油井防腐的生化处理技术

[加入收藏][字号: ] [时间:2012-12-31  来源:石油与装备杂志  关注度:0]
摘要:   利用生化方法防腐   随着油田进入中后期开采,油井采出水中,硫化物和硫酸盐还原菌SRB大量存在。水中如果含有大量的硫化物,将使地表和地下生产设备中产生严重的腐蚀和结垢。硫酸盐还原菌在繁殖过程中生成的硫化物或H2S...

  利用生化方法防腐

 

  随着油田进入中后期开采,油井采出水中,硫化物和硫酸盐还原菌(SRB)大量存在。水中如果含有大量的硫化物,将使地表和地下生产设备中产生严重的腐蚀和结垢。硫酸盐还原菌在繁殖过程中生成的硫化物或H2S会腐蚀钢铁,形成有臭味的黑色硫化铁沉积物,FeS等聚集达到一定量时可能造成电脱水器内部短路而跳闸,这将给生产带来严重的事故隐患。同时,由于反应所产生的H2S等气体,不仅严重污染环境,更威胁人们的生命安全。

 

  研究发现,FeS为非晶体细小颗粒,一般都在1微米以下并具亲油性,因此在水中悬浮的FeS很难去除,并随着注入水进入地层对地层产生堵塞,影响注水能力、增加注水能耗,影响油田正常生产。例如:华北油田某区块油井油气中普遍存在着H2S酸性腐蚀气体,含量高达397.6~440.2mg/l;油井普遍存在大量的硫酸盐还原菌(SRB)及腐生菌(TGB)。SRB细菌含量均高达>105个/ml;部分油井SO42-含量高达1000mg/L以上,整个系统SO42-平均含量为653.8mg/L。在无氧条件下,含有SO42-酸根离子的污水会加速SRB细菌繁殖,由此加速了金属腐蚀。

 

  为了保证油田的正常生产,需要采用行之有效的方法来消除硫化物。但目前不少技术人员对问题实质认识陷入误区之中,认为消除硫酸盐还原菌就能解决问题,其实不然:其一,杀菌只是暂时的,长期使用杀菌剂会使SRB产生抗药性;其二,已经存在的硫化物与杀菌剂的加入无关,FeS还会形成,腐蚀仍在发生;其三,加入杀菌剂也会对油田水处理产生负面影响。

 

  我们在这个油田应用最多的是向水中投加氧化型杀菌剂降低SRB来达到降低硫化物的目的。这种方法也能维持很短的一段时间,并不能从根本上解决问题,一方面需要经常更换杀菌剂的品种,另一方面,存在加药量大的弊病,因此,我们采用生化方法直接消除硫化物,形成有益菌群的优势环境的同时,抑制了SRB的繁殖。新的硫化物在瞬间被有益菌群所代谢,在现场应用取得了很好的防腐效果。

 

  生化防腐技术原理

 

  油井生化防腐技术用现代积极的处理手段代替以往消极的处理方法,在消除硫化物的同时,切断硫酸盐还原菌的生存环境和条件,并产生细菌共生拮抗来降低SRB 采出液中的数量。这种方法首先是去除了硫化物,同时抑制或大大降低硫酸盐还原菌。在生化防腐技术处理下,因为形成了有益菌群的强势环境,硫化物始终会保持在极低的标准以下,即使存在一定数量的硫酸盐还原菌也不会使硫化物升高,它们产生的硫化物在瞬间将被有益菌群(LNB)代谢掉。这样,油井的地下、地面设备将处于一种良性循环状态。

 

  现场应用

 

  某油田已进入中高含水期,现场观察发现伴生水呈黑色,含大量粉末,是典型的硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀特征。取样分析细菌含量,硫酸盐还原菌达到 10000个/ml以上,不含腐生菌(TGB)。高浓度的细菌活动破坏了杆管表面的保护膜,另外SRB的铁腐蚀产物——FeS颗粒极细,有很强的吸附能力,FeS颗粒不断吸附长大,逐渐沉积在泵筒里,堆积到一定程度造成光杆下不去。以往我们采取的方法是向油井中定期加入缓蚀剂,虽然有一定的效果,但需要经常更换药剂类型,同时,仍然解决不了FeS颗粒沉积在泵筒中这一问题,致使油井检泵周期平均只有两个月。2007年,该油田采用了生化防腐技术,并对生化制剂处理后的采出水做了挂片试验。试验结果表明,该方法能有效抑制SRB繁殖,腐蚀率明显下降。

 

  典型井例:晋95-7腐蚀严重,2007年上半年共作业3次,现场观察发现采出水呈黑色,含大量粉末,是典型的硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀特征。取样分析细菌含量,结果是硫酸盐还原菌12000个/ml。

 

  如何控制SRB含量,是我们首要解决的问题。在没有过多方案可以选择的情况下,我们做了生化制剂的对采出水的室内试验,试验结果表明,生化制剂能有效抑制SRB繁殖,腐蚀率明显下降。

 

  2007年6月27日,油田对晋95-7井进行了洗井,6月30日首次在晋95-7井加入200Kg生化制剂,7月16日第2次加入150Kg,连续观察产出水中的细菌含量和腐蚀率,从监测结果看细菌含量稳定在100个/ml,腐蚀率在0.09mm/a以内,污水变清,黑色悬浮物明显减少,说明SRB腐蚀产物FeS含量下降,腐蚀得到抑制。油井检泵周期得到了延长,目前油井加入生化制剂的周期为10天,加量为60mg/l。



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