专
论石油化工腐蚀与防护 CORROSION& PROTECTION IN PETROCHEMICAL INDUSTRY2013年第30卷第6期
油田硫酸盐还原菌的危害及防治
吕红梅,王彪,朱霞
(中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司,江苏扬州25009)
摘要:在油田生产系统存在的腐蚀问题中,相当一部分是由微生物硫酸盐还原菌(SRB)造成
的,其腐蚀特征为点蚀、坑蚀。SRB在各个油田大量繁殖造成严重危害,不仅腐蚀管线设备,其腐
蚀产物FeS也会使地层堵塞,还可导致三次采油工作的失败,造成严重的环境问题。针对上述危
害综述了SRB防治措施的近期研究状況。其中物理防治方法成本高,应用较少;目前最常用的是
化学手段,但使用化学系菌剂时会产生抗药性,长期使用效果仍不理想;而微生物方法防治SRB不
仅使用效果好,有效期长,成本也较低。因此,微生物防治方法是目前研究較广且行之有效的
方法。
关键词:硫酸盐还原菌油田腐蚀微生物防治
中图分类号:TE985文献标识码:A文章编号:1007-015X(2013)06-0036-05
硫酸盐还原菌(简称SRB)是微生物中对钢
表1SRB的14个属的名称及特征
铁腐蚀最为严重的菌种,研究SRB的腐蚀已成为 Table I Names and characters of fourteen genus of s
当前的热点课题之一。在油田SRB大量存在于
名称
特征
采油和注水的生产过程中,研究证实这些SRB造
主要为弧状,也有杆状,有
脱硫弧菌属( Desulfovibrio)
成了油管、抽油杆及注水管线等严重的腐蚀问
鞭毛,单极生
题
脱硫单胞菌属( Desulfomonas)杆状,有鞭毛,单极生或无
脱硫叶菌属( Desulfobulbus)
椭圆形,有鞭毛,单极生或无
1SRB介绍
脱硫肠状菌属( Desulfotomaculum)杆状,周生
1.1分类
脱硫球菌属( Desulfococcus)
球状,有鞭毛或无
SRB是一类形态、营养多样化的微生物,单
椭圆形或球形,有鞭毛,单
脱硫菌属( Desulfobacter)
细胞、无色、无芽孢,以单根鞭毛运动,是革兰氏阴
极生或无
性的严格厌氧菌。在缺氧条件下,SRB能将硫酸
八叠球状或单球状,有鞭
盐还原成硫化物,在广泛利用有机物的同时把硫
脱硫八叠球菌属( Desullosarcina)
毛,单极生或无
酸盐、亚硫酸盐及
硫代硫酸盐还原成硫化氢(见脱硫线菌属( Desulfonemna)
丝状且形成多细胞体
图1)。
热脱硫杆菌属
杆状
Thermodlesulfobacterium)
SRE
脱硫念珠菌属( Desulfomonile)球形,形成念珠状
S2-
硫还原菌属( Desulfurella
杆状
硫微菌属( Desulfomicrobium)
()脱硫弧菌
(b)梭菌
脱硫假单胞菌属
杆状,有鞭毛,单极生或无
Desulfopseudomonas
图1SRB的还原过程及典型形态
Fig. I Reduction process of SRB
脱硫杆菌属( Desulfobacterium)杆状
收稿日期:2013-07-08;修改稿收到日期:2013-10-14
通过研究,对SRB进行了属、种分类2,并按作者简介:目全红梅(98,上,201毕业于西南石油大学应
照SRB对有机物利用性能的不同,将其归属为14用化学专业,现今在该公司石油工程技术研究院从事研究工作。
个属(见表1)。
Email:Ivhm.jst@sinopec.com
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第6期
油田硫酸盐还原菌的危害及防治
专
论
1.2腐蚀特征
是由SRB大量繁殖而引起的钢铁的腐蚀产物,由
SRB造成金属腐蚀的特点:一是发生在厌氧于其相对密度介于油和水之间而悬浮在油水界
地区,其代谢产生的H2S能引起金属阳极溶解,面,增强了油水混和物的导电性,导致电脱水器运
金属的腐蚀趋向于孔洞腐蚀,如铁管的断裂是由行不稳或跳闸,甚至造成电脱水器极板击穿
于局部的穿孔而不是整体的腐蚀;二是腐蚀点处每年由于SRB造成的油田生产系统的停产整修
的金属结构趋向于石墨化,金属离子被移走,管道和设备更换的经济损失无法估算。
保持其碳架结构不变。结果是腐蚀高度集中在局
(2)SRB的腐蚀产物FeS是一种胶状沉淀
部位置,腐蚀强度大,危害严重。
物,其稳定性很好,会使处理后的水质变黑发臭,
悬浮物增加,注人地下会堵塞地层,油层的吸水能
2油田SRB的危害
力也会随之下降,注水压力不断升高,影响水井增
2.1不同油田SRB繁殖情况
注,使防腐措施有效期缩短,费用增加,在地面使
据估计,在美国,由SRB造成的油井腐蚀在除油难度增加;FeS与其它污垢结合时,常附着于
77%以上,其特征是点蚀,由于SRB的作用,泵筒和管壁上,使其与管壁之间形成更适于SRB
钢的腐蚀速率可増加15倍。据中国石油天然气生长的封闭区,进一步加剧油管和泵筒的腐蚀,在
总公司1992年统计显示,每年由于腐蚀给油田造管壁上形成严重的坑蚀或局部腐蚀,最终导致管
成的损失约为2亿元,其中SRB引起的腐蚀占相壁穿孔,破坏污水和注水设备。
当大的部分?。多个油田SRB繁殖情况统计见
(3)在工业应用中,保持聚丙烯酰胺
表2。根据油田水质标准,每毫升SRB的含量应(HPAM)溶液黏度对于聚驱采油有相当重要的意
小于25个,从表2可明显看出各个油田SRB大义。美国学者在1982年提出,SRB对聚合物有降
量繁殖,都远远超过规定的水质要求。
解作用,可能还会导致三次采油工作的失败
表2各油田SRB情况统计
研究发现在含有合适的营养成分和适宜pH值条
Table 2 Statisties of SRB in oilfields
件下,SRB经驯化培养后能在任何质量浓度不大
油田名称
取样位置
每毫升SRB个数
于1000mg/L的HPAM中生长繁殖,因此SRB
江苏油田
T836井
≥105
对聚合物二元复合驱油的影响不容忽视。另
183三相分离器出口
7000
外,实验还发现短期内SRB对高浓度HPAM的降
胜利油田
浅水井
0-~10
解作用有限。SRB培养物中的Fe2'是造成
深水井
102~103
HPAM黏度下降的主要原因2。
浙汇油田
注入水源水样
(4)SRB的代谢产物和乳化油等物质能与某
管5井污水
些细菌(如铁细菌、腐生菌等)的分泌物黏附在器
宝浪油田
油管
13000
壁上形成生物膜垢。研究表明,随着细菌的生
长,细菌的代谢产物改变了介质的pH值,生物膜
2.2SRB的危害
厚度増加,膜中细菌含量增加。各种垢下的厌
SRB产生的酸性H2S会导致金属材料如碳氧条件又为SRB的代谢创造了生存条件,当各种
钢、铜铝、镍和不锈钢等的腐蚀。研究发现,
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