熊開(kāi)昱,孫海濤,尹曉鵬,姚光源

(1中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452；2.中海石油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300452)

渤海某油田FPSO為提升生產(chǎn)污水的處理效果實(shí)施了工藝水艙的改造，沉降時(shí)間由原來(lái)的不足5min延長(zhǎng)至4.5h，工藝艙投用后現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)細(xì)菌滋生加劇。同時(shí)為了進(jìn)一步提升油田注水水質(zhì)，F(xiàn)PSO在工藝艙前端加注了清水劑，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察與調(diào)試，出現(xiàn)艙內(nèi)殺菌處理與清水處理存在比較明顯的相互影響現(xiàn)象：原有殺菌劑的加注造成污水含油及總懸浮物指標(biāo)迅速上升[1]，清水劑的加注也明顯影響殺菌劑的處理效果。經(jīng)作業(yè)公司及各方討論后，一致認(rèn)為當(dāng)前加注的殺菌劑與在用的其它水處理藥劑存在不配伍現(xiàn)象。為了解決這一問(wèn)題，作業(yè)公司決定評(píng)選新型的殺菌劑來(lái)解決當(dāng)前存在的問(wèn)題。同時(shí)，作業(yè)公司要求做好殺菌劑和清水劑、緩蝕劑及阻垢劑的配伍性工作，保證FPSO現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的正常穩(wěn)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)方法

水質(zhì)檢測(cè)：SY/T5329-2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》；殺菌性能評(píng)價(jià)：SY/T5890-2010《油田注水殺菌通用技術(shù)條件》；緩蝕性能評(píng)價(jià)：SY/T5273-2014《油田采出水處理用緩蝕劑性能指標(biāo)》；阻垢性能評(píng)價(jià)：SY/T5673-1993(2002)《油田用防垢劑性能評(píng)定方法》。

1.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

選擇蓬勃號(hào)FPSO生產(chǎn)過(guò)程中的污水為研究對(duì)象，使用中海油渤海油田常用的清水劑、殺菌劑、緩蝕劑、阻垢劑作為評(píng)價(jià)藥劑，優(yōu)選出滿(mǎn)足FPSO工藝要求的油田水處理藥劑。

表1 試驗(yàn)藥劑型號(hào)及類(lèi)型

表1(續(xù))

2 結(jié)果與討論

2.1 殺菌劑的殺菌性能

試驗(yàn)方法：根據(jù) SY/T5329-2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》和SY/T5890-2010《油田注水殺菌通用技術(shù)條件》評(píng)選方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采用絕跡稀釋法測(cè)試加殺菌劑前后注水水樣中細(xì)菌的含量，來(lái)計(jì)算殺菌劑的殺菌率。實(shí)驗(yàn)溫度60℃，實(shí)驗(yàn)采用二次重復(fù)法。

圖1 殺菌劑SRB殺菌性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(1)殺菌劑對(duì)生產(chǎn)水系統(tǒng)中的細(xì)菌有著明顯的殺菌效果，并且殺菌劑加藥量越大，殺菌效果越明顯，當(dāng)加藥量為40mg/L時(shí)，可徹底抑制生產(chǎn)水系統(tǒng)中細(xì)菌的生成；(2)加藥量相同的情況下，季鏻鹽的效果最佳，其原因是從分子結(jié)構(gòu)來(lái)看，磷原子比氮原子的離子半徑大，極化作用強(qiáng)，更容易吸附帶電荷的菌體，從而滲透進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，通過(guò)化學(xué)作用使細(xì)菌體內(nèi)的酶喪失活性，導(dǎo)致細(xì)菌無(wú)法發(fā)揮正常的生物作用[2]。

2.2 殺菌劑與清水劑的配伍性

試驗(yàn)方法：根據(jù) SY/T5329-2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》和SY/T5890-2010《油田注水殺菌通用技術(shù)條件》評(píng)選方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)溫度60℃，殺菌劑加藥濃度：40mg/L，清水劑加藥濃度：TS-DS05 30mg/L；TS-DS06 20mg/L。

表2 殺菌劑與清水劑的配伍性實(shí)驗(yàn)

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，(1)季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑和二硫代氨基甲酸鹽清水劑配伍性不好。主要原因是季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑是陽(yáng)離子殺菌劑，二硫代氨基甲酸鹽清水劑是陰離子型清水劑，它們一起使用會(huì)產(chǎn)生陰陽(yáng)離子反應(yīng)，生成大分子量物質(zhì)，從而出現(xiàn)白色渾濁[3]，影響水質(zhì)和殺菌效果，而戊二醛類(lèi)殺菌劑和二硫代氨基甲酸鹽清水劑沒(méi)有明顯的陰陽(yáng)離子反應(yīng)，配伍性良好。(2)季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑、戊二醛類(lèi)殺菌劑和聚丙烯酰胺(非離子型)清水劑配伍性良好。

2.2 殺菌劑與緩蝕劑的配伍性

試驗(yàn)方法：根據(jù) SY/T5273-2014《油田采出水處理用緩蝕劑性能指標(biāo)》和SY/T5890-2010《油田注水殺菌通用技術(shù)條件》評(píng)選方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)溫度60℃，殺菌劑加藥濃度：40mg/L，緩蝕劑加藥濃度：30mg/L。

圖2 殺菌劑與緩蝕劑的配伍性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：(1)季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑、戊二醛類(lèi)殺菌劑和咪唑啉類(lèi)緩蝕劑、季銨鹽類(lèi)緩蝕劑配伍性良好。(2)季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑、戊二醛類(lèi)殺菌劑和咪唑啉類(lèi)緩蝕劑、季銨鹽類(lèi)緩蝕劑具有協(xié)同效應(yīng)，使得緩蝕率得到了提到。原因是殺菌劑具有殺菌和剝離污泥的效果，而細(xì)菌和污泥是腐蝕的重要影響因素，殺菌劑的使用減小了細(xì)菌和污泥對(duì)設(shè)備和管道的腐蝕。另外從緩蝕劑的作用機(jī)理分析，殺菌劑中的N、P可與Fe原子形成配位鍵，從而吸附在金屬表面，填充吸附在金屬表面緩釋集中疏水基團(tuán)的空隙部分，增強(qiáng)了緩蝕劑在金屬表面所形成吸附膜的致密性[4]。

2.3 殺菌劑與阻垢劑的配伍性

試驗(yàn)方法：根據(jù) SY/T5673-1993(2002)《油田用防垢劑性能評(píng)定方法》和SY/T5890-2010《油田注水殺菌通用技術(shù)條件》評(píng)選方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)溫度60℃，殺菌劑加藥濃度：40mg/L，阻垢劑加藥濃度：5mg/L。

圖3 殺菌劑與阻垢劑的配伍性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：(1)季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑、戊二醛類(lèi)殺菌劑對(duì)有機(jī)膦類(lèi)阻垢劑有負(fù)面影響，會(huì)降低阻垢率。(2)殺菌劑對(duì)阻垢劑產(chǎn)生負(fù)面影響的原因是季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑均為陽(yáng)離子型殺菌劑，分子表面帶有正電性，而阻垢劑為有機(jī)膦酸類(lèi)化合物，分子表面帶有負(fù)電性，兩者相遇正負(fù)電作用會(huì)降低阻垢劑的活性，造成阻垢劑的阻垢性能下降。(3)根據(jù)以上原因在實(shí)際使用中建議阻垢劑和殺菌劑分開(kāi)使用，或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要適當(dāng)加大阻垢劑的加藥量。

3 結(jié)論

(1)季鏻鹽殺菌劑對(duì)生產(chǎn)水系統(tǒng)中的細(xì)菌有著最好殺菌效果，并且殺菌劑加藥量越大，殺菌效果越明顯，當(dāng)加藥量為30mg/L時(shí)，可徹底抑制生產(chǎn)水系統(tǒng)中細(xì)菌的生成。

(2)季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑和二硫代氨基甲酸鹽清水劑配伍性不好；戊二醛類(lèi)殺菌劑和二硫代氨基甲酸鹽清水劑、聚丙烯酰胺(非離子型)清水劑配伍性良好。

(3)季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑、戊二醛類(lèi)殺菌劑和咪唑啉類(lèi)緩蝕劑、有機(jī)胺類(lèi)緩蝕劑配伍性良好并具有協(xié)同效應(yīng)。

(4)季銨鹽殺菌劑、季鏻鹽殺菌劑、有機(jī)胍殺菌劑、戊二醛類(lèi)殺菌劑對(duì)有機(jī)膦類(lèi)阻垢劑和聚羧酸鹽類(lèi)阻垢劑有負(fù)面影響，會(huì)降低阻垢率，建議分開(kāi)使用。