油田殺菌劑的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
　　前言
　　在油田水系統(tǒng)中，存在各種微生物，很多微生物對石油工業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展帶來極大的不便和危害。其中硫酸鹽還原菌的存在最為嚴重，其分解生成物硫化氫對金屬的腐蝕特別嚴重，腐蝕產(chǎn)物硫化亞鐵又是造成管道堵塞的物質；其次嚴重的是鐵細菌以及能夠產(chǎn)生黏液的腐生菌，其數(shù)量超過一定值后也能產(chǎn)生氧濃差腐蝕電池。這些微生物在生長、代謝、繁殖過程中，可引起鉆采設備、注水管線及其它金屬材料的嚴重腐蝕，并堵塞管道，損害油層，引起注水量、石油產(chǎn)量、油氣質量下降，也為原油加工帶來嚴重困難，造成極大的經(jīng)濟損失。
　　一、殺菌劑應用現(xiàn)狀
　　為防止微生物的生長以減輕其造成的損失，必須采取措施加以控制，最容易實行的方法是合理使用化學藥劑。
　�。ㄒ唬⒕鷦┑姆N類及殺菌機理。
　　殺菌劑按化學成分可分為無機殺菌劑（如二氧化氯、次氯酸鈉）和有機殺菌劑（如氯酚類、季銨鹽）；按藥劑殺生機制可分為氧化型殺菌劑（氯、次氯酸鈉等）和非氧化型殺菌劑（氯酚及其衍生物、季銨鹽等）。
　　所有殺菌劑殺菌機理可歸納為以下幾點：（1）阻礙菌體呼吸作用，抑制呼吸酶的活性使能量代謝中斷或減少。（2）抑制蛋白質合成，抑制各種酶、RNA、氨基酸等物質的活性來破壞蛋白質的合成或破壞蛋白質的水膜或中和蛋白質的電荷，使蛋白質失活變性。（3）破壞細胞壁（膜），破壞內外平衡。（4）阻礙核酸合成，抑制或破壞相應的酶、DNA、RNA等從而破壞細菌的生長和繁殖。殺菌劑種類繁多，機理各不相同，凡具以上條件之一均能使細菌被抑制或致死。
　�。ǘ┯吞铿F(xiàn)在使用的殺菌劑及其效果。
　　從各個方面考慮，真正被油田方面接受并廣泛應用的殺菌劑并不是很多。從目前油田所使用的殺菌劑及其效果來看，表面活性劑類（SAA），特別是陽離子和兩性離子的季銨鹽化合物，是目前油田廣泛使用的殺菌劑之一，如十二烷基三甲基氯化銨（1231），十二烷基二甲基芐基氯化銨（1227，又叫潔爾滅），十二烷基二甲基芐基溴化銨（新潔爾滅），聚合季銨鹽等。
　　季銨鹽（如1227）屬于陽離子表面活性劑。不僅能降低細胞表面張力，還能選擇性的吸附到帶負電荷的菌體上，在細胞表面形成一高濃度的離子團，這就直接影響到細胞膜的正常功能；膜被季銨鹽吸附后就改變了電導性和表面張力溶解性，形成絡合物，使細胞膜內蛋白質變性，抑制或改變酶的活性。因此，季銨鹽類的殺菌機制主要是損害了控制細胞滲透性的原生質膜，從而使細菌致死。
　　季銨鹽化合物除了具有較強的殺菌作用外，還有很強的污泥剝離作用，因而可殺死生長在粘泥下面的厭氧的SRB，由于季銨鹽的螯合能力強，因此與其它藥劑共用時還具有緩蝕增效作用，可以說是一種具有多種效能的處理劑。此外，季銨鹽化學性質穩(wěn)定，使用方便，不受pH值變化的影響，毒性低且無積累性。
　　但是，1227等殺菌劑的長期大量廣泛使用，對微生物起到分選的作用，導致殺菌效率下降，藥劑投量加大，而季銨鹽類殺菌劑的價格較高，使殺菌成本提高；且此類殺菌劑易起泡沫，在水硬度較高的情況下使用也會降低殺菌效力。因此，開發(fā)新的殺菌劑勢在必行。
　　二、新型殺菌劑的開發(fā)研究
　　從各方面的報道來看，新型殺菌劑的開發(fā)研究主要集中在以下幾個方面：
　�。ㄒ唬┓�(wěn)定性ClO2。
　　二氧化氯（ClO2）是一種強氧化劑，其微生物殺菌效力是氯氣的25倍，它不僅能殺死微生物，而且能分解殘留的細胞組織，具有持續(xù)的殺菌力，且不會生成致癌的三氯甲烷。與氯氣比二氧化氯的殺菌特點有：（1）殺菌效果好，用量少，作用快；（2）適用pH范圍廣；（3）殺菌持續(xù)時間長；（4）對處理設施及管線有清洗去污作用；二氧化氯與硫化亞鐵發(fā)生反應，將硫化亞鐵氧化成硫酸鹽和水，淤泥中其它組分就不穩(wěn)定，失去在管壁上的粘附力，易被沖洗出管線。
　　但諸多因素影響二氧化氯在油田廣泛使用：（1）生產(chǎn)工藝不成熟，生成反應不易控制；（2）易分解、爆炸；（3）穩(wěn)定性二氧化氯生產(chǎn)成本高；（4）目前我國市場上的二氧化氯產(chǎn)品大多是小型發(fā)生器產(chǎn)品，收率低，純度小，活化率變化大，穩(wěn)定性差。
　　設法改進生產(chǎn)方法和設備，合成穩(wěn)定性二氧化氯也就成了很多科研單位的研究的重點。雖然已經(jīng)取得了一定成效，已合成了穩(wěn)定性二氧化氯殺菌劑，但要使二氧化氯成為廣譜性油田殺菌劑，還有待對二氧化氯的認識進一步的加深，對其發(fā)生器的研究進一步深入。
　�。ǘ� 雙季銨鹽類殺菌劑。
　　雙季銨鹽類殺菌劑是由脂肪叔胺與二鹵代化合物反應生成的含有兩個季銨官能團的殺菌劑。由于結構的原因，它的殺菌活性高于傳統(tǒng)的季銨鹽，合成反應為：
　　與1227（十二烷基二甲基芐基氯化銨）相比，雙季銨鹽具有更高的殺菌效果，和其他藥劑交替使用，不僅能抑制SRB產(chǎn)生抗藥性，還能降低處理成本。同時，雙季銨鹽具有極好的水溶性，且對碳鋼有極好的緩蝕作用。
　　雙季銨鹽類殺菌劑具有極強的殺菌活性，一方面是由于分子中具有兩個長鏈的疏水基團；另一方面是由于分子中有兩個帶正電荷的N+，通過誘導作用使分子中的季氮上的正電荷密度增加，更有利于殺菌劑分子在細菌表面的吸附，從而改變細胞壁的滲透性，使菌體破裂。此外殺菌劑吸附到菌體表面后，疏水基與親水基分別深入菌體細胞的類脂層與蛋白層，從而導致酶失去活性和蛋白質變性。
　　雙季銨鹽在溶液中可以完全解離成季銨陽離子和鹵素陰離子，季銨陽離子可以和介質中帶負電的金屬表面產(chǎn)生靜電吸附。但由于與中心N原子相連的長鏈烷基的正誘導效應可以增大N原子上的電子云密度，從而使季銨陽離子又靜電吸附轉變?yōu)榛瘜W吸附。所以雙季銨鹽不僅具有較強的剝離作用，清除了細菌在金屬表面附著生長的培養(yǎng)基，而且通過吸附成膜，阻斷了細菌與金屬表面的通道，表現(xiàn)出優(yōu)異的緩蝕性能。
　　（三）烷基改性的季銨鹽類殺菌劑。
　　在十二烷基二甲基芐基氯化銨的基礎上進行烷基改性，可作1227的替代品。改性后的季銨鹽類殺菌劑由于其疏水基含有水溶性基團，可以提高季銨鹽在油水中的分散度，增加表面活性，加強在細菌菌體的吸附作用，從而增強它的殺菌效果。
　　（四）復配型油田殺菌劑。
　　各種類型的殺菌劑，特別是有機類化合物，如SAA，除了具有殺菌效果外，還兼有緩蝕、除垢等作用，如果將幾種藥劑復配使用，將會大大提高殺菌效果。由于油田水處理難度大，存在腐蝕、結垢、堵塞儲層等諸多問題，因此需要的處理劑品種多，處理工藝復雜，合理的搭配能使各種藥劑相互彌補，起到協(xié)同增效的作用。因此研究殺菌劑與各種處理劑之間的配伍性和協(xié)同作用就顯得非常重要。
　�。ㄎ澹┒喙πУ膹秃纤幚韯�。
　　研究和開發(fā)同時具有緩蝕、阻垢、絮凝和殺菌等多種功效的復合水處理劑或殺菌劑也將是水處理技術的一大熱點。它不僅可充分發(fā)揮各種處理劑的協(xié)同增效作用，而且可簡化加藥處理程序，有利于水處理效果和經(jīng)濟效益的提高。
　　另外，季膦鹽類、季锍鹽、有機胍類、 氧化锍、二胺類、 異噻唑啉酮等殺菌劑也是開發(fā)新型殺菌劑品種的方向。
　　三、油田殺菌劑的發(fā)展趨勢
　　總之，殺菌劑的開發(fā)除了沿傳統(tǒng)的路線開發(fā)高效、低毒、速效、廣譜殺菌劑外，穩(wěn)定性強，配伍性好，無副作用，不產(chǎn)生抗藥性，一劑多用，經(jīng)濟實用將是油田殺菌劑的總的發(fā)展趨勢。