油田用殺菌率檢測(cè)準(zhǔn)確度的研究

海 霞，劉 真，謝 翔

（中國石油長慶油田分公司西安長慶化工集團(tuán)有限公司，陜西西安 710021）

油田用殺菌劑[1]對(duì)污水中的硫酸鹽還原菌、腐生菌、鐵細(xì)菌有較強(qiáng)的抑制作用，防止菌落、菌群附著在管道和設(shè)備上，以免造成生物垢堵塞注水井管道和過濾器，引起設(shè)備和管道的腐蝕。

殺菌率是油田用殺菌劑的主要技術(shù)指標(biāo)，按照SY/T0532-93《油田注入水細(xì)菌分析方法絕跡稀釋法》和Q/SY49-2010《油田用殺菌劑技術(shù)要求》進(jìn)行室內(nèi)評(píng)價(jià)時(shí)，檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性較差，準(zhǔn)確度較低。本工作分析了實(shí)驗(yàn)操作過程中的影響因素，補(bǔ)充了實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)而提高殺菌率檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

選取同一地點(diǎn)的水樣，相同的實(shí)驗(yàn)溫度、加藥濃度、“絕跡稀釋法—三平行法”評(píng)價(jià)油田用殺菌劑殺菌率時(shí)，檢測(cè)結(jié)果差異大。

1.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀

按照中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0532-93《油田注入水細(xì)菌分析方法絕跡稀釋法》和中國石油天然氣集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY49-2010《油田用殺菌劑技術(shù)要求》規(guī)定的方法評(píng)價(jià)，統(tǒng)計(jì)整理大量日常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（見圖1）。

將圖1 與標(biāo)準(zhǔn)要求的技術(shù)指標(biāo)（見表1）作比較：硫酸鹽還原菌SRB、腐生菌TGB、鐵細(xì)菌FB 的殺菌率檢測(cè)結(jié)果重現(xiàn)性較差。

1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

結(jié)合油田用殺菌劑技術(shù)指標(biāo)及油田用殺菌劑平行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五要素分析造成殺菌率室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度較低的原因（見圖2）。

圖1 油田用殺菌劑平行實(shí)驗(yàn)

表1 殺菌率檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)

圖2 殺菌率室內(nèi)檢測(cè)準(zhǔn)確度原因分析

按照“人、機(jī)、料、法、環(huán)”要素分析法，找出影響殺菌率檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度低的主要原因是：（1）水樣的選取不準(zhǔn)確；（2）無菌注射器密封性不佳，即加藥量不精確；（3）培養(yǎng)基瓶數(shù)的不確定性，即細(xì)菌個(gè)數(shù)的計(jì)算不準(zhǔn)確。

2 結(jié)果與討論

為提高殺菌率室內(nèi)檢測(cè)準(zhǔn)確度，本工作從水樣的選取、加藥量、殺菌率結(jié)果計(jì)算三方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[2，3]。

2.1 水樣的選取

油田采出水中常見細(xì)菌對(duì)污水的水型、pH 值有一定要求，故為提高殺菌劑室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，需分析采油污水的水型。采用礦化度高、pH 偏堿性、溶解一定量的氣體、含有一定量的懸浮物和原油。為此，本工作對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水樣進(jìn)行了水型分析，結(jié)果（見表2）。

本工作選取的水樣為Na2SO4型，含有豐富的SO42-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-。這些離子均是硫酸鹽還原菌SRB、腐生菌TGB、鐵細(xì)菌FB 所需的無機(jī)鹽營養(yǎng)物質(zhì)；水樣pH 值為6，易于細(xì)菌的生長，保障細(xì)菌生長完全，各細(xì)菌的生長條件（見表3）。

2.2 加藥方式的改進(jìn)

“絕跡稀釋法”評(píng)價(jià)油田用殺菌劑時(shí)，需用無菌注射器逐級(jí)注入到測(cè)試瓶中進(jìn)行接種稀釋，在適宜的溫度下培養(yǎng)，根據(jù)細(xì)菌瓶的陰陽反應(yīng)和稀釋倍數(shù)，計(jì)算水樣中細(xì)菌的數(shù)目，進(jìn)而評(píng)價(jià)殺菌率的高低。

表2 水型分析

表3 細(xì)菌生長環(huán)境

原有實(shí)驗(yàn)是一個(gè)測(cè)試瓶，即一個(gè)培養(yǎng)基瓶，一支無菌注射器。實(shí)驗(yàn)全過程需要大量無菌注射器，不斷地更換注射器，影響了加藥量的準(zhǔn)確度。本工作采用“一組一支”注射器加藥。

采用“一組一支”的加藥方式，降低了無菌注射器的消耗，減緩了培養(yǎng)基的二次污染，提高了加藥量的準(zhǔn)確度，也提高了殺菌率檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性，以FB 殺菌率為例對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見圖3）。

圖3 不同加藥方式對(duì)比實(shí)驗(yàn)

2.3 測(cè)試瓶瓶數(shù)的確定

中國石油天然氣集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY49-2010《油田用殺菌劑技術(shù)要求》和中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0532-93《油田注入水細(xì)菌分析方法絕跡稀釋法》中僅提供了三平行、四平行、五平行管數(shù)最大可能的菌數(shù)，并未菌體規(guī)定SRB、TGB、FB 實(shí)驗(yàn)時(shí)所需的空白、加藥的測(cè)試瓶數(shù)。日常檢驗(yàn)中，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定培養(yǎng)基瓶數(shù)：硫酸鹽還原菌SRB 空白為12 個(gè)，加藥為6 個(gè)；腐生菌TGB 空白為8 個(gè)，加藥為4 個(gè)；鐵細(xì)菌FB 空白為5 個(gè)，加藥為3 個(gè)。當(dāng)水樣中細(xì)菌個(gè)數(shù)較多時(shí)，加藥的測(cè)試瓶易長滿，影響結(jié)果的判定。按照日常經(jīng)驗(yàn)值，以鐵細(xì)菌FB 為例，結(jié)果（見表4）。

表4 FB 細(xì)菌個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)（改進(jìn)前）

由表4 看出：空白測(cè)試瓶5 個(gè)，加藥測(cè)試瓶3 個(gè)，選用三平行檢驗(yàn)鐵細(xì)菌FB 的殺菌率時(shí)，加藥測(cè)試瓶全為陽性，即細(xì)菌長滿，不能判定細(xì)菌是否還會(huì)繼續(xù)生長?？瞻诇y(cè)試瓶1～4 號(hào)均為陽性，5 號(hào)三瓶中一瓶為陰性。僅一瓶為陰性，可能是實(shí)驗(yàn)誤差所致，也可能真實(shí)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，故可按指數(shù)332 或333 計(jì)算空白中細(xì)菌個(gè)數(shù)，相應(yīng)地殺菌率為98.7%或90%，兩組數(shù)據(jù)影響結(jié)果判斷。

經(jīng)反復(fù)論證后，確定最佳測(cè)試瓶瓶數(shù)：硫酸鹽還原菌SRB 空白測(cè)試瓶為12 個(gè)，加藥測(cè)試瓶為8 個(gè)；腐生菌TGB 空白測(cè)試瓶為10 個(gè)，加藥測(cè)試瓶為5 個(gè)；鐵細(xì)菌FB 空白測(cè)試瓶為8 個(gè)，加藥測(cè)試瓶為4 個(gè)。根據(jù)確定的測(cè)試瓶數(shù)，測(cè)定殺菌率，以FB 為例，結(jié)果（見表5）。對(duì)比表4 和表5，采用改進(jìn)后的測(cè)試瓶瓶數(shù)統(tǒng)計(jì)的細(xì)菌個(gè)數(shù)較為科學(xué)，保證了細(xì)菌生長完全，提高了檢驗(yàn)準(zhǔn)確度。

3 結(jié)論

本工作從實(shí)驗(yàn)方法及油田用殺菌劑的殺菌率的影響因素出發(fā)，按照中國石油天然氣集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油田用殺菌劑技術(shù)要求》Q/SY49-2010 和中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油田注入水細(xì)菌分析方法絕跡稀釋法》SY/T0532-93 提高殺菌率室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度（見圖4）。

表5 FB 細(xì)菌個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)（改進(jìn)后）

圖4 殺菌劑改進(jìn)前后殺菌率對(duì)比圖