某油田注水管网细菌腐蚀及防护技术

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某油田注水管网细菌腐蚀及防护技术
刘海龙大庆油田质量安全环保监督评价中心黑龙江大庆163453
摘要：简述了某油田回注污水腐生菌(TGB)、铁细菌(IB)和硫酸盐还原菌(SRB)含量较高，使注 水水质变差；因细菌作用而导致污水回注管网被腐蚀泄漏，造成环境污染。

为防止污水回注管网被细菌腐蚀，对目前杀菌技术进行了分析，并提出解决方案。

关键词：腐蚀；杀菌；二氧化氯；环保
1管网腐蚀的细菌作用机理
细菌腐蚀是细菌通过其生命活动直接或通过其代谢产物间接影响金属材料腐蚀的过程。

据统计，50%以上的地下管线腐蚀由细菌引起。

在油田开采中，油田水、回注水及污水中的有机物质为细菌提供了适宜的生存空间和养分，细菌在其中大量繁殖，腐生菌(TGB)、铁细菌(IB)以及硫酸盐还原菌（SRB)是油田污水中危害最大的三种细菌，过高的细菌含量会侵蚀注水管网和阻塞地层，引起油气集输和污水系统的泄漏。

研究表明，T G B含量大于102个/m L时，对管网有较严重腐蚀性；丨B和T G B的氧浓差电 池效应，会加剧管网腐蚀和堵塞；S R B将污水中的硫酸盐转化为H2S，腐蚀管网。

在污水回注 前对污水进行杀菌处理，有利于防止TGB、IB 和S R B对管网的腐蚀破坏，有利于延长管网使用寿命，可以起到预防管网的腐蚀泄漏，保障 输油安全。

2某油田污水杀菌技术现状及问题
某油田水处理站杀菌技术主要有3种：紫外 线、常规杀菌剂和有机高浓杀菌剂。

2.1紫外线杀菌率现状
在某油田F1污水处理站水泵紫外线杀菌装置的前端来水、站内处理水输送管线处和注入井井场分别设一个取样点，采用《碎肩岩油藏注水水质指标及分析方法》（SY/T5329-2012) 3次重复 法对取样污水进行化验，确定杀菌效果。

化验结 果显示，通过紫外线杀菌后SR B含量由前端来水 的6X104个/m L降为2.5个/mL,说明该工艺实现 了杀菌效果。

但通过注入井现场4个采样点的污 水样化验结果来看（分别为5.6X104个/mL、4.0 X 1〇4个/m L、3.2X 104 个/mL和 2.8X 1〇4 个/mL),单位污水中含菌量有大幅度回升。

2.2 常规杀菌剂杀菌率现状
目前现场采用常规杀菌剂浓度为50〜 200mg/L,此处选择较大浓度200mg/L LDS-1实 验，分别测量了前端来水、站内处理水输送管线处和注入井井场的污水含菌量。

经过杀菌剂杀菌后，污水含菌量由6.5X104个/m L降为3.4 个/mL，但与采用紫外线结果相似，在注水井现场测试的数据显示，菌含量回升较明显，分别 为 5.5X104个/mL、2.3X104个/mL、2.0X104个 /mL 和 1.7X 1〇4个/mL。

2.3高浓杀菌剂杀菌率调查
采用含量为25mg/L炼化有机高浓杀菌剂( 1227),采样点和测试方法与前述相同。

测试 结果显示，污水站内经高浓度杀菌剂处理后，含菌量大幅度降低，由11X104个/m L降为90个 /mL，在现场井口出测得的结果分别为2.5X104个/mL、0.6X104个/mL、0.09X104个/mL 和 0.2 X104个/mL。

上述结果表明，无论是紫外线还是药剂处理，污水的含菌量大幅降低，在污水处理站内均表现出良好的杀菌效果。

但由于紫外线或杀菌药剂均缺乏杀菌作用的持久性，致使输送污水至井口过程中细菌含量再次升高，细菌造成的管网腐蚀问题和阻塞问题仍得不到根本解决。

3 二氧化氯杀菌技术
3.1 二氧化氯杀菌优点
二氧化氯是一种强氧化剂，除具有消毒杀菌作用外，也具有防腐抗霉、保鲜除臭及漂白等多种性能，用途十分广泛，早期常被用于饮用水、煤矿和电厂废水处理中，是一种常用消毒杀菌剂。

在消毒杀菌剂时，常表现为对温度
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不敏感，冷热状态下杀菌能力基本不变；对酸 碱度不敏感，在p H值2〜10之间，均能高效杀菌，目前广泛应用于石油化工行业。

3.2 杀菌效果实验
目前，二氧化氯制备技术主要有正压和负压法两种。

本实验拟采用两种方法分别进行污水处理杀菌实验，其中正压法采用盐酸和亚氯酸钠，两种药剂1:1比例化合而成，加药浓度140mg/L;负压法采用盐酸和氯酸钠，两种药剂 3:1比例化合而成，加药浓度为120mg/L。

二氧 化氯投加点设置在污水缓冲罐前端，通过反应信息处理器和自动反应投加系统对投加量予以控制，控制加药流程见图1。

为了便于对比2种 方法杀菌效果，在污水罐出口、注水泵和半径5k m内的3 口注入井口处分别取样，化验其残留 细菌量。

二氧化氯降菌效果见表1。

纖液（3W),
I瞧液（27瓜
(I M理器.
反应投..
加系统‘
且
污水缓神罐,
M计t t t系统.
图1控制加药流程图
表1二氧化氯降菌效果表
取样点
S R B(个/m L)T G B(个/m L)I B(个/m L)
正压法负压法正压法负压法正压法负压法污水罐出口 1.3X1〇31.4X103 1.3X1〇2 1.5X1〇2 1.1 X1〇4 1.5X104注水泵处000000
实验井1#6.0X10°06.0X10106.0X1〇20
实验井2#2.5X10'02.5X1〇200.9X1〇40
实验井3 *6.0X10°02.5X1〇20.3X10°1.0X1〇40
由表1的数据看，在注水泵处SRB、TGB和IB 数量均为0，说明二氧化氯对SRB、TGB和IB的杀 菌效果好，但从半径5k m内的注入井井口获得的数 据来看，采用正压法时3 口井注入水的SRB、TGB 和IB数量均有回升，具体为TGB和I B回升较大，而SRB回升较小。

相比正压法，负压法除TGB在实 验井3 #处略有回升外，其他均未发现回升。

因此，认为负压法更适合在该污水处理站的现场使用。

3.3 吨水成本分析
对采用正压法和负压法二氧化氯与常规杀菌剂和炼化有机高浓杀菌剂杀菌技术效果进行了对比，杀菌剂效果及成本对比表见表2。

从杀菌性能上来看，常规和高浓药剂初期杀菌效果较好，后期细菌含量有较大回升，现场存在一定的不适应性。

正压法对S R B效果好、对TGB 和I B初期灭杀较好，但后期细菌含量回升较大；负压法对SRB、TGB和IB灭杀接近100%, 污水输送至井场后也无回升，适应性强。

从吨 水成本来看，局浓杀菌剂1.60兀/t最高，常规杀 菌剂次之，而二氧化氯最低。

这主要是因为二氧化氯制备的原料成本较低，即使其加药浓度较高、药剂量需求较大，成本也低于其他杀菌剂。

综合考虑性能和成本因素，认为污水处理站宜采用负压法二氧化氯技术杀菌。

对经过二
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矣合4W ■也
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氧化氯杀菌污水进行了悬挂腐蚀挂片实验，结 藏注水水质指标及分析方法》（SY/T 5329-2012) 果显示腐蚀速度为0.056mm /a ,满足《碎肩岩油
中平均腐蚀率0.076mm /a 的规定。

表2
杀菌剂效果及成本对比
杀菌剂名称类别杀菌剂浓度（mg /L )
成本（元/t )
效果
常规杀菌剂-500.35初期杀菌效果较好，后期细菌含量有较大回
高浓杀菌剂
-25 1.60升
二氧化氯
正压法
140
0.29对S R B 效果好，对T G B 和I B 初期灭杀较 好，后期细菌含量回升较大
负压法
120
0.21
对SRB 、T G B 和丨B 灭杀接近100%
4 结论
(1)
紫外线、常规杀菌剂和有机高浓杀菌
剂杀菌效果持久性差，使管网腐蚀欠缺有效控 制；二氧化氯杀菌技术对TGB 、I B 和S R B 能完 全去除，注入井场测试表明其杀菌持久性好。

(2)
通过杀菌性能和成本对比，认为负压
法最适合某油田污水处理站的现场使用，满足
标准要求的低于0.076mm /a 管网腐蚀速率要求。

□
参考文献
[1]汤秋华.金属材料的微生物腐蚀与防护研究进展
[J ].世界有色金属，2018(16): 239-240.
陈坤.浅谈吐哈油田含油污水中细菌的处理技术 [J ].中国石油和化工标准与质量，2012, 33(13): 267.
[3]李凤霞，王郑库，刘虹利，石玲.细菌对管道的
腐蚀及杀菌实验[J ].油气田地面工程，2014,
33(9): 22-23.[4]
唐歌.输油管网运行的风险因素与完整性管理对
策研宄[J ].中国石油和化工标准与质量，2017, 37(17): 41-42.
[5] 赵颜平.油田杀菌工艺现状及ETE 物理杀菌工艺
研宄[J ].化工管理，2018(34): 51-52.[6]
高胜华.杀菌剂室内空白菌量检测方法研究[J ].
石油工业技术监督，2017, 33(7): 42-45.[7]
董圣波.紫外线杀菌技术在油田水质处理中的应
用[J ].化学工程与装备，2017(10): 135-136.[8]
童志勇.活性氧杀菌剂的制备与性能评价及在水
处理中的应用研宄[D ].北京化工大学，2005.[9] 宋悦.关于二氧化氯处理饮用水的可行性思考[J ].
绿色环保建材，2020(3): 11-12.
[10] 马荣.二氧化氯杀菌技术在油田回注水处理中的
应用效果[J ].油气田地面工程，2016，35(6): 88-89.
[11] 安云飞.双河集输系统腐蚀机理及防护技术研宄
[D ].西安石油大学，2016.
南非一炼油厂发生爆炸致2死7伤
据新华社开普敦7月2日电，南非开普敦一 家炼油厂2020年7月2日凌晨发生爆炸，己导 致2人死亡、7人受伤。

这家炼油厂位于开普敦米尔纳顿地区，是 南非第三大炼油厂。

炼油厂所属公司在一份声
明中说，爆炸发生在当地时间凌晨4时左右，公 司随即启动了应急机制。

目前爆炸引发的大火 己被控制。

当地政府部门说，爆炸没有造成空气污 染，也未对附近居民构成威胁。

事故原因正在 调查中。

https://new /internationalgd/10000166/20200 703/3 843 5 93 9.htm l
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