遼河油田蒸汽驅(qū)油井硫化氫防治研究

張春雨 姜茗洲 呂沖

摘 要：針對(duì)遼河油田礦場(chǎng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的大量硫化氫等有毒氣體，以蒸汽驅(qū)油井為模擬對(duì)象，以單井硫化氫氣體的產(chǎn)出量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，開(kāi)展了“硫化氫防治和提高單井產(chǎn)油量”增油效果實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，去除劑隨蒸汽進(jìn)入儲(chǔ)層后，一方面降低了原油黏度，另一方面單井硫化氫的產(chǎn)量得到了明顯的降低。采用“蒸汽+去除劑”注入方式，不僅有利于降低原油黏度，增加原油產(chǎn)量，還可進(jìn)一步去除從油井中產(chǎn)生的硫化氫氣體，從而降低在開(kāi)發(fā)過(guò)程中因硫化氫氣體而引起的危險(xiǎn)。

關(guān) 鍵 詞：稠油油藏；硫化氫；表面活性劑；機(jī)理分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2016）08-1806-03

Abstract： In view of large amount of hydrogen sulfide and other toxic gases produced in the development process of Liaohe oil field， using the steam drive well as the simulation object， using hydrogen sulfide output of single well as the evaluation index， the experiment of "hydrogen sulfide control and improving the oil production of single well" was carried out. The results show that， after the removal agent is injected into the reservoir， the viscosity of crude oil can be reduced， and the yield of hydrogen sulfide can be significantly reduced. The use of steam + removal agent injection mode， not only helps to reduce the viscosity of crude oil， increase crude oil production， but also can further remove the hydrogen sulfide gas generated from the oil well， thereby reducing the risk of hydrogen sulfide gas in the development process.

Key words： oil reservoir； hydrogen sulfide； well bore； mechanism analysis

近年來(lái)，在遼河油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，錦州采油廠蒸汽驅(qū)采用純蒸汽注入，在H2S防治方面缺少有效的技術(shù)手段，為此迫切需要尋找一種綜合處理技術(shù)既能夠保證蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)效果又能夠?qū)2S進(jìn)行有效的治理措施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高效、安全開(kāi)展[1]。

本文將對(duì)蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中H2S防治技術(shù)進(jìn)行研究。以往的治理方法主要是在井筒做工作，即在產(chǎn)出硫化氫的井，注入化學(xué)藥劑（如冷甲醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、聚乙二醇二甲醚、磷酸三丁酯等），使得硫化氫在井筒中得到控制[2]。但是，由于在采出端治理，治理效果受到限制，不可能完全杜絕產(chǎn)出硫化氫，且措施成本較高。因此本項(xiàng)目提出采用源頭控制理念，在注入端即控制硫化氫的產(chǎn)生，這會(huì)使治理較為完全，且成本可控[3-5]。

研究成果將應(yīng)用于蒸汽注入井和H2S含量高的生產(chǎn)井，既能夠?qū)崿F(xiàn)提高蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)效果，又能夠達(dá)到H2S標(biāo)本兼治的目的，保證生產(chǎn)的安全。

1 實(shí)驗(yàn)條件

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

表面活性劑：①氟碳表面活性劑，界面活性劑，LG300。

二乙基二硫代氨基甲酸鈉，去除劑N1試劑，溴水，去除劑N2試劑，BaCl2溶液。

實(shí)驗(yàn)用軟化水，用蒸餾水及NaSO4、KCl、NaHCO3、NaCl、FeCl3配制實(shí)驗(yàn)用軟化水見(jiàn)表1。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力儀、高溫高壓反應(yīng)釜，釜體容積：500 mL，設(shè)計(jì)壓力：50 MPa，使用壓力<=40 MPa，設(shè)計(jì)溫度：500 ℃，使用溫度<=300 ℃，攪拌速度：0～1 500 r/min，電源：220 V，50 Hz，釜體材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti，結(jié)構(gòu)組成：攪拌反應(yīng)裝置由反應(yīng)釜（釜體、釜體上密封堵頭）、保溫系統(tǒng)、直流電機(jī)、攪拌裝置、壓力表、溫度顯示系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置。

1.3 方案設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)方案一，常溫下利用實(shí)驗(yàn)室已有用品組裝本次實(shí)驗(yàn)裝置，用硫化鈉跟鹽酸反應(yīng)生成硫化氫氣體，再通過(guò)溴水中，觀察其顏色變化[6-8]。將硫化鈉跟鹽酸反應(yīng)生成的硫化氫氣體分別通入去除劑N1、N2溶液中，之后通入溴水中，觀察溴水顏色變化。

實(shí)驗(yàn)方案二，實(shí)驗(yàn)用二乙基二硫代氨基甲酸鈉與去除劑N1一起在高溫下反應(yīng)，取其殘液與BaCl2溶液混合，觀察其混合溶液情況。用二乙基二硫代氨基甲酸鈉與去除劑N2一起在高溫下反應(yīng)，取其殘液與BaCl2溶液混合，觀察其混合溶液情況。

實(shí)驗(yàn)方案三，實(shí)驗(yàn)用表面活性劑、界面活性劑、二乙基二硫代氨基甲酸鈉與去除劑N1一起在高溫下反應(yīng)，取其殘液與BaCl2溶液混合，觀察其混合溶液情況。用表面活性劑、界面活性劑、用表面活性劑、界面活性劑、二乙基二硫代氨基甲酸鈉與去除劑N2一起在高溫下反應(yīng)，取其殘液與BaCl2溶液混合，觀察其混合溶液情況[7-10]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

方案一的結(jié)果見(jiàn)表2。

方案二結(jié)果見(jiàn)表3，現(xiàn)象見(jiàn)圖1。

方案三結(jié)果與方案二相同，但方案三與方案二界面張力存在較大的差異，見(jiàn)表4、表5。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

由實(shí)驗(yàn)方案一可以看出，常溫下去除劑具有一定的去除硫化氫的能力，效果不明顯，可是去除劑N1和N2，長(zhǎng)溫下氧化性不強(qiáng)，不能將硫化氫全部氧化，生成硫酸根離子，故其溶液加入BaCl2溶液后無(wú)白色沉淀產(chǎn)生。

由實(shí)驗(yàn)方案二可以看出，在高溫的條件下去除劑N1和N2都能很好的去除硫化氫氣體。

由方案三可得到，在高溫條件下，表活劑依然就有降低界面張力的能力，作為添加劑加入去除劑中隨蒸汽注入井中可以達(dá)到降粘增產(chǎn)的目的。

3 結(jié) 論

（1）在蒸汽驅(qū)過(guò)程中硫化氫源頭控制的藥劑最好采用無(wú)沉淀型的硫化氫清除劑，在清除硫化氫的同時(shí)也會(huì)促進(jìn)油水界面張力的降低，有利于提高采收率，實(shí)現(xiàn)蒸汽驅(qū)源頭硫化氫控制的目的。

（2）常溫下N1和N2對(duì)硫化氫氣體都有一定的吸附作用，N2的吸附效果要比N1好，同時(shí)N2的氧化性要比N1好。

（3）吸附劑N1和N2在高溫條件下對(duì)硫化氫氣體的吸附都有良好作用，且吸附作用沒(méi)有明顯差別。

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