劉青龍

摘要：圍繞中原油田東濮老區(qū)次生硫化氫治理技術存在的效果不理想、費用較高等問題，中原油田嘗試堿液吸收次生硫化氫現(xiàn)場試驗，開展硫化氫含量、細菌數(shù)量、硫酸鹽濃度、腐蝕速率、結垢等指標變化研究，試驗結果表明，pH在6-6.5之間，除硫效果不顯著，其他指標呈現(xiàn)不規(guī)則變化;pH調試至8時，除硫效果明顯，細菌、腐蝕速率、硫酸鹽等關鍵指標呈現(xiàn)有利向好的規(guī)律性，但經濟效益不明顯，其投入費用遠大于前期殺菌抑硫試驗費用，并存在垢下腐蝕導致成本增加的風險。通過現(xiàn)場試驗，明確了堿液治理次生硫化氫技術上可行，但需進一步開展低pH條件下的除硫能力、抑菌效果、結垢腐蝕跟蹤評價，做好效益、安全評估，為其他油田次生硫化氫治理提供了治理方案。

關鍵詞：次生硫化氫;堿液吸收;除硫效果;中原油田

分類號：TE345

一、概況

2019年4月、2020年9月先后對馬廠區(qū)塊進行硫化氫普查2次，含硫化氫單井11口，占生產井比例為14%，且硫化氫含量普遍較低（5ppm），計量站均含有硫化氫，且硫化氫含量普遍偏高（53ppm），單井→計量站→聯(lián)合站硫化氫次生現(xiàn)象明顯，分析硫化氫主要來源于地面集輸管網。詳見圖1。

采用沿程分析法，避免濃度差干擾，從單井至計量站流動過程中，SRB數(shù)量增加，硫酸鹽質量減少，伴生氣硫化氫含量與SRB濃度成正比、與硫酸鹽含量呈反比，馬廠油田硫化氫形成為生物成因。詳見圖2。

二、硫化氫治理工作配套工藝設計與改進

1、現(xiàn)場試驗

工程院研發(fā)了高效殺菌抑硫體系，先后在馬廠區(qū)塊試驗3次，較好地控制了次生硫化氫含量，但存在控制效果不理想、費用較高等問題，詳見圖3和圖4。

（1）第一階段現(xiàn)場試驗（工程院）：

第一周期：6號站及5口單井加注抑硫體系（殺菌劑+除硫劑+緩蝕劑），硫化氫20ppm以內。

第二周期：計量站（殺菌劑+除硫劑）、單井加注抑硫體系，硫化氫30-70ppm。

第三周期：3號站、5號站（除硫劑），硫化氫30-70ppm。

（2）第二階段現(xiàn)場試驗（陜西隸能）：

第一周期：3號站、5號站（除硫劑），硫化氫20-100ppm。2020.4-5配方調整，未加注。第二周期：3號站、5號站（除硫劑+殺菌劑），硫化氫20-30ppm。每年措施費用為80-90萬元，且未達到外輸天然氣標準（二類標準<12ppm）。

2、第二次工藝設計及現(xiàn)場試驗

（1）加堿治理方案

基于堿液吸硫原理、細菌耐堿程度，開展加堿治理次生硫化氫現(xiàn)場試驗，評價堿液除硫效果，詳見表1所示。

（一）加藥方案，試驗3個pH值：7.0、7.5、8.0，每個pH值加藥周期15天，加藥位置馬19-22井、馬22號站管匯。（2）監(jiān)測方案，每5天取樣監(jiān)測一次，監(jiān)測指標以硫化氫、硫酸鹽等關鍵指標為主，取樣點為M19-22井口-M19-22站內-馬22號站閥組-17號站閥組-馬7號站閥組。

（2）現(xiàn)場試驗

（一）加堿工作整體運行情況

本次工作于2020年11月5日開展硫化氫普查，11月13日進行加堿工作，由于加藥效果不理想，集輸系統(tǒng)pH值調試至6、8，期間共進行了取樣12次、實驗分析600組、對接交流5次。

（二）堿液治理效果分析

①氫氧化鈉對硫化氫含量影響分析

H2S含量受pH值影響較大，堿液除硫效果顯著。隨著pH值升高，22#、17#計量站H2S含量逐步降低。pH值為6-6.5時，H2S含量變化不明顯（受取樣影響，存在波動）;pH值為8時，H2S含量已降至0ppm。詳見圖5所示。

②氫氧化鈉對硫酸鹽還原菌（SRB）含量影響分析

弱堿性環(huán)境下，硫酸鹽還原菌對pH值變化具有一定耐受能力，但較高pH值（pH值8.0）對硫酸鹽還原菌存在一定程度的滅活趨勢，詳見圖6所示。

但由于取樣分析較少，需進一步開展試驗，豐富數(shù)據(jù)，驗證堿液對細菌的長期抑制效果。

③氫氧化鈉對硫酸鹽（SO42-）含量影響分析

pH值增加，硫酸鹽（SO42-）存在逐漸增多趨勢。pH=8時，硫酸鹽含量整體趨勢大于初始值，驗證了細菌活性有所降低的結果。詳見圖7。

④氫氧化鈉對腐蝕速率影響分析

各監(jiān)測點以輕度腐蝕為主，腐蝕速率均未超標（小于0.076mm/a），pH為8時，腐蝕速率呈現(xiàn)下降趨勢。詳見圖8所示。

由于監(jiān)測數(shù)據(jù)較少，6-6.5之間呈現(xiàn)不規(guī)則變化，防腐效果不理想，但需豐富數(shù)據(jù)，進一步驗證此pH值下的防腐效果。

⑤氫氧化鈉對結垢影響分析

試片表面多以原油、污泥雜質為主，擦拭后未發(fā)現(xiàn)有結垢跡象。

監(jiān)測周期15d，受流體沖刷等因素影響，結垢程度在短時間內難以顯現(xiàn)，建議監(jiān)測周期延長至45天，保證數(shù)據(jù)的準確性。

三、經濟效益評價

1、試驗階段投入費用情況

試驗區(qū)塊產出液200方，單井及計量站堿液加入量0.5t/d，堿液費用0.3萬元/t，試驗階段（2個月）藥劑投入費用9萬元。

2、全年預計投入

馬廠油田全年產出液預計1200方，堿液加量3t，預計全年堿液投入費用328.5萬元，遠大于前期試驗投入費用。

四、加堿治理工作總結

1、技術方面：①pH在6-6.5之間，除硫效果不顯著，其他指標呈現(xiàn)不規(guī)則變化;pH調試至8，除硫效果明顯，細菌、腐蝕速率、硫酸鹽等關鍵指標呈現(xiàn)有利向好的規(guī)律性。②部分認識（堿液長期抑菌能力、結垢情況）仍需進一步開展試驗、完善數(shù)據(jù)，驗證堿液除硫效果。

2、效益方面：投入費用遠大于前期殺菌抑硫試驗費用，并存在垢下腐蝕導致成本增加的風險。

3、安全方面：高濃度堿液在稀釋、加入過程中存在腐蝕傷人風險，安全配置要求較高，不利于長期加注運行。

結語：

開展低成本安全高效除硫技術研究，降低投入費用及人身腐蝕風險，進一步提升作業(yè)效益;建議適當調試pH，開展低pH條件下的除硫能力、抑菌效果、結垢腐蝕跟蹤評價，做好效益、安全評估。

參考文獻：

[1]李樹剛，王寧，張超等.煤礦硫化氫治理改性堿液實驗研究[J].煤礦安全，2019，50（5）：11-14，18.DOI：10.13347/j.cnki.mkaq.2019.05.003.

[2]楊宏偉，高宏.煤礦回采工作面硫化氫綜合治理方法及效果[J].煤炭科學技術，2018，46（9）：170-175.DOI：10.13199/j.cnki.cst.2018.09.027.

1236500511324