《油氣田微生物腐蝕控制用殺菌劑實(shí)驗(yàn)室評價(jià)方法》

ICS75.020

CCSE61

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSTMXXXXX-2024

油氣田微生物腐蝕控制用殺菌劑實(shí)驗(yàn)室評

價(jià)方法

Laboratoryevaluationmethodofbactericidesforcontrolofmicrobialcorrosion

inoilandgasfields

(征求意見稿)

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

T/CSTMXXXXX-2024

油氣田微生物腐蝕控制用殺菌劑實(shí)驗(yàn)室評價(jià)方法

1范圍

本文件規(guī)定了油氣田微生物腐蝕控制用殺菌劑評價(jià)試驗(yàn)用儀器與設(shè)備、試驗(yàn)前準(zhǔn)備、水混溶性試驗(yàn)、

腐蝕性試驗(yàn)、對浮游細(xì)菌的殺除效果評價(jià)、對固著細(xì)菌的殺除效果評價(jià)、殺菌劑加注濃度評價(jià)、配伍性

試驗(yàn)和試驗(yàn)報(bào)告等。

本文件適用于油氣田采輸系統(tǒng)中常見的硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌、腐生菌的腐蝕控制用殺菌劑的實(shí)驗(yàn)

室評價(jià)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T6324.1有機(jī)化工產(chǎn)品試驗(yàn)方法第1部分：液體有機(jī)化工產(chǎn)品水混溶性試驗(yàn)

SY/T0026水腐蝕性測試方法

SY/T5329-2022碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)技術(shù)要求及分析方法

3術(shù)語和定義

GB/T6324.1、SY/T5329界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

微生物腐蝕microbiologicallyinfluencedcorrosion

MIC

由微生物作用所形成的腐蝕。

[來源：GB/T10123—2022，4.37]

3.2

硫酸鹽還原菌sulfatereducingbacteria

在一定條件下能將硫酸根離子還原成二價(jià)硫離子，進(jìn)而形成副產(chǎn)物硫化氫，對金屬有很大腐蝕作用

的一類細(xì)菌。

[來源：SY/T5329—2022，3.4]

3.3

鐵細(xì)菌ironbacteria

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能從氧化二價(jià)鐵中得到能量，并代謝產(chǎn)生氫氧化鐵的一群細(xì)菌。

[來源：SY/T5329—2022，3.5]

3.4

腐生菌saprophyticbacteria

在一定條件下能夠從有機(jī)物中得到能量，產(chǎn)生活性物質(zhì)，累積沉淀易造成堵塞的一類異養(yǎng)型細(xì)菌。

[來源：SY/T5329—2022，3.6]

3.5

殺菌劑bactericide

能有效地控制或殺死水系統(tǒng)中的微生物的化學(xué)制劑。

3.6

浮游細(xì)菌planktonicbacteria

游離分散在溶液介質(zhì)中的細(xì)菌。

3.7

固著細(xì)菌sessilebacteria

附著在材料表面并定植的細(xì)菌，通過不斷分泌有機(jī)物質(zhì)構(gòu)建具有保護(hù)機(jī)制的生物被膜。

3.8

生物膜biofilm

附著于有生命或無生命物體表面被細(xì)菌胞外大分子包裹的有組織的細(xì)菌群體。

3.9

澄明clearandbright

指試驗(yàn)溶液的澄清度相同于作為空白試液的水。

[來源：GB/T6324.1—2004，3.2]

3.10

水混溶性試驗(yàn)watermiscibilitytest

在規(guī)定條件下，液體試樣與水混合，觀察濁度變化。

[來源：GB/T6324.1—2004，3.1]

4儀器和設(shè)備

應(yīng)準(zhǔn)備滿足如下要求的儀器和設(shè)備：

a）恒溫培養(yǎng)箱：精度±1℃；

b）高壓蒸汽滅菌器：精度±1℃；

c）電熱干燥箱：溫度可控制在60℃~280℃，精度±2℃；

d）電熱恒溫水浴鍋：精度±1℃；

e）無菌箱（室）或超凈工作臺；

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f）無菌注射器：1mL；

g）無菌比色管：100mL；

h）細(xì)菌測試瓶：根據(jù)需求選用，如硫酸鹽還原菌測試瓶、鐵細(xì)菌測試瓶、腐生菌測試瓶；

i）電子天平：精度0.01g；

j）量筒：10mL、100mL；

k）耐高溫高壓玻璃瓶：1000mL。

5試驗(yàn)前準(zhǔn)備

5.1菌樣的采集

5.1.1宜使用滅菌后的容器采集現(xiàn)場水樣，記錄取樣時(shí)水樣的溫度和pH值，同時(shí)了解添加劑的成分；

并在采樣現(xiàn)場將水樣接種在細(xì)菌測試瓶中，帶回實(shí)驗(yàn)室恒溫培養(yǎng)后明確水樣中的細(xì)菌數(shù)量。

5.1.2宜使用滅菌后的容器采集現(xiàn)場的生物黏泥沉積物。若無法采集現(xiàn)場水樣或生物黏泥沉積物時(shí)，

可采用標(biāo)準(zhǔn)菌種。

5.2滅菌要求

5.2.1玻璃器皿的滅菌：將洗凈并烘干后的玻璃器皿放置于電熱干燥箱中，于160℃滅菌2h。

5.2.2試驗(yàn)用水的滅菌：將水分裝在耐高溫高壓玻璃瓶中，瓶口用牛皮紙包扎，以防污染，用高壓蒸

汽滅菌器于121℃滅菌15min。

5.2.3其他操作器件滅菌：用紫外燈滅菌30min。

5.3含菌溶液的制備

5.3.1含菌溶液可直接采用采集的現(xiàn)場水樣。若水樣中細(xì)菌濃度不能達(dá)到現(xiàn)場濃度要求，應(yīng)添加培養(yǎng)

基培養(yǎng)24h~48h，使細(xì)菌濃度達(dá)到要求。培養(yǎng)基添加量一般不超過1%。

5.3.2若無法取得足量的現(xiàn)場水樣并且水樣中細(xì)菌數(shù)量不明確時(shí)，可在實(shí)驗(yàn)室配置現(xiàn)場模擬水，將模

擬水進(jìn)行滅菌后，添加待殺除的細(xì)菌富集液并培養(yǎng)24h~48h，使得模擬水中的主要?dú)⒊?xì)菌濃度達(dá)到

105~107個(gè)/mL。

5.4細(xì)菌富集液的制備

選擇以下方法之一制備細(xì)菌富集液：

a）采用現(xiàn)場水樣制備細(xì)菌富集液。將現(xiàn)場水按1:1比例過濾濃縮后添加到培養(yǎng)基中恒溫培養(yǎng)3天

~5天，按10%比例重復(fù)三次接種得到細(xì)菌富集液。

b）采用生物黏泥制備細(xì)菌富集液。稱取生物黏泥按照10%比例加入無菌水振蕩混勻，按10%比例

取上層懸濁液加入到培養(yǎng)基中恒溫培養(yǎng)3天~5天，重復(fù)三次接種得到細(xì)菌富集液。

c）采用標(biāo)準(zhǔn)菌種制備細(xì)菌富集液。將凍存的菌種用無菌針刮取少量到培養(yǎng)基中恒溫培養(yǎng)3天~5天，

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經(jīng)過三次傳代培養(yǎng)后得細(xì)菌富集液。

6試驗(yàn)方法

6.1試驗(yàn)方法概述

向現(xiàn)場采集的含菌水樣或制備的含菌模擬水中添加一定量的殺菌劑，恒溫作用規(guī)定時(shí)間段后，測試

硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌或腐生菌的數(shù)量并計(jì)算殺菌率。通過比較殺菌率來評價(jià)殺菌劑對浮游細(xì)菌和固著

細(xì)菌的殺除效果。

對浮游細(xì)菌的殺除效果評價(jià)試驗(yàn)主要是測試含菌溶液中的浮游細(xì)菌在殺菌劑作用規(guī)定時(shí)間段后的

細(xì)菌數(shù)量，并與空白組進(jìn)行對照。通過比較殺菌劑的殺菌率，可以評價(jià)殺菌劑對浮游細(xì)菌的殺除效果。

該試驗(yàn)結(jié)果可作為殺菌劑的篩選依據(jù)。

對固著細(xì)菌的殺除效果評價(jià)試驗(yàn)主要是測試浸泡在含菌溶液中的試片在殺菌劑作用規(guī)定時(shí)間段后

的固著細(xì)菌數(shù)量，并與空白組進(jìn)行對照。通過比較殺菌劑的殺菌率，可以評價(jià)殺菌劑對固著細(xì)菌的殺除

效果。該試驗(yàn)結(jié)果可作為推薦殺菌劑現(xiàn)場加注濃度的參考。

6.2水混溶性試驗(yàn)

6.2.1試驗(yàn)步驟

1）取10mL殺菌劑注入到潔凈的比色管中，緩慢加入現(xiàn)場水介質(zhì)或模擬現(xiàn)場水介質(zhì)至100mL刻度，

蓋緊塞子，充分搖勻，靜置至所有起泡消失。

2）另取1支材質(zhì)相同的100mL比色管，加入100mL現(xiàn)場水介質(zhì)或模擬現(xiàn)場水介質(zhì)到比色管中作

為空白試液。

3）將比色管置于現(xiàn)場溫度的恒溫裝置中，靜置30min后將比色管從恒溫裝置中取出，擦干比色管

外壁，在黑色背景下軸向比較殺菌劑樣品-水混合溶液與空白試液。

6.2.2試驗(yàn)要求

a）如使用恒溫水浴時(shí)，應(yīng)使水面高于比色管中試驗(yàn)溶液液面。

b）如使用人工光源，應(yīng)使光線橫向通過比色管。

c）若無具體現(xiàn)場溫度要求，宜采用37℃。

6.2.3試驗(yàn)結(jié)果分析

如果殺菌劑樣品-水混合溶液與空白試液一樣澄明或無渾濁，則溶解性良好。若混合溶液是不澄明

的或渾濁的或分層的，則溶解性差。

6.3腐蝕性試驗(yàn)

6.3.1試驗(yàn)步驟

依據(jù)SY/T0026規(guī)定測定試片在含殺菌劑溶液和空白試液中的腐蝕速率。

6.3.2試驗(yàn)要求

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a）試片應(yīng)與現(xiàn)場管道材質(zhì)相同。

b）殺菌劑的濃度可采用現(xiàn)場加注濃度，也可進(jìn)行不同濃度的試驗(yàn)。

c）試驗(yàn)溫度應(yīng)按現(xiàn)場溫度進(jìn)行恒溫試驗(yàn)。若現(xiàn)場溫度不明確，可將試驗(yàn)溫度設(shè)置為常溫。

d）試驗(yàn)周期一般為48h~168h，宜采用72h。

6.3.3試驗(yàn)結(jié)果分析

若試片在含殺菌劑溶液的腐蝕速率較空白試液中的高出10%以上，則判定殺菌劑具有腐蝕性。

6.4對浮游細(xì)菌的殺除效果評價(jià)

6.4.1試驗(yàn)步驟

1）從配置好的含菌溶液中取100mL置于比色管中，按照要求濃度添加殺菌劑并搖動至充分混合，

不添加殺菌劑組作為空白對照組。

2）將試驗(yàn)組及空白組溶液在現(xiàn)場溫度下放置。

3）按照SY/T5329-2022中5.6的方法測定1h、3h、6h、12h、24h試驗(yàn)組及空白組溶液中細(xì)菌含量。

也可根據(jù)實(shí)際需求選擇不同測試時(shí)間，但必須包括3h和24h。

6.4.2試驗(yàn)要求

a）若無現(xiàn)場溫度要求，宜選用37℃。

b）在試驗(yàn)周期內(nèi)，空白組溶液中細(xì)菌數(shù)應(yīng)保持在穩(wěn)定數(shù)值或略有增加，若空白組溶液中細(xì)菌數(shù)下

降超過50%，應(yīng)終止試驗(yàn)，該點(diǎn)數(shù)據(jù)不能用于殺菌劑效果評價(jià)。

c）在對添加殺菌劑的水樣進(jìn)行測試瓶讀數(shù)時(shí)，若存在因殺菌劑濃度較大而抑制細(xì)菌活性導(dǎo)致出現(xiàn)

陰性瓶的情況，則陽性瓶前的陰性瓶按照陽性瓶計(jì)數(shù)。

6.4.3試驗(yàn)結(jié)果分析

采用殺菌率來表示殺菌劑對浮游細(xì)菌的殺除效果。殺菌率按照公式（1）計(jì)算：

?=(B1–B2)/B1×100%(1)

式中：

?—?dú)⒕鷦┑臍⒕剩?；

B1—在同一時(shí)刻下空白組的細(xì)菌含量，個(gè)/mL；

B2—在同一時(shí)刻下試驗(yàn)組的細(xì)菌含量，個(gè)/mL。

6.5對固著細(xì)菌的殺除效果評價(jià)

6.5.1試驗(yàn)步驟

1）將同批次制備的含菌溶液分裝到1000mL廣口玻璃瓶內(nèi)。

2）將試片懸掛浸泡在含菌液的模擬水中，添加一定濃度的殺菌劑并搖動至充分混合，不加殺菌劑

組作為空白對照組。

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3）將試驗(yàn)組及空白組溶液放置在現(xiàn)場溫度下。

4）分別在7天、14天、21天測試試驗(yàn)組及空白組固著細(xì)菌數(shù)量。將試片取出后，用磷酸緩沖鹽溶

液（PBS）輕輕浸洗除去表面附著的游離細(xì)胞，然后用小軟刷子將固著細(xì)胞刷到滅菌除氧后的10mLPBS

溶液中，將試片、刷子以及溶液置于一起振蕩均勻，再按照SY/T5329-2022中5.6的方法測定試驗(yàn)組及

空白組細(xì)菌數(shù)量。

6.5.2試驗(yàn)要求

a）若無現(xiàn)場溫度要求，宜選用37℃。

b）對固著細(xì)菌進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，應(yīng)在測試瓶讀數(shù)結(jié)果的基礎(chǔ)上乘以將固著菌從試片轉(zhuǎn)移到溶液時(shí)的稀

釋倍數(shù)。

6.5.3試驗(yàn)結(jié)果分析

參照公式（1）計(jì)算殺菌率。

6.6殺菌劑加注濃度評價(jià)

6.6.1不同劑量殺菌劑對浮游細(xì)菌的殺除效果評價(jià)

6.6.1.1試驗(yàn)步驟

按照6.4的步驟測量不同劑量殺菌劑對浮游細(xì)菌的殺菌率。

6.6.1.2試驗(yàn)要求

a）一般推薦的殺菌劑有效濃度為：30mg/L、40mg/L、50mg/L。不同類型的殺菌劑的有效濃度不同，

可由生產(chǎn)廠商與用戶協(xié)商加注濃度范圍。

b）參考6.4中不同測試時(shí)間下細(xì)菌殺除效果，選擇合適的殺菌劑作用時(shí)間進(jìn)行殺菌劑加注濃度評

價(jià)。

6.6.1.3試驗(yàn)結(jié)果分析

參照公式（1）計(jì)算殺菌率。

6.6.2不同劑量殺菌劑對固著細(xì)菌的殺除效果評價(jià)

6.6.2.1試驗(yàn)步驟

按照6.5的步驟測量不同劑量殺菌劑對固著細(xì)菌的殺菌率。

6.6.2.2試驗(yàn)要求

a）參考6.5中不同測試時(shí)間下細(xì)菌殺除效果，選擇合適的殺菌劑作用時(shí)間進(jìn)行殺菌劑加注濃度評

價(jià)。

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b）參考6.4中浮游細(xì)菌殺除效果或推薦濃度確定合適的加注濃度范圍。

6.6.2.3試驗(yàn)結(jié)果分析

參照公式（1）計(jì)算殺菌率。

6.7配伍性試驗(yàn)

6.7.1混合溶解性試驗(yàn)

殺菌劑與現(xiàn)場其他藥劑以現(xiàn)場加注濃度混合在現(xiàn)場水介質(zhì)或模擬現(xiàn)場水介質(zhì)中，在現(xiàn)場溫度下恒溫

放置24h后，觀察混合溶液的濁度變化，以不出現(xiàn)沉淀、絮狀等為合格。

6.7.2其他藥劑對殺菌劑殺除效果的影響

將其他藥劑以現(xiàn)場加注濃度與殺菌劑混合后，按照6.4、6.5的方法分別評價(jià)對浮游細(xì)菌、固著細(xì)菌

的殺除效果，以殺菌率不低于僅加注相同劑量殺菌劑時(shí)的殺菌率為合格。

6.7.3殺菌劑對其他藥劑性能的影響

按照其他藥劑的性能評價(jià)方法，評價(jià)當(dāng)殺菌劑與其他藥劑混合時(shí)，殺菌劑對其他藥劑性能的影響程

度，按照其他藥劑的配伍性要求判定是否合格。

7試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)至少包括下列內(nèi)容：

a）殺菌劑樣品信息；

b）菌種來源、水介質(zhì)來源及組成、細(xì)菌種類等信息；

c）試驗(yàn)參數(shù)，包括但不限于試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)周期等；

d）殺菌劑的水混溶性；

e）浮游細(xì)菌的殺菌率，用百分比表示，精確至小數(shù)點(diǎn)后2位；

f）固著細(xì)菌的殺菌率，用百分比表示，精確至小數(shù)點(diǎn)后2位；

g）殺菌劑的加注濃度，用mg/L表示，精