一种油田用水溶性胍类杀菌剂的合成

张明强，颜万鑫

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452）

目前常用于油田注入水系统的杀菌剂主要有季铵盐类杀菌剂、季磷盐类杀菌剂、胍类杀菌剂等[1]。季铵盐类杀菌剂虽然效果好，但容易使细菌产生耐药性而逐渐失效[2-4]。而季磷盐类杀菌剂生产工艺复杂、成本高且容易造成水体富营养化[5]。胍类杀菌剂具有高效、安全、无耐药性、环境友好等优点[3，6]，广泛用于食品加工、纺织行业、医疗卫生以及农业[7-8]。而用于油田的胍类杀菌剂品类较少，主要为聚六亚甲基胍类杀菌剂。其主要原因在于油田用杀菌剂要求具有较好的水溶性、配伍性和低成本，但大多数胍类杀菌剂的水溶性和配伍性较差[9]，且合成工艺复杂，毒性较大[10-11]。可见，开发更多的水溶性好、配伍性好、合成工艺简单、绿色环保的胍类杀菌剂，有利于油田细菌的控制，也有利于保护环境。本文使用简单的原材料合成了一种工艺简单、安全环保、水溶性好且对油田注入水中硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）和铁细菌（FB）均有较好杀灭效果的胍类杀菌剂。

1 实验部分

1.1 实验试剂

盐酸胍（工业级）；二乙烯三胺（分析纯）；冰乙酸（分析纯）。

1.2 实验仪器

恒温鼓风干燥箱；VERTEX70 型傅立叶变换红外光谱仪（Bruker）。

1.3 实验方法

1.3.1 杀菌剂的合成 盐酸胍和二乙烯三胺按比例（1.0∶1.0～3.0∶1.0）加入三口烧瓶中，在设定温度（80～150 ℃）下不断搅拌，反应一段时间（0.5～5.0 h）后，加入等量的蒸馏水，继续搅拌直到溶液澄清，停止加热，并加入乙酸调节pH 值（4～9）。

1.3.2 杀菌性能评价 杀菌性能测定参考中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》中的绝迹稀释法。

2 实验结果

2.1 反应物比例对杀菌效果的影响

不同比例的盐酸胍和二乙烯三胺的反应产物对南海某油田注入水的杀菌效果见图1。由图1 可以看出，随着盐酸胍的增加，反应产物的杀菌效果明显下降，当反应物比例在1.0∶1.5 到1.0∶2.0 时对三种细菌的杀菌效果较好，其中最佳比例在1.0∶1.5 附近。

图1 反应物比例对杀菌效果的影响

2.2 反应温度对杀菌效果的影响

反应温度对杀菌效果的影响见图2。由图2 可以看出，随着反应温度的提高，反应产物的杀菌效果先增加后下降，尤其是当温度大于130 ℃后，杀菌效果急剧下降。反应温度在100～120 ℃的反应产物杀菌效果保持较好，其中最佳反应温度是110 ℃。从反应的现象来看，随着反应温度的提高，反应产物变得黏稠，在水中溶解变得缓慢，说明反应温度对反应产物的结构有明显的影响，进而影响了杀菌效果。

图2 反应温度对杀菌效果的影响

2.3 反应时间对杀菌效果的影响

反应时间对杀菌效果的影响见图3。由图3 可以看出，反应时间大于3 h 会明显影响反应产物对SRB的杀菌效果。因此，最佳的反应时间为1～2 h。

图3 反应时间对杀菌效果的影响

2.4 pH 值对杀菌效果的影响

药剂的pH 值对杀菌效果的影响见图4。由图4 可以看出，药剂的pH 值不宜过高，最好控制在7 以下。结合目前油田现场对药剂pH 值的一般要求，最佳的pH 值控制在5～7。

图4 pH 值对杀菌效果的影响

2.5 加药浓度对杀菌效果的影响

加药浓度对杀菌效果的影响见图5。由图5 可以看出，该反应产物的加入量为40 mg/L 即可发挥较好的效果。

图5 加药浓度对杀菌效果的影响

3 结论

本文用盐酸胍和二乙烯三胺的合成产物进行了南海某油田注入水杀菌实验，探究了反应物比例、反应温度、反应时间、药剂pH 值和加药浓度对SRB、TGB、FB三种细菌杀菌效果的影响。结果表明：该合成产物作为杀菌剂最佳的反应条件为盐酸胍和二乙烯三胺的反应比例为1.0∶1.5，反应温度为110 ℃，反应时间为1 h，药剂的pH 值需调节到5～7，加药浓度为40 mg/L 即可发挥较好的效果。