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油田回注水里用二氧化氯消毒剂进行消菌的作用研究

  据悉,在油田回注水的系统之中,存有着许多类微生物,如腐生菌(TGB)、硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(IB),它们在生长、繁殖的过程中,能引起钻采设备、注水管线与其他金属材料的腐蚀,并堵塞管道,损害油层,引起注水量、石油产量、油气质量下降,给原油加工带去了较为严重的困难,造成了较大的经济损失。油田注水主要采用投加消菌剂的方式对回注水进行消菌,消菌剂按其功能和组成可分为两大类,即氧化型消菌剂与非氧化型消菌剂。

  这类消菌剂主要是与经细菌体里的代谢酶产生氧化作用,把细菌整体分解成为二氧化碳与水以杀灭细菌。这类消菌剂主要包括氯气、溴素、臭氧、次氯酸、二氧化氯消毒剂、三氯异氰尿酸等。目前,我国多数油田所用的消菌剂多为非氧化型消菌剂,通常可分为季铵盐型、季铵盐型、杂环化合物、有机醛类、含氰类化合物、多功能消菌剂、复合型消菌剂。

  二氧化氯(ClO2)是一种效率较高且强度广谱型消菌剂,有着较强的反应活性,可以杀灭包括异养菌、铁细菌与硫酸盐还原菌在内的不同类型的细菌以及分支杆菌、细菌芽孢杆菌等各微生物。二氧化氯除具有优良的消菌作用外,还有着清理油田回注水里的亚铁离子和硫化物,从而防止油田回注水中设备和管网的结垢和堵塞物增多等显明特征。

  有研究人员在实验观察了投加浓度、反应温度、pH值和反应时间这4个因素对二氧化氯消毒剂灭杀硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌的影响可以得到如下结论∶

  (1)二氧化氯对硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌的杀灭作用随投加浓度的增加而增加,当投量为3.0mg/L时,其消菌率分别为98.4%、99.4%和88.7%;当投量为5.0mg/L时,消菌率均可达到或者相当接近100。如果对本研究中的水样进行工程处理,则3mg/L的投量足可达到规范要求的消菌要求。

  (2)反应时间对二氧化氯杀灭三菌作用的影响是相似的,反应时间越长,消菌率越高。在反应的初始阶段,反应时间对消菌作用的影响很大,10min后,SRB、TGB和IB的消菌率可分别达到87.6%、93.5%和75.4%,均可达到注水标准的要求。大约反应60min后平缓下来,终端达到平衡,反应时间越长,消菌作用越好。

  (3)pH值对二氧化氯消菌率的影响不大,在pH为6~10的范围内消菌率可以达到80%左右,在pH为7~9的范围内更可达到90%左右。

  (4)温度对二氧化氯消菌率的影响不很显明,60℃时消菌作用较好。随着反应温度的升高,二氧化氯的消菌率随之增加。

  在二氧化氯消毒剂对硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌消菌作用的结果中可以看出,二氧化氯对油田回注水中危害很大的硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌有着较好的杀灭能力,能以较低的剂量、很宽的反应条件下获得很高的消菌率,可以较好的满足石油回注水中的消菌解堵要求。