CN103114085A - Srb生物抑制剂的制备和抑制原油中srb的方法 - Google Patents
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Abstract
一种SRB生物抑制剂的制备方法，以聚乙烯醇、海藻酸钠、反硝化菌菌悬液、碳酸钙、硼酸、氯化钙、二氧化硅以及水为原料，先制取包埋剂，再制备微生物混合液，最终制备得到固定化反硝化细菌小球，制备所得SRB生物抑制剂，可应用于抑制原油中SRB，在油井套管口先加入亚硝酸钠颗粒，然后加入SRB生物抑制剂，最后加水将两种药剂冲入井底，每次加药间隔15天，由此实现长期抑制硫酸盐还原菌生长的目的，本发明利用亚硝酸钠颗粒为反硝化细菌提供氮源，将油层本源与外缘反硝化细菌微生物激活，利用本源和外源微生物改变系统生长环境快速抑制油井硫酸盐还原菌的生长，从源头抑制硫化氢气体的产生，减少因硫酸盐还原菌引起的腐蚀和硫化物危害。
Description
技术领域
本发明属于石油集输技术领域，涉及利用微生物抑制硫酸盐还原菌的方法，具体涉及一SRB生物抑制剂的制备和抑制原油中SRB的方法。
背景技术
在原油集输系统中对油田地面采油系统危害最大的是硫酸盐还原菌（sulfate reducing bacteria，简写SRB），硫酸盐还原菌是一种能在厌氧条件下将硫酸盐还原成硫化氢的多种细菌的总称，包括脱硫弧菌属（Desultphovibrio）和脱硫肠状菌属（Desulphfotomaculum）的细菌，广泛存在于油田污水回注系统和油层缺氧环境中。SRB菌群的活动可产生毒性气体H2S，使地层产出的油中携带H2S，危害人身安全，增加设备腐蚀，另外，硫酸盐还原菌代谢活动所形成的次生产物FeS还会对地层造成非选择性堵塞，进一步加剧现场管道和设备的腐蚀。
目前，物理或化学直接杀灭硫酸盐还原菌的方法中，物理杀菌法对游离的硫酸盐还原菌杀灭效果显著，但由于作用域的限制，对远距离的硫酸盐还原菌或附着型的硫酸盐还原菌难以达到杀灭效果。化学杀菌法中，广泛使用的杀菌剂主要有季胺盐、醛类、杂环类以及它们的复配物，但由于硫酸盐还原菌常与其他微生物共存于微生物产生的多糖胶中而被保护起来，杀菌剂不易穿透；对于一般的氧化型杀菌剂而言，由于微生物处于硫化氢的还原性环境中，杀菌剂很难起到有效的杀菌效果；生物膜的存在，使杀菌效率降低、甚至失效，以至于产生耐药菌；并且杀菌剂的大量使用，也给环境带来新的污染负荷。存在硫酸盐还原菌杀灭率低、油田设备仍然遭受硫离子腐蚀。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种SRB生物抑制剂的制备和抑制原油中SRB的方法，使微生物在井底固定区域具有较高的密度，亚硝酸钠的加入不仅为外源微生物提供充足氮源，而且将油层本源微生物激活，利用本源和外源微生物改变系统生长环境快速抑制石油集输系统中硫酸盐还原菌的生长，从而从源头抑制硫化氢气体的产生，减少因硫酸盐还原菌引起的腐蚀和硫化物危害。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种SRB生物抑制剂的制备方法，以聚乙烯醇、海藻酸钠、反硝化菌菌悬液、碳酸钙、硼酸、氯化钙、二氧化硅以及水为原料，制取过程为：
（1）包埋剂制取：
向反应器中加入聚乙烯醇、海藻酸钠、碳酸钙和水，其百分比质量浓度计聚乙烯醇6%～10%，海藻酸钠0.6%～2%，碳酸钙0.3%－0.5%，其余为水；将反应器中以上物质搅拌混匀后加热至80℃后恒温，搅拌直至完全溶解，然后冷却至35℃恒温保存；
（2）微生物混合液制备：
将含1×106～8×109个/ml反硝化菌菌悬液与步骤（1）中制备的包埋剂按照积比为1:2混合；
（3）固定化反硝化细菌小球制备：
将步骤（2）中制备的微生物混合液用蠕动泵逐滴加入质量分数5%－7%的硼酸、1%－2%的氯化钙、3.5%－4%的二氧化硅的水溶液中，常温下交联8－10小时后滤出小球，用生理盐水洗涤2～3次后冷藏备用。
更进一步，所述包埋剂制备过程中反应器中还加有百分比质量浓度计的甲基二乙醇胺33%、亚硝酸钠5%以及活性炭10%，与聚乙烯醇、海藻酸钠以及碳酸钙一起搅拌混匀后加热。
所述生物抑制剂颗粒大小通过蠕动泵管径进行调整，范围在2～7mm。
所述反硝化菌为恶臭假单胞菌或脱氮硫杆菌。
所述颗粒亚硝酸钠为球形或卵形颗粒状体，粒径0.5～3mm，制备方法是将亚硝酸钠加热成液相，然后采用高位槽、低位造粒塔进行喷射造粒。
上述制备所得SRB生物抑制剂应用于抑制原油中SRB的方法，在油井套管口先加入亚硝酸钠颗粒，加药浓度为50mg/l－100mg/l原油；然后再加入所述SRB生物抑制剂，加药浓度为5mg/l－15mg/l原油，最后加入3m3水将两种药剂冲入井底，每次加药间隔15天，由此实现长期抑制硫酸盐还原菌生长的目的。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明利用亚硝酸钠颗粒为反硝化细菌提供氮源，将油层本源与外缘反硝化细菌微生物激活，利用本源和外源微生物改变系统生长环境快速抑制油井硫酸盐还原菌的生长，从而从源头抑制硫化氢气体的产生，减少因硫酸盐还原菌引起的腐蚀和硫化物危害。其中包埋剂中加入甲基二乙醇胺（MDEA），作为硫化氢的瞬间抑制剂，能瞬间解决硫化氢超标问题和因为硫离子浓度高微生物不容易生存的问题，包埋剂中亚硝酸钠提供反硝化菌生存氮源和电子受体，活性炭则可以起到吸附微生物和提供微生物生长的营养物质的作用，并且添加的活性炭使得固定化小球的承载能力增强，不容易溶胀等优势。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一
一种SRB生物抑制剂的制备方法，以聚乙烯醇、海藻酸钠、恶臭假单胞菌菌悬液、碳酸钙、硼酸、氯化钙、二氧化硅以及水为原料，制取过程为：
（1）包埋剂制取：
向反应器中加入聚乙烯醇、海藻酸钠、碳酸钙和水，其百分比质量浓度计聚乙烯醇6%，海藻酸钠0.6%，碳酸钙0.5%，其余为水；将反应器中以上物质搅拌混匀后加热至80℃后恒温，搅拌直至完全溶解，然后冷却至35℃恒温保存；
（2）微生物混合液制备：
将含8×109个/ml恶臭假单胞菌菌悬液与步骤（1）中制备的包埋剂按照积比为1:2混合；
（3）固定化反硝化细菌小球制备：
将步骤（2）中制备的微生物混合液用蠕动泵逐滴加入质量分数7%的硼酸、2%的氯化钙、4%的二氧化硅的水溶液中，常温下交联8小时后滤出小球，用生理盐水洗涤3次后冷藏备用。
实施例二
一种SRB生物抑制剂的制备方法，以聚乙烯醇、海藻酸钠、恶臭假单胞菌菌悬液、碳酸钙、硼酸、氯化钙、二氧化硅以及水为原料，制取过程为：
（1）包埋剂制取：
向反应器中加入聚乙烯醇、海藻酸钠、碳酸钙和水，其百分比质量浓度计聚乙烯醇10%，海藻酸钠2%，碳酸钙0.3%，其余为水；将反应器中以上物质搅拌混匀后加热至80℃后恒温，搅拌直至完全溶解，然后冷却至35℃恒温保存；
（2）微生物混合液制备：
将含8×109个/ml恶臭假单胞菌菌悬液与（1）中制备的包埋剂按照积比为1:2混合；
（3）固定化反硝化细菌小球制备：
将（2）中制备的微生物混合液用蠕动泵逐滴加入质量分数5%的硼酸、1%的氯化钙、3.5%的二氧化硅的水溶液中，常温下交联10小时后滤出小球，用生理盐水洗涤2次后冷藏备用。
实施例三
一种SRB生物抑制剂的制备方法，以聚乙烯醇、海藻酸钠、脱氮硫杆菌菌悬液、碳酸钙、甲基二乙醇胺、亚硝酸钠、活性炭、硼酸、氯化钙、二氧化硅以及水为原料，制取过程为：
（1）包埋剂制取：
向反应器中加入聚乙烯醇、海藻酸钠、碳酸钙和水，其百分比质量浓度计聚乙烯醇8%，海藻酸钠1%，碳酸钙0.4%，其余为水；将反应器中以上物质搅拌混匀后加热至80℃后恒温，搅拌直至完全溶解，然后冷却至35℃恒温保存；
（2）微生物混合液制备：
将含8×108个/ml脱氮硫杆菌菌悬液与步骤（1）中制备的包埋剂按照积比为1:2混合；
（3）固定化反硝化细菌小球制备：
将步骤（2）中制备的微生物混合液用蠕动泵逐滴加入质量分数6%的硼酸、1.5%的氯化钙、3.8%的二氧化硅的水溶液中，常温下交联9小时后滤出小球，用生理盐水洗涤2次后冷藏备用。
实施例四
一种SRB生物抑制剂的制备方法，以聚乙烯醇、海藻酸钠、脱氮硫杆菌菌悬液、碳酸钙、甲基二乙醇胺、亚硝酸钠、活性炭、硼酸、氯化钙、二氧化硅以及水为原料，制取过程为：
（1）包埋剂制取：
向反应器中加入聚乙烯醇、海藻酸钠、碳酸钙和水，其百分比质量浓度计聚乙烯醇8%，海藻酸钠0.9，碳酸钙0.35%，甲基二乙醇胺33%，亚硝酸钠5%以及活性炭10%，其余为水；将反应器中以上物质搅拌混匀后加热至80℃后恒温，搅拌直至完全溶解，然后冷却至35℃恒温保存；
（2）微生物混合液制备：
将含6×107个/ml脱氮硫杆菌菌悬液与步骤（1）中制备的包埋剂按照积比为1:2混合；
（3）固定化反硝化细菌小球制备：
将步骤（2）中制备的微生物混合液用蠕动泵逐滴加入质量分数5.5%的硼酸、1.5%的氯化钙、3.8%的二氧化硅的水溶液中，常温下交联9小时后滤出小球，用生理盐水洗涤3次后冷藏备用。
上述各实施例中，生物抑制剂颗粒大小通过蠕动泵管径进行调整，范围在2～7mm，颗粒亚硝酸钠为球形或卵形颗粒状体，粒径0.5～3mm，制备方法是将亚硝酸钠加热成液相，然后采用高位槽、低位造粒塔进行喷射造粒。
上述各实施例中，制备所得SRB生物抑制剂可应用于抑制原油中SRB，方法是在油井套管口先加入亚硝酸钠颗粒，加药浓度为50mg/l－100mg/l原油；然后再加入所述SRB生物抑制剂，加药浓度为5mg/l－15mg/l原油，最后加入3m3水将两种药剂冲入井底，每次加药间隔15天，由此实现长期抑制硫酸盐还原菌生长的目的。
本发明所激活的本源菌群中的反硝化细菌指具有反硝化（脱氮）作用的细菌（Denitrifying Bacteria，DNB），例如恶臭假单胞菌或脱氮硫杆菌等。他们以含氮化合物作为终端电子受体，由于硝酸盐还原酶在足量氧供应的环境下不能形成，这类细菌一般生活在较为厌氧的条件下，因此在在油层缺氧环境中可以发现脱氮菌。在硝酸盐和挥发性脂肪酸等有机物存在的条件下，异养脱氮菌迅速繁殖，一方面可以代谢产生大量的N2，CO2和N2O等气体以及增粘剂等利于驱油的物质，另一方面可以清除掉体系中的硫化物，同时通过生存竞争抑制硫酸盐还原菌的生长，抑制新的硫化物的产生，降低毒性气体H2S对生产设备的腐蚀以及FeS等不溶性硫化物对地层造成的伤害。当油层中缺少挥发性脂肪酸等可溶性有机底物时，地层中的硫酸盐又可以被硫酸盐还原菌利用，这样反硝化菌属的脱氮硫杆菌（Thiobacillus denitrificans）和硫酸盐还原菌构成了共生关系，脱氮硫杆菌也可抑制H2S。同时利用微生物产生利于驱油的有机酸、N2、表面活性剂等代谢产物提高原油采收率。
本发明所投加的颗粒亚硝酸钠的目的：1）在井底缓慢溶解，为有益菌群提供营养元素；2）激活系统中本源微生物；3）提高系统中氧化还原电位不利于SRB的生长。
本发明所投加外源高效反硝化包埋固定化小球目的：1）包埋可以提高反硝化细菌对环境条件的抗性，尽最大限度的保持菌体的生物活性，提高反硝化细菌的抗冲击能力；2）外源微生物的投加使得抑制SRB活性的时间大大缩短。
Claims (6)
1.一种SRB生物抑制剂的制备方法，其特征在于，以聚乙烯醇、海藻酸钠、反硝化菌菌悬液、碳酸钙、硼酸、氯化钙、二氧化硅以及水为原料，制取过程为：
（1）包埋剂制取：
向反应器中加入聚乙烯醇、海藻酸钠、碳酸钙和水，其百分比质量浓度计聚乙烯醇6%～10%，海藻酸钠0.6%～2%，碳酸钙0.3%－0.5%，其余为水；将反应器中以上物质搅拌混匀后加热至80℃后恒温，搅拌直至完全溶解，然后冷却至35℃恒温保存；
（2）微生物混合液制备：
将含1×106～8×109个/ml反硝化菌菌悬液与步骤（1）中制备的包埋剂按照积比为1:2混合；
（3）固定化反硝化细菌小球制备：
将步骤（2）中制备的微生物混合液用蠕动泵逐滴加入质量分数5%－7%的硼酸、1%－2%的氯化钙、3.5%－4%的二氧化硅的水溶液中，常温下交联8－10小时后滤出小球，用生理盐水洗涤2～3次后冷藏备用。
2.根据权利要求1所述制备SRB生物抑制剂的方法，其特征在于，所述包埋剂制备过程中反应器中还加有百分比质量浓度计的甲基二乙醇胺33%、亚硝酸钠5%以及活性炭10%，与聚乙烯醇、海藻酸钠以及碳酸钙一起搅拌混匀后加热。
3.根据权利要求1所述制备SRB生物抑制剂的方法，其特征在于，生物抑制剂颗粒大小通过蠕动泵管径进行调整，范围在2～7mm。
4.根据权利要求1所述制备SRB生物抑制剂的方法，其特征在于，所述反硝化菌为恶臭假单胞菌或脱氮硫杆菌。
5.根据权利要求1所述制备SRB生物抑制剂的方法，其特征在于，所述颗粒亚硝酸钠为球形或卵形颗粒状体，粒径0.5～3mm，制备方法是将亚硝酸钠加热成液相，然后采用高位槽、低位造粒塔进行喷射造粒。
6.权利要求1制备所得SRB生物抑制剂应用于抑制原油中SRB的方法，其特征在于，在油井套管口先加入亚硝酸钠颗粒，加药浓度为50mg/l－100mg/l原油；然后再加入所述SRB生物抑制剂，加药浓度为5mg/l－15mg/l原油，最后加入3m3水将两种药剂冲入井底，每次加药间隔15天，由此实现长期抑制硫酸盐还原菌生长的目的。
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