?油田地面系統的細菌危害
2018-04-24 13:20:18
天緯化學
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在注水開發油田，采出液中的各種細菌會對油田地質開發、地面設施產生極大的危害。世界上許多產油國都非常重視油田地面系統的細菌控制問題，并投入相當的資金和技術力量。如何有效、經濟地殺除細菌是目前較為迫切的技術攻關方向。
給油田生產帶來嚴重危害的細菌主要有硫酸鹽還原菌（SRB）、腐生菌（TGB）和鐵細菌（IB），其中對油田地面系統危害最大的是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，長度約為2×10－6m，并長有一根鞭毛。由于它依賴于硫酸鹽還原反應而生存，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個大氣壓下生長繁殖，并具有耐高溫能力。同時硫酸鹽還原菌也是一種厭氧細菌，它能在厭氧的環境下生成FeS，覆蓋于管壁等的表面，形成一種保護膜，這種膜易發生變質而疏松、脫落進入系統介質中。 另外該菌個體微小、繁殖迅速、數量巨大、代謝能力強速度快、易于突變，較其它生物更易適應環境。
SRB 按氧化氫供體的能力和是否產生芽孢可分為二個菌屬：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，只有少數情況是芽孢梭菌屬。脫硫弧菌（通稱為 SRB ）是固定生長的細菌，通常情況下，它們主要附著在物體表面生長，測定水樣中 SRB 含量僅能粗略地表示細菌的存在情況，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 生長繁殖。所以一旦在流動水中發現這種菌，不論數量多少，都認為有潛在危險，這就是注水指標中SRB含量規定很低的原因。一般認為當介質中SRB含量＞10個/ml時，表明系統中設備已受到SRB的腐蝕，應及時采取相應的控制措施。
據美國和西德科研機構的統計數據表明：SRB腐蝕僅對油田礦場供水系統所造成的損失就達 7 億美元/年，對保持地層壓力系統和礦場污水處理系統造成的損失則更為嚴重。現在有的油田進入高含水開發后期，油田注、采水量的不斷增加，采出液含水率增高，給細菌在油田地面系統繁殖創造了有利條件，所以此類油田如何提高地面系統細菌控制技術更是迫在眉睫。 油田地面系統中細菌分布現狀
為了弄清油田地面系統中細菌分布現狀，油田監測部門分別檢測了二個聚合物配注系統，一個聚合物采出液地面處理系統，一個常規水驅采出液地面處理系統中各主要工藝段介質中SRB、TGB、IB含量，以及部分油井和注水井井口介質中SRB、TGB、IB含量，并對檢測結果做了初步分析。
(1) 聚合物配注系統細菌分布
以前認為水解聚丙烯酰胺是細菌的毒物，但近年來發現它的降解產物可作為細菌生命活動的營養物質，反過來營養的消耗可促進聚合物的降解。研究表明SRB和TGB不僅能在不加任何培養基成分的一定濃度的水解聚丙烯酰胺中大量生長繁殖，而且能使溶液的粘度降低。在對大慶油田的監測中發現，SRB和TGB在聚合物配注系統中大量繁殖。聚合物注入液中細菌不加以控制，不僅將大量細菌帶入地下，導致細菌危害問題，同時細菌對聚合物的降解將嚴重影響驅油效果。
(2) 采出液地面處理系統中細菌分布
SRB 的繁殖在地面系統中是比較嚴重的，隨著采出液或聚合物配制液在地面系統中停留時間的延長， SRB 的含量呈現逐漸增加的趨勢。
細菌對油田開發的危害
硫酸鹽還原菌對油田開發主要存在四個方面的危害：
1 、污染地層，影響開發效果
大量繁殖的硫酸鹽還原菌會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，增加改造負擔
在地面管線、設備及容器腐蝕中，微生物誘導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。據有關資料分析，并非硫酸鹽還原菌本身使金屬腐蝕，而是細菌生命活動的結果間接地對金屬電化學腐蝕過程產生的影響。
微生物對金屬腐蝕過程的影響主要體現在以下幾個方面：
① 代謝產物具有腐蝕作用。如硫酸、有機酸和硫化物；
② 改變環境介質條件。如：pH值、溶解氧等；
③ 影響電極極化過程；
④ 破壞非金屬保護覆蓋層或緩蝕劑的穩定性。
在缺氧條件下，金屬雖然難以發生吸氧腐蝕，但可進行析氫腐蝕（電化學腐蝕中有氫氣放出）。因陰極上產生的原子態的氫未能及時變為氫氣析出 ，而被吸附在陰極表面上，直接阻礙電極反應的進行，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，與水中硫酸根發生反應，將水溶性的六價硫還原成二價硫，形成具有腐蝕性的不溶解的FeS；同時在厭氧環境下，還能將水溶性的硫酸根還原成硫化氫氣體。硫化氫對金屬設備及管線易形成腐蝕。據有關資料表明，硫酸鹽還原菌增大腐蝕速率大5倍以上。
3 、破壞電場，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）的產生機遇大大增強，該硫化物在聯合站電脫水器內處于油水界面之間，破壞電場穩定，導致脫水效果變差。
4 、污染水質，加大處理難度
硫酸鹽還原菌產生的FeS與硫酸鹽還原菌代謝產物一起構成黑色生物粘物,對污水系統沉降及過濾工藝產生很大的影響,導致沉降罐淤泥過多、濾罐堵塞憋壓,注水水質不合格。
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