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渤海油田殺菌技術應用

文檔作者：方健文檔來源：中海能源發展股份有限公司人力資源服務公司碧海環保服務公司		點擊數：	更新時間： 2025年09月22日
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32
精細石油化工進展
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS 第15卷第6期
渤海油田殺菌技術應用
方 健
(中海能源發展股份有限公司人力資源服務公司碧海環保服務公司，天津300458)
[摘要] 介紹了渤海油田存在的細菌種類及危害；分析了目前渤海油田殺菌技術的優劣
點，并提出了改進措施；通過現場試驗的對比，指出生物抑菌技術將是今后渤海油田殺菌技術發展
的重要方向。
[關鍵詞] 細菌控制渤海油田殺菌劑生物抑菌技術
隨著油田的不斷開發，渤海地區大部分油田
的產液已達中高含水期，油田注、采水量的不斷增
加，聚合物驅的應用給細菌在油田中的繁殖創造
了有利條件? ，細菌引起管道設備腐蝕，堵塞管
道，損壞地層，致注水量及油氣產量下降 j。為
保護地層及維持產能，必須對污水中的各類細菌
進行殺菌處理。
1 各類細菌的危害
在渤海油田中主要存在硫酸鹽還原菌
(SRB)、鐵細菌(FB)、腐生菌(TGB)這3類細菌。
其中硫酸鹽還原菌(SRB)的存在范圍最廣，影響
也最大，是渤海地區海上平臺主要控制的菌種。
1．1 SRB的危害
1．1．1 SRB對油田開采的影響
美國學者Grula在1982年提出，SRB對聚丙
烯酰胺的降解作用可能會導致三次采油工作的失
敗 ；SRB可以將油層中的硫酸鈣還原為硫化
物，同時生成碳酸鈣沉淀，易于堵塞孔隙，使油層
的滲透率降低 J。
1．1．2 SRB的腐蝕機理
SRB腐蝕機理主要分為4種，金屬表面的整
體腐蝕機理有陰極去極化機理和硫化物作用機
理，而點蝕的腐蝕機理主要有局部電池機理和陽
極區固定機理 J。SRB是厭氧菌，與其他好氧菌
具有一定的協同效應，在具有溶解氧的流體中，容
易寄生在生物膜和垢污下，產生嚴重的點蝕致設
備或管道出現穿孔。同時SRB還產生H：s和
FeS，H：S腐蝕設備和管線，FeS沉淀易堵塞設備
和地層。
1．2 FB的危害
FB屬于好氣異養菌，能分泌出大量的黏性物
質，造成注水井和過濾器等設備的堵塞，并能在流
程中形成濃差腐蝕電池 J，同時由于它所形成的
結瘤(菌體+氫氧化高鐵)能夠創造出SRB繁殖
的局部厭氧區域。
1．3 TGB的危害
TGB也稱黏液形成菌，是一種好氣異養菌。
它的危害與鐵細菌類似，易造成注水井和設備的
堵塞，并形成濃差腐蝕電池。
1．4 其他細菌
在渤海油田的海洋采油平臺上，除上述3種
細菌，還存在產酸菌(APB)，這種細菌在蓬萊
19—3油田上較普遍，但在國內還未見有相關文獻
報道。APB將碳水化合物發酵為小分子揮發酸，
這種小分子揮發酸改變污水中的pH值，對管材
和設備產生腐蝕，同時SRB利用其中的某些揮發
酸還原硫酸鹽? ，使腐蝕更加嚴重。
2 渤海油田細菌監測方法及使用的殺菌技術
渤海油田的細菌監測依據《SY／T 5329—
1994碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方
法》，采用絕跡稀釋法。
目前國內外普遍的殺菌技術分為物理殺菌方
法、化學殺菌技術_8 及生物抑菌技術。渤海各油
田注水所存在的細菌中，SRB細菌含量應控制在
25個／mL，而TGB和FB細菌含量均能控制在
104~@／mL標準以下，控制細菌的方法主要采用
化學殺菌和生物抑菌。
2．1 化學殺菌技術
化學殺菌基本上采用投加殺菌劑進行殺菌和
抑菌，殺菌劑按其作用機理可分為氧化性和非氧
化性。
收稿日期：2014—07—31。
作者簡介：方健，碩士研究生，研究方向為油田化工的固廢和
污水的處理。
2014年11月 方?。澈Ｓ吞餁⒕夹g應用 33
2．1．1 氧化性殺菌劑
渤海油田中的綏中36—1油田、旅大10—1
油田、錦州9—3油田均使用二氧化氯殺菌，二氧
化氯屬于強氧化劑，殺菌效果良好。其殺菌機理
為：二氧化氯的強氧化性可破壞細菌衣殼上蛋白
質的酪氨酸，抑制細菌特異吸附，阻止對主細胞的
感染。同時，二氧化氯與部分微生物蛋白質中氨
基酸發生氧化還原反應，使反應產物分解破壞，控
制微生物生長，最終導致細菌死亡 J。各平臺上
均設有二氧化氯發生器裝置，產生的二氧化氯溶
液注人注水系統中。發生器采用氯酸納、雙氧水
(40％)、濃硫酸(98％)和催化劑反應生成二氧化
氯，生成的二氧化氯氣體通過水射器溶解入現場
的生產水中，形成二氧化氯水溶液，通過泵輸送至
注水系統中，現場注入點在凈水緩沖罐前，注人二
氧化氯濃度為6 mg／L。對旅大10—1油田注水
水質加注二氧化氯前后的殺菌效果對比見表1。
表1 旅大l0—1油田注水水質加注二氧化氯
前后的SRB細菌數
序號 SRB細菌數／(個·mL )
加注前 加注后
氧化性殺菌劑的優點是能夠持續殺菌，系統
內的細菌不會對此產生抗藥性，副作用也非常明
顯。二氧化氯發生器是高危裝置，對海上油田的
安全生產存在一定的隱患；二氧化氯作為強氧化
劑，進入海上平臺的水處理系統會增加系統的腐
蝕，影響脫氧劑的性能。
2．1．2 非氧化性殺菌劑
目前在渤海油田其他平臺使用的殺菌劑均為
非氧化性殺菌劑，包括醛類、季胺鹽陽離子化合物
和季鱗鹽陽離子化合物等。醛類化合物具有較強
的滲透作用，能透過細胞的細胞壁進入細胞質中，
破壞菌體內的生物合成，從而起到殺菌作用。由
于細菌基本帶有負電，季胺鹽和季鱗鹽陽離子化
合物能夠通過靜電引力吸附在細胞表面上，在細
胞表面形成高濃度的離子團，直接影響到細胞膜
的正常功能。細胞膜被吸附后就改變了自身的電
導性、表面張力和溶解性，并可形成配合物，使蛋
白質變性，抑制或刺激酶的活性，損害控制細胞滲
透性的原生質膜，從而使細菌致死。
LD5—2平臺、JZ25—1SCEP、BZ28—1油田友
誼號、NB35—1CEP、BZ34—1A平臺、BZ28—2S平
臺均采用殺菌劑BHS一01B，殺菌劑BHS一01B
的主要成分是十二烷基二甲基芐基氯化銨，
QK17—2平臺、BZ26—2平臺和BZ25—1平臺使
用殺菌劑BHS一06控制細菌，該殺菌劑也是季胺
鹽陽離子化合物，對黏泥具有一定的剝離作用。
PL19—3油田采用BHS一05和THPS交替使用，
BHS一05是季胺鹽和醛類的復配藥劑，THPS是
四羥甲基硫酸鱗，加藥方式均為沖擊性加藥。
LD5-2平臺采用殺菌劑BHS-O1B，加藥方式
為沖擊性加藥，加藥濃度為0．1％ ，周期為3
d／次，每次持續6 h，加藥前后SRB細菌數對比見
表2
表2 LD5—2平臺菌劑BHS-01B沖擊性加藥
前后注水中SRB細菌數
序號—
非氧化性殺菌劑優點是副作用小，對系統影
響較二氧化氯小，且陽離子季銨鹽兼有緩釋和殺
菌作用，可一劑多用。缺點是易使細菌產生抗藥
性，無法殺滅系統中各類生物膜和垢污下的細菌，
且成本較大，對于含有陰離子聚丙烯酰胺的污水
用藥量大。
2．2 生物抑菌技術
目前，研究和應用最為廣泛的生物抑制技術
就是硝酸鹽基處理技術，也稱為生物競爭排除技
術¨。。。該技術主要是向地層導人低濃度的硝酸
鹽／亞硝酸鹽，替代硫酸鹽成為電子受體，這可促
使天然存在于油層中的硝酸鹽還原菌群(NRB)
迅速增生擴散，并在與SRB競爭生存空間和基質
時，NRB優先選擇使用油層中的基質，因此可阻
止SRB獲得所需要的營養物，從而控制SRB的代
謝活性。
生物抑制技術作為中海油總公司科研項目在
渤海油田綏中36—1B平臺開展現場試驗，通過
注水管匯對B8和B18井連續加注抑菌劑，加藥
泵的下藥量約為10 L／h，檢測注水受益井產出液
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精細石油化工進展
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS 第15卷第6期
的SRB細菌含量由試驗前的600個／mL下降至5
~'／mL。
生物抑菌技術是殺菌技術未來的發展方向，
渤海絕大多數油田地層中均含有硫酸鹽還原菌，
若在流程中使用殺菌劑則需要連續加藥進行抑
制，氧化性殺菌劑連續加藥會給流程造成巨大的
負面影響，非氧化性殺菌劑連續注入成本非常高。
使用生物抑菌技術注入地層解決細菌問題是未來
渤海油田殺菌技術發展的一大方向。
3 渤海油田殺菌方式的局限性及改進措施
目前渤海油田主要以傳統的注入殺菌劑的方
式來控制注水系統的細菌危害。無論是氧化型殺
菌劑，還是非氧化型殺菌劑都有弊端，故在實際應
用時，加藥方式和藥劑選擇應更有針對性。二氧
化氯殺菌的副作用明顯，所以流程中使用非氧化
型殺菌劑是今后渤海油田化學殺菌技術的主要實
施研究內容。
要從根本上解決SRB細菌的困擾，可從其生
長特性考慮，SRB細菌在流程中寄生在生物膜和
垢污下，殺菌劑在一般情況下無法接觸到SRB，所
起的作用僅是殺滅流體中的細菌，就是所謂的
“抑菌”而非“殺菌”。根除流程中SRB應采用
“物理+化學”手段，在非氧化型殺菌劑注人之前
必須進行系統的徹底清洗，目的就是排除殺菌劑
和細菌之間的障礙，再用大劑量殺菌劑中加一定
量的去垢劑，沖擊加藥一定時間，殺菌劑加藥濃度
下調至30 mg／L以下進行持續加藥。為了防止細
菌產生抗藥性，殺菌劑優化工作要持續進行，不同
類型的殺菌劑可交替使用。
在旅大油田、綏中36—1油田和PL19—3油田
的監測中發現，油田生產井的產液中均含有SRB
細菌，說明地層中巖石的孑L隙中有SRB菌落的生
長，會使產液中持續存在SRB，針對此情況，筆者曾
建議在水處理流程中以持續注入方式代替沖擊式
加藥，但都未能根本解決問題?？梢姡貙又械?
SRB菌落吸附于巖石的孔隙中，用普通的殺菌劑基
本解決無望。欲從根本上鏟除SRB細菌，要借助
于生物抑制劑，渤海綏中36一l油田已經采用生物
抑菌技術來根除地層中寄生的SRB細菌，解決了
地層中SRB，結合化學殺菌技術可控制流程細菌，
這樣，渤海油田殺菌技術必會上一新臺階。
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Application of Sterilization Technology at Bohai Oilfield
Fang Jian
(Blue Sea Environmental Service Company，Human Resources Services Company of
Cnooc Energy Technology&amp;amp;Services Limited，Tianjin 300458，China)
[Abstract] Bacterial species existent in Bohai Oilfield and the hazards posed by these bacteria were
introduced， and the advantages and disadvantages of the sterilization technologies including chemical
sterilization technologies and biological sterilization technologies used currently at Bohai Oilfield were
analyzed．It has been pointed out after comparing the results of field testing that biological antimicrobial
technologies will be the important subjects of technical study at Bohai Oilfield．
[Key words] bacteria control；Bohai Oilfield；bactericide；biological antimicrobial technology

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