微生物清防蠟劑對金屬腐蝕影響試驗(yàn)研究

周 慧，易紹金，張普智 (長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

微生物清防蠟劑對金屬腐蝕影響試驗(yàn)研究

周 慧，易紹金，張普智 (長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

微生物清防蠟菌劑在油井環(huán)型空間的投加是否會(huì)加重金屬材料的腐蝕，是人們普遍關(guān)注的問題。采用靜態(tài)掛片并結(jié)合碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法中平均腐蝕率的測定方式，評價(jià)微生物清防蠟菌劑對2種油田常用金屬材料的腐蝕影響。研究表明，微生物清防蠟菌劑對金屬材料腐蝕不僅沒有促進(jìn)作用，反而對金屬材料的腐蝕具有一定的緩蝕作用。

微生物清防蠟；金屬腐蝕；平均腐蝕率

近年來，微生物清防蠟技術(shù)在各大油田中的應(yīng)用越來越廣泛。該技術(shù)克服了傳統(tǒng)清防蠟技術(shù)的缺點(diǎn)，不會(huì)造成地層傷害和環(huán)境污染，可廣泛應(yīng)用于各種含蠟油井，是一種新型、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的油井清防蠟技術(shù)[1]。但是該技術(shù)在油田應(yīng)用中，微生物對金屬的腐蝕也是不容忽視的。研究表明，微生物腐蝕并不是其本身對金屬的侵蝕作用,而是微生物生命活動(dòng)的結(jié)果間接地對金屬腐蝕的電化學(xué)過程產(chǎn)生影響[2]。硫酸鹽還原菌(SRB)是微生物腐蝕的根源，其對鋼鐵產(chǎn)生腐蝕的作用機(jī)理主要是陰極氫去極化作用和硫化物促進(jìn)腐蝕作用[3]。微生物清防蠟菌劑是否會(huì)增加對金屬材料的腐蝕，是人們普遍關(guān)心的問題，這直接影響微生物清防蠟技術(shù)在油田的推廣應(yīng)用。為此，采用長慶油田現(xiàn)場采出液進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，分析微生物清防蠟菌劑對金屬材料腐蝕的影響。

1 試驗(yàn)部分

1.1試驗(yàn)用品和試驗(yàn)器材

1)試驗(yàn)用品 石油醚、丙酮、無水乙醇、檸檬酸三銨，以上藥品均為分析純；長慶油田現(xiàn)場采出液(每瓶200ml，每組設(shè)2個(gè)平行樣)，經(jīng)細(xì)菌瓶法測定[4]，采出液中硫酸鹽還原菌(SRB)含量為2.0×102個(gè)/ml；微生物清防蠟菌劑(含石油烴降解菌(HDB)1.1×108個(gè)/ml；反硝化菌(DNB) 1.3×106個(gè)/ml；硫酸鹽還原菌(SRB)0個(gè)/ml)。

2)試驗(yàn)器材 濾紙；干燥器；游標(biāo)卡尺；天平；生化培養(yǎng)箱；鑷子；廣口磨砂瓶；A3鋼片和N80鋼片(長方形，中間有一小孔；試片經(jīng)刨、磨工序使其表面光滑)。

1.2試驗(yàn)方法

將試片懸掛于試驗(yàn)介質(zhì)中，在一定溫度條件下作用一定時(shí)間后取出，根據(jù)試驗(yàn)前后試片的損失質(zhì)量計(jì)算平均腐蝕率，具體步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測量試片尺寸并計(jì)算其表面積。②用石油醚脫脂，再用無水乙醇清洗，取出試片用濾紙擦干，放于干燥器中4h后稱重，稱至0.1mg；③配制試片清洗液。稱取檸檬酸三銨10g，加入90ml蒸餾水使其溶解(使用時(shí)應(yīng)在水浴上將溶液加熱到60℃)。④掛片。掛片所用介質(zhì)是長慶油田現(xiàn)場采出水(實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)菌劑樣)，密閉厭氧(模擬油井環(huán)型空間厭氧環(huán)境)靜置10d，試驗(yàn)溫度分別為30℃和40℃。分別考察不投加和投加不同菌劑量情況下(0%、5%、10%、15%、20%)介質(zhì)的平均腐蝕率。⑤試驗(yàn)后掛片的處理。將試片取出，用濾紙輕輕擦去油污，用丙酮洗油后放于清洗液中1～5min(清洗時(shí)可用毛刷輕輕刷洗)。試片清洗后用蒸餾水沖洗，再用無水乙醇脫水并用濾紙擦干表面，將其存放于干燥器中4h后稱重。

1.3計(jì)算公式

式中，F(xiàn)為試片平均腐蝕率，mm/a；mgf、mhf分別試驗(yàn)前后試片質(zhì)量，g；S為試片表面積，cm2；tf為掛片時(shí)間，d；ρ為掛片的密度，g/cm3。

2 結(jié)果與討論

菌劑對A3、N80鋼片腐蝕速率的影響分別如圖1和圖2所示。從圖1和圖2可以看出，微生物清防蠟菌劑對不同金屬材質(zhì)的緩蝕程度因菌劑加量及溫度不同而異；金屬試片腐蝕速率隨溫度的增加而增加；隨菌劑加量的增加，金屬試片腐蝕速率呈下降趨勢，最后均低于0.076mm/a的標(biāo)準(zhǔn)要求[5]，表明微生物菌劑的投加對試片腐蝕具有一定緩蝕作用。這是因?yàn)槲⑸锴宸老灳鷦┲胁淮嬖赟RB，只是實(shí)驗(yàn)的環(huán)境介質(zhì)(采出液)中存在一定量的SRB，而微生物清防蠟菌劑中大量存在的DNB可以抑制SRB的生長及其對金屬材質(zhì)的腐蝕[6-9]。因此，隨著微生物清防蠟劑的投加，金屬試片的腐蝕速度有所緩解。

圖1 微生物清防蠟菌劑對A3鋼片腐蝕速率的影響 圖2 微生物清防蠟菌劑對N80鋼片腐蝕速率的影響

3 結(jié) 論

(1)在微生物清防蠟過程中，清防蠟菌劑不僅不會(huì)加重對金屬材料的腐蝕，反而對金屬腐蝕具有一定緩蝕作用。隨著微生物清防蠟菌劑量的增加，其對金屬材料的緩蝕效果越來越顯著。

(2)微生物清防蠟菌劑對不同金屬材質(zhì)的緩蝕程度因菌劑加量及溫度不同而異。

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2013-06-17

周慧(1987-)，女，碩士生，現(xiàn)主要從事石油與環(huán)境微生物方面的研究工作。

易紹金(1963-)，男，教授,現(xiàn)主要從事石油與環(huán)境微生物技術(shù)方面的教學(xué)與研究工作；E-mail：759531738@qq.com。

TE358.2

A

1673-1409(2013)26-0144-02

[編輯] 李啟棟