细菌对管道的腐蚀及杀菌实验*

重庆科技学院

细菌对管道的腐蚀及杀菌实验*

李凤霞 王郑库 刘虹利 石 玲

重庆科技学院

在注采管网中细菌种类繁多，对设备能造成腐蚀的细菌有硫酸盐还原菌（SRB）、黏泥生成菌（TGB）、铁细菌、硫细菌等，其中腐蚀最严重、危害最大的是硫酸盐还原菌和腐生菌。目前油田使用的杀菌剂主要有氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、复合型杀菌剂、水不溶性杀菌剂、多功能杀菌剂5大类。实验筛选的T—S03杀菌剂杀菌效果好，当其加药浓度为80mg/L时，脱出水中硫酸盐还原菌及腐生菌几乎被完全杀除，同时其具有一定缓蚀性，适合现场应用。

细菌；管道腐蚀；采出液；杀菌；实验

在油田开发过程中，随地层水的采出和注入水中各种添加剂的加入，地层采出水和注入水中会形成适合细菌生长的环境，使得细菌大量的存在，对设备和管道造成腐蚀。为保护设备，防止事故发生，需要采取必要的杀菌措施，抑制细菌繁殖和生长，甚至消灭细菌，以保护采油和集输设备。

1 细菌腐蚀

在注采管网中细菌种类繁多，对设备能造成腐蚀的细菌有硫酸盐还原菌（SRB）、黏泥生成菌（TGB）、铁细菌、硫细菌等，其中腐蚀最严重、危害最大的是硫酸盐还原菌和腐生菌。

1.1 硫酸盐还原菌

硫酸盐还原菌腐蚀速度极快，孔蚀穿透速度大约为每年1.25～5.0mm。适宜硫酸盐还原菌生长的范围较广，最适宜生长的环境的pH值在6.5～7.5之间，其生长繁殖的温度因种类不同而略有差异，部分细菌适合在20～40℃之间生存，高于45℃便会停止生长，称为中温型菌；一些细菌适合在55～60℃的温度范围内生长，称为高温型菌。硫酸盐还原菌的腐蚀主要是由于氢化酶的作用，它能使硫酸盐还原菌利用在阴极区产生的氢将硫酸盐还原成硫化氢，从而在厌氧气电化学腐蚀过程中起到了阴极去极化剂的作用，加速金属的腐蚀。在厌氧条件下，硫酸盐还原菌可将污水中所含的硫酸盐还原成硫化氢，导致对注采管线和处理设备产生腐蚀，生成的腐蚀产物硫化亚铁会使水质变差，从而导致污水处理成本和难度增加。在注水管网中如将硫酸盐还原菌及硫化亚铁注入地层，会堵塞地层孔隙，造成储层损害。管网中的铁细菌和能够产生黏液的腐生菌达到一定数量后，将产生氧浓差电池，导致注水井腐蚀和堵塞，注水量降低。在无氧气中性反应的环境中，钢铁的腐蚀是极微弱的，因为这种环境对阴极去极化不利。

1.2 腐生菌

注采管网中存在大量腐生菌生长所需的物理条件和营养物质，因此腐生菌在油田注采管网中较为普遍，其主要存在于矿化度较低的待处理污水及清水和含油污水混注的注水井网系统中。当系统中的腐生菌数量大于102个/毫升时，便会对管道产生腐蚀性，此时便需要采取杀菌措施。在注水井网中由于清水含一定数量的溶解氧，而含油污水中含有机化合物，当含氧清水和含有机化合物的污水混合后，会导致矿化度降低，温度介于25～35℃之间，形成适宜腐生菌生长繁殖的条件。管网中的腐生菌大量繁殖将形成菌膜和悬浮物，从而堵塞污水管线、水处理设备和地层。

2 油井采出液水质分析

油井采出液中所含水和注入水成分复杂，对管道及设备腐蚀因素众多。对现场采集油田采出液中地层水及注入水的物理和化学性质进行分析，包括油井采出液水质分析和注入水水质分析，结果见表1。从水质分析结果可以看出，采出液水均为氯化钙水型，矿化度均较高，最高达100 000 mg/L以上；pH值均较低，在5.3左右，呈弱酸性；细菌含量很高，SRB高达1010～1011个/毫升；腐蚀速率较高。

表1 油田采出液水质分析结果

3 杀菌实验

油田采出液水质分析结果表明，采出液中细菌含量均较高，对管线腐蚀、地层堵塞存在潜在危害，尤其是硫酸盐还原菌和腐生菌，必须对其进行消灭或抑制。

3.1 杀菌剂筛选

目前油田使用的杀菌剂主要有氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、复合型杀菌剂、水不溶性杀菌剂、多功能杀菌剂5大类，鉴于各种杀菌剂在油田使用的广泛程度和成本，本次杀菌实验选取几种氧化型和非氧化型杀菌剂进行分析研究。

在水样中加入杀菌剂，使杀菌剂与水样中的细菌接触一定时间，然后用绝迹稀释法测定水样中的硫酸盐还原菌、腐生菌的含量。a井、b井、c井脱出水杀灭硫酸盐还原菌及腐生菌的实验结果显示，氧化型杀菌剂相对非氧化性杀菌剂而言，药剂投加量小，其中FF—SH02杀菌剂杀菌效果最佳，加药量为50mg/L时可将细菌全部杀死；非氧化型杀菌剂中FF—SH05杀菌效果最好，当其加药浓度为80 mg/L时可将细菌全部杀死。

3.2 杀菌剂腐蚀性能评价

室温条件下，加杀菌剂和不加杀菌剂的a井、b井、c井脱出水静态腐蚀率测定结果见表2。

表2 杀菌剂腐蚀实验结果

由表2可看出，加有氧化型杀菌剂的水样腐蚀速率均大于空白水样，都有一定腐蚀性，相对而言，加有非氧化型杀菌剂的水样有一定缓蚀性。由于氧化型杀菌剂具有一定腐蚀性，在其应用过程中应配合以缓蚀剂使用。

综合实验结果，选择T—S03杀菌剂为油田用杀菌剂，当其加药浓度为80mg/L时，脱出水中硫酸盐还原菌及腐生菌几乎被完全杀除。

4 结论

（1）采出液水均为氯化钙水型，矿化度均较高，最高达100 000mg/L以上；pH值均较低，在5.3左右，呈弱酸性；细菌含量很高，SRB高达1010～1011个/毫升；腐蚀速率较高。

（2）氧化型杀菌剂相对非氧化性杀菌剂而言，药剂投加量小，但腐蚀性较强，需要配合缓蚀剂使用。

（3）实验筛选的T—S03杀菌剂杀菌效果好，当其加药浓度为80mg/L时，脱出水中硫酸盐还原菌及腐生菌几乎被完全杀除，同时其具有一定缓蚀性，适合现场应用。

（栏目主持 杨 军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.013