一種新型殺菌劑在渤海灣某油田群的應用

李建良，張 潮，李貴旺，王文奇

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300451）

海上采油平臺在油氣開采過程中，部分微生物隨著油氣水進入生產處理流程，微生物的存在容易引起微生物腐蝕和水質變差，影響油田的正常生產[1-3]。硫酸鹽還原菌（Sulphate Reducing Bacteria，SRB）是海上油田開采過程中最為常見的一類細菌，SRB 及其腐蝕產物對油田生產的危害越來越大，一方面，腐蝕產物會導致水質變黑，固體懸浮物增加，影響油田注水水質[4]。另一方面，SRB 對設備造成腐蝕，產物硫化氫對人體極具危險性，SRB 的存在對海上采油平臺的安全生產及工作人員的生命健康狀態影響巨大[5-7]。就目前而言利用殺菌劑抑制SRB 被認為是一種直接且效果明顯的殺菌方法，但是常規殺菌劑在應用一段時間后，SRB 易產生抗藥性，導致殺菌效果不佳。因此篩選一種新型殺菌劑提高其針對SRB 的殺菌效果，對于油田安全生產及工作人員生命健康具有重要意義。

1 評選標準及方法

1.1 評價標準

實驗參照《SY/T 5890-93 殺菌劑性能評定方法》、《SY/T 5329-94 碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》進行[8]。

細菌監測方法采用絕跡稀釋法[9]，即將欲測定的水樣用無菌注射器逐級注入到測試瓶中進行接種稀釋，經過一定時間的培養，根據細菌瓶陽性反應和稀釋倍數，測定水樣中SRB 的數量（見表1）。

表1 稀釋法二次重復菌量計數表

1.2 儀器及器材

殺菌劑樣品若干，100 mL 脫水瓶，電子天平，恒溫水浴鍋，木質振蕩架，秒表，微量移液器等。

1.3 實驗步驟

取一組脫水瓶，分別量取100 mL 現場新取的生產水樣，分別加入指定濃度殺菌劑溶液，振蕩搖勻、放置30 min 后，用絕跡稀釋法測定水樣中SRB 的含量，對比藥劑為在用殺菌劑BHS-38，選擇殺菌劑BHS-08E，BHS-05，BHS-31，BHS-52 及空白樣。比較出幾種藥劑的不同藥效。

2 殺菌劑室內實驗評價數據及分析

2.1 評價設計思路

首先開展殺菌劑初評實驗，然后根據初評情況，開展殺菌復評實驗和濃度梯度實驗。

2.2 井口平臺殺菌劑初選

藥劑初評篩選出殺菌劑BHS-31 和BHS-52 殺菌效果較好（見表2，表3），針對這兩種殺菌劑開展藥劑復評實驗。

表2 井口平臺殺菌劑性能評價記錄表

表3 井口平臺殺菌劑性能評價記錄表

2.3 井口平臺殺菌劑復選

根據前期初評篩選結果，針對BHS-31 和BHS-52殺菌劑進行復選，并與現階段使用的BHS-38 殺菌劑進行對比，實驗結果（見表4）。

表4 井口平臺殺菌劑性能評價記錄表

殺菌劑復評實驗結果表明，殺菌劑BHS-31 殺菌效果較好，由于BHS-38 已產生一定抗藥性，采用新型殺菌劑BHS-31 替換原殺菌劑BHS-38。

2.4 中心平臺殺菌劑評價

根據復選結果新型殺菌劑BHS-31 具有較好的殺菌效果，為了進一步評價該殺菌劑的效果，開展中心平臺殺菌效果評價，并與前期使用的殺菌劑BHS-38，和前期復選的BHS-52 殺菌劑進行對比，實驗結果（見表5）。

表5 中心平臺殺菌劑性能評價記錄表

中心平臺殺菌劑評價實驗結果表明，殺菌劑BHS-31 殺菌效果較好，當殺菌劑BHS-31 加注濃度在40 mg/L 時，可以將SRB 細菌控制在25 個/毫升。

通過井口平臺和中心平臺殺菌效果評價可知，殺菌劑BHS-31 均具有良好的殺菌效果，因此建議采用新型殺菌劑BHS-31 替換原殺菌劑BHS-38。

2.5 配伍性驗證實驗

為進一步考察殺菌劑BHS-31 現場應用性能，需考察其與現場其他已應用試劑的配伍性，實驗結果（見表6）。

表6 中試藥劑與在用藥劑配伍性實驗

從表6 的數據可以看出，殺菌劑BHS-31 與油田在用清水劑BHQ-351、緩蝕劑BHH-82、防垢劑BHF-03、殺菌劑BHS-38、浮選劑BHFX-01、破乳劑BH-168、消泡劑BHX-03 配伍性良好，說明使用殺菌劑BHS-31 不會影響其他試劑的性能。

3 殺菌劑現場試驗評價數據及分析

通過上述實驗結果表明殺菌劑BHS-31 具有良好的殺菌效果，可有效降低SRB 的耐藥性，且具有良好的配伍性不會與其他增效用劑發生反應，因此可進行進一步現場試驗驗證其實際應用效果。

3.1 現場試驗過程及記錄

為了進一步考察殺菌劑BHS-31 的效果，進行現場中試。中試開始于2021 年4 月22 日，濃度調整節點如下：

（1）4 月22 日15:00 中心平臺斜板入口BHS-31 初始濃度115 mg/L，BHS-38 原濃度150 mg/L，直接停注；

（2）4 月23 日15:00 中心平臺斜板入口BHS-31 下調至50 mg/L，井口平臺海管入口BHS-31 濃度100 mg/L，井口平臺BHS-38 原濃度160 mg/L，直接停注；

（3）4 月24 日15:00 中心平臺斜板入口BHS-31下調至40 mg/L，井口平臺海管入口BHS-31 濃度保持100 mg/L；

（4）4 月25 日08:00 中心平臺斜板入口BHS-31 保持40 mg/L，井口平臺海管入口BHS-31 濃度從100 mg/L降至70 mg/L；

（5）4 月26 日08:00 中心平臺斜板入口BHS-31 保持40 mg/L，井口平臺海管入口BHS-31 濃度從70 mg/L降至50 mg/L。

通過調整殺菌劑BHS-31 濃度節點，可充分發揮其殺菌效果，保障現場試驗的順利開展，并對未來實際應用具有指導意義。

3.2 現場試驗結果分析

針對殺菌劑BHS-31 現場試驗效果評價，主要針對中心平臺、井口平臺、井口平臺海管等位置的SRB數量進行對比評價，現場試驗結果（見表7）。

由表7 可以看出，通過6 d 觀察，試驗前井口平臺海管來液SRB 含量為110 個/毫升，一級水相出口污水SRB 細菌含量為350 個/毫升，注水SRB 含量為110個/毫升。

表7 殺菌劑BHS-31 中試SRB 監測數據匯總 單位：個/毫升

井口平臺海管入口殺菌劑BHS-31 加注50 mg/L，中心平臺斜板入口BHS-31 加注40 mg/L，井口平臺海管來液SRB 含量降至25 個/毫升，一級水相出口污水SRB 含量降至25 個/毫升，注水SRB 含量降至0～25個/毫升。綜上所述，殺菌劑BHS-31 具有良好的現場殺菌效果，具有實際推廣意義。

3.3 現場后處理結果分析

為了進一步評價殺菌劑BHS-31 對采出原油后處理的影響，研究了其對于原油脫水效果及污水處理效果的影響，結果如下。

3.3.1 原油脫水效果 添加殺菌劑BHS-31 后，中心平臺原油處理系統原油含水情況（見表8）。

表8 中心平臺原油處理系統原油含水

從表8 中可以看出，添加殺菌劑BHS-31 后，現場試驗階段原油系統一級分離器油相出口原油含水穩定在20%～23%，二級分離器油相出口原油含水穩定在0.4%～0.7%，說明添加殺菌劑BHS-31 不會對原油脫水效果產生影響。

3.3.2 污水處理效果 為研究殺菌劑BHS-31 對污水處理效果的影響，測定了現場試驗前后斜板入口、斜板出口、核桃殼出口、雙介質濾器出口水質情況，試驗結果（見圖1～圖3）。

圖1 試驗前斜板入口、斜板出口、核桃殼出口、雙介質濾器出口、注水水質照片

圖2 BHS-31 加注1 d 后，斜板入口、斜板出口、預濾水罐、核桃殼出口、雙介質濾器出口、注水水質照片

圖3 BHS-31 加注4 d 后，斜板入口、斜板出口、預濾水罐、核桃殼出口、雙介質濾器出口、注水水質照片

由圖1 可知，在殺菌劑BHS-31 現場試驗前，中心平臺污水系統FeS（硫化亞鐵）黑色懸浮物較多，污水系統各級水色呈黑色，其中的FeS 主要來源于井口平臺。

由圖2 和圖3 可知，井口平臺海管入口加注殺菌劑BHS-31 后，中心平臺污水系統水色從黑色逐漸轉為淺色，水中懸浮物含量大幅降低，說明井口平臺至中心平臺海管中的SRB 細菌得到了有效控制，流程中S2-含量大幅降低，污水水色轉變為無色透明。

通過水質對比可知，添加殺菌劑BHS-31 后污水系統水質的大幅改善，說明BHS-31 對去除FeS 有明顯效果，對提升注水水質有重要作用。

4 現場試驗結論

（1）井口平臺海管入口加注50 mg/L 殺菌劑BHS-31，中心平臺斜板入口BHS-31 加注40 mg/L，井口平臺海管來液SRB 含量降至25 個/毫升，一級水相出口污水SRB 含量降至25 個/毫升，注水SRB 含量控制在25 個/毫升以內。

（2）殺菌劑BHS-31 加注后，中心平臺污水系統水色從黑色逐漸轉為淺色，水中FeS 懸浮顆粒含量大幅降低，污水水色轉變為無色透明，說明BHS-31 對去除FeS 有明顯效果。

（3）殺菌劑BHS-31 與原油系統和污水系統各類藥劑配伍性良好，不會發生反應生成沉淀。

（4）為了更好的控制FeS 懸浮物，后續計劃將其他井口平臺殺菌劑BHS-38 換型為BHS-31，通過BHS-31 絡合Fe2+，以實現中心平臺污水系統FeS 全面控制的目標。

（5）殺菌劑推薦加注濃度：井口平臺海管入口BHS-31 濃度50 mg/L，中心平臺斜板入口BHS-31 濃度40 mg/L。