阮莎，易紹金，秦兵維 （長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州434023）

李啟棟 （長江大學(xué)期刊社，湖北 荊州434023）

在油層條件下，含蠟原油中的蠟通常會溶解在原油中。由于地溫梯度的存在，原油在從井底流向井口的過程中，不斷地向周圍的井壁散熱。當(dāng)油溫下降到原油析蠟點時，蠟晶微粒便開始在油流中和管壁處析出，油流中的蠟晶由于管道徑向的濃差擴散和剪切擴散作用，不斷地沉積在管壁上，即油井結(jié)蠟［1］。在油田開發(fā)過程中常常會出現(xiàn)油井結(jié)蠟現(xiàn)象，有些油井結(jié)蠟非常嚴(yán)重，容易導(dǎo)致油井的產(chǎn)油量下降，甚至?xí)斐捎途．a(chǎn)［2］。微生物清防蠟技術(shù)克服了傳統(tǒng)清防蠟技術(shù)的缺點，不會造成地層傷害，不會產(chǎn)生油井怠產(chǎn)，不會污染環(huán)境，可廣泛應(yīng)用于各種含蠟油井，是一種新型、經(jīng)濟、環(huán)保的油井防蠟技術(shù)［3］。

微生物清防蠟劑的作用機理［4～6］如下：①微生物具有粘附于黏土表面或金屬表面的特性，在其表面繁殖并形成一層親水膜，阻止蠟晶沉積。②微生物可將原油中的長碳鏈烴類降解為短碳鏈烴類，從而減少原油中重質(zhì)組分的含量，減輕原油結(jié)蠟，降低原油凝固點。③其新陳代謝產(chǎn)物有2類：一類是脂肪酸、類脂和糖等生物表面活性劑，可抑制蠟晶生長；另一類是短鏈烴、乙醇、乙醛、有機酸和氣體等，可提高原油中重質(zhì)組分的溶解度，減輕結(jié)蠟程度。根據(jù)微生物清防蠟劑的清防蠟原理，微生物清防蠟劑以防蠟為主，以清蠟為輔。但微生物清防蠟劑的防蠟效果如何評價，一直以來沒有一種有效、可靠的方法，更無相關(guān)統(tǒng)一的評價方法標(biāo)準(zhǔn)。最終由于微生物防蠟作用機理復(fù)雜、部分檢測方法技術(shù)要求高、分析誤差判斷排除難度大而使得微生物防蠟率成為了一個無法定量的問題，也嚴(yán)重影響了微生物清防蠟劑的規(guī)模化應(yīng)用。由于微生物清防蠟的作用機理完全不同于化學(xué)清防蠟劑，因此采用化學(xué)清防蠟劑的防蠟率的測定方法顯然是不科學(xué)的。因此，根據(jù)微生物清防蠟劑的機理，設(shè)計出一種微生物防蠟率測定方法，對于微生物的防蠟效果的評價、進而推動微生物清防蠟劑的研究和規(guī)模化應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。下面，筆者在查閱相關(guān)文獻資料［7～9］、參考國內(nèi)相關(guān)試驗方法，如靜態(tài)法［10］（即掛片法）、倒杯法［11］等基礎(chǔ)上，經(jīng)過一系列試驗研究，提出測定微生物清防蠟劑防蠟率的一種新方法——倒扣瓶法，并經(jīng)多次試驗驗證了該方法的可行性。

1 倒扣瓶試驗方法

倒扣瓶法測定微生物清防蠟劑防蠟率步驟如下：

1）取250ml洗凈干燥至恒重的錐形瓶10個 （分別編號為1～10），分為2組，每組5瓶，其中1～5作為空白組，稱量錐形瓶空瓶質(zhì)量 （記為m空1～m空5），6～10作為試驗組，稱量錐形瓶空瓶質(zhì)量 （記為m空6～ m空10）。

2）向空白組錐形瓶加入40ml的自來水，向試驗組錐形瓶分別加入40ml的微生物清防蠟菌液，再向10個錐形瓶各加入 （40±0.1）g的不含水含蠟原油油樣。

3）將10個錐形瓶放入 （45±1）℃的恒溫培養(yǎng)箱中恒溫30min，使原油溶化成液態(tài)。

4）將10個錐形瓶放入恒溫 （40±1）℃搖床中震蕩 （120rpm）72h后取出。

5）將錐形瓶取出放入35℃的生化培養(yǎng)箱中恒溫90min，使各瓶充分結(jié)蠟。

6）在恒溫箱 （40±1）℃中放置60min后，將各錐形瓶分別倒扣入一接收器中，恒溫60min使錐形瓶不再滴油，然后取出結(jié)蠟錐形瓶，稱取油蠟粘壁的錐形瓶質(zhì)量，并將空白組和試驗組分別記錄為m蠟1～m蠟5和m蠟6～m蠟10。

7）根據(jù)2組錐形瓶質(zhì)量差計算防蠟率：

為了驗證上述試驗方法的可行性，根據(jù)上述試驗步驟，取某油田原油，以自來水為空白對照，分別測量自來水和某工業(yè)微生物防蠟菌劑作用于原油的防蠟量，試驗結(jié)果如表1所示：

表1 倒扣瓶法實驗結(jié)果

上述試驗結(jié)果中，微生物清防蠟劑的防蠟量差距較小，工業(yè)微生物清防蠟菌劑的結(jié)蠟量比自來水要低得多，表明倒扣瓶法可以測量出工業(yè)菌劑的防蠟率，說明倒扣瓶法克服了以往測量微生物防蠟率方法與實際情況相差較大的缺點，是一種可用于實踐測量微生物防蠟率的方法。

2 驗證試驗

2.1 失活細菌與活性細菌的防蠟率對比

準(zhǔn)備240ml某工業(yè)微生物清防蠟菌劑，取其中的120ml，放入高壓滅菌鍋中在121℃下保持18min高溫滅菌后，標(biāo)記為失活菌液，剩余的120ml未滅菌的標(biāo)記為活性菌液。按照倒扣瓶法試驗步驟，取某油田原油，以自來水為空白對照，分別測試失活菌液和活性菌液作用于原油后的防蠟率，試驗結(jié)果如表2所示。

表2試驗結(jié)果表明，活性菌劑的防蠟率高達88.2%，失去活性的菌劑中仍存在具有一定的防蠟?zāi)芰Φ拇x物質(zhì)，其防蠟率為10.7%，進一步證明了在微生物清防蠟劑中清防蠟細菌對防蠟起主要作用，其代謝產(chǎn)物對防蠟起次要作用，反證了微生物清防蠟劑防蠟機理的正確性。倒扣瓶法能反證微生物清防蠟機理，也驗證了倒扣瓶法的可行性。

2.2 不同微生物清防蠟菌劑對同一原油的防蠟率測定

按倒扣瓶法 （每組取3個平行樣），取某油田原油，選取3種已經(jīng)運用于油田的微生物防蠟劑，分別標(biāo)計為A、B和C。以自來水為空白對照，對A、B和C 3種不同微生物清防蠟劑對同一原油的防蠟率進行測定，結(jié)果如表3所示。

表2 失活菌液－活性菌液的防蠟率對比

表3 不同微生物清防蠟菌液對同一原油的防蠟率測定結(jié)果

表3試驗結(jié)果表明，不同微生物清防劑對同一油樣的防蠟率不同，不同微生物防蠟效率不同，而倒扣瓶法驗證并顯現(xiàn)出其防蠟率不同，體現(xiàn)了倒扣瓶法的可行性，可為油田現(xiàn)場微生物清防蠟劑的選用提供科學(xué)參考。

2.3 同一微生物清防蠟菌劑對不同原油的防蠟率測定

按照上述試驗方法 （每組取2個平行樣），取3種不同油田原油 （分別標(biāo)記為X、Y、Z）、某工業(yè)微生物清防蠟劑，以自來水為空白對照，對同一微生物清防蠟劑對不同原油的防蠟率進行測定，結(jié)果如表4所示。

表4試驗結(jié)果表明，同一微生物清防蠟劑作用于不同原油，由于原油本身組成的不同，微生物菌劑的防蠟率也不同，倒扣瓶法可以測出其清防蠟率的差異，進一步驗證了倒扣瓶法的可行性，為今后油田選用微生物清防蠟劑提供科學(xué)參考。

表4 同一微生物清防蠟菌液對不同原油的防蠟率測定結(jié)果

3 結(jié)論

1）倒扣瓶法能簡便科學(xué)、客觀地評價微生物清防蠟劑對原油的防蠟效果。

2）倒扣瓶法對微生物清防蠟劑防蠟率的測定，為微生物清防蠟劑的研究、評價和現(xiàn)場實際應(yīng)用提供可靠的依據(jù)。

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