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word天,江苏油田耗时7年培养细菌来防腐

工程院 中国石化江苏油田 2021-11-21

 



生物防腐是一项怎样的高大上技术?

     近日,工程院吴伟林博士领衔完成的总公司科研项目《油井生物防腐综合技术研究》被中石化科技部专家组鉴定为整体达到国际先进水平!其中的耐受90℃防腐功能菌开发技术达到国际领先水平!!

      该成果研究了油田微生物腐蚀环境,发明了现场和室内快速检测SRB的方法,将检测时间从7~14天缩短到2~6小时,并可检出传统测试瓶法不可检出的SRB和功能性SRB。开发出20~90℃油井宽温防腐菌剂系列,研发了高效耐高温的生物抑制剂。授权发明专利6项,实用新型专利2项,发表论文18篇(其中SCI论文2篇、核心期刊6篇)



什么是油井生物防腐技术?

油井生物防腐技术突破了油井防腐领域传统化学法的技术思路,采用生物竞争和抑制的方法,将油井腐蚀治理的目标锁定在腐蚀环境改造上,通过投加耐高温防腐菌和高效抑制剂,改造油井腐蚀环境,扼断腐蚀因子产生条件,高效抑制有害细菌SRB,同时原位激活有益细菌DNB,实现快速防腐,稳定油井生产。该技术具有源头治理、高效快速、绿色环保、成本较低的特点。

油井生物防腐技术是怎么诞生的?


01

“相生相克”引出防治新思路

    “近年来,随着开发的深入,油田地层水中SRB的大量繁殖,引起的腐蚀结垢造成油井频繁检泵现象呈上升趋势,导致油田开发和生产运行成本不断增加。”吴伟林博士说。

  针对这一生产难题,2011年5月,工程院成立了以吴伟林博士为负责人的课题组,积极研究防腐对策。
  由于传统的化学法和物理法治腐存在成本较高、杀菌时效短、作用距离有限等弊端,吴伟林大胆提出了治理新思路——生物法:利用有益菌的生长竞争优势抑制有害菌的繁殖,达到缓减腐蚀的目的。


 

     生物防腐在油田领域尚无先例,寻找并筛选到一种合适的抑制菌并非易事。短短3个月内,课题组成员上现场,下井站,不论周末,早出晚归,对油田8个区块进行采注系统水质环境普查,共计258井次水样采集,室内进行3360组水质指标测试,396次微生物富集纯化培养,1180余次细菌镜检,筛选各类单菌 228株,反硝化抑制评价试验116组……


  

    伴随着大量的现场取样和室内实验,攻关团队没有人叫苦叫累,有的只是对开启微生物防腐这一全新领域的憧憬和期待。
  辛勤的付出终于得到回报:2011年11月,从天83区块成功筛选出油田第一株内源反硝化细菌……



02

内外兼顾打造防腐新工艺

      有益菌的筛选成功只是迈出了第一步,如何形成配套工艺,适应现场环境和不同井况,才是生物防腐技术能够付诸实践的关键。
  为攻克这一难关,科研人员通过开展细菌的环境适应性实验,对筛选的28株反硝化单菌进行5种环境因素的实验考察,前后经过4个月128组评价和培养驯化,开发出一系列中高温菌剂N411,并且实现了在模拟现场条件下的迅速生长。
在此基础上形成了20℃~90℃的宽温防腐菌种体系,为生物防腐现场应用提供重要菌源。其中6株中高温菌被国家菌种保藏中心收藏、4株菌DNA被世界基因银行收录。 根据国内外相关文献和应用实例选择主要抑制剂和营养组分,考察抑制效果,最终获得高效复合抑制剂。这种耐高温的微生物抑制剂,硫化物去除率≥80%,具有除硫、减缓腐蚀、抑制SRB、激活防腐菌种等多种效果。


    

      他们根据不同井况,又研究出生物防腐技术的两种工艺——生物激活和生物强化:利用生物抑制剂激活内部有益菌大量繁殖,抑制硫酸盐还原菌的生长;通过加入有益菌,改善腐蚀环境。

  经过近一年的现场调研和室内实验,科研人员取得了丰富的成果和认识:建立腐蚀结垢原因分析方法、掌握硫酸盐还原菌生长特性、确定现场工艺参数、开发生物防腐工艺,这些为现场实施奠定了坚实的基础。
  2012年4月,生物防腐现场试验在黄88-21和黄88-39井拉开帷幕。实施后,两口井收效明显:硫化物含量、硫酸盐还原菌数量和井筒腐蚀速率都大幅下降;平均延长检泵周期211天,年节约作业成本约75万元。



03

规模化应用显效益

       从2013年开始,该项技术迈向推广阶段。课题组继续深化开展菌剂培养考察、生物快速调控和效果动态评价等工作,用4个月的时间筛选出15种配方,并完成了菌剂工业化配方制定。

         2013年8月,首批5吨菌剂实行工业化生产,这为快速推广应用奠定了坚实的基础。


       

       2014年1月,生物防腐技术在韦2开展实验,初步实现规模化应用,应用范围达到该区块适用油井的50%,紧接着,该技术成功应用到富民、沙埝区块,其中富民区块实施井数达50口,基本实现了全区覆盖,力争打造绿色防腐示范区块。

       2015年7月,生物防腐项目组的工作人员奔赴华东油田侧草26井、洲17B井施工现场,随着一桶桶菌剂注入于油井中,标志着该项目迈出了积极寻求域外应用的第一步。2016年10月,该技术成功应用到江汉油田马71块、钟112块油井,并取得较好效果……


       

       目前,油井生物防腐技术已在江苏、江汉、华东共应用油井129口,实施后SRB含量、硫化物含量和腐蚀速率大幅度降低,平均延长检泵周期278.3天,截止2016年12月已累计减少检泵作业198井次,节约作业费用3200万,多生产原油1927.7吨。

       油井生物防腐技术效益显著,受到了油田领导及专家的一致好评,并引起了广大社会媒体的关注,先后被人民网、中国能源报、中国腐蚀与防护网、中石化报争相报道。


编辑:林晶晶


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