【doc】植物胶压裂液杀菌防腐剂的研究与应用

【doc】植物胶压裂液杀菌防腐剂的研究与应用 植物胶压裂液杀菌防腐剂的研究与应用 第17卷第3期 2000年9月25日 油田化学 OilfieldChemistry Vo1.17No.3 25Sept,2000 文章编号:1000.4092(2000)03.0225.04 植物胶压裂液杀菌防腐剂的研究与应用. 崔会杰,戴万海: 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 志,董丽,吉鸿波 (华北石油管理局井下作业公司 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 研究所,河北任丘062552) 摘要:华北油田在配幸I植抽胶水基压裂注时,f使用40%甲醛水溶液(加量0.5%一1.0%)为杀茸防庸荆,未能控 制压裂液的霉庸变质,霉变率(坏罐率)高迭10%以上.奉文报道的杀菌防庸弃IJA-1,为一种有机胺赛制荆在室 内实验评价中,加量0.05%一05%的JA-1的防庸效果为甲鞋注的10倍;在低温应用奢停下(浅井压裂)可使变联 荆硼砂的用量减少40%一60%,在高温应用紊件下(深井压裂)可使压裂注冻腱的运动粘度提高2—3.7倍.JA-1 在半|匕油田各地区授八使用以来(1992--1999),压裂液的霉变率(坏罐率)降低到平均饭为09%. 关键词:霉腐变质;植物胺;承基压裂液;杀菌防腐剂;化学剂研究与开发;华北油田 中围分类号:TE35712:TE39文献标识码:A 近十几年来.华北油田使用的压裂液稠化剂主 要是粉状改性田菁胶和改性瓜尔胶等植物胶.植物 胶属于多聚糖类.现场配制的压裂液很容易受微生 物的侵蚀而变质.使用传统的杀菌防腐剂甲醛液 (福尔马林)效果差,压裂液坏罐率在10%以上.我 们研制了一种杀菌防腐效果好,与压裂液配伍性好 的新型杀菌防腐剂JA_l,较好地解决了现场压裂液 霉腐变质问题,在现场应用中取得了较好的效果与 效益. 1植物胶压裂液的霉腐与防腐 微生物种类很多,分布极广,繁殖生长速度快, 具有较大的合成,分解能力,能引起多种物质霉腐变 质….现场配制压裂液用的稠化剂,水和罐中都会 有一定数量的霉菌,腐生菌与酵母菌,配液大罐底部 总是剩有上次配制的未排尽的压裂液,这成了微生 物的滋生源.而新配制的溶胶液就成了微生物的营 养源_2】.在适当温度下,微生物在几小时内就能将 整罐溶胶液降解解粘.1991年4月至l0月,华北 冀中油田现场配制压裂液299罐(每罐40m),使 用0.5%--1.0%甲醛液作杀菌防腐剂,霉变30罐, 坏罐率高达l0%以上.自1991年n月份,我们开 始研制植物胶压裂液新型杀菌防腐舯,共收集,购 买,合成各类杀菌剂390余种,经测试对比,JA-1对 压裂液的防腐效果最好,投人现场应用后较好地解 决了压裂液的霉腐变质问题. 2杀菌剂的杀菌机理及杀菌剂筛选 2.1杀菌剂的杀菌机理 在压裂液中加人杀菌剂,可以控制微生物的生 长,杀死有害微生物.杀菌剂的杀菌机理分以下四 类:?渗透杀伤或分解菌体蛋白质;?抑制新陈代谢 或中毒;?氧化或络合细胞组成键;?上述三类机理 的任意组合. 能抑制或杀死微生物的药剂有以下几种. (1)重金属盐类化合物重金属离子带正电荷, 易与带负电荷的菌体蛋白质结合,使蛋白质变性,有 较强的抑菌作用.如}{: 2蛋白质一sH+Hg2一 蛋白质一s_一Hg_一s_卜—蛋白质+2H (2)有机化台物酚,醇,醛,胺等能与菌体蛋白 质的氨基结合,使蛋白质变性.如甲醛: 收稿日期:1999一l2—16;幡改日期:2000—03—29. 作者简介:崔会杰(1958一),男,工程师,1990年毕业于华北石油职工大学(大专).主 要从事油田化学研究应用.通讯地址:062552河北 省任丘市华北石油局井下工艺研究所. 油田化学2000矩 R—NH,十HCHO—R—NH,-CH,O (3)氧化剂高锰酸钾,过氧化氢,过氧乙酸等能 将菌体酶蛋白质中的琉基一SH氧化成,s__S一,使 酶失去活性,如过氧化氢: 2I一SH+H—卜一0一H— R—S一?一R+2HzO (4)阳离子 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面活性剂新洁尔灭可吸附在菌 体的细胞膜表面,使缅胞膜损伤.在高度稀释时能强 烈抑制细菌的生长,浓度高时有杀菌作用.阳离子 还能与菌体的羟基或羧酸基作用,形成弱电离的化 台物,妨碍菌体的正常代谢,扰乱菌体的氧化还原作 用. 22JA.1与甲醛液杀菌防腐效果对比 在本节及以下各节所述实验工作中使用的化学 剂有:羟丙基瓜尔胶HPG(华北油田井下化工厂); 瓜尔胶(巴基斯坦进口);羟乙基田菁胶HETQ,田 菁胶TQ(江苏灌云田菁粉厂);防牯土膨胀剂KCI (俄罗斯进口);助排剂ZA一5(河南郸城石油化工 厂);破乳剂OP,消泡剂SX一94(江苏扬中科信化学 品有限公司);低温活化剂w.3(河南新乡长城化学 品有限公司;交联剂硼砂(工业品,天津红旗化工 厂);破胶剂过硫酸铰(工业品,天津东方化工厂);杀 菌防腐剂4O%甲醛水溶液(化学纯,以下简称甲醛 液). 按现场压裂液配方:植物胶+1%KCI十0.2% OP+0.2%ZA一5+0.05%SX.94+杀菌防腐剂+5% 霉变水(压裂液霉腐变质后的臭水)配制溶胶液,在 30?恒温培养箱中放置不同时问.用毛细管粘度计 测溶胶液的粘度.根据粘度下降情况确定杀菌防腐 效果.对各类90余种杀菌防腐剂的杀菌防腐效果 进行了对比测定.结果JA.1对植物胶压裂渡的杀菌 防腐效果最好.表l是JA一1与甲醛液防腐效果对 比表. 由表1中数据可知:JA.1对植物胶压裂液的防 腐效果好,当用量为0.05%时,压裂液放置2天后 粘度下降<10%,用量为0.1%时,压裂液放置2天 后粘度下降<5%.甲醛液用量大.效果差,用量为 1%时,压裂液放置2天后粘度下降达50%以上. 以上杀菌防腐效果测试表明:JA_I用量低而防 腐效果好.JA_1用量为甲醛液的十分之一,压裂液 粘度的下降率也为用甲醛液时的十分之一,JA1对 植物胶压裂液的防腐效果相当于甲醛液的100倍. 裹1JA.1和甲醛液防止檀糟胶压裂液溶胶液 腐政变质能力对比裹 2.3JA1对压裂液性能的影响 2.3.1对压裂液变联性能的影响 按配方0.5%HPG+1%KC1+0.2%OlP+ 0.2%ZA-5+JA.1配制溶胶液,用不同量的硼砂进 行交联,观测形成的压裂液冻胶的挑挂性能,结果见 表2. 裹225?时J^_1对羟丙基瓜尔肢压曩液 空鞋性的影响 』至苎!兰竺竺竺苎苎竺曼 o.03%o.05%o07% 表2实验结果表明,在25?可用005%硼砂将 05%HGP压裂液溶胶液交联威光滑,可挑挂的冻 第17卷第3期崔会杰,戴万海,修书志等:植物胶压裂液杀菌防腐剂的研究与应用 227 胶:加入0.05%JA.1后用0.O3%硼砂即可将0.5% HGP压裂液溶胶液交联成光滑,可挑挂的冻胶. JA.1有助于植物胶硼冻胶的形成. 2.3.2时压裂液冻胶粘度的影响 按配方:0.5%liPG+1%KC1+0.2%OP+ 0.2%ZA.5+0.05%SX.94+0.008%过硫酸铵+ 0.05%硼砂+JA.1配好压裂液,在80?恒温水浴中 放置15分钟,用毛细管粘度计测定冻胶粘度,结果 见表3. 表3JA.1对压裂液冻腔粘度的影响数据c80?) JA-1/%0oOl003o05007o09o1 s一5027141023153.921269261.52853 表3实验结果表明,加入0.05%一0.1%JA一1, 可使8O?时HPG压裂液冻胶的粘度提高2—3.7 倍. 2.3.3.叶压裂液冻胶破胶性能的影响 按配方:0.5%kiPG+1%KC1+0.2%OP+ 0.2%ZA.5+0.05%SX.94+0.1%JA.1+0.2%W.3 +0.03%硼砂+过硫酸铵(APS)配制压裂液,在不 同温度下恒温放置不同时间,用毛细管粘度计测定 冻胶牯度,考察冻胶破解程度,结果见表4. 表4加入JA-1的HPG压裂液冻腔破解实验数据 放i至璺!至!塑苎里型苎堡堕堕壅竺:!:: 时问15?25?35?45?55'U /1102%008%0.04%002%0.012% 3 4 6 8 10 12 16 由表4可知,加入JA.1的压裂液冻胶在2小时 内不破胶,在施工中可满足造缝与携砂要求,在8小 时后可完全破胶液化.能从地层内返排. 以上实验结果表明:JA.1与植物胶压裂液的配 伍性好;在浅井低温条件下加入0.05%—O.1%JA一 1.可减少硼砂用量40%一6O%,而冻胶能获得同样 的流变性能:在深井高温条件下加入0.05%一 01%JA.1.可提高冻胶粘度2—37倍;JA一1对冻 胶破胶性能没有不良影响. 2.4JA-1的物理性能厦杀菌防腐机理 2.4.IJA.1的物理性能 JA.1是由华北油田井下工艺研究所研制,华北 油田井下化工厂生产的有机胺类杀菌防腐剂,外观 为无色至淡黄色液体,密度为0.900一O.905g/ cm3 ,有效浓度>35%,与水互溶,有氨的气味,具有 轻微毒性I4J,主要对呼吸道有刺激.在8年多现场 推广应用中,没有出现人,畜中毒现象. 2.4.2JA-1的杀菌防腐机理 JA-1分子中的N原子最外层电子结构为 2s2P3,其中2P轨道上的三个电子分别与其它原 子的未成对电子共用.结合成共价键,2轨道上还 剩有一孤对电子,很容易接纳空轨道形成配位键. 而菌体分子中的一sH,—c0oH,一Po3H2等基团 中的H原子原先的电子构型为1s,1s轨道上的这 个电子与.原子或S原子的一个电子共用,形成强 极性共价键,共用电子对偏向.或S,这就使得H 原子上留有部分轨道,很容易接纳孤对电子J.因 此JA-1分子很容易与菌体分子中的一SH, 一 cooH,一PH2等基团结合,形成弱的电离化 合物,防碍菌体的正常代谢,扰乱菌体的氧化还原作 用,井阻碍芽孢的形成. JA.1分子还可与H2o分子中的H结合.使水 溶液呈弱碱性,改变细菌的生存环境,因而能抑制微 生物的生长. 3现场应用 华北油田自1992年开始在压裂液中推广使用 JA.1.在华北冀中地区,5—1O月份气温高,细菌生 长繁殖快,在现场配压裂液时加入0.1%JA_1;在 1—4月份和11—12月份.加入0.05%JA.1.在华 北二连油田,现场配压裂液时加入0.05%JA-1.截 止1999年l1月底,共配制压裂液3230罐(40m3/ 罐),仅坏28罐(见表5).变质率仅为0.90%.而 1991年使用甲醛液时,变质率高达1O.03%. 现场应用表明:JA.1为液体.粘度低,水溶性 好,加之用量低.配液时人工倒人配液大罐中即可, 使用方便. 现场应用杀菌防腐剂JA.1不仅减少了压裂液 变质造成的经济损失,也提高了压裂液质量,提高了 施工成功率,产生了很好的经济效益与社会效益. 解 破?一 不加9765 解 破 不巧"9643 解 畦j 不.{"97664 解 砬j 不儿765543 解 破? 不加43222 Z 228油田化学2000年 襄51991—1999年华北油田压裂液腐败变质情况统计表 甲醛液(40%水藩液)加量05%一10%,JA-I加量005% 01% *田菁腔娄压裂液,其杂为瓜尔腔或羟丙基瓜尔腔压裂液. 参考文献 [1]李克向.保护油气层钻井完井拄术.北京石油工业出版社, 1993:814 [2]禹茂章世界精细化工手册(续编)北京:化学科拄情况研究 所,1986:304--311 [3]EeonomldesMJ着.张宏遣译.油蘸增产措摊山东东营:石油 大学出板杜,1991}103 [4]袖田常用蓉生荆类型及优点.江汉采油工艺.1999,3(3):17 [5]无机化学编写组无机化学 上册 三年级上册必备古诗语文八年级上册教案下载人教社三年级上册数学 pdf四年级上册口算下载三年级数学教材上册pdf 沈用:人民教育出版社, 1978?18—6o. BACTERICIDEJA.1ASBIODETERIORATIONPREVENTORFORPLANT GUMBASEHYDROFRACTURINGFLUIDS CUIHui_】.DAIWan—Hai,XIOUShu-Zhi.DONGLi,JlHongPo (R~-hof1'^nonlogyunderD呻州^Ol~ratlonsCorn#anyHPetroleumAdm蛔Bur~u,Renqlu,月062552.0lM) Abstract:Artan血ebactericide.JA_1.isdevelopedtOpreventplantgumbasehydrofracturingfluids(HFFs)fro mdete~ioratingby microorgani~Thelaboratorytx~mparativeevaluatio~showsthatJA一1is100time~?of/ectiveasformalin.With005—0.5%JA- 1addedintoHFFs.theamount0ftheborateneededcanbereducedby40—60%forlowtemmperaturetre~tmerttsinshallowwells .rthevi~ty.fgelledfluidsaincreasedby3—47tiyoe~forhighertemperaturetreatmentsindeepwells.AtHuabeiOilFields, thedeteriorationrateoftheHFFstreatedwithJA_1a?untsonly0,9%in1992—1999aseontraatedto>10%in1991when formalin阻5used KeyWords:Biodeterioration;PlantGum;AqueousHydrofracturlngFluids;]3acte~cid~;R e.archandOmJelopmentD, Ch~oHcal:abe"0ilFietds 天津中油渤星工程科技股份有限公司创立 天津中油渤星工程科技股份有限公司是中国石油天然 气集团公司工程技术研究院体制改革和科技产业化的结晶, 是由石油工程技术研究院以国有资产出资550万元人民币, 吸纳员工个人出资650万元人民币设立的股份有限公司.总 资本1200万元人民币.公司以其全部法人财产,依法自主 经营,独立棱算,自负盈亏,自我发展. 公司设有董事会,监事会,实行董事会锈导下的总经理 负责制.天津市劳动模范,教授级高级工程师,中国石油天 然气集团公司工程技术研究院院长,党委书记冯星安任公司 董事长兼总经理. 公司设有综台管理部,财务资产部,开发经营部等三十 管理部门和精细化工厂,管道预制厂及工程公司等三个主要 生产部门. 公司的经营范围为:水泥外加剂.防腐蚀涂料,保温材 料,筑路材料的生产,销售;管道肪腐保温及旧管道修复工 程:技术开发,技术咨询,技术服务及相关产品销售. 公司是中国石油天然气集团公司工程技术研究院科技 产业的核心部分,拥有国际先进水平的科研成果18项,国内 先进水平的科研成果46项.获得国家和集团公司科技进步 奖的成果13项,国家专利27项.在疑难井固井技术,特种工 程材料,防腐保温技术,管遭工程技术等四个方面形成了高 新技术和拳头产品:10大系列50多个品种的固井水泥外加 剂;5大系列水下不分靛凝土絮凝荆和沙土固化荆;6大系列 30十品种的特种涂料;高温管道直埋保温技术和旧管遭修复 技术.公司具有建筑业国家二级企业资质,于1999年通过 了ISO9001国际质量管理标准整体认证,是中国建筑业协会 的防腐涂料,直埋保温管定点生产企业. 公司地址:天津塘沽海洋高新拄术开发区黄山道269号 联系地址:天悼塘洁福建北路1088号石油科拄大厦 邮政编码:300451 电话:(022)25348037或66310065 联系人:黄生 传真:(022)66315553 (王伟供稿)