經拆卸流量表后發現，其轉子部分被黑色黏稠物質堵塞，影響到注水流量表的正常使用。為此，對注水井口出現的黑色黏稠物質進行了取樣分析。分析結果表明，樣品中的主要元素為碳、氮、氧，同時鐵和硫元素含量高，表明有機物中含硫化亞鐵。結合細菌測試結果，分析注水井口黑色黏稠樣品為細菌形成的生物膜。

大慶油田；注水井口；流量表污染物；檢測；細菌

近年來，大慶油田采油五廠部分注水井井口在夏季時出現黑色黏稠物質，該物質黏附在注水井井口流量表處，導致流量表轉子部分被黑色黏稠物質堵塞，造成流量表不準甚至停止運行的現象，進而影響到注水流量的控制。為保證生產的平穩運行，對出現的黑色黏稠物質進行了分析研究。

1 樣品處理

（1）現場用潔凈的鑷子提取黑色黏稠物，如圖1所示，置于離心管中，并加入適量的蒸餾水。

圖1 注水井流量表內黏附的黑色黏稠物質

（2）離心管置于冷凍離心機轉子中，在25℃、5 000 r/min條件下離心10 min，連續3次加蒸餾水并離心洗去無機鹽等雜質，將離心清液收集到潔凈的瓶中，用于懸浮固體含量的測試。

（3）向離心管中加入適量無水乙醇脫水，在25℃、4 000 r/min條件下離心5 min，反復3次。

（4）向離心管中加入適量的石油醚除油，在25℃、3 000 r/min條件下離心5 min，直至離心清液變為淡黃色或接近無色。

（5）在離心管中加滿石油醚，密閉浸泡24 h后再反復浸泡至石油醚無色。

（6）將洗滌后的黑色黏稠物樣品轉移至燒杯或稱量瓶中，在70～80℃下烘干24 h，研磨成粉狀，裝入稱量瓶中，置于干燥器中保存。樣品進行能譜、電鏡和XRD測試。

2 室內分析

2.1 黑色黏稠物質常規檢測

現場提取采油五廠杏8-2-337注水井井口的黑色樣品，并對其進行了常規檢測分析，分別測試了黑色黏稠物質的含油量、含水率及硫化物含量等，測試結果見表1。常規項目測試結果顯示，黑色黏稠物質中硫化物含量（質量分數）極高，達到1 530×10-6，說明樣品中細菌代謝旺盛。

表1 黑色黏稠物質常規項目測試結果

2.2 細菌含量檢測

為了考察樣品中細菌是否大量滋生，室內應用絕跡稀釋法對黑色黏稠樣品的SRB、TGB、IB及細菌總量進行了測定，結果見表2。

表2 注水井流量表內黑色黏稠物質細菌含量測試結果

表2細菌總量測定結果顯示，黑色黏稠樣品中細菌含量高達1.504×109mL-1，因此可初步斷定現場所取的黑色黏稠樣品是由于細菌大量滋生后形成菌膜造成的。

2.3 黑色黏稠物質成分

為了進一步驗證黑色黏稠物質的成分，對室內處理后的黑色黏稠物樣品進行了成分分析，結果見表3、表4、表5。

表3 黑色黏稠樣品表面能譜掃描分析

表4 黑色黏稠樣品結晶物能譜掃描分析

表5 黑色黏稠樣品大顆粒能譜掃描分析

表3中表面能譜掃描結果顯示，黑色黏稠物碳含量高，并且含氮、磷、硫、鐵元素和常規的硅鋁酸鹽，碳含量高和含氮表明主要為有機物，含鐵高表明腐蝕產物很多。表4、表5掃描結果顯示，樣品中的主要元素為碳、氮、氧，表明為有機物，同時鐵和硫元素含量高，表明有機物中含硫化亞鐵，結合細菌測試結果，分析注水井口黑色黏稠樣品為細菌形成的生物膜。

3 成因分析

根據污染物成分分析結果初步認為，由于油田回注水中存在各種微生物[1]，如硫酸鹽還原菌（SRB）、腐生菌（TGB）、鐵細菌（IB）、硫細菌、酵母菌、藻類及原生動物等[2]，在注水過程中，游離于水中的部分微生物逐漸附著在設備壁上，隨著微生物的繁殖漸漸形成了以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團，伴隨著細菌的滋生，菌膠團逐漸增大。同時，菌膠團在形成過程中，黏附污水中的油珠和析出的礦物顆粒（如CaCO3、MgCO3等），使無機礦物成分逐漸凝集形成小的疏松絮狀體顆粒，隨著菌膠團的增大以及黏附的無機礦物成分的增加，最后小的絮狀體凝集形成較大的、結構致密的絮狀體。在實際生產中，由于流量、流速等因素的變化，部分附著于壁上的菌膠團形成的絮狀體被沖刷剝離進入流動的水體中，從而污染了水質，使水中的懸浮固體含量明顯升高[3]。但若菌膠團形成的絮狀體堵塞了流道（如井口流量表處），它也會在一定程度上起到對污水的過濾作用，這也是實際生產中部分注水井水質好于注水站出水的原因。

[1]袁曉娟，呂榮湖．幾種殺生劑的殺菌規律與作用機理探討[J]．安徽農業科學，2008，36（17）：7 425-7 426.

[2]周明．油田注入水中的細菌類型及危害[J]．海洋石油，2004，24（1）：36-40.

[3]孫雪娜，劉安芳，任弘一，等．油田水中有害微生物分析及防治[J]．大慶石油地質與開發，2006，25（S1）：107-112.

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.043

蔡徇：工程師，2013年畢業于吉林大學高分子化學與物理專業，從事油田化學劑研究工作。

2015-05-13

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