蒸汽驱硫化氢治理

柴源

摘 要：辽河油田公司齐40块蒸汽驱部分油井生产过程中产生硫化氢，本文在统计分析基础上，研究探讨齐40块硫化氢的生成机理。针对齐40块在硫化氢隐患治理工作的各种尝试解决办法和试验及效果分析，提出下一步有关消除和降低硫化氢含量的实验、防治处理工作方向。

关键词：齐40块蒸汽驱;硫化氢;生成机理;隐患治理

硫化氢是一种无色有臭味的有毒气体，当其含量超过15mg/m3时，人体产生不舒服的感觉，当含量超过30mg/m3时，人体将产生不良反映，当含量超过150 mg/m3时，将威胁到人的生命安全。蒸汽驱是稠油热采的一种主要手段。高温蒸汽作用下，油藏中的硫化物极易发生化合作用生成硫化氢，且硫化氢会伴随着原油从井底流到地面，并从原油中释放出来。齐40块蒸汽驱试验以来，含硫化氢油井不断增加，硫化氢含量逐步升高。

1 硫化氢危害

1.1 对采油设备的腐蚀

硫化氢溶于水形成硫氢酸，对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两者为主，一般统称为氢脆破坏。氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落，地面管汇和仪表的爆破，井口装置的破坏。

1.2 集输管线的结垢堵塞

硫化氢与采出液中的重金属离子反应生成沉淀并与碳酸盐、硫酸盐垢共同附着在管线上，形成混合垢，不仅堵塞管线，而且在酸化清垢过程中生成大量高浓度硫化氢，引起施工人员的中毒。

2 齐40块蒸汽驱硫化氢处理措施

2.1 集中回收排放试验

由于硫化氢的密度为1.52g/L，而空气密度为1.29g/L，高空排放的结果是硫化氢在远离排放地点处回到地面。试验15天后发现在无风天气和气压较低时，由于硫化氢比重大，造成地面局部地区硫化氢含量增高，易发生中毒。所以，此种方法只有根据天气情况适当组织。

2.2 回收燃烧试验

齐40块蒸汽驱齐30#站9-028井采取套管气回收燃烧的办法进行去除硫化氢试验。具体方法是：在该井井口水套炉制作两个火嘴，一是外来气火嘴，二是该井套管来气火嘴，当两个火嘴同时燃烧时，由于二氧化碳含量过高（达到80%左右），套管气火嘴将外来气火嘴吹灭，造成无法同时燃烧。

2.3 液碱去除法试验

齐40块蒸汽驱齐30#站进行了套管气集中回收、利用碱水降低硫化氢含量试验。具体方法是：将油井套管气集中进站，经缓冲罐、分离器净化处理，铺设管线进站内高架罐，在高架罐内注入10吨液碱，与回收气体中的硫化氢进行化学反应，降低硫含量。

2.4 脱硫吸附法试验

通过PR-DES/LH-Ⅰ使用脱硫剂与天然气中硫化氢反应，吸附气体中的硫化氢，实现去除硫化氢的目的。该脱硫剂具有反应速度快，脱硫精度高，在无氧情况下有较高硫容性等特点，尤其对在二氧化碳体系高含硫气体的脱硫效果明显。

3 硫化氢治理方案

3.1 方案确定

辽河油田公司欢喜岭采油厂齐40块生产过程中产生混合气大约在15万方/天左右，年处理费用将达到6000万元以上。为有效解决硫化氢治理问题，并充分回收有用气体，结合以上试验数据及效果，综合经济评价结论，确定硫化氢治理工作方案。

3.2 治理实施方案

3.2.1 新建硫化氢处理装置

结合齐30#站混合气体脱硫法去除硫化氢试验的基础上，在齐40块新建日处理规模5万方的硫化氢去除装置，并且对混合气体中的天然气进行回收。

（1）设计参数。处理规模50000 Nm3/天，其中CO2含量80%，CH4含量15%，混合气体硫化氢含量5000 mg/Nm3，处理后硫化氢含量<10 mg/Nm3。

（2）工艺流程。本流程共分混合气体收集、膜分离、脱硫三个单元。

①混合气体收集单元。铺设管线，对汽驱受效的5个站的混合气体集中回收处理。②膜分离单元。用膜技术首先把混合气体中的二氧化碳和天然气分开，其中硫化氢含量70%进入二氧化碳系统，30%进入天然气系统后统一进供气系统供加热炉使用。③脱硫单元。通过PR-DES/LH-Ⅰ使用脱硫剂与天然气中硫化氢反应，吸附气体中的硫化氢后，达标后排放。

3.2.2 投资及运行成本

（1）投资估算。本装置估算投资1050万元。其中，设备、厂房、第一次脱硫剂等项费用680万元，管线铺设费用150万元，安装费130万元，其它费用90万元。

（2）运行成本估算。年运行成本1121.6万元。其中，脱硫剂费用950万元，电费40.8万元，燃料费8.3万元，人工费（14人）70万元，维修费52.5万元。折算每方混合气体处理成本0.61元/方。

（3）回收天然气创效。根据混合气组分，日回收天然气7500方，年回收天然气247.5万方（每方天然气按0.52元计算），年创效128.7万元。

4 结论

针对辽河油田公司欢喜岭采油厂齐40块蒸汽驱在硫化氢隐患治理工作的各种尝试解决办法和试验及效果分析，确定了通过集中收集、膜分离和干式脱硫的方式对硫化氢进行治理，消除隐患。

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