海上某油田硫化氢成因及治理研究

doi:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.05.014

摘要/Abstract

摘要：

渤海某油田伴生气硫化氢质量分数持续升高，通过对该油田不同层位流体性质、储层岩石组成、微生物生长情况进行分析，确定硫化氢成因为生物成因。为了解决硫化氢超标问题，开展了不同类型脱硫剂评价实验,考察了脱硫剂质量浓度、产液的pH、含水率、脱硫时间对脱硫效果的影响。结果表明，三嗪衍生物类脱硫剂TL?13适用性好、脱硫率较高。脱硫剂TL?13应用后，可将透平燃料气中硫化氢质量分数从150 μg/g降至8 μg/g，达到燃料气标准要求，为海上油田硫化氢治理提供技术参考。

关键词: 硫化氢, 脱硫剂, 硫化氢成因, 硫化氢治理

Abstract:

This paper investigated fluid properties of the reservoir,composition of the reservoir rock,and microbial growth in a Bohai oilfield,where the concentration of hydrogen sulfide continued to rise. The results indicate that biogenic origin is the main reason of hydrogen sulfide.In order to solve the problem that hydrogen sulfide content exceeds standard value,evaluation experiments of different types of desulfurizers were carried out to investigate the effects of mass concentration of desulfurizer,pH,water content and desulfurization time on desulfurization effect. The results show that 1, 3, 5?triazine derivative desulfurizer TL?13 shows the highest efficiency of desulfurizing.The concentration of hydrogen sulfide in turbine fuel gas decrease from 150 to 8 μg/g after desulfurization by desulfurizer TL?13,and reaches the standard of turbine fuel gas.This paper provided technical support and practical experience for treatment of hydrogen sulfide in offshore oilfield.

Key words: Hydrogen sulfide, Desulfurizer, Cause of hydrogen sulfide, Treatment of hydrogen sulfide

中图分类号:

TE39

刘少鹏, 吕法阳, 吕强, 郭纪强. 海上某油田硫化氢成因及治理研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2021, 34(5): 85-90.

Shaopeng Liu, Lü Fayang, Lü Qiang, Jiqiang Guo. Study on Cause and Treatment of Hydrogen Sulfide in an Offshore Oilfield[J]. Journal of Petrochemical Universities, 2021, 34(5): 85-90.

图/表 12

表1 海上某油田各油井产液性质参数

Table 1 The property of wells produced fluid in an offshore oilfield

井号	层位	w(H₂S)/(μg $⋅$ g^-1)	ρ(SO $4 2 -$ )/（mg $⋅$ L^-1）	SRB浓度/ (个 $⋅$ mL^-1)	ρ(S^2-)/（mg $⋅$ L^-1）	油藏温度/℃	气油体积比
A22H	明化镇组	＜20	10~30	0	0	58	4
A23H	明化镇组	＜20	＜10	1.30	0	56	3
A10H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	2.50	0	62	127
A11H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0	0	59	60
A12H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0	0	60	26
A13H1	馆陶组NgⅢ	20~50	10~30	0	0	64	100
A16W	馆陶组NgⅢ	20~50	40~70	0	0	60	19
A17H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0	0	67	51
A19H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0	0	60	90
A20H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0.65	0	60	63
A21H	馆陶组NgV	20~50	＜10	0	0	67	52
A6Ng	馆陶组NgV	20~50	30~590	2.50	0.6	75	16
A9H	馆陶组NgV	20~50	800~900	25.00	0	74	11
A15H2	馆陶组NgV	20~50	400~600	25.00	0	68	7
A3M	东营组Ed	50~150	＜10	0	1	72	50
A4	东营组Ed	50~150	10	0.65	0	74	76
A5	东营组Ed	50~150	40~50	2.50	0	76	660
A2	东营组Ed	50~150	24	2.50	0	84	105

表1 海上某油田各油井产液性质参数

Table 1 The property of wells produced fluid in an offshore oilfield

井号	层位	w(H₂S)/(μg $⋅$ g^-1)	ρ(SO $4 2 -$ )/（mg $⋅$ L^-1）	SRB浓度/ (个 $⋅$ mL^-1)	ρ(S^2-)/（mg $⋅$ L^-1）	油藏温度/℃	气油体积比
A22H	明化镇组	＜20	10~30	0	0	58	4
A23H	明化镇组	＜20	＜10	1.30	0	56	3
A10H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	2.50	0	62	127
A11H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0	0	59	60
A12H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0	0	60	26
A13H1	馆陶组NgⅢ	20~50	10~30	0	0	64	100
A16W	馆陶组NgⅢ	20~50	40~70	0	0	60	19
A17H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0	0	67	51
A19H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0	0	60	90
A20H	馆陶组NgⅢ	20~50	＜10	0.65	0	60	63
A21H	馆陶组NgV	20~50	＜10	0	0	67	52
A6Ng	馆陶组NgV	20~50	30~590	2.50	0.6	75	16
A9H	馆陶组NgV	20~50	800~900	25.00	0	74	11
A15H2	馆陶组NgV	20~50	400~600	25.00	0	68	7
A3M	东营组Ed	50~150	＜10	0	1	72	50
A4	东营组Ed	50~150	10	0.65	0	74	76
A5	东营组Ed	50~150	40~50	2.50	0	76	660
A2	东营组Ed	50~150	24	2.50	0	84	105

表2 储层X衍射全岩分析数据

Table 2 XRD patterns of all rock analysis

层位	w（组分）/%
层位	石英	钾长石	斜长石	方解石	白石	黄铁矿	石膏	硬石膏	铁白石	菱铁矿	重晶石
明下段	39.3	20.0	28.0	1.3	0	0.7	0	0	0	7.0	0.7
馆陶组	55.0	18.1	9.3	3.4	0.3	0.1	0	0	0	8.1	0.3
东一段⁃东二上亚段	42.1	15.5	23.3	5.1	1.8	0	0.1	0	0	2.8	0.2
东二下亚段⁃ 东三段	23.0	13.5	25.0	4.0	2.5	0	0	0	0.5	0	1.5

图1 储层岩石扫描电镜照片

Fig.1 The scanning electron microscopic photo of reservoir rock

图2 储层薄片显微镜照片(×100)

Fig.2 The microscope photo of thin section of reservoir rock(×100)

表3 不同脱硫剂的脱硫性能

Table 3 The desulfurization efficiency of desulfurizers

脱硫剂	主要成分	ρ(脱硫剂)/(mg $⋅$ L^-1)	w（H₂S）/(μg $⋅$ g^-1)	脱硫率/%
空白	-	-	120	-
TL⁃01	二乙醇胺	200	95	20.83
TL⁃02	甲基二乙醇胺	200	80	33.33
TL⁃03	络合铁	200	110	8.33
TL⁃12	三嗪	200	25	79.17
TL⁃13	三嗪衍生物	200	10	91.67

表3 不同脱硫剂的脱硫性能

Table 3 The desulfurization efficiency of desulfurizers

脱硫剂	主要成分	ρ(脱硫剂)/(mg $⋅$ L^-1)	w（H₂S）/(μg $⋅$ g^-1)	脱硫率/%
空白	-	-	120	-
TL⁃01	二乙醇胺	200	95	20.83
TL⁃02	甲基二乙醇胺	200	80	33.33
TL⁃03	络合铁	200	110	8.33
TL⁃12	三嗪	200	25	79.17
TL⁃13	三嗪衍生物	200	10	91.67

图3 脱硫率随脱硫剂质量浓度变化曲线

Fig.3 Impact of mass concentration of desulfurizer on desulfurization efficiency

图4 三嗪类脱硫剂作用机理

Fig.4 The reaction mechanism of triazine derivative desulfurizer

图5 pH对脱硫率的影响

Fig.5 Impact of pH on desulfurization efficiency

图6 三嗪类脱硫剂副反应机理

Fig.6 The side?reaction mechanism of triazine derivative desulfurizer

图7 含水率对脱硫率的影响

Fig.7 Impact of water cut on desulfurization efficiency

图8 脱硫时间对脱硫率的影响

Fig.8 Impact of action time on desulfurization efficiency

表4 脱硫剂矿场试验数据

Table 4 Field test data of desulfurizer

日期	时刻	ρ（TL⁃13）/（mg $⋅$ L^-1）	w（硫化氢）/(μg $⋅$ g^-1)
6.11	8∶00	0	152
6.11	10∶00	100	114
6.11	11∶00	100	95
6.11	14∶00	100	38
6.11	18∶00	100	20
6.12	11∶00	100	20
6.12	14∶00	120	17
6.12	16∶00	120	16
6.13	10∶00	120	16
6.13	16∶00	140	14
6.13	18∶00	140	13
6.14	8∶00	140	12
6.14	14∶00	140	12
6.14	18∶00	150	10
6.15	9∶00	150	8
6.15	14∶00	150	8

表4 脱硫剂矿场试验数据

Table 4 Field test data of desulfurizer

日期	时刻	ρ（TL⁃13）/（mg $⋅$ L^-1）	w（硫化氢）/(μg $⋅$ g^-1)
6.11	8∶00	0	152
6.11	10∶00	100	114
6.11	11∶00	100	95
6.11	14∶00	100	38
6.11	18∶00	100	20
6.12	11∶00	100	20
6.12	14∶00	120	17
6.12	16∶00	120	16
6.13	10∶00	120	16
6.13	16∶00	140	14
6.13	18∶00	140	13
6.14	8∶00	140	12
6.14	14∶00	140	12
6.14	18∶00	150	10
6.15	9∶00	150	8
6.15	14∶00	150	8

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