注水井口流量表内黑色黏稠物质分析

蔡 徇 叶 坚 张 雨 张 冰 大庆油田工程有限公司

注水井口流量表内黑色黏稠物质分析

蔡 徇 叶 坚 张 雨 张 冰 大庆油田工程有限公司

大庆油田采油五厂部分注水井出现井口流量表不准甚至停转现象，经拆卸流量表后发现，其转子部分被黑色黏稠物质堵塞，影响到注水流量表的正常使用。为此，对注水井口出现的黑色黏稠物质进行了取样分析。分析结果表明，样品中的主要元素为碳、氮、氧，同时铁和硫元素含量高，表明有机物中含硫化亚铁。结合细菌测试结果，分析注水井口黑色黏稠样品为细菌形成的生物膜。

大庆油田；注水井口；流量表污染物；检测；细菌

近年来，大庆油田采油五厂部分注水井井口在夏季时出现黑色黏稠物质，该物质黏附在注水井井口流量表处，导致流量表转子部分被黑色黏稠物质堵塞，造成流量表不准甚至停止运行的现象，进而影响到注水流量的控制。为保证生产的平稳运行，对出现的黑色黏稠物质进行了分析研究。

1 样品处理

（1）现场用洁净的镊子提取黑色黏稠物，如图1所示，置于离心管中，并加入适量的蒸馏水。

图1 注水井流量表内黏附的黑色黏稠物质

（2）离心管置于冷冻离心机转子中，在25℃、5 000 r/min条件下离心10 min，连续3次加蒸馏水并离心洗去无机盐等杂质，将离心清液收集到洁净的瓶中，用于悬浮固体含量的测试。

（3）向离心管中加入适量无水乙醇脱水，在25℃、4 000 r/min条件下离心5 min，反复3次。

（4）向离心管中加入适量的石油醚除油，在25℃、3 000 r/min条件下离心5 min，直至离心清液变为淡黄色或接近无色。

（5）在离心管中加满石油醚，密闭浸泡24 h后再反复浸泡至石油醚无色。

（6）将洗涤后的黑色黏稠物样品转移至烧杯或称量瓶中，在70～80℃下烘干24 h，研磨成粉状，装入称量瓶中，置于干燥器中保存。样品进行能谱、电镜和XRD测试。

2 室内分析

2.1 黑色黏稠物质常规检测

现场提取采油五厂杏8-2-337注水井井口的黑色样品，并对其进行了常规检测分析，分别测试了黑色黏稠物质的含油量、含水率及硫化物含量等，测试结果见表1。常规项目测试结果显示，黑色黏稠物质中硫化物含量（质量分数）极高，达到1 530×10-6，说明样品中细菌代谢旺盛。

表1 黑色黏稠物质常规项目测试结果

2.2 细菌含量检测

为了考察样品中细菌是否大量滋生，室内应用绝迹稀释法对黑色黏稠样品的SRB、TGB、IB及细菌总量进行了测定，结果见表2。

表2 注水井流量表内黑色黏稠物质细菌含量测试结果

表2细菌总量测定结果显示，黑色黏稠样品中细菌含量高达1.504×109mL-1，因此可初步断定现场所取的黑色黏稠样品是由于细菌大量滋生后形成菌膜造成的。

2.3 黑色黏稠物质成分

为了进一步验证黑色黏稠物质的成分，对室内处理后的黑色黏稠物样品进行了成分分析，结果见表3、表4、表5。

表3 黑色黏稠样品表面能谱扫描分析

表4 黑色黏稠样品结晶物能谱扫描分析

表5 黑色黏稠样品大颗粒能谱扫描分析

表3中表面能谱扫描结果显示，黑色黏稠物碳含量高，并且含氮、磷、硫、铁元素和常规的硅铝酸盐，碳含量高和含氮表明主要为有机物，含铁高表明腐蚀产物很多。表4、表5扫描结果显示，样品中的主要元素为碳、氮、氧，表明为有机物，同时铁和硫元素含量高，表明有机物中含硫化亚铁，结合细菌测试结果，分析注水井口黑色黏稠样品为细菌形成的生物膜。

3 成因分析

根据污染物成分分析结果初步认为，由于油田回注水中存在各种微生物[1]，如硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）、铁细菌（IB）、硫细菌、酵母菌、藻类及原生动物等[2]，在注水过程中，游离于水中的部分微生物逐渐附着在设备壁上，随着微生物的繁殖渐渐形成了以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团，伴随着细菌的滋生，菌胶团逐渐增大。同时，菌胶团在形成过程中，黏附污水中的油珠和析出的矿物颗粒（如CaCO3、MgCO3等），使无机矿物成分逐渐凝集形成小的疏松絮状体颗粒，随着菌胶团的增大以及黏附的无机矿物成分的增加，最后小的絮状体凝集形成较大的、结构致密的絮状体。在实际生产中，由于流量、流速等因素的变化，部分附着于壁上的菌胶团形成的絮状体被冲刷剥离进入流动的水体中，从而污染了水质，使水中的悬浮固体含量明显升高[3]。但若菌胶团形成的絮状体堵塞了流道（如井口流量表处），它也会在一定程度上起到对污水的过滤作用，这也是实际生产中部分注水井水质好于注水站出水的原因。

[1]袁晓娟，吕荣湖．几种杀生剂的杀菌规律与作用机理探讨[J]．安徽农业科学，2008，36（17）：7 425-7 426.

[2]周明．油田注入水中的细菌类型及危害[J]．海洋石油，2004，24（1）：36-40.

[3]孙雪娜，刘安芳，任弘一，等．油田水中有害微生物分析及防治[J]．大庆石油地质与开发，2006，25（S1）：107-112.

（栏目主持 樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.043

蔡徇：工程师，2013年毕业于吉林大学高分子化学与物理专业，从事油田化学剂研究工作。

2015-05-13

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