一、前言
二氧化氯（ClO2）是一种性能优良、价格低廉的强氧化剂，它是世界卫生组织确认的
高效、广谱、长效、无毒副作用的第四代杀菌消毒剂。在国外，早已广泛应用于生活饮用水和工业循环水处理、食品和医疗卫生业消毒杀菌、油田油水井增产增注处理、污水处理、油气水管道清洗等方面。在国内，二氧化氯及其相关技术近几年也引起了有关方面的高度重视。国家专门成立了二氧化氯专家组进行专题研究，部分大专院校和厂矿企业也从理论和实践方面做了大量的工作，并已在城市生活饮用水处理、工业循环水处理和食品、卫生业消毒、杀菌、保鲜等方面得到了一定范围的推广和应用。如，二氧化氯水处理技术近两三年分别在太原一电厂、阳泉二电厂、石家庄电厂、陕西兴平化工厂、陕西化肥厂等近十家工矿企业工业循环水处理和南京、重庆部分城市及部分厂矿企业生活饮用水处理方面得以实际应用，取得了明显的经济效益和社会效益。
1997年，全国二氧化氯专家组成员郝占元等人在中原油田文南和文东地区，首次在国内将“二氧化氯+酸”复合解堵技术应用于油田酸化增产增注处理，见到了良好的增产增注效果。1998年，中原油田采用该技术共在现场实施20余口井，工艺成功率100%，有效率在于90%以上，增产增注效果显著。1999年初，郝占元等人与胜利石油管理局采油工艺研究院合作，在室内系统评价和综合对比的基础上，对二氧化氯解堵技术作了进一步的改进，形成了目前更趋合理和完善的HRS复合解堵剂（即潜在二氧化氯）及其复合解堵技术，彻底消除或解决了二氧化氯使用过程中存在的爆炸伤人、强腐蚀等难题。今年6~7月，采用新的HRS复合解堵技术，在胜利油田纯梁采油厂和东胜公司高青分公司进行了2口水井1口油井的现场试验应用，实施后取得了显著效果，目前正收集整理有关数据，进行效果分析和对比。
下面，将二氧化氯及其在油田开发中的几项应用技术作一简略介绍，供大家了解和参考。
二、 二氧化氯的物化性质
二氧化氯（ClO2=67.45）在25℃时是一种黄绿色有强烈刺激性气味的气体，熔点——
59.5℃，沸点9.9℃。液态为红棕色，固态为黄红色。气态相对密度为3.09（空气=1），液态相对密度为1.5。易溶于水，18℃以下稳定，溶于强碱和强酸。它在光照条件下缓慢分解，受热、受撞击或与易燃物质接触时将发生爆炸。当二氧化氯与空气混合时，压力高于40Kpa时将发生爆炸，而当其分压低于6.6Kpa时则很安全。
二氧化氯是一种几乎完全以自由基的形式存在的氯氧化合物。其分子呈角形，其键角为118℃，键长为0.148mm，因此它是极性分子。二氧化氯共结合19个电子，即奇数个电子，所以它是顺磁的。由于二氧化氯中的氯原子是+4价，故处于未饱和状态，很容易得到或失去电子。由于二氧化氯对电子的亲和力达到3.43eV，所以得到电子比较容易，故二氧化氯是一种强氧化剂。
二氧化氯溶于水，但即使在浓度很低时产生的蒸汽压也会给使用带来麻烦。例如：1mg•L—1的二氧化氯溶液将在溶液上方产生10 mg•L—1的二氧化氯蒸汽，即使这样低的浓度也会产生令人不快的味道。另外，在不加热和避光条件下，二氧化氯在中性的水溶液中也会缓慢分解。在光照条件下，二氧化氯的分解速度大大加快。例如，二氧化氯的中性水溶液在22℃时，在普通光照条件下，每天将分解10%。
二氧化氯的特殊性质给制备、使用、贮存、运输带来许多困难。因此，要想开发和利用好二氧化氯来为人类生活服务，必须首先研制和完善其应用技术。目前国内外作法主要有三：
1、 现场制备（生成）现场作用，国外主要使用该方法；
2、 制备潜在二氧化氯产品，使用时通过引发剂（激活剂）等来控制其生成时间和生成速度，如HRS复合解堵剂；
3、 制备成稳定性二氧化氯（溶液），通过专用投加装置边投加边引发（主要用于水处理等）。
三、 二氧化氯在油田开发中的应用技术
二氧化氯是一种强氧化剂，它溶于烃类，但不与其反应生成氯化产物。这一选择性可使
二氧化氯氧化能力超出过氧化氢10~100倍，超出次氯酸盐10000倍。因而，二氧化氯较其它强氧化剂更适合在油田开发过程中面积推广使用。
（一） 二氧化氯复合解堵技术
室内评价实验结果已表明，二氧化氯具有很强的氧化降解聚合物、杀灭微生物菌体和溶
蚀硫化物能力。以二氧化氯为主要组份的复合解堵剂，可使高分子聚合物降解、粘度大幅度降低、流动性变好而易于从地层排出；它还可使硫酸盐还原菌、腐生菌等微生物氧化分解，解除菌类、藻类等对地层渗透性的损害，该解堵剂与硫化铁反应，生成可溶性铁盐，且不产生硫化氢气体，从而可减小残酸液对钢材的腐蚀和硫化氢氧化对人体的伤害。
二氧化氯解堵剂与酸结合使用，不但能解除碳酸盐、粘土矿物、重烃类（向处理液添加互溶剂、胶束剂等）的堵塞，还可有效地解除高分子聚合物、菌类、硫化物等的堵塞，二者协同作用，无疑将会得到更好的增产增注效果。
二氧化氯复合解堵剂（HRS）可适用于现场以下井的解堵作业：
1、 压裂井裂缝清（冲）洗
既可用于压裂井压裂后因压裂液破胶不及时或不彻底而致投产效果较差的已压裂井，也
可用于压裂井填砂裂缝闭合后的随即冲洗。
2、 油水井增产增注处理
① 硫化物及硫酸盐还原菌含量较高地层的油井增产处理。
② 油井新井投产或作业后投产效果不好的井的解堵处理，以解除钻井、完井及作业过程中无机物和有机聚合物等对地层渗透性造成的损害。
③ 因注水水质差，特别是硫酸盐还原菌、腐生菌和注入水含铁量高的注水井的降压增注处理，综合解除无机物、有机物及生物菌体等对地层造成的多重损害。
（二） 堵水调剖井后处理技术
用于聚合物冻胶类堵水调剖井，解除堵调过程中聚合物冻胶对中、低渗透层渗透性的损
害，而又不致破坏高渗层（或高渗通道）深度封堵效果。
（三） 三次采油配套解堵技术
用于注聚合物（或交联聚合物）过程中，因聚合物残渣等在注聚井井壁、地层喉道及裂
隙中沉积而造成的地层不良堵塞（导致注入压力越来越高甚至最终无法注入），降低聚合物注入压力，达到聚合物配注要求，保证注聚驱正常进行。
（四） 管道、设备清洗技术
地面输油管道或注水管网流程结垢物一般为铁的硫化物（如FeS）、碳酸盐垢、重质烃
类及细菌体等。二氧化氯可使长时间沉积在管壁上，引起腐蚀和压降的由硫化物、烃类、细菌和其它化学残留物形成的固体乳胶状物质疏松和剥落，并使它们沿管线流走，从而使管道能得以彻底的清洗。
国外已有许多应用二氧化氯溶液加含有胶束溶剂和铁螯合剂的稀酸液，成功处理地面注水、配水管线的例子，效果非常显著，二氧化氯甚至因此获得了“液体清管器”的美称。
（五） 二氧化氯水处理技术
二氧化氯杀菌效果好、用量少、作用快，其杀生能力是氯气的25~26倍，且二氧化氯杀
菌过程中不会产生三氯甲烷等强致癌物质。二氧化氯在水中的扩散速度与渗透能力都比氯快，特别在低浓度时更突出。二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，可有效地氧化细胞内的酶，还可以快速地使微生物蛋白质中的氨基酸分解、断键，从而导致微生物的死亡。
二氧化氯在水中大多以溶解气体的形式存在，不电离，故其杀菌效果不受pH值的影响。
油田注入水及回注污水一般都要投加杀菌剂。杀菌剂按对细菌的作用可分为氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂。目前在油田污水回注系统中使用的基本是非氧化型杀菌剂。常用的有季胶盐类、戊二醛类、二硫氰基甲烷、胍类、酮类等。这一类杀菌剂价格很高，处理1m3污水所需杀菌剂费用高达0.5~0.8元。氧化型杀菌剂价格低，具有一些有利于油田污水处理的特性。油田广泛使用的非氧化型杀菌剂1227（即十二烷基二甲基苄基氯化铵），使用时间已近二十年，使用剂量已经最初的30mg/L升至100mg/L。1227通过吸附在菌体表面、影响细菌正常代谢作用而杀菌。当SRB（硫酸盐还原菌）等长期与低剂量该杀菌剂接触，会因发生遗传达室变异而产生抗药性，从而导致杀菌剂使用剂量必须提高。而二氧化氯杀菌剂通过氧化作用杀菌，可将菌体完全分解，最终分解产物为二氧化碳和水，细菌对二氧化氯不会产生抗药性。按用药量25~40g/m3左右考虑，稳定性二氧化氯杀菌剂的成本可降至0.3~0.5元/m3，一方面大大降低了油田注入水处理成本，提高了注入水水质，另一方面还可使环境污染得以改善。
采用稳定性二氧化氯进行水处理需要专门的投加设备，这也是二氧化氯水处理技术未获大面积推广应用的主要原因之一。目前，胜利油田三元科工贸有限责任公司已有获国家专利的专用投加设备，解决了稳定性二氧化氯用于水处理方面的技术难题，该设备此前已成功地应用于部分电力、炼油和化肥行业的工业循环水处理及部分城市、工矿企业饮用水和工业循环水处理中。
除此之外，二氧化氯技术还可广泛应用于食品行业、医疗卫生、蓄牧水产养殖、农业以及日常生活用品等方面，在此不一一赘述。
四、 结论
国内外室内研究及现场应用实践已证明，围绕二氧化氯产品形成的相关实用技术是先进
的也是可行的，并且在全国各行业特别是石油行业中的应用还刚刚起步，因而具有广阔的市场前景和极大的推广应用价值。
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