微生物清防蠟劑對金屬腐蝕影響試驗研究

2013-11-02 11:43:01易紹金張普智長江大學化學與環(huán)境工程學院湖北荊州434023

長江大學學報(自科版) 2013年26期

周慧，易紹金，張普智 (長江大學化學與環(huán)境工程學院，湖北荊州 434023)

微生物清防蠟劑對金屬腐蝕影響試驗研究

周慧，易紹金，張普智 (長江大學化學與環(huán)境工程學院，湖北荊州 434023)

微生物清防蠟菌劑在油井環(huán)型空間的投加是否會加重金屬材料的腐蝕，是人們普遍關(guān)注的問題。采用靜態(tài)掛片并結(jié)合碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標及分析方法中平均腐蝕率的測定方式，評價微生物清防蠟菌劑對2種油田常用金屬材料的腐蝕影響。研究表明，微生物清防蠟菌劑對金屬材料腐蝕不僅沒有促進作用，反而對金屬材料的腐蝕具有一定的緩蝕作用。

微生物清防蠟；金屬腐蝕；平均腐蝕率

近年來，微生物清防蠟技術(shù)在各大油田中的應用越來越廣泛。該技術(shù)克服了傳統(tǒng)清防蠟技術(shù)的缺點，不會造成地層傷害和環(huán)境污染，可廣泛應用于各種含蠟油井，是一種新型、經(jīng)濟、環(huán)保的油井清防蠟技術(shù)[1]。但是該技術(shù)在油田應用中，微生物對金屬的腐蝕也是不容忽視的。研究表明，微生物腐蝕并不是其本身對金屬的侵蝕作用,而是微生物生命活動的結(jié)果間接地對金屬腐蝕的電化學過程產(chǎn)生影響[2]。硫酸鹽還原菌(SRB)是微生物腐蝕的根源，其對鋼鐵產(chǎn)生腐蝕的作用機理主要是陰極氫去極化作用和硫化物促進腐蝕作用[3]。微生物清防蠟菌劑是否會增加對金屬材料的腐蝕，是人們普遍關(guān)心的問題，這直接影響微生物清防蠟技術(shù)在油田的推廣應用。為此，采用長慶油田現(xiàn)場采出液進行室內(nèi)試驗，分析微生物清防蠟菌劑對金屬材料腐蝕的影響。

1 試驗部分

1.1試驗用品和試驗器材

1)試驗用品石油醚、丙酮、無水乙醇、檸檬酸三銨，以上藥品均為分析純；長慶油田現(xiàn)場采出液(每瓶200ml，每組設(shè)2個平行樣)，經(jīng)細菌瓶法測定[4]，采出液中硫酸鹽還原菌(SRB)含量為2.0×102個/ml；微生物清防蠟菌劑(含石油烴降解菌(HDB)1.1×108個/ml；反硝化菌(DNB) 1.3×106個/ml；硫酸鹽還原菌(SRB)0個/ml)。

2)試驗器材濾紙；干燥器；游標卡尺；天平；生化培養(yǎng)箱；鑷子；廣口磨砂瓶；A3鋼片和N80鋼片(長方形，中間有一小孔；試片經(jīng)刨、磨工序使其表面光滑)。

1.2試驗方法

將試片懸掛于試驗介質(zhì)中，在一定溫度條件下作用一定時間后取出，根據(jù)試驗前后試片的損失質(zhì)量計算平均腐蝕率，具體步驟如下：①用游標卡尺測量試片尺寸并計算其表面積。②用石油醚脫脂，再用無水乙醇清洗，取出試片用濾紙擦干，放于干燥器中4h后稱重，稱至0.1mg；③配制試片清洗液。稱取檸檬酸三銨10g，加入90ml蒸餾水使其溶解(使用時應在水浴上將溶液加熱到60℃)。④掛片。掛片所用介質(zhì)是長慶油田現(xiàn)場采出水(實驗室培養(yǎng)菌劑樣)，密閉厭氧(模擬油井環(huán)型空間厭氧環(huán)境)靜置10d，試驗溫度分別為30℃和40℃。分別考察不投加和投加不同菌劑量情況下(0%、5%、10%、15%、20%)介質(zhì)的平均腐蝕率。⑤試驗后掛片的處理。將試片取出，用濾紙輕輕擦去油污，用丙酮洗油后放于清洗液中1～5min(清洗時可用毛刷輕輕刷洗)。試片清洗后用蒸餾水沖洗，再用無水乙醇脫水并用濾紙擦干表面，將其存放于干燥器中4h后稱重。

1.3計算公式

式中，F(xiàn)為試片平均腐蝕率，mm/a；mgf、mhf分別試驗前后試片質(zhì)量，g；S為試片表面積，cm2；tf為掛片時間，d；ρ為掛片的密度，g/cm3。

2 結(jié)果與討論

菌劑對A3、N80鋼片腐蝕速率的影響分別如圖1和圖2所示。從圖1和圖2可以看出，微生物清防蠟菌劑對不同金屬材質(zhì)的緩蝕程度因菌劑加量及溫度不同而異；金屬試片腐蝕速率隨溫度的增加而增加；隨菌劑加量的增加，金屬試片腐蝕速率呈下降趨勢，最后均低于0.076mm/a的標準要求[5]，表明微生物菌劑的投加對試片腐蝕具有一定緩蝕作用。這是因為微生物清防蠟菌劑中不存在SRB，只是實驗的環(huán)境介質(zhì)(采出液)中存在一定量的SRB，而微生物清防蠟菌劑中大量存在的DNB可以抑制SRB的生長及其對金屬材質(zhì)的腐蝕[6-9]。因此，隨著微生物清防蠟劑的投加，金屬試片的腐蝕速度有所緩解。