油田生产过程中硫酸盐还原菌危害和防治探析

1、油田生产过程中硫酸盐还原菌危害和防治探析【摘要】硫酸盐还原菌是一种生存于沼泽、井矿、 土壤、地下石油等氧气稀缺环境中的一种厌氧微生物。在缺 氧环境中，硫酸盐还原菌生物膜内生成一种氢，通过与金属 表面硫酸盐进行氧化还原反应获取能量。本文就油田生产过 程中，硫酸盐还原菌对油田机械等造成的危害做出讨论，并 研究探讨检测硫酸盐还原菌的手段以及防治硫酸盐还原菌 危害的各种方法。【关键词】油田生产、硫酸盐还原菌、防治危害1硫酸盐还原菌对油田生产活动的危害硫酸盐还原菌极易与金属发生氧化还原反应的特性使 得它成为威胁油田安全生产的最主要微生物，硫酸盐还原菌 对油田生产的破坏主要表现在以下几点：（1）硫酸盐还原

2、菌 与金属发生氧化还原反应，生成酸性的硫化氢产物，会对输 油管道、储油罐、原油生产设备等油田生产金属机械造成严 重侵蚀。（2）硫酸盐还原菌与金属氧化还原反应产生的硫化 物，存在于原油与水之间的介质层之间，大量胶状硫化产物 的生成，极大增加原油的导电能力，严重威胁原油电脱水器 的安全运作，甚至导致器械的损坏，原油生产器械因此需要 时常维护与替换，给企业造成巨大的经济损失。（3）硫酸盐 还原菌能够对金属产生巨大的腐蚀作用，金属输油管道、原 油存储罐等经过硫酸盐还原菌常年的侵蚀，使得运输设备发 生破损穿孔，导致原油泄漏，严重威胁到当地的环境安全。2003年阿拉斯加原油泄漏事故，严重破坏当地生存环境，

3、当 地居民以及动植物的健康安全失去保障，这起事故的起因就 是硫酸盐还原菌将原油运输管道腐蚀，致使输油管道破坏穿 孔。(4)硫酸盐还原菌与金属氧化还原反应代谢生成硫化产 物，融入到原油当中，导致原油质量降低。(5)代谢产物硫 化氢(h2s)与fe反应生成胶状产物fes,不溶于水和石油 之中，常与细菌团融合生成一种极其粘稠的胶状细菌团，堵 塞原油采集设备，严重影响原油采集工作。(6)硫酸盐还原 菌的代谢产物硫化氢(h2s)易对人体造成损害，因而原油 中的硫酸盐还原菌威胁到石油工人以及当地居民的健康安 全。2硫酸盐还原菌的检测手段为解决硫酸盐还原菌对油田生产过程造成的危害，需要 采取有效措施杀菌，通

4、过科学手段对原油中的硫酸盐还原菌 繁殖状况、生长区域等情况进行准确检测，为除菌方法、药 剂种类的选用、药剂的使用量等提供依据。现今检测手段主 要有传统培养检测技术、直接观测技术、代谢物检测技术、 荧光原位杂交检测技术等。2. 1传统培养检测技术传统培养检测技术是现今最常用的检测手段，通过培养 皿培养原油中提取的硫酸盐还原菌，观察培养细菌的活性状 况，进而推断原油中细菌的细菌含量。具体操作方法为：将 原油中提取的带菌样品进行稀释后注入到培养皿中，放入保 温箱中进行恒温培养。利用硫酸盐还原菌与铁离子反应生成 沉淀物的性质，观察沉淀物生成量，结合稀释倍数来确定细 菌活性，推算出原油中硫酸盐还原菌含量

5、。传统培养检测技术操作方法简便、代价小、检测过程较 安全、可靠性强，然而检测耗时较长。2.2直接观测技术 直接观测技术是利用显微镜，直接观测计数染色过的原油中细菌数量，通常可使用异硫氧酸盐荧光素、间接荧光抗 体技术、石炭酸品红染色液三种方式对硫酸盐还原菌进行染 色。异硫氧酸盐荧光素可与细菌蛋白荚膜结合，染色后在显 微镜下能够观测细菌总量，由于原油中细菌种类较多，因此 所检测到的硫酸盐还原菌数量偏高。利用间接荧光抗体技术 能够只对硫酸盐还原菌进行染色，因而观测计量结果较为准 确。用石炭酸品红染色液对硫酸盐还原菌进行染色处理，相 比较前两种染色检测手段，更加快速，染色细菌颜色紫红便 于观测。2.3

6、代谢物检测技术硫酸盐还原菌的代谢状况能够良好反映它的活性，因此 通过对细菌代谢产物的检测能够估算出细菌含量。具体方法 为：先将三碘化亚甲基蓝与维生素c进行化学反应，生成产 物为氧化性亚甲基蓝。硫酸盐还原菌的代谢产物为硫离子化 合物。蓝色的氧化性亚甲基蓝溶液与硫化物反应生成还原型 甲基蓝，蓝色溶液变为无色溶液，根据反应时间以及溶剂使 用量推算出硫酸盐还原菌的活性以及含量。2. 4荧光原位杂交检测技术荧光原位杂交检测技术与其他检测技术不同，没有对硫 酸盐还原菌进行培养皿培养。荧光原位杂交检测技术涉及先 进的遗传基因领域，利用硫酸盐还原菌独特的rrna特异性 片段制成带有荧光标记的基因探针，通过荧光

7、基因探针与硫 酸盐还原菌特异性基因片段的杂交结合，在细菌上成功标记 荧光物质，最后再显微镜下进行观测计量，得出硫酸盐还原 菌总量。荧光原位杂交技术是利用硫酸盐还原菌特有的rrna进 行细菌标记的新兴基因技术，检测效率高、准确度强，但是 检测成本过高，检测仪器、试剂价格较高，并且需要配备技 术性检测人员。3防治硫酸盐还原菌的方法近年来，硫酸盐还原菌的防治方面取得越来越多的成 果，概括起来，消灭硫酸盐还原菌的方法主要划分为三大类 别，分别是物理方法、化学方法以及生物方法。3. 1物理方法(1) 将原油注水后，通过紫外线、x射线、b射线等 高能量、高频率的电离辐射，破坏硫酸盐还原菌的基因链， 阻止细

8、菌体内的代谢活动，进而灭杀细菌。(2) 利用高强度的超声波，集中能量震碎硫酸盐还原 菌的细胞膜，杀死细菌。(3) 通过改变原油水体的酸碱度，来控制硫酸盐还原 菌的繁殖生长。(4) 细菌是单一细胞生物，细胞内外渗透压的平衡是 细菌生长的重要条件，通过控制水中钠离子、氯离子含量改 变原油中水体的渗透压，抑制硫酸盐还原菌的生长。(5) 减少硫酸盐还原菌生存所需底物，例如硫酸根， 降低细菌活性。3. 2化学方法油田生产过程中灭杀硫酸盐还原菌最常见的方法就是 化学方法，使用大量的除菌药剂来达到灭菌的目的，效果好 并且操作简单。现今的除菌药剂根据除菌原理可以分为两种 类别，一类是能够将细菌氧化分解的氧化性

9、杀菌药剂，例如 二氧化氯、臭氧等。另一类是具有较强毒性的非氧化性杀菌 药剂，例如酚类杀菌药剂、氯化物等。3. 3生物方法生物防治方法是利用自然界竞争原理，通过在原油中培 养与硫酸盐还原菌代谢机制类似但不会对原有生产过程产 生危害的微生物，利用细菌之间的竞争一直硫酸盐还原菌的 生长繁殖。4结束语硫酸盐还原菌在油田生产过程中造成了巨大的危害，目 前的各种灭菌防治手段仍然有着各种缺陷，为防止硫酸盐还 原菌在今后油田生产过程中造成更大的负面影响，科研人员 需要不断深入研究硫酸盐还原菌的代谢原理，研究出长期有 效并且成本低廉的除菌手段，尽可能将硫酸盐还原菌的威胁 降到最低，保障油田生产的安全运作。参考文献：1 黄金营，魏红魁，金丹，孙艳伟抑制油田生产系统 中硫酸盐还原菌的方法j.石油化工腐蚀与防护，2010(12).2 张小里