應用于錦16塊化學驅中殺菌劑的研究與應用

孫倩茹

中國石油遼河油田分公司鉆采工藝研究院，遼寧盤錦 124010

隨著全國大多數油田進入開發中后期，常規開采難度不斷增大，化學驅采油技術已進入大規模推廣應用階段。在化學驅過程中，現場一般采用軟化水或污水配制母液，水中細菌含量極高，而化學驅中的聚丙烯酰胺更是為細菌提供了養料[1]，硫酸鹽還原菌(SRB)、鐵細菌(FEB)、腐生菌(TGB)以及其他微生物大量繁殖，造成了化學驅中聚合物黏度下降，極大地影響化學驅效果[2]，同時還會引起設備、管線及其他金屬材料的嚴重腐蝕，并堵塞管道，損害油層，致使生產井產量下降，造成極大的經濟損失[3]。現場使用的物理殺菌效果很不理想，常規的化學殺菌劑殺菌效果雖然較好，但是與化學驅體系不配伍。因此，應用于化學驅的殺菌劑不但要對細菌有很好的殺滅效果，而且還不能對聚合物黏度和界面張力有負面影響[4-5]，否則將會影響化學驅的效果。

1 細菌情況分析

對錦16塊化學驅現場配制用水的細菌含量進行了測試，測試方法采用SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》中的絕跡稀釋法。實驗采用三平行，硫酸鹽還原菌、腐生菌采用五稀釋度，鐵細菌采用六稀釋度。具體結果見表1。

從表1可以看出，在配制用的污水中細菌含量極高，且隨著在管線中的不斷推進，細菌含量呈現出越來越高的趨勢。本文選用細菌含量最高的注入站污水進行殺菌劑實驗。

表1 錦16現場污水細菌含量 個·mL-1

2 殺菌劑的篩選

為了保持化學驅中的聚合物的黏度，以及保持表面活性劑的超低界面張力，并結合各類殺菌機理，摒除了氧化型殺菌劑，選擇非氧化型殺菌劑。通過改變細菌細胞膜滲透性來達到殺死細菌的目的，同時不降低聚合物黏度和不提高界面張力。進行大量實驗，初步確定了以黃原膠、吐溫80、四羥甲基硫酸磷、二硫氰基甲烷和戊二醛為主劑，并按照不同配比篩選出7種殺菌劑[6-7]。使用7種殺菌劑分別對注入站污水進行殺菌率測試，采用三平行，三稀釋度，三種濃度梯度進行殺菌效果評價，具體結果見表2。

從表2可看出，Ⅳ號殺菌劑用量為100 μg/g和Ⅵ號殺菌劑用量為150 μg/g時對污水中的細菌具有較好的殺滅效果，殺菌率超過99.99%，分別命名為ZC-Ⅳ型和ZC-Ⅵ型殺菌劑。

表2 殺菌劑殺菌效果

3 殺菌劑配伍性實驗

選擇殺菌效果較好的ZC-Ⅳ型和ZC-Ⅵ型殺菌劑進行聚合物配伍性實驗。

3.1 殺菌劑與聚合物的配伍性

聚合物母液濃度為4 800 μg/g，采用2∶1、1∶1、1∶2的比例用污水進行稀釋，殺菌劑用量分別為100，200，500 μg/g，測定殺菌劑加入前后聚合物黏度的變化，測試溫度為55 ℃。實驗結果見表3。加入殺菌劑后聚合物黏度基本沒有變化，殺菌劑與聚合物具有良好的配伍性。

表3 殺菌劑對聚合物黏度影響

3.2 殺菌劑的殺菌效果

采用注入站污水配置濃度為2 400 μg/g的聚合物溶液5份，分別加入25，50，100，150 μg/g的殺菌劑，同時預留1份空白樣，靜置2 d后測量聚合物溶液黏度，測定殺菌劑對消除細菌降解聚合物黏度的影響，實驗結果見表4。隨著殺菌劑加藥濃度的增加，2 d后聚合物的黏度先增加后平穩，說明細菌含量逐漸減少，細菌對聚合物黏度的影響逐漸消除[8]。

表4 殺菌劑對聚合物黏度恢復效果

進一步考察ZC-Ⅳ型和ZC-Ⅵ型殺菌劑對聚合物黏度的穩定性影響。

將注入站母液用注入站污水按1∶1比例稀釋，加入100 μg/g和150 μg/g的殺菌劑后，測量黏度穩定性，實驗溫度55 ℃，實驗結果見表5。

表5 殺菌劑對聚合物黏度穩定性影響

從表5可以看出，21 d后未經殺菌劑殺菌的聚合物溶液黏度已降低至25 mPa·s，而經過殺菌劑殺菌的聚合物溶液黏度仍在60 mPa·s以上，仍能很好地發揮驅油作用。ZC-Ⅳ型和ZC-Ⅵ型殺菌劑能夠消除細菌造成的聚合物黏損和穩定性下降的影響。

3.3 殺菌劑對界面張力影響實驗

選取ZC-Ⅳ型殺菌劑和ZC-Ⅵ型殺菌劑分別進行對界面張力影響實驗。表面活性劑用量為0.65%，殺菌劑用量分別采用100，150，500 μg/g，界面張力的測定采用旋轉滴法[9]，實驗溫度55 ℃，實驗結果見表6。

表6 殺菌劑對界面張力影響效果

從表6可以看出，加入不同濃度的殺菌劑后，溶液的界面張力變化很小，ZC-Ⅳ型和ZC-Ⅵ型殺菌劑與表面活性劑的配伍性良好。

4 結論

1)研制出ZC-Ⅳ型和ZC-Ⅵ型殺菌劑，可以有效地殺滅配制聚合物用污水中的硫酸鹽還原菌、鐵細菌、腐生菌，同時不影響聚合物的黏度和表面活性劑的界面張力，與化學驅體系具有良好的配伍性。

2)通過使用ZC-Ⅳ型和ZC-Ⅵ型殺菌劑，有效地防止了由細菌造成的聚合物穩定性下降，用量分別為100 μg/g和150 μg/g。加入殺菌劑濃度為2 400 μg/g的聚合物溶液21 d后黏度仍然可以達到60 mPa·s以上，能夠滿足化學驅的現場應用。