CN103113866B

CN103113866B - 抑制油井硫酸盐还原菌活性的新型生物抑制剂及使用方法

Info

Publication number: CN103113866B
Application number: CN201310047630.XA
Authority: CN
Inventors: 吴伟林; 王彪; 孟章进; 杨海滨; 杨帆; 雷世华
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2033-02-06
Also published as: CN103113866A

Abstract

本发明公开了油田采注领域内的一种抑制油井硫酸盐还原菌活性的新型生物抑制剂及其使用方法，该抑制剂由以下各成分组成：亚硝酸钠100重量份，硝酸钠5-10重量份，钼酸钠0.1-0.5重量份，硝酸铜0.1-0.5重量份，该使用方法包括以下步骤：（一）测定油井采出水的SO₄ ^2-和S^2-的浓度含量；（二）换算抑制剂的投加量；（三）以亚硝酸钠的投加量配置权利要求1所述的抑制剂母液；（四）通过油井套管添加方式加药，将步骤（三）获得的抑制剂母液经套管投加到井下，通过使用本抑制剂降低采出水的腐蚀速率，节约了生产成本；激活油井中内源反硝化细菌的生长，有效的抑制SRB的快速生长，可用于抑制油井硫酸盐还原菌活性中。

Description

抑制油井硫酸盐还原菌活性的新型生物抑制剂及使用方法

技术领域

本发明涉及一种油田安全采注系统，特别涉及一种生物抑制剂。

背景技术

油田采注系统中广泛存在的硫酸盐还原菌（SRB）和硫化物造成了严重的危害和损失，引起腐蚀、穿孔、破漏、结垢、堵塞、检泵、储罐自燃爆炸等一系列问题，严重影响油田的正常生产和运行。油田控制SRB和硫化物的方法主要采取化学和物理方法，存在成本高、易产生抗药菌、易产生二次污染、治标不治本等缺点。

近年来，利用微生物来抑制或消除SRB腐蚀的研究已经受到普遍的关注，该技术是一种新型的油田SRB腐蚀防护技术，主要利用了微生物之间的竞争关系（硫酸盐还原菌和反硝化细菌DNB）来控制腐蚀，对环境及设备危害较小，成本相对较低。目前，主要有两种方法：生物刺激和生物强化。生物刺激是向目标环境注入SRB抑制剂，可以有效去除已经产生的硫化物、抑制SRB的快速生长、刺激内源反硝化细菌的生长、从而达到控制腐蚀目的；生物强化是针对目标环境不存在内源反硝化细菌或者内源反硝化细菌生长缓慢的情况，向目标环境注入人工培育的反硝化细菌，从而达到生物防腐的目的。

目前，有关地面系统和注水系统的SRB生物防治技术已经开展了一部分工作，主要以硝酸盐为激活剂激活环境介质中的反硝化细菌，但是对于高温环境的油井，一定含量的硝酸盐存在会加速油井管壁腐蚀。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制油井硫酸盐还原菌活性的新型生物抑制剂及其使用方法，解决了现有技术中的问题，抑制了SRB的快速生长，促进了DNB的快速生长，提高硫化物去除率。

本发明的目的是这样实现的：一种抑制油井硫酸盐还原菌活性的新型生物抑制剂及其使用方法，该抑制剂由以下各成分组成：亚硝酸钠 100重量份；硝酸钠 5-10重量份；钼酸钠 0.1-0.5重量份；硝酸铜 0.1-0.5重量份；该使用方法按照以下步骤进行：（一）测定油井采出水的SO₄ ^2-和S^2-的浓度含量，并根据该浓度含量、一定周期内的油井采液量和含水率换算出所采液体中的硫化物总质量；（二）换算抑制剂的投加量，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量（1.5~3.5）:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；（三）以亚硝酸钠的投加量配置权利要求1所述的抑制剂母液，所述抑制剂母液的质量分数为35-45%；（四）通过油井套管添加方式加药，将步骤（三）获得的抑制剂母液经套管投加到井下。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过使用本抑制剂改变以往以完全杀灭SRB为目的的观点，有选择性的激活油井中内源反硝化细菌的大量生长，通过DNB抑制SRB的快速生长，本发明还可直接抑制SRB的快速生长，从而从两方面实现对SRB的抑制作用，降低了采出水的均匀腐蚀速率以及有效的延长了油井的检泵作业周期，从而大大节约生产成本；同时本发明可以代替油井除硫剂，提高了硫化物的去除率；并且本发明正常浓度使用无毒、不会产生抗药菌。本发明可用于抑制油井硫酸盐还原菌活性中。

为了进一步增强本发明的作用效果，可根据不同水质环境投加不同量的抑制剂，油井采出水SO₄ ^2-小于200mg/L，S^2-大于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量1.5:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；油井采出水SO₄ ^2-小于200mg/L，S^2-小于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量2:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；油井采出水SO₄ ^2-介于200~1000mg/L之间，S^2-大于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量2:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；油井采出水SO₄ ^2-介于200~1000mg/L之间，S^2-小于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量3:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；油井采出水SO₄ ^2-大于1000mg/L之间，S^2-大于40mg/L，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量3:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；油井采出水SO₄ ^2-大于1000mg/L，S^2-小于40mg/L，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量3.5:1的比例计算亚硝酸钠的投加量。

为了使得本发明可适用各种工况，增大其应用范围，所述油井套管添加方式包括套管连续滴加法和套管冲击式加药法两种方式；所述套管连续滴加法通过配备300L重力自动滴加加药罐进行滴加，按7天为一次加药周期，投加抑制剂母液；所述套管冲击式加药法按3天为一次加药周期，投加抑制剂母液。

附图说明

图1为本发明在油井采出水SO₄ ^2-大于1000mg/L之间，S^2-大于40mg/L条件下室内抑制剂抑制SRB试验效果图。

图2为根据油井动液面和产液量的抑制剂投加方式示意框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明用于抑制油井硫酸盐还原菌活性的生物抑制剂的室内评价及使用方法进行具体说明。

实施例1（室内腐蚀评价试验）

在本试验中，所用新型抑制剂按质量份数比由100份的亚硝酸钠、5-10份的硝酸钠、0.1-0.5份的钼酸钠、0.1-0.5份的硝酸铜组成；传统抑制剂由100份的硝酸钠、5-10份的亚硝酸钠、0.1-0.5份的钼酸钠、0.1-0.5份的硝酸铜；并且每升油田采出水中分别加入100mg/L的杀菌剂LC-3、杀菌剂KD-24、传统抑制剂和新型抑制剂于250mL的厌氧瓶中，65℃，静置14d，测定的静态腐蚀速率如表1；其中杀菌剂LC-3和杀菌剂KD-24为江苏油田油井常用杀菌剂；H88-39、H88-21、H88-7和H88-31为江苏油田试采二厂黄88区块的4口油井采出水水样。对比实验数据，可以看出以硝酸纳为主的传统生物抑制剂会一定程度的加速腐蚀，但其效果不如杀菌剂LC-3和杀菌剂KD-24，新型生物抑制剂可以将腐蚀速率降低到传统抑制剂的10%左右，效果优于杀菌剂LC-3和KD-24。表明该新型抑制剂具有良好的降低腐蚀速率的性能。

表1

实施例2（室内抑制SRB效果）

本实施方式中，所用新型抑制剂按质量份数比由100份的亚硝酸钠、5-10份的硝酸钠、0.1-0.5份的钼酸钠、0.1-0.5份的硝酸铜组成。每升油井采出水中分别加入100mg/L的新型抑制剂，于65℃下静置培养，测定不同时间段油井采出水SRB数量和硫化物含量，如图1所示。其中油井采出水来自于江苏油田试采二厂黄88区块黄88-39井。由图1可以看出，新型抑制剂可以有效抑制SRB的活性，同时硫化物的去除率达到98%以上，抑制剂中的钼酸钠和硝酸铜可以一定程度上促进内源反硝化细菌的快速生长。表明该抑制剂具有很好的抑制SRB和消除硫化物的性能。

实施例3（现场应用）

本实施实例中，所用新型抑制剂按质量份数比由100份的亚硝酸钠、6-8份的硝酸钠、0.3-0.5份的钼酸钠、0.3-0.5份的硝酸铜组成。选择目标井黄88-39开展现场试验。根据图2对目标井选择加药方式：套管连续滴加。套管连续滴加法需配备300L重力自动滴加加药罐一个，根据油井产液量和含水率，按加药周期7天，按亚硝酸钠和采出水中硫化物总质量3:1的比例计算亚硝酸钠的投加量（黄88-39井硫化物含量为86.4mg/L），投加抑制剂母液。由表2可以看出，通过连续投加抑制剂，刺激油井内源反硝化细菌的生长，并成为优势菌群；SRB降低了3个数量级，快速生长问题得到有效控制；同时腐蚀速率也降低近10倍，检泵周期延长8个月并继续受效。

表2

实施例4 （现场应用）

本实施实例中，所用新型抑制剂按质量份数比由100份的亚硝酸钠、8-10份的硝酸钠、0.3-0.5份的钼酸钠、0.3-0.5份的硝酸铜组成。选择目标井黄88-21开展现场试验。根据图2对目标井选择加药方式：套管冲击式加药。据油井产液量和含水率，按加药周期3天，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量3:1的比例计算亚硝酸钠的投加量（黄88-21井硫化物含量为57.7mg/L），投加抑制剂母液。由表3可以看出，通过连续投加抑制剂，刺激油井内源反硝化细菌的生长，并成为优势菌群；SRB降低了3个数量级，快速生长问题得到有效控制；同时腐蚀速率也降低10倍以上，检泵周期延长8个月并继续受效。

表3

本抑制剂在使用过程中，可根据不同水质环境投加不同量的抑制剂，以保证抑制剂作用效果：

如当油井采出水SO₄ ^2-小于200mg/L，S^2-大于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量1.5:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；

当油井采出水SO₄ ^2-小于200mg/L，S^2-小于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量2:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；

当油井采出水SO₄ ^2-介于200~1000mg/L之间，S^2-大于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量2:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；

当油井采出水SO₄ ^2-介于200~1000mg/L之间，S^2-小于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量3:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；

当油井采出水SO₄ ^2-大于1000mg/L，S^2-小于40mg/L，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量3.5:1的比例计算亚硝酸钠的投加量。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种抑制油井硫酸盐还原菌活性的新型生物抑制剂，其特征在于，由以下各成分组成：

亚硝酸盐 100重量份；

硝酸钠 5-8重量份；

钼酸钠 0.1-0.4重量份；

硝酸铜 0.1-0.4重量份。

2.根据权利要求1所述的抑制油井硫酸盐还原菌活性的新型生物抑制剂，其特征在于，所述亚硝酸盐为亚硝酸钠。

3.一种使用权利要求1或2所述的抑制剂抑制油井硫酸盐还原菌活性的方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

（一）测定油井采出水的SO₄ ^2-和S^2-的浓度含量，并根据该浓度含量、一定周期内的油井采液量和含水率换算出所采液体中的硫化物总质量；

（二）换算抑制剂的投加量，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量1.5:1~3.5:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；

（三）以亚硝酸钠的投加量配置权利要求1所述的抑制剂母液，所述抑制剂母液的质量分数为35-45%；

（四）通过油井套管添加方式加药，将步骤（三）获得的抑制剂母液经套管投加到井下。

4.根据权利要求3所述的抑制油井硫酸盐还原菌活性方法，其特征在于，油井采出水SO₄ ^2-小于200mg/L，S^2-大于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量1.5:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；油井采出水SO₄ ^2-小于200mg/L，S^2-小于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量2:1的比例计算亚硝酸钠的投加量。

5.根据权利要求3所述的抑制油井硫酸盐还原菌活性方法，其特征在于，油井采出水SO₄ ^2-介于200~1000mg/L之间，S^2-大于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量2:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；油井采出水SO₄ ^2-介于200~1000mg/L之间，S^2-小于40mg/L时，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量3:1的比例计算亚硝酸钠的投加量。

6.根据权利要求3所述的抑制油井硫酸盐还原菌活性方法，其特征在于，油井采出水SO₄ ^2-大于1000mg/L之间，S^2-大于40mg/L，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量3:1的比例计算亚硝酸钠的投加量；油井采出水SO₄ ^2-大于1000mg/L，S^2-小于40mg/L，按亚硝酸钠和所述硫化物总质量3.5:1的比例计算亚硝酸钠的投加量。

7.根据权利要求3所述的抑制油井硫酸盐还原菌活性方法，其特征在于，所述油井套管添加方式包括套管连续滴加法和套管冲击式加药法两种方式。

8.根据权利要求3所述的抑制油井硫酸盐还原菌活性方法，其特征在于，所述套管连续滴加法通过配备300L重力自动滴加加药罐进行滴加，按7天为一次加药周期，投加抑制剂母液。

9.根据权利要求3所述的抑制油井硫酸盐还原菌活性方法，其特征在于，所述套管冲击式加药法按3天为一次加药周期，投加抑制剂母液。