Способы, используемые для подавления жизнедеятельности СВБ, многочисленны, например ультрафиолетовое и радиационное облучение закачиваемой в пласт воды, термическая обработка, введение бактериально-активных химических соединений и др. К недостаткам физических методов относится ограниченная область их действия, т. е. лишь в пределах самой установки, а не в пласте, где происходит генерация H2S. Химические методы нейтрализации СВБ также имеют недостатки. Так, применение кислот, хлора, озона и других подобных реагентов вызывает коррозию нефтепромыслового оборудования. В связи с этим проблема создания реагента, обладающего бактерицидной активностью, нейтрализующей способностью относительно H2S и антикоррозионным действием, несомненно, актуальна.
В качестве средства для подавления роста СВБ предлагается использовать 70%-й водный раствор ГОАЭ - 1-гидрокси-2-(1,3-оксазетидин)-3-ил-этана (общая формула C4H902N). Реагент можно использовать в раз
Таблица 1
Сравнительная активность известных и предлагаемого биоцида
| Средство | Бактерицидный эффект относительно СВБ при дозировке средства, мг/л | |||
| 300 | 200 | 100 | 50 | |
| «ДОН-52» | Полное подавление | Неполное подавление | Неполное подавление | Неполное подавление |
| З-третбутилтетрагидо- 1.3 оксазин | Тоже | Полное подавление | Полное подавление | Тоже |
| ГОДЭ, 70%-й водный раствор | » | То же | То же | » |
Известны вещества, подавляющие развитие СВБ, например хлорфенолы. Их добавляют в воду при заводнении пластов в процессе добычи нефти. Недостатком известного способа борьбы с СВБ является низкая растворимость хлорфенолов в воде и высокая - в нефти, что отрицательно влияет на процессы нефтепереработки ввиду отравления катализаторов этих процессов. К тому же хлорсодержа-щие соединения грозят возможным усилением коррозии оборудования.
Фирма Nalco для подавления роста СВБ использует биоцид торговой фирмы Roban 3999, представляющий собой 2-метил-5-нит-роимидазол-1-этанол (а. с. СССР № 791620, 1980 г.). К его недостаткам следует отнести снижение эффективности воздействия биоцида на бактерии со временем, поскольку в основе механизма их взаимодействия с Roban 3999 лежит нарушение процесса обмена, а замедление интенсивности обмена у бактерий ведет к снижению их способности поглощать биоцид. Вследствие этого закачиваемую воду обрабатывают биоцидом Roban 3999 в несколько этапов, в течение нескольких недель, причем дозировку реагента каждый раз рассчитывают исходя из меняющейся степени активности анаэробных бактерий, что весьма затруднительно.
Высокую биоцидную активность имеют производные аминосоединений, например 3-третбутилтетрагидро-1,3-оксазин (Дж. Уокер). Это вещество полностью подавляет рост и развитие СВБ при концентрации 100 мг/л (0,01 %). Однако указанное средство не является доступным; синтез его труден и дорог, что и сдерживает его широкое применение.
Синтез биоцидного реагента 70%-го водного раствора ГОАЭ осуществлен из доступных и достаточно дешевых веществ: формалина и моноэтаноламина (МЭА), выпускаемых отечественной промышленностью (патент РФ № 2173735, 2001 г.). Полученный водный раствор ГОАЭ используется в качестве биоцидного средства без выделения и дополнительной очистки.
Эффективность использования ГОАЭ в качестве средства для подавления роста СВБ определяли по методике Дж. Постгейта. В промысловую воду, содержащую СВБ, в стерильных анаэробных условиях вводили указанное средство и выдерживали 24 ч при 32 "С. Затем во флакончики с питательной средой Постгейта из этих проб отбирали по 1 мл жидкости и термостатировали в течение 15 сут при 32 °С. В качестве контроля использовали аналогичные пробы без добавки реагентов. Оценку бактерицидной активности средства проводили по степени подавления СВБ, определенной по количеству образовавшегося H2S в течение 15 сут в опытных и контрольных пробах.
Синтез раствора ГОАЭ производили следующим образом. В реактор, снабженный термометром, обратным холодильником, мешалкой и капельной воронкой, термостатированный при 20 °С, вносили 2 моль формальдегида в виде параформа и 1 моль МЭА в виде капель при перемешивании, затем выдерживали при 100 °С в течение 10 мин. Полученный раствор, содержащий 70 % ГОАЭ, без дальнейшей обработки использовали в качестве биоцидного средства.
Модель пластовой воды освобождали от кислорода, заражали культурой СВБ, выделенной из нефтепромысловых пластовых вод, и обрабатывали средством для подавления роста СВБ в определенных дозировках. Пробы выдерживали 24 ч при 20-22 'С, затем часть обработанной пробы вносили в питательную среду, помещали в термостат и инкубировали 15 сут при 35 °С. Эффективность действия средства оценивали по появлению или отсутствию H2S в растворе. Наличие H2S устанавливали раствором соли железа (выделение черного осадка). Результаты испытаний приведены в табл. 1. Это средство обладает высокой эффективностью подавления СВБ, превосходит известный и широко применяемый в нефтедобыче реагент «Дон-52».
Простота синтеза ГОАЭ, дешевизна и доступность сырья для его производства являются очевидными преимуществами перед реагентом З-третбутилтетрагидро-1,3-оксазин при столь же высокой биоцидной эффективности. К достоинствам заявляемого средства относятся также хорошая растворимость в воде и слабая - в нефти, проявление ингибирующих коррозию свойств, нетоксичность для людей и животных, взрыво-и пожаробезопасность.
Реакция аминометилирования была использована также для синтеза большого числа новых биоцидов путем взаимодействия ряда водорастворимых аминов (полиаминов) с формальдегидом. Большинство синтезированных реагентов показало 100%-е подавление роста СВБ при концентрации 100— 400 мг/л. Малоактивными оказались бактерициды на основе полиаминов.
Анализ полученных реагентов, доступность и стоимость аминов определили выбор МЭА в качестве исходного при дальнейших опытно-промышленных исследованиях. Было показано, что биоцидная активность свежеприготовленных реагентов практически не зависит от соотношения формальдегид : МЭА, т. е. полученные при этом реагенты, обладающие различным составом, проявляют практически одинаково высокую активность (150 мг/л). Оценена также динамика активности этих реагентов. Необходимо подчеркнуть, что реагенты одновременно с нейтрализующей активностью проявляют и биоцидные свойства. Выпуск рассмотренных веществ ведется в опытных масштабах, реагенты реализуются под названием БН.
Из табл, 2 следует, что реагент БН-1 не теряет своих свойств в течение полугода, реагенты БН-2 и БН-3 снижают активность за указанный период до 200-250 мг/л. Реагенты типа БН испытывали во ВНИИ-
Таблица 2
Влияние срока хранения реагента на активность предлагаемого биоцида
Концентрация
БН
при 100%-м
подавлении
роста
СВБ, мг/л
| свежеприготовленный | 150 |
| через 3 мес | 150 |
| через 6 мес | 150 |
| БН 2: | |
| свежеприготовленный | 150 |
| через 3 мес | 200 |
| через 6 мес | 250 |
| БН 3: | |
| свежеприготовленный | 150 |
| через 3 мес | 200 |
| через 6 мес | 200 |
Влияние срока хранения на активность осерненного биоцида
Нефтеотдаче, ТатНИПИнефти, Уфанефти, ВНИИСПТнефти и на других предприятиях в качестве нейтрализатора H2S, биоцида и ингибитора коррозии. Во всех случаях были получены относительно близкие результаты: 100%-е подавление роста СВБ при концентрации БН 100-150 мг/л. БН обладают также антикоррозионными свойствами: степень защиты достигает 70 % при их концентрации 300-500 мг/л. Проведены их успешные испытания при нейтрализации H2S в буровых растворах, очистке нефтяного газа, ремонте скважин и
Сероемкость поглотителей в водных растворах БН-13 (1), БН-12 (2) и реагента "Эксон"(3) при температуре 20 С. массовом содержании поглотителя (в пересчете на основное вещество) 10 %, объемной скорости подачи сероводорода 60 ч \ объеме раствора 25 мл.защите цементного камня от сероводородной коррозии.
Было показано, что продукты нейтрализации H2S могут обладать бактерицидными свойствами. Обработанные H2S, продукты взаимодействия амина и формалина обладают биоцидной активностью, и лучшими в этом ряду являются продукт на основе мор-фолина. обеспечивающий 100%-е подавление роста СВБ при 100 мг/л, и соединения на основе МЭА. Зависимость биоцидных свойств осерненных БН от срока хранения приведена в табл. 3.
Из табл. 3 видно, что в отличие от других химических биоцидов, теряющих свойства в процессе применения, «отработанный» БН (т. е. БН-2С) продолжает процесс подавления СВБ, протекавший в присутствии исходного БН. Этот немаловажный фактор следует учитывать при экономической оценке эффективности применения других биоцидов при сравнении с реагентами типа БН. Отмеченная особенность важна и требует пояснения. Допустим, что наряду с БН применяют другой бактерицид с такой же активностью (150 мг/л), действие их по времени и эффекту одинаково. В результате через определенное время оба биоцида дезактивируются и теряют свои свойства. Однако в это время, в отличие от отработанного известного биоцида, начинает действовать новая форма БН-осерненная и практически с той же активностью, что и у исходного БН (150 мг/л). Поэтому активность БН-2С относительно другого биоцида в 2 раза выше (75 мг/л), следовательно, его требуется в 2 раза меньше и стоимость должна быть значительно ниже.
Свойства БН как нейтрализаторов H2S наглядно характеризуют кинетические кривые (рисунок). Действие предлагаемых нейтрализаторов вполне сопоставимо с действием импортного реагента фирмы «Эксон», но при этом БН обладают дополнительными преимуществами: они эффективны в качестве биоцидов и ингибиторов коррозии при существенном различии в стоимости реагентов («Эксон» - 2500 у. е./т, БН - около 400 у. е./т).
Авторы: В.В. Гайдукевич(АГТУ), В.М. Андрианов (НПФ «АНК»), P.P. Сафин(АГТУ), Ю.С. Дальнова (НПФ «АНК»), З.Ф. Исмагилова, Ф.Р. Исмагилов (АГТУ)
УДК 558.98:556.315
ОТКРЫТЬ ДОСТУП К ФАЙЛАМ
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.
💬 Обсуждение (0)
Есть вопросы или опыт работы с этим оборудованием? Делитесь в комментариях или пишите в Telegram