抗菌材料抑制油田微生物腐蚀的作用机理探讨.pdf

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1、抗菌材料抑制油田微生物腐蚀的作用机理探讨术何树全，吴亚楠，刘宏伟，吕亚林，王海涛，刘宏芳(1．大庆油田工程有限公司，黑龙江大庆，163712；2．华中科技大学化学与化工学院材料与环境化学研究所，湖北武汉，430074)摘要：油田注水系统中微生物腐蚀现象非常严重，由其造成的经济损失不可估量，而要想从根源上抑制微生物腐蚀的发生，一个有效的方法就是在管道表面施加抗菌涂层，抑制硫酸盐还原茵(SRB)在管道表面的附着，从而减轻微生物腐蚀。目前，常用的抗菌材料主要分为有机抗菌材料、无机抗茵材料和天然抗菌材料3种。有机

2、抗菌剂毒性大，而且耐热性相对较差，而无机抗茵剂又存在制造困难的问题，不利于大规模生产，抑制油田管道中SRB的涂料还相对较少。为了更直接、更有效地抗革兰氏阴性菌，抑制微生物腐蚀，可以将安全、高效的无机抗菌剂经过修饰后接枝到高分子材料中，将其作为管道抗菌涂层的主填料，最大程度上减轻油田注水系统中的微生物腐蚀。关键词：微生物腐蚀抗菌涂层硫酸盐还原茵革兰氏阴性菌在油田注水系统中，存在着大量的有害微生子或其混合物。物，其中对油田生产危害最大的要属硫酸盐还原当油田污水中的SRB附着在管道表面时，自菌(SRB)。能引起

3、金属腐蚀的SRB多属于微生身会产生一种由多糖、脂质和蛋白质组成的胞外物分类中的脱硫弧菌属，其最适宜的生长温度为聚合物(EPS)，由此形成有一定厚度，且致密性良20—40℃，最适宜的pH值为7．0～7．5，硫酸盐好的生物膜，有利于细菌吸附在基体表面，并对介转化率最高能够达到94．3％Eli。质中的金属离子产生络合作用。图1为油田管道由于油田回注水的水质条件适合SRB的生材料表面腐蚀生物膜的扫描电镜(SEM)照片，从长，从而促进其大量繁殖，最终导致油套管和污水图1a可以看出生物膜是有一定厚度的，而从图管线等设

4、备的穿孔。另外，SRB的腐蚀产物易引1b可以明显看出该生物膜相当致密。而抗菌涂起地层的堵塞，使得油田注水量下降，进而直接影层主要是将涂层的阻绝隔断功能和杀菌剂的主动响原油的产量，而在管道内表面施加抗菌涂层是抑菌功能相结合，使管道内抗菌涂层可以达到具减轻微生物腐蚀的一个有效方法。由于SRB是有主动攻击细菌的目的，抑制SRB在管道表面的典型的革兰氏阴性菌，文章着重探讨对革兰氏阴附着，从而抑制其表面生物膜的形成，以减轻微生性菌有较好抑菌效果的抗菌材料，以将其作为抗物腐蚀。菌涂层的主填料，应用到油田管道中，以抑制

5、SRB目前，抗菌涂层研究的主要方向是抗菌效果在管道表面的附着，从而减轻油田管道中的微生明显，效力持久，不容易从基体表面剥离的环保型物腐蚀。的抗菌涂层，而且对于应用于其他环境中的抗菌涂层的研究已经有很多，针对油田系统管道表面1抗菌涂层抗菌涂层的研究报道还很少。抗菌涂层是指包含金属氧化物或硅酸盐无机物粒子的聚合树脂，这些金属氧化物和硅酸盐粉收稿日期：2015～10—20；修改稿收到日期：2015—12—06。末由诸如氧化钛、氧化铝、氧化锌和氧化铜，硫酸作者简介：何树全，高级工程师，硕士，2007年毕业于东北锶

6、和硫酸钡，硫化锌、硫化铜，硅酸盐，云母、滑石、石油大学安全技术及工程专业，现在该公司从事防腐保温高岭土、富铝红柱石、硅酸锆和硅土制成。涂层包设计与研究工作。E—mail：heshuqan—dod@petrochina．含的无机粒子至少有一种硅酸盐的阳离子是具有120111．cn杀菌特性的金属离子，例如银离子、铜离子、锌离基金项目：国家自然科学基金(51171067)1HTCC。它以共价键的形式与纤维结合在一起后，优化与抗菌性能研究[J]．离子交换与吸附，2011，27(1)：1_9．对大肠杆菌有相当好的抗

7、菌活性。[5]袁彤彤．抑(杀)菌涂料涂层技术研究及在油田管道应用但是，截止到目前，以天然抗菌剂合成抑菌材[D]．吉林：吉林大学，2014．料，并起到抑制油田微生物腐蚀的案例还鲜有[6]秦双，余萌，何金杯，等．甲硝唑改性双链季铵盐的合成及报道。抗菌缓蚀性能研究[J]．全面腐蚀控制，2014，28(2)：72_75．3抗菌材料展望[7]Vargas—ReusMA，MemarzadehK，HuangJ，eta1．Antimicrobi—alactivityofnanoparticulatemetaloxides

8、againstperi-·implanti—-有机抗菌剂耐热性相对较差、毒性大，而无机tispathogens[J]．Internationaljoumalofantimierobialagents，抗菌剂又存在制造困难的问题，不利于大规模生2012，40(2)：135—139．产。为了更直接、有效地抑制油田微生物腐蚀，将[8]尤文卉．银系疏水抗菌涂层制备及其性能研究[D]．杭州：安全、高效的无机抗菌剂经过修饰后接枝到高分浙江