微生物清防蜡剂对金属腐蚀影响试验研究

2013-11-02易绍金张普智长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

长江大学学报(自科版) 2013年26期

周慧，易绍金，张普智 (长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州 434023)

微生物清防蜡剂对金属腐蚀影响试验研究

周慧，易绍金，张普智 (长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州 434023)

微生物清防蜡菌剂在油井环型空间的投加是否会加重金属材料的腐蚀，是人们普遍关注的问题。采用静态挂片并结合碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法中平均腐蚀率的测定方式，评价微生物清防蜡菌剂对2种油田常用金属材料的腐蚀影响。研究表明，微生物清防蜡菌剂对金属材料腐蚀不仅没有促进作用，反而对金属材料的腐蚀具有一定的缓蚀作用。

微生物清防蜡；金属腐蚀；平均腐蚀率

近年来，微生物清防蜡技术在各大油田中的应用越来越广泛。该技术克服了传统清防蜡技术的缺点，不会造成地层伤害和环境污染，可广泛应用于各种含蜡油井，是一种新型、经济、环保的油井清防蜡技术[1]。但是该技术在油田应用中，微生物对金属的腐蚀也是不容忽视的。研究表明，微生物腐蚀并不是其本身对金属的侵蚀作用,而是微生物生命活动的结果间接地对金属腐蚀的电化学过程产生影响[2]。硫酸盐还原菌(SRB)是微生物腐蚀的根源，其对钢铁产生腐蚀的作用机理主要是阴极氢去极化作用和硫化物促进腐蚀作用[3]。微生物清防蜡菌剂是否会增加对金属材料的腐蚀，是人们普遍关心的问题，这直接影响微生物清防蜡技术在油田的推广应用。为此，采用长庆油田现场采出液进行室内试验，分析微生物清防蜡菌剂对金属材料腐蚀的影响。

1 试验部分

1.1试验用品和试验器材

1)试验用品石油醚、丙酮、无水乙醇、柠檬酸三铵，以上药品均为分析纯；长庆油田现场采出液(每瓶200ml，每组设2个平行样)，经细菌瓶法测定[4]，采出液中硫酸盐还原菌(SRB)含量为2.0×102个/ml；微生物清防蜡菌剂(含石油烃降解菌(HDB)1.1×108个/ml；反硝化菌(DNB) 1.3×106个/ml；硫酸盐还原菌(SRB)0个/ml)。

2)试验器材滤纸；干燥器；游标卡尺；天平；生化培养箱；镊子；广口磨砂瓶；A3钢片和N80钢片(长方形，中间有一小孔；试片经刨、磨工序使其表面光滑)。

1.2试验方法

将试片悬挂于试验介质中，在一定温度条件下作用一定时间后取出，根据试验前后试片的损失质量计算平均腐蚀率，具体步骤如下：①用游标卡尺测量试片尺寸并计算其表面积。②用石油醚脱脂，再用无水乙醇清洗，取出试片用滤纸擦干，放于干燥器中4h后称重，称至0.1mg；③配制试片清洗液。称取柠檬酸三铵10g，加入90ml蒸馏水使其溶解(使用时应在水浴上将溶液加热到60℃)。④挂片。挂片所用介质是长庆油田现场采出水(实验室培养菌剂样)，密闭厌氧(模拟油井环型空间厌氧环境)静置10d，试验温度分别为30℃和40℃。分别考察不投加和投加不同菌剂量情况下(0%、5%、10%、15%、20%)介质的平均腐蚀率。⑤试验后挂片的处理。将试片取出，用滤纸轻轻擦去油污，用丙酮洗油后放于清洗液中1～5min(清洗时可用毛刷轻轻刷洗)。试片清洗后用蒸馏水冲洗，再用无水乙醇脱水并用滤纸擦干表面，将其存放于干燥器中4h后称重。

1.3计算公式

式中，F为试片平均腐蚀率，mm/a；mgf、mhf分别试验前后试片质量，g；S为试片表面积，cm2；tf为挂片时间，d；ρ为挂片的密度，g/cm3。

2 结果与讨论

菌剂对A3、N80钢片腐蚀速率的影响分别如图1和图2所示。从图1和图2可以看出，微生物清防蜡菌剂对不同金属材质的缓蚀程度因菌剂加量及温度不同而异；金属试片腐蚀速率随温度的增加而增加；随菌剂加量的增加，金属试片腐蚀速率呈下降趋势，最后均低于0.076mm/a的标准要求[5]，表明微生物菌剂的投加对试片腐蚀具有一定缓蚀作用。这是因为微生物清防蜡菌剂中不存在SRB，只是实验的环境介质(采出液)中存在一定量的SRB，而微生物清防蜡菌剂中大量存在的DNB可以抑制SRB的生长及其对金属材质的腐蚀[6-9]。因此，随着微生物清防蜡剂的投加，金属试片的腐蚀速度有所缓解。