海上采油平臺(tái)新型殺菌劑的評(píng)選方法及應(yīng)用探索

董寶柱

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司 天津 300452)

0 引 言

硫酸鹽還原菌(Sulfate-reducing bacteria，簡(jiǎn)稱SRB)的含量是油田注水水質(zhì)要求控制的重要指標(biāo)之一，同時(shí)SRB 細(xì)菌的控制也是一項(xiàng)復(fù)雜而長(zhǎng)期的工作[1]。SRB 最難控制，危害也最大。SRB 可將水中的硫酸鹽還原為硫化氫，可使局部區(qū)域的pH 值下降到4 以下，導(dǎo)致低碳鋼、低合金鋼、鎳合金、奧氏體不銹鋼、銅合金鋼產(chǎn)生嚴(yán)重的點(diǎn)蝕，并形成黑色的鐵硫化合物[2]。在油田開發(fā)的中后期采出的油中含有很大比例的水，其中往往有較多的SRB，SRB 的繁殖會(huì)使水發(fā)黑，并引起很嚴(yán)重的點(diǎn)蝕，點(diǎn)蝕深度有時(shí)可達(dá)l0 mm 以上。SRB 不僅會(huì)造成管線腐蝕穿孔，而且還會(huì)促進(jìn)其他細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生大量的生物黏泥，引起地層和管道的堵塞，給石油生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。與此同時(shí)，它的生命活動(dòng)產(chǎn)生的硫化物和硫化氫不僅惡化了環(huán)境，也直接危及人類健康。

隨著海洋石油工業(yè)的發(fā)展，對(duì)注水水質(zhì)控制的要求越來(lái)越高，各大油田對(duì)SRB 的控制也日益重視。采油平臺(tái)生產(chǎn)過(guò)程中SRB 嚴(yán)重影響注水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，同時(shí)由它產(chǎn)生的硫化氫腐蝕設(shè)備更是對(duì)流程設(shè)備構(gòu)成了較為嚴(yán)重的威脅[3]。殺菌劑就是為了防止海洋平臺(tái)流程中產(chǎn)生的SRB 而在平臺(tái)上使用的特定處理藥劑。海上某采油平臺(tái)通過(guò)評(píng)選藥劑試驗(yàn)，確定適用于油田的新型殺菌劑替換對(duì)SRB 已產(chǎn)生耐藥性的殺菌劑，在依托原有加注設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行了殺菌劑現(xiàn)場(chǎng)評(píng)選試驗(yàn)工作，SRB 得到了有效控制。

某海上采油平臺(tái)目前所使用的殺菌劑BHS-29能夠在一定程度上控制流程細(xì)菌的生長(zhǎng)，但未達(dá)到平臺(tái)要求，無(wú)法將注水中細(xì)菌含量控制在0 以下，為使現(xiàn)場(chǎng)注水水質(zhì)達(dá)到指標(biāo)要求，需要對(duì)目前使用的殺菌劑BHS-29 進(jìn)行優(yōu)化換型。針對(duì)此問(wèn)題，油田技術(shù)人員在平臺(tái)開展了大量評(píng)價(jià)工作，篩選出了效果較好的殺菌劑BHS-37，該藥劑既可殺菌又不影響原油系統(tǒng)處理效果[4]。為了驗(yàn)證殺菌劑BHS-37 在現(xiàn)場(chǎng)流程中的實(shí)際效果，開展了大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。

1 監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及方法

1.1 監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)驗(yàn)參照《殺菌劑性能評(píng)定方法》《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》進(jìn)行[5]。

1.2 監(jiān)測(cè)方法

采用絕跡稀釋法，將欲測(cè)定的水樣用無(wú)菌注射器逐級(jí)注入到測(cè)試瓶中進(jìn)行接種稀釋，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的培養(yǎng)后，根據(jù)細(xì)菌瓶陽(yáng)性反應(yīng)和稀釋倍數(shù)測(cè)定水樣中SRB 的數(shù)量。稀釋法二次重復(fù)菌量讀數(shù)查詢表如表1所示。

表1 稀釋法二次重復(fù)菌量讀數(shù)查詢表Tab.1 Query table of twice-repeat bacterial count reading by dilution method

2 殺菌劑室內(nèi)評(píng)選

本次室內(nèi)評(píng)選只針對(duì)SRB 進(jìn)行了培養(yǎng)，此次實(shí)驗(yàn)共對(duì)7 種殺菌劑進(jìn)行了室內(nèi)篩選，評(píng)選數(shù)據(jù)如表2、表3 所示。

表2 某海上采油平臺(tái)殺菌劑室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)選數(shù)據(jù)(實(shí)驗(yàn)濃度30 mg/L)Tab.2 Laboratory selection data of fungicide for an offshore oil production platform(experimental concentration：30mg/L)

表3 某海上采油平臺(tái)殺菌劑室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)選數(shù)據(jù)(實(shí)驗(yàn)濃度30、50 mg/L)Tab.3 Laboratory selection data of fungicide for an offshore oil production platform(experimental concentration 30 and 50 mg/L)

實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2020 年8 月22 日至8 月29 日、2020 年9 月1 日至9 月8 日。培養(yǎng)溫度60 ℃。

某海上采油平臺(tái)二級(jí)分離器、電脫污水返回一級(jí)分離器，一級(jí)分離器污水直接排進(jìn)污水處理系統(tǒng)，殺菌劑加注點(diǎn)為一級(jí)分離器入口。本次實(shí)驗(yàn)水樣為一級(jí)分離器出口水樣。

初評(píng)濃度為30 mg/L；濃度梯度復(fù)評(píng)濃度為30、50 mg/L。

①加藥濃度30 mg/L 時(shí)，YHSW-007、BHS-08A、BHS-37 效果優(yōu)于在用殺菌劑BHS-29 效果，其中BHS-37 殺菌效果最好。

②濃度提高至50 mg/L 時(shí)，BHS-37 基本沒(méi)有細(xì)菌生長(zhǎng)，YHSW-007、BHS-08A 效果差于BH-37。

綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為殺菌劑BHS-37 在某海上采油平臺(tái)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)效果較好。

3 殺菌劑BHS-37現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

3.1 加藥點(diǎn)及加藥方式

本次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的殺菌劑BHS-37 分別采取連續(xù)加藥和沖擊加藥2 種方式進(jìn)行效果驗(yàn)證，藥劑注入點(diǎn)為原油分離器入口，流程簡(jiǎn)圖如圖1 所示。

圖1 某海上采油平臺(tái)原油及污水系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖Fig. 1 Schematic diagram of crude oil and sewage system of an offshore oil production platform

3.2 配伍性試驗(yàn)

BHS-37 與原殺菌劑配伍性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如表4、圖2所示。

表4 BHS-37配伍性試驗(yàn)表Tab.4 BHS-37 compatibility test table

圖2 BHS-37配伍性試驗(yàn)照片F(xiàn)ig.2 BHS-37 compatibility test photos

從配伍性實(shí)驗(yàn)可以看出殺菌劑BHS-37 與BHS-29 之間不發(fā)生反應(yīng)。

3.3 藥劑撬和加注泵準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)前完成藥劑撬和加注泵準(zhǔn)備工作。室內(nèi)配伍性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證殺菌劑BHS-29 與BHS-37 配伍性良好，將原殺菌劑BHS-29 藥劑撬清理干凈，并將實(shí)驗(yàn)藥劑BHS-29 倒入撬內(nèi)。

3.4 試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

3.4.1 藥劑調(diào)整歷程

①3 月9 日16：00，殺菌劑BHS-37 開始注入流程，濃度20 mg/L。

②3 月11 日10：00，殺菌劑注入濃度由20 mg/L調(diào)整至30 mg/L。

③3 月13 日11：00，殺菌劑注入濃度由30 mg/L調(diào)整至40 mg/L。

④3 月15 日9：30，殺菌劑濃度由40 mg/L 調(diào)整至60 mg/L，沖擊加藥6 h，15：30 停泵。

⑤3 月 18 日 15：00，殺菌劑濃度調(diào)整至80 mg/L，沖擊加藥6 h，21：00 停泵。

3.4.2 SRB 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及分析

SRB 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表5 所示。

表5 SRB監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表(個(gè)/mL)Tab.5 SRB monitoring data table(pieces/mL)

①殺菌劑BHS-37 濃度為20 mg/L 連續(xù)注入，對(duì)流程中SRB 的控制作用不明顯。

②殺菌劑BHS-37 濃度為30 mg/L 連續(xù)注入，對(duì)流程中SRB 的控制有一定作用，但未達(dá)到理想狀態(tài)。

③殺菌劑BHS-37 濃度為40 mg/L 連續(xù)注入，對(duì)流程中SRB 的控制有一定作用，但未達(dá)到理想狀態(tài)。

④殺菌劑BHS-37 濃度為60 mg/L 沖擊加藥，對(duì)流程中SRB 的控制有一定作用，但未達(dá)到理想狀態(tài)。

⑤殺菌劑BHS-37 濃度為80 mg/L 沖擊加藥，效果較好，可以將注水SRB 含量控制在較低數(shù)值。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，殺菌劑BHS-37 采用沖擊加藥(濃度為80 mg/L，加注6 h)方式進(jìn)行加注，可實(shí)現(xiàn)將注水細(xì)菌含量控制到0 的目標(biāo)，滿足現(xiàn)場(chǎng)注水水質(zhì)要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)室內(nèi)評(píng)選得到的此種新型殺菌劑，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)并通過(guò)半年的實(shí)驗(yàn)與調(diào)整后，摸索出了一套較為可行的殺菌劑評(píng)選方法，徹底解決了由SRB 導(dǎo)致注水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，為其他采油平臺(tái)提供了參考經(jīng)驗(yàn)。由于此種藥劑殺菌能力強(qiáng)，不僅針對(duì)那些耐藥性強(qiáng)的SRB 有很大的殺菌功效，對(duì)于其他細(xì)菌也有抑制作用?！?/p>