一种硫化氢抑制剂的研发与现场应用

毛飞跃 陈彦云 刘曼 刘家辰 邓良广 张永宏 刘奕均

（中国石油长庆油田分公司第十一采油厂）

一种硫化氢抑制剂的研发与现场应用

毛飞跃 陈彦云 刘曼 刘家辰 邓良广 张永宏 刘奕均

（中国石油长庆油田分公司第十一采油厂）

针对镇X区原油开发过程中硫化氢浓度较高的现状，通过室内实验，研发出硫化氢抑制剂L Y-05。分析了L Y-05的主剂、助剂的主要成分及性能，测定了其脱硫率、杀菌性能、与其他助剂的配伍性。实验表明：当L Y-05的投加浓度≥800 m g/L时，脱硫率＞90%，杀菌率为100%，该硫化氢抑制剂与清蜡剂、破乳剂、杀菌剂、阻垢剂、缓蚀剂等助剂配伍性良好，不影响其他助剂的性能。在镇X区5口油井现场应用表明：该硫化氢抑制剂具有较好的硫化氢治理效果，投加后油井硫化氢浓度全部降至10 m g/m3以下，脱硫率≥96.0%。

硫化氢抑制剂；脱硫率；杀菌性能；配伍性

0 引 言

硫化氢是天然气和石油伴生气中的一种有害成分，高含量硫化氢的存在给油气藏开发、钻井技术、增产措施、井筒工艺、地面工程等带来安全与环保隐患［1］。镇X区位于镇原油田，油井在开发过程中单井硫化氢浓度最高为5 500 m g/m3，严重制约油田的正常开发。为此研发一种硫化氢抑制剂L Y-05，对其性能进行实验研究，并在镇X区5口硫化氢含量较高的油井现场应用，以评定其除硫效果。

1 镇X区硫化氢成因分析

油气田开发中原始有机质转化为石油和天然气的过程中产生硫化氢。自然界中，硫化氢有热化学硫酸盐还原、微生物硫酸盐还原和有机质热裂解等多种成因［2］。

镇X区原油中硫元素含量为0.262 6%～0.278 4%，伴生气中含有硫化氢、二硫化碳、二氧化硫、羰基硫，硫元素呈多价态分布。

镇X区采出水加杀菌剂之前S R B含量5 000个/m L，加杀菌剂之后SR B含量为60个/m L；采出水中S2-含量134.65 m g/L，含量49.39 m g/L。由于硫酸盐及油田水中的在厌氧条件下，通过硫酸盐还原细菌的活动，可产生H2S气体［3］。

分析认为，镇X区化学成因和微生物成因同时对硫化氢生成存在贡献，存在原生硫化氢和次生硫化氢。

2 硫化氢抑制剂研发

国内外针对原油中硫化氢的治理方法主要有负压闪蒸法、气提法和化学脱硫法等，其中化学脱硫法由于加药方便、操作性好，倍受关注［4］。

常见的脱硫剂为有机醇胺，如乙醇胺（M E A）、二乙醇胺（D E A）、二异丙醇胺（DIP A）和N-甲基二乙醇胺（M D E A）等［5-8］。目前的硫化氢抑制剂配方单一，对已产生的硫化氢可起到一定的脱硫效果，但无法抑制次生硫化氢的生成，起不到防治结合的效果。

2.1 硫化氢抑制剂主剂

硫化氢抑制剂主剂应具有较低的凝固点、较好的除硫效果，与现用药剂配伍性良好、不影响外输原油特性。

L Y-05主剂组成为：60%复合有机胺C A-06、15%复合杀菌剂SJ-30。有机胺与硫化氢通过化学反应，生成含硫有机化合物溶于原油，在常温常压下性能稳定；复合杀菌剂对采出水中的S R B具有较好的杀菌作用，防止次生硫化氢的生成。

2.2 硫化氢抑制剂助剂

硫化氢抑制剂助剂应具有较好的溶解性、加入后防止起泡、凝点低于当地最低气温等性能。L Y-05助剂组成为：2%改性椰油醇Z R-08（增加溶解性）、3%聚硅醚X P-33（增加消泡性能）、3%降凝剂JN-50（降低凝点）、7%有机溶剂（多元醇）、10%水。研发的硫化氢抑制剂L Y-05理化性能见表1。

表1 硫化氢抑制剂理化性能评价

3 结果与讨论

3.1 脱硫率

取镇X区原油样品，用氮气吹出原油中的硫化氢并以碘量法滴定吹出的硫化氢量为C1。加入不同浓度的硫化氢抑制剂，在40℃下以100次/min振荡4 h，以氮气吹出原油中的硫化氢，以碘量法滴定吹出的硫化氢量为C2，脱硫率η=（C1-C2）/C1，实验结果见图1。

图1 硫化氢抑制剂LY-05不同投加浓度时的脱硫率

由图1可见，镇X区原油加入不同浓度的硫化氢抑制剂L Y-05，随着L Y-05浓度的增大，其脱硫率逐渐增大，当L Y-05浓度≥800 m g/L时，脱硫率＞90%，可有效抑制已生成的硫化氢，且在浓度大于800 m g/L以后，脱硫率变化不大。

3.2 杀菌性能

取硫化氢抑制剂L Y-05，按不同浓度加入至现场采出水中，利用绝迹稀释法注入S R B培养瓶中，在30℃培养14 d，观察SR B生长情况，计算杀菌率，结果见表2。

表2 硫化氢抑制剂LY-05抑制SRB实验结果

由表2可见，镇X区采出水中硫化氢抑制剂L Y-05投加浓度≥800 m g/L后，杀菌率为100%，可以防止原油在开采及集输过程中次生硫化氢的生成。

3.3 配伍性

取硫化氢抑制剂L Y-05，与现场使用的清蜡剂、破乳剂、杀菌剂、阻垢剂、缓蚀剂进行配伍性实验，结果见表3。

表3 硫化氢抑制剂LY-05与其他助剂配伍性评价

由表3可见，硫化氢抑制剂L Y-05与其他助剂按不同比例混合后，其外观清亮、无沉淀生成，不影响其他助剂的性能，硫化氢抑制剂L Y-05可以与其他助剂配伍。

3.4 现场应用

对镇X区5口不同浓度硫化氢的油井，投加硫化氢抑制剂L Y-05进行硫化氢治理。为去除已生成的硫化氢，同时抑制次生硫化氢的生成，根据以上实验结果，确定硫化氢抑制剂的投加浓度≥800 m g/L。按照G B/T 28727—2012《气体分析硫化物的测定火焰光度气相色谱法》的要求，测定投加L Y-05前后伴生气硫化氢浓度，结果见表4。

表4 硫化氢抑制剂LY-05投加前后硫化氢浓度测定结果

由表4可见，治理前镇X区5口油井硫化氢浓度均在50 m g/m3以上，投加L Y-05后硫化氢浓度全部降至10 mg/m3以下，平均脱硫率为98.6%，井口投加硫化氢抑制剂L Y-05起到了较好的硫化氢治理效果。

4 结 论

①针对镇X区原油，随着硫化氢抑制剂L Y-05浓度的增大，其脱硫率逐渐增大，L Y-05投加浓度≥800 m g/L时，脱硫率＞90%，可有效抑制已生成的硫化氢；

②镇X区采出水中硫化氢抑制剂L Y-05投加浓度≥800 m g/L后，杀菌率为100%，可防止原油在集输过程中生成次生硫化氢；

③硫化氢抑制剂L Y-05与现场清蜡剂、破乳剂、杀菌剂、阻垢剂、缓蚀剂配伍性好，适宜于在镇X区使用；

④镇X区5口油井投加L Y-05后硫化氢浓度全部降至10 m g/m3以下，平均脱硫率为98.6%，达到较好的硫化氢治理效果。

［1］ 田楠，牛洪彬，马团校，等.渤中坳陷渤中25-1/S油田硫化氢成因研究［J］.天然气地球科学，2012，23（3）：38-442.

［2］ 朱光有，张水昌，梁英波，等.四川盆地威远气田硫化氢的成因及其证据［J］.科学通报，2006，51（23）：2780-2788.

［3］ 于九政，刘易非.油气田开发中硫化氢产生机理和防治研究［J］.油气田环境保护，2008，18（4）：46-49.

［4］ 张国礼，秦立峰，张峙，等.一种高效硫化氢抑制剂的应用工艺研究［J］.现代化工，2013，33（2）：54-56.

［5］ 兰梅，杨林，林杰.硫化氢治理技术研究进展［J］.甘肃石油和化工，2008（1）：15-18.

［6］ 韩江则，刘有智，祁贵生.有机醇胺溶液脱硫化氢气体的研究进展［J］.化工中间体，2005（5）：1-4.

［7］ 黄新，朱道平.硫化氢脱除方法评述［J］.化学工业与工程技术，2004，25（5）：47-49.

［8］ 晁宏洲，蒋东辉，艾国生，等.高效原油硫化氢脱除剂研究与试验［J］.石油地质与工程，2008，22（6）：126-128.

（编辑 王薇）

10.3969/j.issn.1005-3158.2015.05.016

1005-3158（2015）05-0055-03

2015-07-25）

毛飞跃，2002年毕业于西安石油大学石油工程专业，现在中国石油长庆油田分公司第十一采油厂从事油田开发安全环保工作。通信地址：甘肃省庆阳市西峰区石油东路超低渗第四项目部，745000