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油氣田細菌殺滅效果研究

    硫酸鹽還原菌(SRB)、鐵細菌(IB)等是造成油田集輸系統管線內腐蝕的主要原因之一。其中厭氧的硫酸鹽還原菌的危害最大,它不僅會導致管道遭受局部腐蝕穿孔,且其生長繁殖會對水系統造成二次污染直接堵塞地層,降低石油開采率。管道內表面施加涂層是一種既簡單又有效的抗菌防腐方法,因此本文通過合成無機抗菌材料,系統研究其對SRB的殺菌性能,并通過物理摻混獲得抗菌涂層,研究了抗菌涂層的抗菌防腐性能,以期達到抑制油田系統微生物腐蝕,延長管道壽命的目的。
    通過電化學方法、3D超景深顯微鏡、熒光顯微鏡、SEM、XPS等方法,系統地研究污水系統中的微生物腐蝕狀況,氧化亞銅材料對污水中SRB的抑菌殺菌性能及機理,以及基于氧化亞銅的無溶劑環氧復合涂層的抗菌防腐性能。在大慶油田污水介質中SRB的含量非常高,且其生長繁殖非常迅速,在培養的第二天就迅速達到最大值。就其理化性質而言,37℃為其最適宜生長的溫度,其最適宜的pH則為8.0,而最適宜的礦化度即NaCl濃度為10g/L。由其引起的對Q235管材的微生物腐蝕非常嚴重,浸泡前期,SRB在管材表面吸附,形成生物膜,在一定程度上抑制了微生物腐蝕的發生,但隨著浸泡時間的逐漸延長,金屬表面的生物膜會不斷從其表面剝離脫落,從而使得金屬表面腐蝕加重。管道垢樣中沒有SRB的附著,其主要成分為鈣鹽和鐵氧化合物。
    納米Cu2O能夠有效殺死SRB,抑制其在Q235碳鋼表面的附著,減少生物膜的形成。在該抗菌過程中,氧化亞銅并沒有發生反應,菌液中并沒有Cu2+以及Cu+的產生。因此納米Cu2O極易吸附在SRB表面,并通過細胞膜進入細胞內部,抑制細菌體內酶的活性,而使細胞結構紊亂,達到殺菌目的。
    復合涂層中由于加入了納米Cu2O,阻塞了無溶劑環氧樹脂交聯過程中產生的微觀孔道,使得腐蝕介質不能夠與金屬基體直接接觸,其涂層電阻值要遠大于無溶劑環氧涂層的電阻。另外,納米Cu2O能夠有效殺死介質中以及涂層表面的SRB,抑制其在金屬材料表面的附著,從而非常顯著地抑制了涂層表面生物膜的形成,從而有效緩解了金屬基體表面的微生物腐蝕行為的發生。

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2017年02月07日

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