注水井口流量表內(nèi)黑色黏稠物質(zhì)分析

蔡 徇 葉 堅(jiān) 張 雨 張 冰 大慶油田工程有限公司

注水井口流量表內(nèi)黑色黏稠物質(zhì)分析

蔡 徇 葉 堅(jiān) 張 雨 張 冰 大慶油田工程有限公司

大慶油田采油五廠部分注水井出現(xiàn)井口流量表不準(zhǔn)甚至停轉(zhuǎn)現(xiàn)象，經(jīng)拆卸流量表后發(fā)現(xiàn)，其轉(zhuǎn)子部分被黑色黏稠物質(zhì)堵塞，影響到注水流量表的正常使用。為此，對(duì)注水井口出現(xiàn)的黑色黏稠物質(zhì)進(jìn)行了取樣分析。分析結(jié)果表明，樣品中的主要元素為碳、氮、氧，同時(shí)鐵和硫元素含量高，表明有機(jī)物中含硫化亞鐵。結(jié)合細(xì)菌測(cè)試結(jié)果，分析注水井口黑色黏稠樣品為細(xì)菌形成的生物膜。

大慶油田；注水井口；流量表污染物；檢測(cè)；細(xì)菌

近年來(lái)，大慶油田采油五廠部分注水井井口在夏季時(shí)出現(xiàn)黑色黏稠物質(zhì)，該物質(zhì)黏附在注水井井口流量表處，導(dǎo)致流量表轉(zhuǎn)子部分被黑色黏稠物質(zhì)堵塞，造成流量表不準(zhǔn)甚至停止運(yùn)行的現(xiàn)象，進(jìn)而影響到注水流量的控制。為保證生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)出現(xiàn)的黑色黏稠物質(zhì)進(jìn)行了分析研究。

1 樣品處理

（1）現(xiàn)場(chǎng)用潔凈的鑷子提取黑色黏稠物，如圖1所示，置于離心管中，并加入適量的蒸餾水。

圖1 注水井流量表內(nèi)黏附的黑色黏稠物質(zhì)

（2）離心管置于冷凍離心機(jī)轉(zhuǎn)子中，在25℃、5 000 r/min條件下離心10 min，連續(xù)3次加蒸餾水并離心洗去無(wú)機(jī)鹽等雜質(zhì)，將離心清液收集到潔凈的瓶中，用于懸浮固體含量的測(cè)試。

（3）向離心管中加入適量無(wú)水乙醇脫水，在25℃、4 000 r/min條件下離心5 min，反復(fù)3次。

（4）向離心管中加入適量的石油醚除油，在25℃、3 000 r/min條件下離心5 min，直至離心清液變?yōu)榈S色或接近無(wú)色。

（5）在離心管中加滿石油醚，密閉浸泡24 h后再反復(fù)浸泡至石油醚無(wú)色。

（6）將洗滌后的黑色黏稠物樣品轉(zhuǎn)移至燒杯或稱量瓶中，在70～80℃下烘干24 h，研磨成粉狀，裝入稱量瓶中，置于干燥器中保存。樣品進(jìn)行能譜、電鏡和XRD測(cè)試。

2 室內(nèi)分析

2.1 黑色黏稠物質(zhì)常規(guī)檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)提取采油五廠杏8-2-337注水井井口的黑色樣品，并對(duì)其進(jìn)行了常規(guī)檢測(cè)分析，分別測(cè)試了黑色黏稠物質(zhì)的含油量、含水率及硫化物含量等，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。常規(guī)項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果顯示，黑色黏稠物質(zhì)中硫化物含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）極高，達(dá)到1 530×10-6，說(shuō)明樣品中細(xì)菌代謝旺盛。

表1 黑色黏稠物質(zhì)常規(guī)項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果

2.2 細(xì)菌含量檢測(cè)

為了考察樣品中細(xì)菌是否大量滋生，室內(nèi)應(yīng)用絕跡稀釋法對(duì)黑色黏稠樣品的SRB、TGB、IB及細(xì)菌總量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 注水井流量表內(nèi)黑色黏稠物質(zhì)細(xì)菌含量測(cè)試結(jié)果

表2細(xì)菌總量測(cè)定結(jié)果顯示，黑色黏稠樣品中細(xì)菌含量高達(dá)1.504×109mL-1，因此可初步斷定現(xiàn)場(chǎng)所取的黑色黏稠樣品是由于細(xì)菌大量滋生后形成菌膜造成的。

2.3 黑色黏稠物質(zhì)成分

為了進(jìn)一步驗(yàn)證黑色黏稠物質(zhì)的成分，對(duì)室內(nèi)處理后的黑色黏稠物樣品進(jìn)行了成分分析，結(jié)果見(jiàn)表3、表4、表5。

表3 黑色黏稠樣品表面能譜掃描分析

表4 黑色黏稠樣品結(jié)晶物能譜掃描分析

表5 黑色黏稠樣品大顆粒能譜掃描分析

表3中表面能譜掃描結(jié)果顯示，黑色黏稠物碳含量高，并且含氮、磷、硫、鐵元素和常規(guī)的硅鋁酸鹽，碳含量高和含氮表明主要為有機(jī)物，含鐵高表明腐蝕產(chǎn)物很多。表4、表5掃描結(jié)果顯示，樣品中的主要元素為碳、氮、氧，表明為有機(jī)物，同時(shí)鐵和硫元素含量高，表明有機(jī)物中含硫化亞鐵，結(jié)合細(xì)菌測(cè)試結(jié)果，分析注水井口黑色黏稠樣品為細(xì)菌形成的生物膜。

3 成因分析

根據(jù)污染物成分分析結(jié)果初步認(rèn)為，由于油田回注水中存在各種微生物[1]，如硫酸鹽還原菌（SRB）、腐生菌（TGB）、鐵細(xì)菌（IB）、硫細(xì)菌、酵母菌、藻類及原生動(dòng)物等[2]，在注水過(guò)程中，游離于水中的部分微生物逐漸附著在設(shè)備壁上，隨著微生物的繁殖漸漸形成了以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團(tuán)，伴隨著細(xì)菌的滋生，菌膠團(tuán)逐漸增大。同時(shí)，菌膠團(tuán)在形成過(guò)程中，黏附污水中的油珠和析出的礦物顆粒（如CaCO3、MgCO3等），使無(wú)機(jī)礦物成分逐漸凝集形成小的疏松絮狀體顆粒，隨著菌膠團(tuán)的增大以及黏附的無(wú)機(jī)礦物成分的增加，最后小的絮狀體凝集形成較大的、結(jié)構(gòu)致密的絮狀體。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于流量、流速等因素的變化，部分附著于壁上的菌膠團(tuán)形成的絮狀體被沖刷剝離進(jìn)入流動(dòng)的水體中，從而污染了水質(zhì)，使水中的懸浮固體含量明顯升高[3]。但若菌膠團(tuán)形成的絮狀體堵塞了流道（如井口流量表處），它也會(huì)在一定程度上起到對(duì)污水的過(guò)濾作用，這也是實(shí)際生產(chǎn)中部分注水井水質(zhì)好于注水站出水的原因。

[1]袁曉娟，呂榮湖．幾種殺生劑的殺菌規(guī)律與作用機(jī)理探討[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（17）：7 425-7 426.

[2]周明．油田注入水中的細(xì)菌類型及危害[J]．海洋石油，2004，24（1）：36-40.

[3]孫雪娜，劉安芳，任弘一，等．油田水中有害微生物分析及防治[J]．大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2006，25（S1）：107-112.

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.043

蔡徇：工程師，2013年畢業(yè)于吉林大學(xué)高分子化學(xué)與物理專業(yè)，從事油田化學(xué)劑研究工作。

2015-05-13

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