高纯二氧化氯在石油回注水中的杀菌应用研究

摘要

在石油工业中，石油开采过程的需水用水量是极为巨大的。由于我国大部分油田采用注水采油工艺，而在回注过程中主要由微生物引起的腐蚀堵塞问题严重，因此采用杀菌效果明显的药剂一直是石油回注水水处理研究的热点。 本文就应用二氧化氯对中国海洋石油总公司天津分公司所属渤海石油钻井平台石油回注水的杀菌开展了全面深入的研究。由于平台上石油回注水温度较高，因此本文对二氧化氯在较高温度下的溶解情况进行了测定，并做出二氧化氯应用石油回注水的安全性评估。还测定了不同条件下二氧化氯对石油回注水中的异养菌和硫酸盐还原菌的杀菌效果；同时成功的进行了二氧化氯的生产性试验研究。 研究结果表明：通过对60～80℃条件下2、5和10mg/L的高纯二氧化氯溶解性的测定以及在杀菌试验中二氧化氯浓度的变化，可知在此条件下不会因为高纯二氧化氯的逸出而造成二氧化氯气体在空气中的富集，处理中二氧化氯浓度低于3g/L时，将不产生引起爆炸危险的高蒸汽压，而在现场投加浓度一般不超过5mg/L从而可知不会有任何危险存在。 另外，高纯二氧化氯是有效的杀菌剂，在现场投加2.0mg/L二氧化氯即可获得良好的杀菌效果，对异养菌的杀菌率达到98％，而对硫酸盐还原菌的杀菌率也可达到95％以上；随着温度的升高，二氧化氯的杀菌率升高，但是变化并不明显；pH值的变化对二氧化氯杀菌的影响不大，在6～10的范围内，都有很好的杀菌效果，而在pH值为7～9的范围内杀菌效果最好；随着时间的延长，杀菌效果提高，10min时2.0mg/L的二氧化氯可以取得很好的杀菌效果，对异养菌和硫酸盐还原菌的杀菌率均可达到95％以上，并且能在48小时内能保持良好的杀菌效果。 通过现场试验，以及对投加高纯二氧化氯前后各个采样点的水质变化，发现投加3.0mg/L的二氧化氯就可达到很好的杀菌效果，细菌滋生缓慢，未发现藻类、生物粘泥；另外发现水样中硫化物以及Fe2+浓度降低，油份以及悬浮物含量减少，回注水水质达到行业标准。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.1.1采油废水的来源

1.1.2采油废水的特点

1.1.3采油废水对注水系统的不利影响

1.1.4采油废水处理后对注水系统的有利影响

1.2石油回注水系统中微生物引起的危害

1.3当前油田采出水回注处理技术的现状

1.3.1物理法

1.3.2化学法

1.3.3物理化学法

1.4二氧化氯杀菌的机理及发生和分析检测技术

1.4.1二氧化氯的杀菌机理

1.4.2二氧化氯的发生及检测技术

1.5本课题研究的意义及内容

1.5.1课题来源

1.5.2课题研究的意义

1.5.3课题研究的内容

第2章试验方案及研究方法

2.1仪器和试剂

2.2.1二氧化氯浓度的测定方法

2.2.2腐生菌及硫酸盐还原菌的测定方法

第3章高温条件下二氧化氯应用的安全性研究

3.1二氧化氯在蒸馏水中的溶解情况

3.1.1二氧化氯在封闭蒸馏水中的溶解情况

3.1.2二氧化氯在敞开蒸馏水中的溶解情况

3.1.3二氧化氯在实际回注水中的溶解情况

3.2杀菌状态下二氧化氯在空气中的浓度

3.3本章小结

第4章二氧化氯对腐生菌、硫酸盐还原菌的杀菌效果研究

4.1油田回注水中的水处理剂介绍

4.1.1净水剂

4.1.2缓蚀剂

4.1.3阻垢剂

4.1.4杀菌剂

4.2二氧化氯对异养菌的静态杀菌试验

4.2.1反应时间对腐生菌杀菌率的影响

4.2.2 pH值对腐生菌杀菌率的影响

4.2.3反应温度对腐生菌杀菌率的影响

4.2.4杀菌持续时间对腐生菌杀菌率的影响

4.2.5投加浓度对腐生菌杀菌率的影响

4.3二氧化氯对硫酸盐还原菌的静态杀菌效果

4.3.1反应时间对硫酸盐还原菌杀菌效果的影响

4.3.2 pH值对硫酸盐还原菌杀菌效果的影响

4.3.3投加浓度对硫酸盐还原菌杀菌效果的影响

4.3.4反应温度对硫酸盐还原菌杀菌效果的影响

4.4本章小节

第5章高纯二氧化氯处理石油回注水的生产性试验研究

5.1海上石油钻井平台工程概况

5.1.1海上石油钻井平台石油污水处理工艺

5.1.2回注水各部分水质情况

5.2应用二氧化氯处理石油回注水后的生产性试验研究

5.2.1试验方法

5.2.2二氧化氯添加设备选型

5.2.3生产污水经过气浮选器后的水质变化情况

5.2.4生产污水经过核桃壳过滤器的水质变化情况

5.2.5投加二氧化氯前后回注水的水质情况

5.3高纯二氧化氯杀菌的经济技术分析

5.3.1药剂用量情况

5.3.2药剂费用情况

5.4本章小节

结论

参考文献

附录

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致谢