遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫的分布特征及成因分析

■王土

（遼河油田遼興油氣開發(fā)公司 遼寧盤錦 124010）

遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫的分布特征及成因分析

■王土

（遼河油田遼興油氣開發(fā)公司 遼寧盤錦 124010）

在十幾年的時間里，遼河油田的稠油開采一直保持著百萬噸的年產(chǎn)量，從而為緩解能源緊張做出了貢獻。但是，在進行稠油區(qū)塊開發(fā)的過程中，大量的硫化氫氣體的出現(xiàn)，使得油區(qū)的工作人員的身體健康遭受了威脅，并造成了周圍環(huán)境的污染。而想要進行硫化氫的處理，則要進行硫化氫的分布特征和成因的了解。因此，基于這種認識，本文對遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫的分布特征和成因進行了分析，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫分布特征成因

0 引言

在能源日益緊張的情況下，不得不通過轉(zhuǎn)化開采方式加大對稠油的開采，從而滿足人們的生活需求。但是，就拿遼河油田來講，隨著開采力度的加大，稠油區(qū)塊的硫化氫濃度卻越來越高。而作為一種有害性氣體，硫化氫的出現(xiàn)將為石油開采帶較多的困難，從而限制行業(yè)的發(fā)展。因此，相關(guān)單位和人員有必要對遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫的分布和成因進行分析，從而采取相應(yīng)的措施進行硫化氫問題的治理，進而更好的進行稠油的開發(fā)和利用。

1 遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫的分布特征

1.1 分布規(guī)律

從硫化氫的分布上來看，遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫的分布具有一定的規(guī)律。首先，硫化氫主要集中分布在西部凹陷稠油區(qū)塊。而具體來講，則主要在高升、歡喜嶺、小洼和海外河等地區(qū)分布，并集中在主蒸汽開采區(qū)塊。其次，在蒸汽驅(qū)井區(qū)內(nèi)，高濃度的硫化氫得到了集中。而在蒸汽吞吐驅(qū)井區(qū)內(nèi)，則只有少量的硫化氫。再者，相較于擴大試驗區(qū)，先導(dǎo)試驗區(qū)的硫化氫濃度明顯更高。

1.2 分布的控制因素

從遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫的分布上來看，硫化氫的分布主要受到三種因素的控制，即熱采溫度、熱采時間和硫物質(zhì)的來源這三種因素[1]。首先，隨油藏溫度的不同，硫化氫的濃度也不相同。而稠油的熱采溫度主要由開采方式所決定，所以硫化氫的濃度與稠油開采方式有著一定的聯(lián)系。在利用蒸汽吞吐驅(qū)開采方式進行稠油的開采時，由于是單井作業(yè)，所以只會注入少量蒸汽。而在這種情況下，蒸汽溫度下降速度較快，從而不利于硫化物的熱裂解，進而不利于硫化氫的形成。而在利用蒸汽驅(qū)開采方式進行稠油開采時，則要連續(xù)進行蒸汽的注入，從而使得油層溫度較高。而在這種情況下，稠油容易出現(xiàn)水熱裂解，從而形成硫化氫。其次，硫化氫的分布也受到了熱采時間的影響。因為，在稠油熱采時間較長的情況下，硫化物會持續(xù)受熱，從而導(dǎo)致大量的硫化氫產(chǎn)生。因此，相較于擴大試驗區(qū)，蒸汽驅(qū)先導(dǎo)試驗區(qū)的稠油熱采時間相對較長，所以硫化氫的濃度相對較大。再者，硫化氫的分布還受到了硫的物質(zhì)來源的影響。具體來講，就是稠油中含有含硫有機化合物越多，硫化氫的濃度就越高。而地層水中的硫酸根離子和開采過程中注入的外來硫化物質(zhì)越多，硫化氫的濃度也將越高。所以，由于遼河油田西部凹陷稠油中的硫含量要高于其他地區(qū)，所以該地區(qū)的硫化氫濃度相對較高。

2 遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫的成因

2.1 硫化物的分解

遼河油田稠油區(qū)塊的硫化氫的形成，與稠油中的硫化物的分解有著直接的關(guān)系。在熱力作用下，含硫有機化合物的含硫雜環(huán)將斷裂，從而形成硫化氫。而由含硫化合物熱化學(xué)分解而成的硫化氫，則可以被稱之為裂解型硫化氫。在稠油開采的過程中，由于需要通過注入蒸汽的方式進行稠油的開采，所以會對油層進行加熱。而在高溫的情況下，稠油內(nèi)的含硫化合物會在水的參與下受熱分解，從而形成一定濃度的硫化氫。早在1990年，遼河油田的齊40塊稠油區(qū)塊的硫含量在0.23%到0.55%之間，平均值則為0.31%。而到了2007年，齊40塊稠油區(qū)塊的硫含量則在0.14%到0.31%之間，平均值為0.25%[2]。所以，從這一數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，稠油中的含硫有機化合物得到了分解，從而導(dǎo)致了硫化氫的出現(xiàn)。

2.2 硫化物的還原

遼河油田稠油區(qū)塊的硫化氫的形成，與硫酸鹽的熱化學(xué)還原有著直接的關(guān)系。在熱動力條件下，烴類和硫酸鹽之間會發(fā)生化學(xué)還原反應(yīng)，從而生成硫化氫。而想要發(fā)生這樣的熱化學(xué)還原反應(yīng)，則主要需要三種條件，即高溫條件、硫酸鹽和烴類。而無論是齊40塊稠油區(qū)塊還是洼38塊稠油區(qū)塊都含有豐富的烴類有機化合物，且地層水中含有一定的硫酸根離子。所以，在進行稠油開采的過程中，只要溫度達到了120℃，開采的過程中就會發(fā)生熱化學(xué)還原反應(yīng)，從而導(dǎo)致硫化氫的出現(xiàn)。

2.3 外來物的加入

遼河油田稠油區(qū)塊的硫化氫的形成，與外來物的加入有著直接的關(guān)系。無論是鉆井還是稠油開采的過程，都需要進行外來試劑的加入。但是，由于外來試劑往往不具有較高的熱穩(wěn)定性，所以會因高溫而產(chǎn)生熱化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致硫化氫的生成。就實際情況而言，外來試劑會通過兩個途徑形成硫化氫，即含硫化合物的熱分解和硫酸鹽的熱化學(xué)還原。例如，在進行稠油開采的過程中，遼河油田會使用亞硫酸鹽類物質(zhì)來進行鍋爐水中的氧的消除[3]。而對鍋爐水取樣分析可以發(fā)現(xiàn)，一些注汽鍋爐出口水中的硫酸根離子含量要高于進口水。所以，從這里可以發(fā)現(xiàn)，亞硫酸鹽經(jīng)過了熱化學(xué)還原反應(yīng)，并生成了硫化氫。而在鍋爐水混入地層水之后，則又會為地層水提供一定量的硫酸根離子。

3 結(jié)論

總而言之，硫化氫的出現(xiàn)嚴重影響了稠油的開采，所以逐漸引起了人們的關(guān)注。從遼河油田稠油區(qū)塊硫化氫的分布上來看，硫化氫主要集中在蒸汽驅(qū)井區(qū)，與稠油熱采有著一定的關(guān)系。而硫化氫的分布控制主要受到稠油熱采方式和溫度的影響，從而導(dǎo)致了高濃度的硫化氫主要集中在地層溫度較高的區(qū)域。從成因角度來看，遼河油田稠油區(qū)塊的硫化氫的主要來源于硫化物的熱分解和硫酸鹽的熱還原。此外，也有少量硫化氫是由外來物形成的。

[1]高月.稠油油田熱力開采次生硫化氫生成機理分析 [J].內(nèi)蒙古石油化工，2014,09（01）：154-156.

[2]陳童.東勝油區(qū)硫化氫形成機理及影響因素研究 [D].中國石油大學(xué)，2011.

[3]武萍.超稠油開發(fā)硫化氫成因分析及治理技術(shù) [J].中外能源，2013，06（18）：49-51.

TE34[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-20-1

王土（1989～），女，本科，助理工程師，研究方向為石油地質(zhì)勘探。