渤海某油田FPSO殺菌劑篩選與現(xiàn)場應(yīng)用

王 翔 張國欣 陸 原 胡 廷 魏 清 宋曉莉 張妙瑋 劉言霞

（中海油（天津）油田化工有限公司，天津 300392）

0 引言

隨著渤海某油田增儲上產(chǎn)的持續(xù)深入，井口平臺采出液持續(xù)增多，混輸海管持續(xù)高負(fù)荷通量地輸出油氣水混合液，硫酸鹽還原菌（Sulphate Reducing Bacteria，SRB）在海管與油水生產(chǎn)流程大量滋生，容易引起注水水質(zhì)變黑、H2S含量高導(dǎo)致腐蝕危險增加等[1-3]，多重不穩(wěn)定因素的影響致使油田亟需全面長期的細(xì)菌治理。為了加強(qiáng)海底管線的完整性管理，目前各設(shè)施定期從海底管線入口沖擊注入殺菌劑THPS以避免微生物附著對管線產(chǎn)生腐蝕危害，加注后各流程節(jié)點(diǎn)細(xì)菌含量顯著降低，但隨著開發(fā)的持續(xù)，在用藥劑的殺菌抑菌效果逐漸降低。為了不斷提高殺菌劑的殺菌性能，避免SRB細(xì)菌抗藥耐藥性產(chǎn)生，同時充分結(jié)合與其他在用化學(xué)藥劑的協(xié)同效果[4-6]，因此開展現(xiàn)場殺菌劑評選優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，并在優(yōu)選的基礎(chǔ)上進(jìn)行現(xiàn)場殺菌劑換型應(yīng)用，對進(jìn)一步優(yōu)化渤海某油田海管細(xì)菌治理工作具有重要意義。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)藥劑與儀器

SRB硫酸鹽還原菌細(xì)菌培養(yǎng)瓶、Memmert UF110恒溫鼓風(fēng)箱、1-10μL Pipet-LiteXLS微量進(jìn)液器、100mLASTM分離脫水瓶、1mL無菌注射器、50mL燒杯、定量濾紙、錐形漏斗、脫水瓶架、JulaboTW-20恒溫水浴鍋、1L攪油杯。

1.2 試驗(yàn)參照標(biāo)準(zhǔn)

對于SRB細(xì)菌的培養(yǎng)方法與殺菌效果評價，參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329-2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》，并根據(jù)現(xiàn)場情況，對殺菌劑樣品進(jìn)行評價試驗(yàn)，具體如下所示。

1.2.1 SRB細(xì)菌培養(yǎng)與計數(shù)參照標(biāo)準(zhǔn)

表1 殺菌劑類型與有效含量

（1）SRB細(xì)菌的培養(yǎng)方法具體步驟為：首先將細(xì)菌培養(yǎng)瓶排成兩列為一組，依次編上序號；隨后取不同取樣口油水樣進(jìn)行除分離過濾處理，去除大部分污油對培養(yǎng)結(jié)果的影響；然后將過濾后水樣分別取幾組各100mL倒入離心瓶中，使用移液器分別加入一定量對應(yīng)的殺菌劑樣品，手動振蕩100次，同時取濾出空白樣或加入殺菌劑后水樣，用無菌注射器取1.0mL注入1號瓶，充分振蕩，其次用另一支無菌注射器從1號瓶內(nèi)取1.0mL水樣注入2號瓶內(nèi)，充分振蕩，再更換一支無菌注射器從2號瓶中取1.0mL水樣注入到3號瓶中，充分振蕩，依次類推一直稀釋到最后一瓶為止（根據(jù)細(xì)菌含量決定稀釋瓶數(shù)），另一列同步驟操作；最后，把上述測試瓶放入60℃恒溫箱中培養(yǎng)觀察，7天后讀取細(xì)菌讀數(shù)；

（2）對于SRB細(xì)菌生長的鑒別，具體方法為：在培養(yǎng)期內(nèi)定時觀察瓶中培養(yǎng)液體的情況，瓶中培養(yǎng)液中鐵釘變黑或有黑色沉淀即表示有硫酸鹽還原菌生長，即可讀數(shù)，通過稀釋法二次重復(fù)菌量計算表（如表2所示），進(jìn)行最終SRB細(xì)菌個數(shù)的測量，具體讀數(shù)指標(biāo)如下。

表2 稀釋法二次重復(fù)菌量計算表

1.2.2 配伍性評價參照標(biāo)準(zhǔn)

參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5797-93《水包油乳狀液破乳劑使用性能評定方法》完成殺菌劑與在用破乳劑BH-01的配伍性驗(yàn)證試驗(yàn)，具體方法為：首先，取海管上岸入口上游各平臺未加破乳劑綜合油水樣按照產(chǎn)量占比混合，去除大部分游離水后用上層低含水油樣與游離水配制特定含水率的乳化油樣品（含水率約為37%）；隨后，用100mL脫水瓶依次取80mL的乳化油樣品，往油樣中加入一定濃度的殺菌劑原液，然后加入一定濃度的在用破乳劑；然后，將脫水玻璃瓶放置人工振蕩箱內(nèi)，水平振蕩200次后隨即將脫水瓶放入70℃恒溫水浴中靜置脫水，中間進(jìn)行升溫繼續(xù)觀察油水樣脫水效果，同時記錄不同時間下各樣品脫水體積，并最終觀察水色、油水界面、掛壁等情況，并拍照記錄。

1.2.3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

殺菌劑現(xiàn)場應(yīng)用于生產(chǎn)水系統(tǒng)，加注前對管線和藥劑泵進(jìn)行一輪清洗和吹掃工作，并檢查各連接點(diǎn)的嚴(yán)密性，隨后以700mg/L的加藥濃度于加注點(diǎn)加注優(yōu)選殺菌劑SJ-03，加注過程中依照水處理流程監(jiān)測水工藝艙出口（WPC）、緩沖罐入口（SD1）、緩沖罐出口（SD2）和注水口（WI）水中含油（OIW）和SRB細(xì)菌變化。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 殺菌劑現(xiàn)場篩選評價結(jié)果

取現(xiàn)場污水處理系統(tǒng)底部過濾油污后的水樣，以30mg/L的加藥濃度分別加入對應(yīng)的殺菌劑樣品進(jìn)行7天二次重復(fù)法培養(yǎng)，結(jié)果如表3所示，空白水樣SRB細(xì)菌含量為70個/mL，加入殺菌劑后SRB細(xì)菌含量低于6個/mL，因此選取的殺菌劑對SRB細(xì)菌的整體殺菌抑菌效果良好，殺菌率均高于91%，BHS-05、SJ-03、SJ-04、SJ-07和SJ-08殺菌率均高于99%，但綜合對比殺菌效果與抑菌效果，SJ-03和SJ-04優(yōu)于BHS-05、SJ-07和SJ-08。

表3 殺菌劑現(xiàn)場篩選評價結(jié)果

2.2 配伍性實(shí)驗(yàn)評價結(jié)果

通過配伍性評價參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行在用破乳劑BH-01與優(yōu)選殺菌劑的配伍性試驗(yàn)，通過不同時間脫出水體積、脫出水水色、油水界面等指標(biāo)，研究殺菌劑與破乳劑間的配伍性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示，當(dāng)破乳劑BH-01加注濃度為50mg/L，殺菌劑BHS-05、SJ-03、SJ-04和SJ-08的加注濃度為100mg/L時，對比只加破乳劑BH-01與同時加破乳劑與殺菌劑的不同時間脫水體積發(fā)現(xiàn)，加入殺菌劑BHS-05、SJ-03、SJ-04和SJ-08后均未對脫水速度與脫水體積產(chǎn)生明顯影響，但殺菌劑BHS-05、SJ-03、SJ-04和SJ-08的加入使得脫出水水色與油水界面均產(chǎn)生不同程度的影響，這與長鏈烷基胍鹽對油水產(chǎn)生乳化作用有關(guān)，因此應(yīng)在現(xiàn)場應(yīng)用過程中通過控制殺菌劑的用量抑制乳化作用對現(xiàn)場流程的影響。

表4 殺菌劑與現(xiàn)場破乳劑配伍性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3 現(xiàn)場試驗(yàn)監(jiān)測結(jié)果

2.3.1 加殺菌劑前后監(jiān)測點(diǎn)位SRB細(xì)菌變化

通過對水處理流程監(jiān)測點(diǎn)位監(jiān)控SRB細(xì)菌變化發(fā)現(xiàn)，如圖1所示，在加入優(yōu)選殺菌劑SJ-03前，在用殺菌劑的殺菌抑菌效果差，無法控制SRB細(xì)菌的快速繁殖，細(xì)菌多數(shù)時間在超標(biāo)附近徘徊（海上平臺現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)為25個/mL），有時甚至?xí)瑯?biāo)至70個/mL，整體SRB細(xì)菌含量較高，說明細(xì)菌對在用殺菌劑產(chǎn)生抗藥性；當(dāng)以一定濃度沖擊加注殺菌劑SJ-03后，兩個周期內(nèi)（一個周期為7天），SRB細(xì)菌含量始終保持在低于6個/mL，加入殺菌劑SJ-03后對水系統(tǒng)內(nèi)SRB細(xì)菌的殺菌抑菌能力明顯。

圖1 加注殺菌劑SJ-03水系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)位SRB細(xì)菌含量變化

2.3.2 加殺菌劑前后監(jiān)測點(diǎn)位OIW變化

長鏈烷基胍鹽殺菌劑具有一定的油水乳化作用，因此對水系統(tǒng)中水中含油OIW可能具有較大影響，現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果如圖2所示，通過兩個周期內(nèi)（一個周期為7天）對水工藝艙出口、緩沖罐入口、緩沖罐出口和注水出口點(diǎn)位的OIW監(jiān)測顯示，水工藝艙和緩沖罐入口OIW在80mg/L波動，緩沖罐出口OIW在40mg/L波動，注水出口OIW在30mg/L波動，加注殺菌劑SJ-03前后未發(fā)生大范圍的OIW的波動，OIW整體趨勢較為穩(wěn)定，水系統(tǒng)水中含油OIW的整體波動幅度在平臺接受范圍內(nèi)。

圖2 加注殺菌劑SJ-03水系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)水中含油OIW變化

3 結(jié)語

（1）殺菌劑現(xiàn)場篩選評價結(jié)果表明，當(dāng)加劑濃度為30mg/L時，長鏈烷基胍鹽殺菌劑SJ-03對渤海某油田現(xiàn)場水樣中SRB細(xì)菌的殺菌率達(dá)100%，綜合對比SJ-03的殺菌抑菌效果均優(yōu)于其他藥劑；

（2）殺菌劑配伍性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)破乳劑BH-01加注濃度為50mg/L，殺菌劑BHS-05、SJ-03、SJ-04和SJ-08的加注濃度為100mg/L時，對比只加破乳劑BH-01與同時加破乳劑與殺菌劑的不同時間脫水體積發(fā)現(xiàn)，加入殺菌劑BHS-05、SJ-03、SJ-04和SJ-08后均未對脫水速度與脫水體積產(chǎn)生明顯影響，但對脫出水水色與油水界面略有影響；

（3）殺菌劑SJ-03現(xiàn)場應(yīng)用效果表明，以一定濃度沖擊加注殺菌劑SJ-03后，兩個周期內(nèi)（一個周期為7天），SRB細(xì)菌含量始終保持在低于6個/mL，改變了加注殺菌劑SJ-03之前SRB細(xì)菌超標(biāo)至70個/mL的情況，說明加入殺菌劑SJ-03后對水系統(tǒng)內(nèi)SRB細(xì)菌的殺菌抑菌能力明顯，同時對水工藝艙出口、緩沖罐入口、緩沖罐出口和注水出口點(diǎn)位的OIW監(jiān)測表明，加注殺菌劑SJ-03前后未發(fā)生大范圍的OIW的波動，殺菌劑SJ-03的加注并未對平臺生產(chǎn)流程造成影響。