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综述硫酸盐还原菌腐蚀的防护措施

发布:多吉利        来源:www.duojili.cn  

综述硫酸盐还原菌腐蚀的防护措施

摘要:介绍了防止硫酸盐还原菌腐蚀的几种措施,论述了“硫酸盐还原菌与脱氮硫杆菌的生物竞争淘汰法”防止SRB腐蚀的可行性。

关键词;硫酸盐还原菌、防护措施  生物竞争淘汰法 

微生物对金属腐蚀的危害已日益受到人们的重视,特别是在无氧或低含氧的环境中能大量繁殖生长的硫酸盐还原菌,能明显地加速金属腐蚀,导致输油管线、注水管线和设备的局部腐蚀穿孔。因此,防止SRB腐蚀已是腐蚀科学和微生物学共同关注的课题。

目前,国内各油田普遍采用注水采油法,SRB腐蚀成为油田套管腐蚀的主要形式。因此,寻找一个合理的防护措施显得更为重要。

1.1 采用耐SRB腐蚀材料

油田套管主要用碳钢,但碳钢是SRB腐蚀敏感材料。如果采用耐蚀合金钢,铜以及聚乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、玻璃钢等代替碳钢,则在成本和性能等方面很难被接受。

1.2 加防护层

应用防护层是控制SRB腐蚀工作中常采用的方法之一。这种方法是在金属构件表面加上一层防护材料,使被保护金属构件与环境隔开,阻止二者间离子、电子的渗透,从而达到控制腐蚀的目的。防护层材料和防护方法主要有镀锌、镀铬、水管内壁衬水泥,导水管内壁、冷水器等用环氧树脂漆等。采用这种措施就注意的是要考虑防护层本身的抗SRB腐蚀性能。

1.3 限制营养源

细菌生长需要营养,限制金属构件周围的SRB生长 的营养物是降低腐蚀危害的一个重要方法。任何微生物都必须从外界环境中不断地获得者营养物质而生活。营养物质是指向微生物提供能量,提供原生质组成来源及新陈代谢中起调节作用的各种物质。除水以外,还有碳、氮等各种元素,无机盐类,有机化合物等。

1.4 控制SRB生长的环境条件

微生物生长繁殖都需要一个适宜的环境条件,所以适当地改变环境条件也是减轻微生物腐蚀的一个重要措施,对于SRB来说,其生长条件为PH=7.2-7.6PH>9时,SRB就不能生存。SRB37℃左右最适宜生长繁殖,在80-90℃ 也能存活,但是在100℃时不能生存。因此,有的油井用注入100℃热水杀死SRB,防止SRB腐蚀。

1.5   阴极保护

         采用一种比铁更负的金属(如锌、镁、铝-——镁合金等阳极性材料)作牺牲阳极,提供保护电流,以保护金属构件。在某些情况下也可用外加电流,以保护金属构件。在某些情况是也可用外加电流,使被保护的金属构件保持一个足够负的电位来阴止金属的溶解。使用这种方法要注意阴极保护和防护层结合使用,还应注意设计好阴极分布,因为这往往是效果好坏的关键。

1. 6   采用化学杀菌剂和抑菌剂

       卤素和卤素化合物是油田上常采用的SRB杀菌剂,而杀菌效果很好。

       美国生产的烷基取代胺和季胺两种化合物,经常推荐用在油井或注水作业中抑制腐蚀,因为这些化学药品具有抑制腐蚀的特性,而且对很多细菌有毒性(如脱硫弧菌)。这些类型化合物的作用,靠金属表面吸附产生一层保护膜,从而作为某些情况下的腐蚀抑制剂。多氯苯酚被推荐作为细菌抑制剂,除了间接抑制细菌生长外,它本身并不具有抑制腐蚀的特性。利用细菌抑制剂和用腐蚀抑制剂没有什么差别。

SRB能存在于副产水中,细菌数可高达10000/ml。使用四氯酚盐钠或钠盐,浓度在25×10-6时,可使SRB的数量减少到10/mlQoth主张用水溶性季胺添加剂吸附到金属表面形成一层厚的水溶性膜。据报道,这种添加剂起腐蚀抑制剂和细菌抑制剂双重作用。

2 微生物控制法 

近年来,人们又着手研究出一种新的方法,即利用一些微生物来抑制或消除引起金属腐蚀的微生物。其机于是是:这些细菌注入地层和SRB共同生活在同一环境中,就可与SRB争夺生活窨和食物营养,从而抑制了SRB的生长繁殖。另一机于是是:某些菌可以产生类假于抗生素类的物质直接杀死SRB,也就是利用微生物之间的共生,竞争以及拮抗的关系来防止微生物对金属的腐蚀。

据报道,某些大庆氧纸菌(尤其是梭状芽孢杆菌)和营养物(糖类、氢化物、磷酸盐)一起注入油层,这些菌的代谢产物可抑制或杀死SRB,且杀菌剂的产量可通过注入介质中的糖类浓茺来控制。

将脱氮硫杆菌与SRB共同培养在液体培养基中,则它可以用SRB产生的H2S,而抑制H2S的积累。因而,利用该菌可控制油田管道和其它环境中的硫化物引起的腐蚀。

资料报道,SRB和硫化细菌、反肖化细菌,多聚磷累积细菌之间存在着共生和况争关系,在含水系统中加入硝酸盐和亚硝酸盐、钼酸盐等,可促进硫化细菌、反硝化细菌的生长,而抑制SRB的生长。

3 生物竞争淘汰法

油层酸化和FeS沉积等问题会使油田生产成本不断增大。在许多情况下,硫化物的产生是SRB作用的结果。当前正在研究一种既能提高原油采收率,同时又能防止油层酸化的方法,即通过对微生物群的替代,将油田的微生物问题变成有利因素,可替代微生物群在就地生产天然气、聚合物和表面活性剂,同时防止和除去硫化物。这种方法被称为“生物竞争淘汰法”。

SRB与脱氮硫杆菌相互之间的生物竞争就是一例。

在挥发性脂肪酸和硝酸盐存在的情况下,异氧脱氮菌的迅速繁殖首先导致培养基中VFA含量迅速减少,这将有效地抑制SRB,并引起整个微生物种群的变化。

实验证明,向油田采出水中添加硝酸盐可使系统中的SRB含量减至10/mL以下,异氧脱氮菌含量则增至107/mL 左右,从而减轻硫酸盐还原菌造成的腐蚀。

4 防腐蚀和采油的统一

在含简单溶解有机质和还原硫化物的典型油田水中注入硝酸盐会产生几种效果:第一,异氧脱氮菌会迅速发挥作用,除去硫化物(包括溶解的H2S和一些通过液化所产生的晶体硫化物形成)。第二,只要提供足够的养分,这些微生物就会使简单的溶解有机化合物氧化,生成CO2和N2第三,当可用氮有限时,可产生高粘度的溶液,这些作用对MEOR方法(一种提高原油收采率的新技术)来说是有利因素。这项新技术的另一个优点是对自然环境的影响较小。

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