Бактерицидный состав для подавления роста микроорганизмов в нефтепромысловых средах

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для подавления жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих и гетеротрофных бактерий, а также для борьбы с коррозионными проявлениями в системах добычи, транспорта и хранения нефти. Бактерицидный состав в качестве аминов содержит смесь ксилидинов и дополнительно - ароматические либо нафтеноизопарафиновые углеводородные фракции с содержанием ароматических углеводородов не менее 20%, не содержащие в своем составе н-парафины, либо дизтопливо марок З или А при следующем соотношении компонентов, мас.%: ксилидины 30 - 50, ароматические либо нафтеноизопарафиновые углеводородные фракции остальное. Предлагаемый состав позволяет повысить степень подавления роста микроорганизмов, расширить спектр подавляемой микрофлоры с одновременным ингибированием от коррозии технологического оборудования. 3 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для подавления жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих (СВБ) и гетеротрофных (ГТБ) бактерий, а также для борьбы с коррозионными проявлениями в системах добычи, транспорта и хранения нефти.

Известно использование для подавления жизнедеятельности СВБ различных препаратов, например ДОН-2 [1] , характеризующихся высокой концентрацией реагентов для полного подавления СВБ, узким спектром подавляемой микрофлоры.

Наиболее близким к предлагаемому составу по технической сущности является реагент АНП-2 на основе солянокислых солей аминопроизводных парафиновых углеводородов /1/. Недостатком реагента является невысокая эффективность действия по отношению к СВБ, - для полного подавления необходима концентрация реагента 0,03 - 0,05 мас.%. Кроме того, реагент застывает при температуре 4^oC, что не позволяет использовать его в осенне-зимний период времени без подогрева.

Решаемая предлагаемым изобретением задача - повышение степени подавления роста микроорганизмов, расширение спектра подавляемой микрофлоры с одновременным ингибированием от коррозии технологического оборудования.

Поставленная задача решается тем, что бактерицидный состав для подавления роста микроорганизмов в нефтепромысловых средах на основе аминов содержит в качестве аминов смесь ксилидинов и дополнительно - ароматические либо нафтеноизопарафиновые углеводородные фракции с содержанием ароматических углеводородов не менее 20%, не содержащие в своем составе н-парафины, либо дизтопливо марки З или А при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ксилидины - 30 - 50 Ароматические либо нафтеноизопарафиновые углеводородные фракции с содержанием ароматических углеводородов не менее 20%, не содержащие в своем составе н-парафины, либо дизтопливо марок З или А - Остальное Ксилидины технические, производимые в соответствии с СТП 6-01-08-106-96 на АО "Каустик" (г. Стерлитамак), применяются для производства ингибиторов коррозии и представляют собой смесь изомерных ксилидинов.

В качестве ароматических либо нафтеноизопарафиновых углеводородных фракций с содержанием ароматических углеводородов не менее 20%, не содержащих в своем составе н-парафины, могут быть использованы нефрасы C₄13О/350 либо C₅50/330, либо смеси нефраса C₃70/150 с ароматическими нефрасами A 120/200, A 150/330, выпускаемыми в соответствии с ТУ 37.1011049-87Е, в объемном соотношении 4: 1, что позволяет получить композицию с содержанием ароматических углеводородов не менее 20%. Известно использование данных фракций в качестве растворителей.

В качестве дизельных топлив (ГОСТ 305-82, с изменениями) можно использовать топлива марок 3-0,2 минус 45 первого и высшего сортов, 3-0,5 минус 45,A-0,2 первого и высшего сортов и A-0,4.

Бактерицидная активность состава исследовалась на накопительных культурах СВБ и ГТБ, выделенных из пластовой воды НГДУ "Мамонтовнефть" АО "Юганскнефтегаз". Содержание микроорганизмов в накопительных культурах было не менее 10⁷ кл/см³.

Эффективность подавления бактериальной микрофлоры определяли по методике, изложенной в РД 39-3-973-83 [2].

Испытание бактерицидной активности реагентов на культуре СВБ проводилось в следующей последовательности.

Накопительную культуру СВБ в пробирке перемешивали, выдерживали до осаждения осадка сульфида железа, отбирали стерильной пипеткой жидкость над осадком и вводили по 0,5 мл в ряд маркированных пробирок с 10 мл предварительно прокипяченной минерализованной воды, куда затем дозировали определенное количество бактерицида.

Затем пробирки доливали водой до верха, закрывали пробкой без пузырька воздуха, перемешивали и выдерживали при температуре 20 - 22^oC 24 ч. После выдержки отбирали из пробирок по 5 мл жидкости, переносили в стерильные маркированные пробирки (20 - 25 мл), доливали питательную среду Постгейта до верха, закрывали пробкой, перемешивали и термостатировали при 32- 35^oC.

Для каждой концентрации бактерицида проводили 3 параллельных испытания. За развитием микроорганизмов наблюдали 15 сут., отмечая появление черного осадка - сульфида железа. Две пробирки без добавки реагента служили контрольной пробой.

Бактерицидную активность реагентов оценивали по степени подавления СВБ (S), которую определяли по формуле где C₁ и C₂ - содержание сероводорода (мг/л) в контрольной и исследуемой пробах по истечение 15 сут. соответственно.

Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Приведенные в табл. 1 результаты показывают, что использование заявляемого состава позволяет обеспечить полное подавление роста СВБ при концентрациях 0,010 - 0,015 мас.%, в то время как прототип АНП-2 обеспечивает подавление при более высоких концентрациях 0,03 - 0,05 мас.%.

Испытание бактерицидной активности реагентов на ГТБ проводилось следующим образом.

В ряд маркированных пенициллиновых склянок с пептонной средой [3, с. 6], куда предварительно дозировали раствор бактерицида в определенной концентрации, вводили 0,5 мл накопительной культуры. Содержимое склянок перемешивали и помещали в термостат с температурой 32 - 33^oC.

Для каждой концентрации реагентов проводили не менее 3 параллельных испытаний. Две склянки (без добавки реагента и накопительной культуры) служили контролем стерильности среды. Наблюдение за ростом ГТБ вели 15 сут. Развитие ГТБ отмечали по помутнению питательной среды в посевных флаконах.

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Приведенные в табл. 2 результаты показывают, что заявляемый состав полностью подавляет рост ГТБ при концентрации 0,08 мас.%, прототип же подавляет культуры ГТБ при более высоких концентрациях - >0,1 мас.%.

Эффективность заявляемого состава и прототипа в качестве ингибиторов коррозии определялась на модели пластовой воды, аналогичной по своему составу водам Правдинского месторождения АО "Юганскнефтегаз". По классификации Сулина модель воды относится к гидрокарбонатно-натриевому и содержит в своем составе, г/л: Na⁺ 3,500; Ca²⁺ 0,056; Mg²⁺0,075; CI^- 4,960; HCO^-₃ 1,461; CO²₃^- 0,024. Общая минерализация составляет 10,1 г/л. Готовилась искусственная пластовая вода растворением соответствующих количеств карбоната и гидрокарбоната натрия, хлоридов кальция, магния и натрия классификации "ХЧ" в дистиллированной воде. Эксперименты проводились в соответствии с гравиметрическим методом определения эффективности ингибиторов коррозии с использованием металлических пластинок из стали марки 08 КП размером 50х10х0,5 мм.

По результатам экспериментов рассчитывали скорость коррозии и эффективность ингибиторов по формулам где S_к - скорость коррозии металла, г/м²ч;
m₁ - масса образца металла до помещения в агрессивную среду, г;
m₂ - масса образца после окончания опыта, г;
S - поверхность образца, м²;
t - время экспозиции образцов, ч;
Э - эффективность ингибитора коррозии, %;
S_к1, S_к2 - скорость коррозии образцов металла в неингибированной агрессивной среде и ингибированной агрессивной среде соответственно, г/м²ч.

Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Приведенные в табл. 3 результаты показывают, что применение заявляемого состава позволяет более эффективно защитить поверхность металла от коррозии, чем использование прототипа. Так, заявляемый состав при дозировке 200 - 250 мг/л обеспечивает эффективность защиты от коррозии 92,2 - 95,4%, в то время как прототип лишь 87,1 - 89,4%.

Определением температуры застывания (ГОСТ 20287-91) бактерицидного состава установлено, что композиции, содержащие в своем составе до 50% ксилидинов, застывают при температуре не выше минус 30^oC, что позволяет использовать их в зимних условиях для борьбы с бактериальной микрофлорой в нефтепромысловом оборудовании.

Увеличение содержания ксилидинов свыше 50% приводит к росту температуры его застывания (t_заст. > минус 30^oC), что на практике нецелесообразно. Снижение содержания ксилидинов ниже 30% приведет к разбавлению действующего вещества в бактерицидном составе и снижению его эффективности, что также нецелесообразно.

Таким образом, преимуществами заявляемого бактерицидного состава являются
высокая эффективность подавления СВБ и ГТБ в нефтепромысловых средах при низких дозировках состава;
расширение спектра подавляемой микрофлоры;
комплексный характер действия состава, проявляющего антикоррозионные свойства;
возможность использования состава в осенне-зимний период времени из-за низкой температуры застывания;
квалифицированное использование не находящих сбыта реагентов - ксилидинов;
расширение номенклатуры химических реагентов - бактерицидов во избежание возможной к ним адаптации микроорганизмов.

Источники информации
1. Ибрагимов Г.З., Сорокин В.А., Хисамутдинов Н.И. Химические реагенты для добычи нефти. Справочник рабочего. М.: Недра, 1986, 240 с.

2. РД 39-3-973-83. Методика контроля микробиологической зараженности нефтепромысловых вод и оценка защитного и бактерицидного действия реагентов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1984, 37 с.

2. Аникиев В.В., Лукомская К.А. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. Учебн. пособие для студ. биол. спец. пед. институтов. 2-е изд. М.: Просвещение, 1983, 127 с.

Формула изобретения

Бактерицидный состав для подавления роста микроорганизмов в нефтепромысловых средах на основе аминов, отличающийся тем, что в качестве аминов он содержит смесь ксилидинов и дополнительно ароматические либо нафтеноизопарафиновые углеводородные фракции с содержанием ароматических углеводородов не менее 20%, не содержащие в своем составе н-парафины, либо дизтопливо марок З и А при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ксилидины - 30 - 50
Ароматические либо нафтеноизопарафиновые углеводородные фракции с содержанием ароматических углеводородов не менее 20%, не содержащие в своем составе н-парафины, либо дизтопливо марок З и А - Остальноеу

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5