油田水中细菌监测标准方法的比较

马文衡 刘丽敏 王 永 徐超慧 赵淑华

中国石油华北油田分公司 采油工程研究院（河北 任丘 062552）

在油气生产系统中存在着硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）、铁细菌（IB）等菌类，对生产系统产生了较强的腐蚀、污染注水水质等不良影响。为了控制菌类的繁殖，常采用杀菌剂或其他物理方式灭菌，这些工作及效果分析需要进行细菌数量的测试。我国石油行业标准SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》 以及SY/T 0532-2012《油田注入水细菌分析方法 绝迹稀释法》中已经建立了细菌数量的分析方法[1，2]。1975 年，美国石油学会（API）出版了API RP 38《油田注入水细菌分析推荐作法》[3]，之后不断修订，到2004 年API 选择美国腐蚀工程师学会（NACE）的NACE 标准TM 0194-2004 作为其推荐标准，即《油气系统中细菌生长现场监测标准检验方法》[4,5]。通过对TM 0194-2004、SY/T 5329-2012 和SY/T 0532-2012 中的细菌现场监测方法的比较研究和试验，发现在取样方法、细菌培养、结果报告等方面的差异对分析结果有较大影响。

1 取样方法

1.1 有效取样是成功分析的基础

标准TM 0194-2004 中对取样做了专门规定，而且将浮游菌和固着菌分开取样，并指出在系统中的流动水中取样只能取得浮游菌的有效样而不能取得固着菌的；固着菌的试样要从取样试片上刮下或从滤料反洗水中取，也可以在清管器清管时取，或在管壁刮取粘附菌样。

在TM 0194-2004 标准中详细叙述了浮游菌的采样程序，包括采样频度，对取样瓶的要求，涉及取样中出现的各种问题的处理等。

SY/T 5329-2012 和SY/T 0532-2012 对固着菌和浮游菌均没有提出取样要求。

1.2 对取样方法的讨论

为使分析结果能说明系统的实际状况，所取样品的代表性至关重要。在油气系统中，危害生产较为严重的SRB 实际上是一种固着菌，按浮游菌特性采样不能真实反映系统中SRB 的实际生长情况。NACE TM 0194-2004 中规定SRB 采样按照固着菌方法进行。尽管该标准在采样上做出了相应的规定，但在这一标准中对固着菌的取样规定仍不够明确。例如，用挂片法测固着菌数量，挂片时间多长为宜，挂片面积与细菌数量的结果表示是怎样的等在文中并未叙述，仍然需要作进一步研究。如果取滤罐反洗水时，什么时间取样（开始、中间、结束）、什么样的反洗条件（一般水洗还是加清洗剂）等诸多问题也需要研究。

2 细菌培养

2.1 培养基的制备和接种

TM 0194-2004 给出测试瓶法。对人工配制培养基的条件给出明确要求，不同菌应用不同配方，对好氧菌和严格厌氧菌要在不同控氧条件下制备培养基和接种。培养基的盐的组分和浓度应与现场的水质接近，其浓度偏差在10%以内，还指出只有液体培养基适用于现场测试。详细叙述了材料配方和液体培养基的制备程序以及接种程序。

SY/T 5329-2012 和SY/T 0532-2012 给出了 测试瓶法，对不同菌种要求不同培养基，但无配方，没有SRB 培养基制备和接种时的环境（如惰性气体）条件要求，也无培养基盐份和盐浓度的要求，无培养瓶的制备程序。

2.2 细菌的培养与检测

TM 0194-2004 对各种菌要求在现场取样时记录的温度±5℃条件下培养。TGB 培养14 天，在1～14天内变色（或变浊）的记为“+”（阳性）。SRB 的培养如果在2h 内变黑应视为水样中硫化物引起的，不能计数。如果28 天后仅有1 瓶变黑应再培养。在新培养基内可培养7 天，但备份样仍需培养28 天。一般培养为28 天，变黑记为“+”。

SY/T 5329-2012 要求在现场水温±5℃内培养，7 天后读数。

SY/T 0532-2012 要求在35℃条件下培养，TGB培养7 天，红变黄或变浊为“+”；SRB 培养14 天，变黑为“+”；IB 培养7 天，变浊或红棕色沉淀为“+”。

2.3 对细菌培养的讨论

NACE TM 0194-2004 适用于油气系统的细菌现场测试，要求培养基与现场的相应条件尽可能一致。培养基配方至关重要，所以给出配方。

SY/T 5329-2012 和SY/T 0532-2012 中均无 细菌培养瓶的制备规定，既无培养基配方，也无制备规程，怎样保证培养瓶的质量值得注意。

关于被测系统的水中盐组分及其浓度对细菌测试结果的影响，国内目前尚未查到相关报导，但培养温度对其影响很大（表1）。

从表1 可以看出，温度对细菌生长影响很大，现场测试应以接近现场温度更合理。SY/T 0532-2012即使在实验室用35℃培养来评价杀菌剂，其结果也不能反映实际情况，给出的结果也是不对的。

关于培养时间几个标准都不一致。通过对5 个采油厂的14 个水样中SRB 的培养观察，结果表明，在适宜条件下，培养7 天进行计数可得最大菌数[6]。7 天能给出有效结果省时省力，最好。但相类似的国标对SRB 的培养时间要求仍为21 天[7,8]，对IB 的培养时间要求仍为14 天，所以培养时间为7 天是否可靠，应进行更深入试验研究。

3 结果报告

3.1 计数

TM 0194-2004 对于不同情况给出了不同的细菌培养方法和结果计数。简单的估计细菌数量范围可以采用一组序列稀释细菌测试瓶培养，即将一组培养基测试瓶编号按顺序排列，1mL 水样注入1 号瓶混均匀后抽取1mL 注入2 号瓶，混匀后再抽取1mL 注入3 号瓶，依次序稀释。培养后观察细菌情况，根据生长菌瓶序号报告细菌量估计值，如表2 所示。

单列培养瓶所报的估计值很粗，但标准认为油田也是可以接受的。作为推荐作法，应采用双平行序列稀释，即用两个平行序列培养组，同时接种并培养。统计“+”瓶号及菌数估计范围如表2 所示。

SY/T 5329-2012 也采用序列稀释法，细菌计数推荐采用三列重复法，也可以采用二列重复法。其统计计数如表3 所示（这里只列稀释法二列重复细菌计数表，例如，生长指标101 表示两列中1 号瓶中有一个“+”，2 号瓶中2 个“—”，3 号瓶中有一个“+”）。

SY/T 0532-2012 的细菌计数方法与SY/T5329-2012 基本相同，此处不再讨论。

表1 不同温度细菌培养结果比较表

表2 培养瓶细菌数估计值

表3 稀释法二列重复细菌计数表

3.2 关于结果报告的分析讨论

TM 0194-2004 的单序列培养瓶法细菌计数过于简单；双平行序列培养瓶法的统计表（表2）在实际操作中并非两列瓶的“+”号瓶数总是一致的，因此不实用。实际现场取样培养的结果更多的是SY/T 5329-2012 中的双平行序列稀释法，因此，给出的情况按表3（SY/T 5329-2012 中表4，表5）的统计细菌计数更为合理。对于SY/T 5329-2012 所推荐的三平行序列稀释法应视具体情况定。一般的水质检测二平行序列稀释法精度也能满足要求。对于TM 0194-2004 中提出的5 平行序列稀释，只有当要求较精确的测定时才宜选用。

4 结论

（1）对石油生产中水系统的细菌生长现场监测的国内行业标准与美国API 推荐的NACE 相同标准比较，后者更注重取样的现场条件和样品的代表性及准确性，因此，对取样要求更详细，特别提出了浮游菌和固着菌分别取样的要求。虽然固着菌取样程序尚需进一步研究完善，但要求是符合实际的。

（2）培养基接种和培养条件是细菌培养的关键内容。API 推荐的NACE 标准和对TGB、SRB 都给出了相关的培养基配方、接种和培养操作规程，可以保证培养基的质量。这种作法与我国的相关国标一致。前述两个行业标准无培养基配方，也没有培养瓶的制作要求和操作规程。使用单位不知道或无法检查培养瓶是否为合格产品，给质量控制增加了难度。培养时间一律为7 天是否科学，有待进一步研究。

（3）采样操作应以TM 0194-2004 为基础，完善固着菌的采样规程。培养基的配方和培养瓶制备要求可参照TM 0194－2004 以及相关的我国国家标准在行业标准中给出。细菌和培养条件是接近现场的实际情况。结果报告应主要参照SY/T 5329-2012 的规定执行，一般采用二平行序列稀释法就可以满足油田监测要求，要求较精确的可采用稀释三平行或四平行等序列。

[1]SY/T5329-2012 碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法[S].

[2]SY/T0532-2012 油田注入水细菌分析方法 绝迹稀释法[S].

[3]API RP38 Recommended Practice for Biological Analysis of Waterflood injection Waters[S].

[4]NACE TM 0194-2004 Field Monitoring of Bacterial Growth in Oil and Gas Systems[S].

[5]SY/T5523-2006 油田水分析方法[S].

[6]贾翠英,于亚兰.油田注入水中硫酸盐还原菌计数的最佳生长期[J].微生物学通报,1995(3)：158-159.

[7]GB/T 14643.5-2009 工业循环冷却水中菌藻的测定方法第5 部分硫酸盐还原菌的测定MPN 法[S].

[8]GB/T 14643.6-2009 工业循环冷却水中菌藻的测定方法第6 部分铁细菌测定MPN 法[S].