Оценка бактерицидной эффективности реагента “Альтосан” относительно сульфатвосстанавливающих бактерий в нефтепромысловых водах

Estimation of bactericidal efficiency of reagent "Altosan" relative to sulphate-reducing bacteria in oil-field waters

Results of experimental-field tests of bactericidal efficiency of reagent "Altosan" relative to sulphate-reducing bacteria in bottom waters of petroleum deposits of Western Siberia are submitted.

E.P. Mingalev, N.V. Kutlunina, V.I. Loginov
(Giprotyumenneftegaz ОАО)

Процессы коррозии промыслового оборудования и трубопроводов протекают в условиях микробиологической зараженности нефтепромысловых вод, [1]. Среди микроорганизмов, содержащихся в нефтепромысловых водах, наиболее опасны сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ). Образующийся в процессе их жизнедеятельности сероводород является причиной анаэробной коррозии. 

Данные последних лет показывают, что в нефтепромысловых водах значительная часть СВБ адгезирована на твердых поверхностях и меньшая часть СВБ представлена свободноплавающими “планктонными” клетками [1]. При обследовании промысловых трубопроводов и резервуаров установлено, что число “планктонных” клеток СВБ в водной фазе добываемой продукции колеблется от единиц до 10⁸ клеток/мл, число адгезированных клеток СВБ, содержащихся в соскобах с внутренней поверхности труб, стенок РВС, а также с металлических образцов, выдержанных в зоне днища резервуара - отстойника воды, превышает 10¹² клеток/мл суспензии соскоба. При транспорте продукции скважин по трубопроводам и отстое ее в резервуарах из продукции выпадают осадки и вместе с ними на внутреннюю поверхность осаждаются клетки СВБ. В местах закрепления последних под отложениями при благоприятных условиях (анаэробная среда, наличие воды, органических веществ, сульфатов) жизнедеятельность СВБ активизируется, и поверхность стали обрастает колониями СВБ. В ассоциации с СВБ почти всегда присутствуют аэробные слизеобразующие бактерии, которые запасают питательные вещества и создают анаэробные условия для роста СВБ.

Существует мнение (Y.RPostdate), что там, где возникают анаэробные условия, всегда будут развиваться СВБ с выделением большого количества сероводорода и сульфида железа. Например, в культурах СВБ, выделенных из нефтепромысловых вод месторождений Западной Сибири, в лабораторных условиях образуется до 500-1000 мг/л сероводорода.

В результате метаболических процессов СВБ в зонах скопления водной среды в трубопроводах систем нефтесбора, а также в системах подготовки нефти концентрация сероводорода может резко повыситься и развитие локальной коррозии неизбежно. Протекание процессов микробиологической коррозии определяется наличием продуктов коррозии черного цвета - сульфидов железа, образующихся в результате взаимодействия биогенного сероводорода с железом, а также по запаху сероводорода. Под продуктами коррозии обычно обнаруживаются язвы, питтинги, канавки, что является одной из причин аварии нефтепромысловых трубопроводов и оборудования и связанных с ними негативных последствий - загрязнение окружающей среды.

Исследованиями процессов биогенной сульфатредукции и разработкой мероприятий по подавлению жизнедеятельности СВБ, снижению воздействия микробиологической коррозии на металлическое оборудование при разработке месторождений Западной Сибири ОАО “Гипротюменнефтегаз” начал заниматься с 1983 г. В результате были установлены основные очаги активности СВБ и вызываемой ими биогенной сульфатредукции в технологических системах добычи нефти и подготовки сточных вод, испытаны в лаборатории и на промыслах некоторые промышленные виды регентов относительно планктонных и адгезированных клеток СВБ, выделенных из подтоварных и сточных вод месторождений Западной Сибири с учетом специфических особенностей СВБ, технологических объектов и месторождений.

Проведены опытно-промысловые испытания бактерицида СНПХ-1002М (ЗАО “Напор”, г. Казань) в дозировках 2,0 - 2,5 кг/м³ в РВС технологических и РВС очистных сооружений на месторождениях ПО “Урай-нефтегаз”, НГДУ “Ватьеганнефть”, “Мамон-товнефть”. Получен высокий бактерицидный эффект по биохимическим показателям: число активных клеток СВБ снизилось с 10⁸'¹⁰ до 10¹"³ в 1 мл в зоне I пояса и днища РВС, сероводорода - с 6-8 до 3,2-1,7 мг/л, возросло число сульфатов от 5-6 до 12 мг/л). Период бактерицидного эффекта (100 %-ное подавление СВБ) продолжался от 4,5 до 9 мес с одновременным высоким защитным эффектом (по образцам-свидетелям) 97-85 %.

В 2003 г. были проведены опытно-промысловые испытания реагента “Альтосан” (000 “Пролак-Е” г. Екатеринбург). РВС и водоводы обрабатывались этим реагентом без остановки технологического процесса подготовки воды при дозировке 0,630 кг/м³ в РВС очистных сооружений ЦКППН - 1 Правдинского месторождения и 0,570 кг/ м³ в РВС очистных сооружений ЦКППН-2 Приразломного месторождения, Реагенты закачивали в товарной форме. Подачу их осуществляли дозировочным насосом в подводящий водовод подтоварной воды в РВС очистных сооружений. На ЦКППН -1 обработаны три РВС-5000 м³ общей производительностью 9708 м³/сут и водоводы направлений КНС-6 и КНС-9. Расход реагента “Альтосан” составил 10,80 т. На ЦКППН-2 обработаны три РВС-2000 м³ общей производительностью 8806,5 м³/сут и водовод направления КНС-15. Расход реагента “Альтосан” составил 6,6 т.

Эффективность применения реагента “Альтосан” оценивалась сопоставлением количества клеток СВБ и продуцируемого ими сероводорода в воде до и после обработки объектов в соответствии с методикой, изложенной в РД [2]. Результаты оценки бактерицидной эффективности реагента приведены в таблице.

В пробах воды, отобранных из РВС очистных сооружений ЦКППН-1 Правдинского месторождения, до обработки воды реагентом “Альтосан” обнаружены 10³ - 10⁶ клеток/мл СВБ и 1,02-1,36 мг/л сероводорода, в пробах воды из РВС очистных сооружений ЦКППН-2 Приразломного месторождения - соответственно 10⁴ клеток/мл, и 0,75 мг/л. Выделенные накопительные культуры СВБ активно развивались в среде Постгейта, проявляя признаки роста уже на следующие сутки культивирования. Количество продуцируемого сероводорода в накопительных культурах составило соответственно 467,5 и 426,07 мг/л. Приведенные данные указывают на то, что в РВС очистных сооружений ЦКППН-1 Правдинского и ЦКППН-2 Приразломного месторождений имеются благоприятные условия для жизнедеятельности СВБ и продуцирования сероводорода в больших количествах, особенно в зоне днища РВС, где скапливаются осадки.

В пробах воды, отобранных из РВС очистных сооружений и на КНС-9 ЦКППН-1 во время закачки реагента “Альтосан” СВБ и сероводород не обнаружены через 16 и 24 ч от начала закачки. Минимальное остаточное содержание реагента равно 39,1 мг/л. Исключение составили результаты анализа проб воды из РВС № 10и КНС-6. По технологическим причинам реагент “Альтосан” практически не поступил в РВС № 10, поэтому реагентом не был обработан весь объем воды на участке РВС № 10-КНС-6. В пробах воды из РВС № 3,4,6 ЦКППН-2, отобранных через 8,16, 24 ч с начала закачки реагента, СВБ и сероводород не выявлены. Минимальное остаточное содержание реагента в воде составило 36,0 мг/л.

Из результатов опытно-промысловых испытаний реагента “Альтосан”, используемого в качестве бактерицида против СВБ, следует, что реагент полностью подавляет рост СВБ в подтоварных водах очистных сооружений ЦКППН-1 при концентрации 0,57 кг/м³ и ЦКППН-2 при концентрации 0,63 кг/м³ при времени контакта 16 ч. Кроме того, реагент “Альтосан” был испытан в качестве ингибитора коррозии для защиты внутренней поверхности нефтепроводов в системе нефтесбора в НГДУ “Майск-нефть”. Эффективность защиты составила 87 % при дозировке реагента 25 г/м³ после 19 сут испытаний.

Таким образом, реагент “Альтосан” является эффективным средством как для подавления биогенной сульфатредукции и биообразований на внутренней поверхности стенок резервуаров, трубопроводов нефтесбора и водоводов сточных вод, так и для защиты от микробиологической коррозии.

Список литературы

• Исследование адгезированных на металле сульфатвосстанавливающих бактерий/ А.Х. Сабирова., Е.Г. Юдина, З. Г. Мурзагильдин и др./ М., Нефтяное хозяйство. -1986. - № 7. - С.57-58.
• Методика контроля микробиологической зараженности нефтепромысловых вод и оценка защитного и бактерицидного действия реагентов. РД 39-3-973-83 - Уфа: ВНИИСПТ- нефть, 1984. -65 с.

Э.П. Мингалев, Н.В. Кутлунина, В.И. Логинов
(ОАО “Гипротюменнефтегаз”)
Журнал “Нефтяное хозяйство”,
№3, 2004 г.