Способ подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий



Владельцы патента RU 2268593:

Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа Восточной нефтяной компании ВНК" ОАО "ТомскНИПИнефть ВНК" (RU)

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий в промысловой воде в системах поддержания пластового давления добычи, подготовки и транспортировки нефти. Предложенный способ включает обработку пластовой воды с сульфатвосстанавливающими бактериями ингибитором-бактерицидом и воздействием магнитного поля напряженностью 450-655 кА/м в течение 1,2-1,8 с. Изобретение позволяет повысить эффективность подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий в пластовых водах. 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) в промысловой воде в системах поддержания пластового давления (ППД), добычи, подготовки и транспортировки нефти.

При наличии в продукции скважины значительных количеств солей - сульфатов происходит ускоренное развитие тионовых бактерий - СВБ, восстанавливающих сульфат-ион (SO4- -) до сульфид-иона (S- -) в виде сероводорода (H2S) или солей сульфидов.

Развитие сульфатвосстанавливающих бактерий в пластовых водах нефтяных месторождений приводит к нежелательным последствиям: образующийся сероводород и колонии СВБ на стенках оборудования вызывают коррозию металлических поверхностей, увеличивается содержание серы в нефти, а выпадающий осадок сульфида железа приводит к закупориванию пор пород нефтяных пластов (уменьшению проницаемости пласта) и стабилизации эмульсии "нефть в воде". Так, при росте концентрации СВБ со 100 до 105 колоний/мл скорость коррозии возрастает с 0,13 до 1,4 мм/год, т.е. почти в 10 раз с пропорциональным уменьшением срока безаварийной эксплуатации трубопроводов и оборудования (Saders P.F.Monitoring & control of sessile Microbes: cost effective Ways to reduce Microbial corrosion - Bombay, India, 1988). В результате снижается добыча и качество нефти, требуются дополнительные расходы на замену и ремонт оборудования и более жесткие условия для разрушения эмульсий, восстановления проницаемости пластов. Кроме того, сульфид железа пирофорен (способен к самовозгоранию при контакте с воздухом), а образовавшейся в процессе жизнедеятельности СВБ сероводород ухудшает качество нефти, затрудняя ее переработку путем отравления катализаторов и образования осадков.

Известен способ подавления роста СВБ, включающий катодную защиту металлов и химическую обработку жидкости (Герасименко А.А. Влияние катодной защиты металлов на микробную коррозию. Электрохим. защита оборудования и сооружений от коррозии: Мат. семинара. М.: Изд-во ЦРДЗ. - 2001, - с.34-35).

Недостатком способа является низкая эффективность катодной защиты металлов от биокоррозии и высокая стоимость ингибиторной обработки жидкости.

Известно средство для подавления роста СВБ, содержащее 70%-ный водный раствор 1-гидрокси-2-[1,3-оксазетидин]-3-ил-этана общей формулы C4H9O2N (патент RU №2173735, кл. 7 МПК С 23 F 11/12, 2001), при этом обеспечивается как уничтожение бактерий, так и защита металла от коррозии за счет образования на поверхности оборудования защитной пленки.

Недостатками его являются высокая стоимость химического реагента и его безвозвратные потери с закачиваемой в пласт водой ППД.

Известен также способ уменьшения роста сульфатвосстанавливающих бактерий в подтоварной воде, включающий обработку подтоварной воды бактерицидами (Смолянец Е.Ф. и др. Выбор реагентов для борьбы с микробиологической зараженностью объектов АО "Юганскнефтегаз". Защита от коррозии и охрана окружающей среды. Научно-техн. информац. сборник. - М., ВНИОЭНГ - №3. - 1997, - с.8-9).

Недостаток способа - большая концентрация бактерицида (500-1000 мг/л) и соответственно большие затраты.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в уменьшении затрат при сохранении эффективности подавления роста СВБ.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий в пластовых водах, зараженных бактериальной микрофлорой.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе подавления сульфатвосстанавливающих бактерий в системах подготовки нефти и поддержания пластового давления, включающем применение бактерицида путем его ввода в пластовую воду с СВБ, добываемую совместно с нефтью и закачиваемую затем обратно в пласт для поддержания пластового давления, в резервуарах очистных сооружений или водоводах низкого давления согласно изобретению пластовую воду с СВБ и бактерицидом дополнительно обрабатывают магнитным полем напряженностью 450-655 кА/м в течение 1,2-1,6 с, при этом дозу бактерицида в обрабатываемой пластовой воде уменьшают по сравнению с применением бактерицида без магнитной обработки до двух и более раз.

Сущность данного предложения заключается в том, что совместное применение бактерицида и сверхмощных магнитных полей при предложенных условиях дозировки и магнитной обработки обеспечивают гибель до 97-100% клеток СВБ при существенном снижении дозы бактерицида. Дополнительная магнитная обработка активирует полярные молекулы бактерицида, что ускоряет процесс разрушения биопленки, позволяет уничтожить оставшиеся бактерии, повышает адгезию пленки бактерицида на внутренней поверхности трубопроводов и оборудования.

Механизм воздействия магнитной обработки на подавление СВБ связан с изменением структуры и химической активности молекул, изменяющей клеточные процессы обмена. Молекулы бактерицидов имеют собственный магнитный момент, при взаимодействии с внешним магнитным полем происходит усиление магнитного момента молекулы и повышение ее химической активности.

Как показали лабораторные опыты, результаты которых приведены в таблице 2, положительный результат по уничтожению клеток СВБ может быть достигнут только при высокой напряженности магнитного поля (от 450 до 655 кА/м) и времени обработки пластовой (подтоварной) воды от 1,2 до 1,6 с. При меньшем времени обработки и напряженности магнитного поля эффект обработки резко падает. Увеличение напряженности магнитного поля и времени обработки связано со сложностью реализации конструкции магнитоактиватора, а это существенно повышает стоимость магнитоактиватора.

Такие параметры могут быть обеспечены только при применении сверхмощных магнитов из сплава "неодим-железо-бор" или "самарий-кобальт" и конструкции магнитоактиватора, обеспечивающей требуемую производительность обработки.

Применяемые бактерициды представляют собой концентрированные водные растворы активного токсиканта (формальдегид, глутаровый альдегид, их смеси, четвертичные соли аммониевых оснований и др.) с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ), стабилизаторов. Основой большинства бактерицидов являются сходные по строению вещества - альдегиды и их смеси, поэтому действие магнитной обработки однотипно для разных марок бактерицида разных отечественных и зарубежных производителей.

В качестве бактерицида целесообразно использовать ингибиторы-бактерициды коррозии, которые уменьшают рост СВБ и образуют пленку на поверхности металла, например бактерициды ЛПЭ-11В производства ОАО НПО "Технолог" (г. Стерлитамак), Servo UCA-497 производства "Серво Делден Лтд" (Нидерланды), СНПХ-1004, "Напор 1007" производства ОАО "Напор" (г. Казань) и др.

Дополнительным эффектом магнитной обработки в этом случае является уменьшение общей скорости коррозии.

Для ввода бактерицида в пластовую воду используют типовые блоки дозировки химреагентов (БРХ, БДР) с возможностью регулирования дозы бактерицида от 0 до 1000 мг/л. Обработка производится периодически, 1 сутки/10-20 дней или 6 час/неделю (в зависимости от концентрации СВБ).

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема совместной бактерицидной и магнитной обработки пластовой воды.

Способ реализуется следующим образом. Вначале, исходя из производительности системы ППД, выбирают основные элементы схемы: магнитоактиватор, блок дозировки ингибитора-бактерицида (стандартный БРХ) и монтируют технологическую схему совместной обработки. Схема реализации включает резервуар для сбора пластовой воды 1 с входной трубой 2 и блоком дозировки бактерицида 3, соединенным с входной трубой 2. На выходе резервуара 1 установлен насос низкого давления 4, соединенный через трубопровод низкого давления 5 и магнитоактиватор 6 с буферной емкостью 7. Вход высоконапорного насоса 8 соединен с буферной емкостью 7, а выход - с нагнетательной скважиной 9.

Схема работает следующим образом. В резервуар 1 одновременно подается пластовая вода и через блок дозировки 3 - ингибитор-бактерицид. При этом выбирают минимальную дозировку бактерицида (50 мг/л) и постепенно повышают ее до достижения эффективности не менее 97%. Перемешанную с бактерицидом пластовую воду насосом 4 подают через магнитоактиватор 6 в буферную емкость 7. Комбинация мощных магнитных полей магнитоактиватора 6 с активированными молекулами бактерицида уничтожает оставшиеся в живых клетки СВБ в пластовой воде, тем самым исключается опасность биокоррозии оборудования и образования сероводорода в призабойной зоне нагнетательной скважины 9 и продуктивном пласте, куда обработанная вода закачивается насосом высокого давления 8.

Бактерицидная активность реагентов оценивалась по стандартным методикам (РД 39-3-973-83. Методика контроля микробиологической зараженности нефтепромысловых вод бактериями и оценки защитного действия реагентов. Уфа. ВНИИСПТнефть, 1983, - 37 с).

Результат совместной обработки пластовой воды контролируется микробиологическим тестом на остаточное содержание бактерий - типовым методом высевания культур, широко применяемым в нефтедобыче. Основными показателями являются количество клеток бактерий, оставшихся в живых после обработки, и содержание сероводорода H2S после обработок пластовой воды.

Результат совместной обработки можно проверить также по содержанию сероводорода Н2S в пластовой воде. По результатам контрольных анализов увеличивают или уменьшают начальную дозу бактерицида.

В таблице 1 приведены данные по дозировкам типовых реагентов, взятые из обзорных статей (журнал "Нефтяное хозяйство" №2 за 2004 г., №1 за 2001 г., №4 за 2002 г.).

Таблица 1
Режим бактерицидной обработки воды ППД разными реагентами без магнитной обработки
Марка бактерицидаДозировка, г/м3Начальная концентрация СВБ, кол/мл×103Эффективность бактерицида, отн.%
ЛПЭ-11В500-60010030
Troskil - 540750045095
СОНЦИД8101300-400190
РИФ500-6001030
DMS-HS250-50010098-100

В таблице 2 приведены результаты лабораторных опытов действия ингибитора-бактерицида (DMS - HS) и магнитной обработки на численность клеток СВБ в пластовой воде системы ППД месторождения "Белый Тигр" СП "Вьетсовпетро".

Указанный ингибитор-бактерицид представляет собой водорастворимую смесь токсиканта (яда для СВБ), ПАВ и других добавок, усиливающих действие токсикантов и обеспечивающих адсорбцию бактерицида на внутренней поверхности оборудования, стойкость к солям. Является сложным органическим веществом, обладающим собственным магнитным моментом.

При использовании в качестве реагента ингибитора-бактерицида, содержащего кроме токсиканта ингибиторы коррозии - сложные органические вещества, создающие на поверхности стали защитную пленку (имидазолины, амины сложные эфиры), также обладающие магнитовосприимчивостью, магнитная обработка усиливает адсорбционные свойства молекул и способствует повышению защитного эффекта от общей коррозии, что является дополнительным полезным эффектом данного предложения. Общая коррозия обусловлена действием не СВБ, а солей и растворенного кислорода.

Таблица 2
Зависимость действия бактерицида DMS-HS и магнитной обработки на численность клеток СВБ в пластовой воде месторождения "Белый Тигр"
№ п/пОбработка исследуемой пробы водыЧисло клеток СВБ, тыс. клет/млГибель клеток СВБ, %
БактерицидМагнитное воздействиеИсходноеПосле обработки
Доза, мг/лВремя воздейст., часВремя обработки, сНапряженность поля, кА/м
1001,245045030033
2001,445045020055
3001,645045016064
410011,245045013070
510011,845045013,597
620011,24504502595
720011,445045013,597
810010045015067
92001004506087
10001,065525250
11001,465525580
12001,6655250,598
13001,8655250100
1410011,465545013,597
152501002,50,04598,2
162501004500,999,8
175001002,50100
185011,445045017060

Как вытекает из приведенных в табл. 1 данных, рациональные параметры магнитной обработки при совместном воздействии бактерицида и магнитного поля находятся в следующих пределах: напряженность магнитного поля в рабочем зазоре 450-655 кА/м, время магнитной обработки 1,2-1,6 с. Требуемая доза бактерицида при этом составляла 100-200 мг/л, что в 2-2,5 раза меньше дозы, требуемой без магнитной обработки. Магнитное поле обладает бактерицидным действием и без бактерицида, но добиться высокой эффективности можно только при низкой концентрации СВБ (поз.11-13) или применением особо мощных громоздких магнитных устройств. При значительной концентрации СВБ добиться эффективности свыше 90% затруднительно (поз.1-3 в табл. 2). Но экономия бактерицида достигается и за счет увеличения периода между химобработками.

Таким образом, дополнительная магнитная обработка пластовой воды позволяет существенным образом (в 2-2,5 раза) уменьшить дозу бактерицида, при этом сохраняется эффективность обработки на высоком уровне (97%).

Способ подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий пластовой воды, включающий дозирование ингибитора-бактерицида на основе азоткислородсодержащих органических соединений, отличающийся тем, что пластовую воду, зараженную бактериальной микрофлорой, дополнительно подвергают воздействию магнитного поля напряженностью 450-655 кА/м в течение 1,2-1,8 с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам травления металлического материала химическими средствами, конкретнее касается обработки по меньшей мере части поверхности из аустенитных нержавеющих сталей и изделий из них, например, полос, брусков, листов, труб, для повышения их стойкости к коррозии.
Изобретение относится к области предотвращения образования пирофорных соединений и может быть использовано для предотвращения пожаров и взрывов в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к способам предотвращения коррозии или отложения накипи, а именно к устройствам для обработки воды, которая циркулирует в системах центрального отопления.

Изобретение относится к защите от коррозии в технике, в особенности защиты от коррозии разъемных соединений в машинах и механизмах, в частности в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), при воздействии влажного морского воздуха.

Изобретение относится к области защиты от подземной коррозии в местах локального повреждения изоляционного покрытия на металлических сооружениях (в частности, трубопроводов), не имеющих электрохимической защиты, путем инъектирования гидрооксида кальция.
Изобретение относится к защите подземных трубопроводов и подземных металлоконструкций от электрохимической коррозии. .

Изобретение относится к поверхности металла, защищенной от пылевидной коррозии, которая имеет изолирующий слой из газопроницаемого термоизолирующего материала, причем сторона термоизолирующего слоя, более холодная в процессе работы, находится в непосредственной близости от поверхности металла, а сторона изолирующего слоя, более горячая в процессе работы, нагревается потоком газа, содержащим окись углерода, который дополнительно содержит водород и/или водяной пар и имеет температуру 300 - 1700oC.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к эксплуатации стальных резервуаров. .

Изобретение относится к защите внутренней поверхности днища резервуаров от коррозии и может найти применение в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам защиты черных металлов от коррозии в нейтральных и слабощелочных солевых средах с помощью введения ингибитора в коррозионную среду, и может быть использовано для защиты от коррозии замкнутых охлаждающих систем с использованием в качестве хладагента водного раствора хлорида кальция, а также при хранении и транспортировке растворов хлорида кальция в оборудовании из углеродистой стали.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к ингибиторам коррозии для антифризов, применяемых в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах.

Изобретение относится к средствам для нейтрализации сероводорода и легких меркаптанов, подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) и ингибирования сероводородной коррозии в нефтепромысловых средах.

Изобретение относится к химической обработке скважинной жидкости и может быть использовано для уменьшения расхода ингибиторов коррозии при транспортировке коррозионно-активной жидкости в нефтепромысловых трубопроводах.

Изобретение относится к защите металла от коррозии и может найти применение в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к применению этой композиции таким образом, чтобы способствовать уменьшению образования снега и льда на дорогах, мостах, взлетно-посадочных полосах, рулежных дорожках и других наружных поверхностях.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к защите трубопроводов, перекачивающих водонефтяную эмульсию. .

Изобретение относится к области химической технологии, в частности, к ингибиторам коррозии для антифризов, применяемым в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах.

Изобретение относится к технике водоподготовки и может быть использовано для обеззараживания, осветления и дезодорирования воды. .
Наверх