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        微生物清防蠟劑對(duì)金屬腐蝕影響試驗(yàn)研究

        2013-11-02 11:43:01易紹金張普智長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院湖北荊州434023
        關(guān)鍵詞:清防金屬腐蝕鋼片

        周 慧,易紹金,張普智 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北 荊州 434023)

        微生物清防蠟劑對(duì)金屬腐蝕影響試驗(yàn)研究

        周 慧,易紹金,張普智 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)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(huì)加重金屬材料的腐蝕,是人們普遍關(guān)注的問(wèn)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(biāo)及分析方法中平均腐蝕率的測(cè)定方式,評(píng)價(jià)微生物清防蠟菌劑對(duì)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(duì)金屬材料腐蝕不僅沒(méi)有促進(jìn)作用,反而對(duì)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(lái),微生物清防蠟技術(shù)在各大油田中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。該技術(shù)克服了傳統(tǒng)清防蠟技術(shù)的缺點(diǎn),不會(huì)造成地層傷害和環(huán)境污染,可廣泛應(yīng)用于各種含蠟油井,是一種新型、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的油井清防蠟技術(shù)[1]。但是該技術(shù)在油田應(yīng)用中,微生物對(duì)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(duì)金屬的侵蝕作用,而是微生物生命活動(dòng)的結(jié)果間接地對(duì)金屬腐蝕的電化學(xué)過(guò)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(duì)鋼鐵產(chǎn)生腐蝕的作用機(jī)理主要是陰極氫去極化作用和硫化物促進(jìn)腐蝕作用[3]。微生物清防蠟菌劑是否會(huì)增加對(duì)金屬材料的腐蝕,是人們普遍關(guān)心的問(wèn)題,這直接影響微生物清防蠟技術(shù)在油田的推廣應(yīng)用。為此,采用長(zhǎng)慶油田現(xiàn)場(chǎng)采出液進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),分析微生物清防蠟菌劑對(duì)金屬材料腐蝕的影響。

        1 試驗(yàn)部分

        1.1試驗(yàn)用品和試驗(yàn)器材

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

        2)試驗(yàn)器材 濾紙;干燥器;游標(biāo)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(zhǎng)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(yàn)方法

        將試片懸掛于試驗(yàn)介質(zhì)中,在一定溫度條件下作用一定時(shí)間后取出,根據(jù)試驗(yàn)前后試片的損失質(zhì)量計(jì)算平均腐蝕率,具體步驟如下:①用游標(biāo)卡尺測(cè)量試片尺寸并計(jì)算其表面積。②用石油醚脫脂,再用無(wú)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(shí)應(yīng)在水浴上將溶液加熱到60℃)。④掛片。掛片所用介質(zhì)是長(zhǎng)慶油田現(xiàn)場(chǎng)采出水(實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(shí)可用毛刷輕輕刷洗)。試片清洗后用蒸餾水沖洗,再用無(wú)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(jì)算公式

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

        2 結(jié)果與討論

        菌劑對(duì)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(duì)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(shì),最后均低于0.076mm/a的標(biāo)準(zhǔn)要求[5],表明微生物菌劑的投加對(duì)試片腐蝕具有一定緩蝕作用。這是因?yàn)槲⑸锴宸老灳鷦┲胁淮嬖赟RB,只是實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)及其對(duì)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。

        圖1 微生物清防蠟菌劑對(duì)A3鋼片腐蝕速率的影響 圖2 微生物清防蠟菌劑對(duì)N80鋼片腐蝕速率的影響

        3 結(jié) 論

        (1)在微生物清防蠟過(guò)程中,清防蠟菌劑不僅不會(huì)加重對(duì)金屬材料的腐蝕,反而對(duì)金屬腐蝕具有一定緩蝕作用。隨著微生物清防蠟菌劑量的增加,其對(duì)金屬材料的緩蝕效果越來(lái)越顯著。

        (2)微生物清防蠟菌劑對(duì)不同金屬材質(zhì)的緩蝕程度因菌劑加量及溫度不同而異。

        [1]石勇,姜蘭,雷琦,等.微生物清防蠟技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù),2009,30(1):17-20.

        [2]尹寶俊,趙文軫,史交齊.金屬微生物腐蝕的研究[J].四川化工,2004,7(1):20-32.

        [3]李迎霞,弓愛(ài)軍.硫酸鹽還原菌微生物腐蝕的研究進(jìn)展[J].全面腐蝕控制,2005,19(1):30-33.

        [4]易紹金,熊漢輝.細(xì)菌瓶法用于黃原膠降解菌菌數(shù)測(cè)定[J].油田化學(xué),2005,22(2):192-194.

        [5]SY/T5329-2012,碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法[S].

        [6]郎序菲,邱麗娜,弓愛(ài)軍,等.微生物腐蝕及防腐技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].全面腐蝕控制,2009,23(10):19-22.

        [7]譚燕,程杰成,屈睿,等.油井采出液中硝酸鹽還原菌的分離培養(yǎng)及對(duì)硫酸鹽還原的抑制[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2007,13(3):390-394.

        [8]董慧明.油田硫酸鹽還原菌的生物控制技術(shù)研究[D].大連:遼寧師范大學(xué),2007.

        [9]陳野,劉貴昌.硫酸鹽還原茵腐蝕的防治方法及其研究進(jìn)展[J].腐蝕與防護(hù),2004,25(3):102-104.

        2013-06-17

        周慧(1987-),女,碩士生,現(xiàn)主要從事石油與環(huán)境微生物方面的研究工作。

        易紹金(1963-),男,教授,現(xiàn)主要從事石油與環(huán)境微生物技術(shù)方面的教學(xué)與研究工作;E-mail:759531738@qq.com。

        TE358.2

        A

        1673-1409(2013)26-0144-02

        [編輯] 李啟棟

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