稠油热采井场恶臭异味成因分析及治理研究

目的 解决稠油热采井场因存在难闻恶臭异味,从而影响油井正常生产的问题。 方法开展了油井伴生恶臭气体含硫化合物分析、以油藏微生物种类为主的生物成因分析和以稠油水热裂解实验为主的热成因分析;针对恶臭气体,开展了喷雾处理工艺研究,比较了亚氯酸钠、过硫酸钠和高锰酸钾对恶臭气体的处理效果;考查了喷雾强度、喷雾压力对恶臭气体处理效果的影响。 结果具有一定含量且嗅觉阈值低的甲硫醇、乙硫醇等低分子含硫化合物为稠油井场的恶臭异味主要物质,油藏微生物以海杆菌、假单胞菌和沙雷氏菌为主,不具备产生甲硫醇、乙硫醇等恶臭异味气体的代谢途径,稠油水热裂解产生大量甲硫醇、乙硫醇等恶臭异味气体。质量浓度相同的亚氯酸钠比过硫酸钠和高锰酸钾对恶臭异味气体脱除率高,确定为喷雾处理剂;优化喷雾强度为3.0 m³/(m²·h),喷雾压力为0.4 MPa,对质量浓度为2 000 mg/m³的恶臭气体脱除率可达100%。 结论稠油热采井场的恶臭异味主要为甲硫醇、乙硫醇等低分子含硫有机物,来源于稠油热采开发过程中的水热裂解反应,以亚氯酸钠为处理剂的喷雾处理工艺可以消除甲硫醇、乙硫醇等恶臭异味,为稠油资源的热采开发提供保障。      

不同形态硫化物对稠油热采硫化氢产生的贡献分析

随着开发的不断进行,稠油热采过程中硫化氢的产生量不断增加,尤其是在蒸汽驱区块硫化氢的产生量呈现急剧增加的趋势,严重影响了稠油热采区块的安全生产。为了进一步明确稠油热采过程中硫化氢的产生原因,对稠油热采过程中的含水量、处理温度和处理时间等因素进行了分析。研究结果表明,目标稠油在含水量为20%,处理温度为260℃,处理时间为48 h的条件下,不同形态的硫化物能够最大程度地转化为硫化氢;硫醇硫和硫醚硫在稠油热采条件下对硫化氢的产生有贡献,噻吩硫在稠油热采条件下对硫化氢的产生无贡献。分析不同形态硫化物对稠油热采硫化氢产生的贡献,可为高含硫区块的开发及制定相应的防治措施提供技术支持。     

热采井恶臭气味处理研究及应用

针对目前胜利油田部分稠油热采井井场出现难闻的恶臭气味,影响周围人员健康和稠油资源开发的问题,分析确定了恶臭气味主要成分为甲硫醇和乙硫醇。结合油井生产特点,研制了两种分别适于地面管线加药处理和井筒加药处理的恶臭气味处理剂,并考察了处理剂的硫容和脱硫反应速率。针对某恶臭气味热采井,对比开展了地面管线加药和井筒加药处理试验,井筒加药处理显示了较好的经济性。对胜利油田某区块7口井开展现场处理,将恶臭气体质量浓度由150～3300 mg/m~3降至20 mg/m~3以下,达到了油井安全生产要求。     

高含硫化氢井作业前套管气脱硫处理工艺及效果

孤岛部分稠油区块原油含硫量高在2%以上,稠油热采过程中原油中的含硫有机成分分解。生成硫化氢气体在套管内富集,对安全生产和作业造成危害。通过开发高效脱硫剂体系,将硫化氢转化为硫磺,同时研制一套可移动式撬装脱硫处理装里,实现对套管气中硫化氢的高效吸收,使处理后套管气中硫化氢含量低于最高容许浓度,并便于对不同区块的含硫油井进行处理,以解决因硫化氢影响稠油热采井作业安全的问题。     

非热采高含硫化氢井生物脱硫处理工艺及效果

孤岛含硫化氢井井数多,分布广,治理难度大,高含硫化氢井主要集中在蒸汽驱区块,主要采用单井井口套管投加脱硫剂治理,效果较好。随着外围油田开发,垦西油田部分区块的非热采井生产出现高含硫化氢气体,分布较广,药剂用量大,综合治理成本高。同时外围油田采出液矿化度高,常规脱硫剂配伍性差,促进结垢影响生产。非热采井无稳定的高温高压环境,其硫化氢产生原因尚不明确,无较好的针对性治理措施。该文针对孤岛外围油田区块,明确非热采井硫化氢产生机理,开展非热采井生物脱硫技术研究,现场应用取得明显效果,有效解决生产现场的安全和环境问题,具有良好的推广前景。     

含硫气田恶臭硫化物性质及阈限值研究

含硫气田的恶臭气体不仅污染环境,还可能对工作人员的身心健康造成损害,因此研究恶臭硫化物的性质有重要意义。分析了硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、甲硫醚、二甲基二硫等5种含硫气田生产中常见恶臭硫化物的物理性质、对人的生理影响、嗅阈值和职业接触限值,并研究了我国环境标准浓度与嗅阈值和职业接触限值的关系。研究表明,我国环境标准允许排污单位周围存在一定程度的恶臭气味,但满足厂界浓度要求的恶臭气体不会对人员健康造成危害。本研究成果对于认识恶臭硫化物特性、预防职业危害具有借鉴意义。     

辽河油田油井硫化氢产生机理及防治措施

在辽河油田相关采油单位部分油井含硫化氢状况统计分析基础上,研究硫化氢的生成机理.油井中产生硫化氢的主要原因是:原油中硫醇、硫醚等有机硫化物在高温下反应生成硫化氢;地层中含硫矿物在高温下反应生成硫化氢;地层水中硫酸盐还原菌在油层条件下将硫酸盐还原成硫化氢.针对洼38油田实际情况,研究油井硫化氢含量影响因素.实验表明,温度是产生硫化氢的主要外在因素,温度在100℃以上时,每升高20℃,硫化氢含量平均增加O.03%左右;温度在160～180℃时硫化氢含量增加幅度最大;温度高于180℃后硫化氢含量增加幅度明显减小.加入表面活性剂、混合添加剂能够抑制硫化氢的释放,酸类化学剂的加入会使硫化氢含量增加.加入自行研制的硫化氢消除剂一段时间后可基本消除硫化氢.图5表9参10     

高含硫化氢井套管加药处理工艺及效果

孤岛稠油产量占孤岛油田总产量的34.9%,是该油田原油上产的主阵地。随着孤岛稠油热采规模不断扩大,注蒸汽驱井组不断增加,注汽量加大,含硫化氢油井逐渐增多,治理难度大。近四年来采油厂针对孤岛稠油区块开展稠油热采硫化氢产生机理及防治对策研究,在高含硫化氢油井实施套管滴加脱硫剂工艺试验,取得较好效果。     

热采井硫化氢脱除剂的筛选及应用研究

目前,稠油热采井硫化氢主要采用联合站末端集中处理的方式,无法保障油井的安全作业及生产和集输系统沿程操作人员的生命安全。以热稳定性、与地层水的配伍性和腐蚀性等性能为主要评价指标,筛选出了专用于热采井的脱硫剂S3,并考察了该脱硫剂在不同温度下的脱硫速率。在GDGB1-02井和GD2-23X532井开展了现场应用,以气相和液相中硫化氢总量为依据,进行了脱硫剂加药量的设计,分别将采出液伴生气中硫化氢质量浓度由处理前的8 000mg/m~3和23 000mg/m~3降至30mg/m~3以下,达到油井安全生产的要求(低于30 mg/m~3),为热采井硫化氢的治理提供了一定的参考。     

新疆油田含硫化氢单井安全生产工艺研究

针对新疆油田的含硫化氢生产区块,开展了含硫化氢油井单井安全生产工艺研究及井场硫化氢防治模式研究。创新性地采用了含硫化氢油井的模块化、撬装化单井生产工艺,系统的解决了该类井的安全生产问题,建立了一套含硫化氢油井的井场硫化氢防治特色管理模式,为类似油井地面工程建设提供了借鉴经验。目前已有21口单井应用,产油量在15×104t/a,现场运行稳定。     

齐40块蒸汽驱伴生气回注油藏效果分析

辽河油田稠油热采开发过程中出现了以硫化氢和二氧化碳为特征的酸性气体,其分布几乎覆盖了所有稠油热采区块,对油田生产环境构成危害。开展了蒸汽驱伴生气回注实验研究。研究表明,在开采过程中把稠油伴生气体进行循环流动,既可以减少污染物排放,又可改善开发效果,是一项变害为利、安全环保生态工程。     

稠油油田油井硫化氢吸收处理液研究

随着蒸汽驱、蒸汽辅助动泄油(SAGD)等实施,稠油油田伴生气中含硫化氢的油井不断增加,范围不断扩大、浓度不断升高,最高浓度已超过20000 mg/m^3,远远超过了安全浓度。由于稠油油田开采初期未发现硫化氢,因此无论在硫化氢生成机理还是防治技术方面均存在较大不足,为避免发生硫化氢事故,保证稠油油田生产的顺利进行,对硫化氢吸收处理液进行研究。该研究可为硫化氢防治技术的开展提供支持,对推进油田企业持续稳定发展具有重要意义。     

热采过程中硫化氢成因机制

为了防范稠油油藏注蒸汽开采过程中井口产出硫化氢所造成的安全隐患,增强热采油井安全生产水平,亟需对稠油热采过程中硫化氢的来源及成因机制开展相关实验研究。对辽河小洼油田洼38区块的岩心、原油和产出水3种不同物质开展了含硫量测定、硫同位素分析和H₂S生成热模拟实验。实验研究结果表明:稠油热采中生成的硫化氢主要来源于岩心和稠油;在硫同位素分馏过程中,形成硫化物(H₂S)的δ³⁴S反映了硫酸盐热化学还原过程中硫在较高温度下的分馏特征;硫化氢的生成机理主要为高温高压酸性环境下稠油水热裂解和硫酸盐热化学还原之间的交互作用。     

冷家稠油井压裂工艺及效果分析

冷家油田是辽河油田的稠油主要产区 ,地质构造复杂 ,油层埋藏较深 ,产特超稠油和普通稠油 ,以蒸汽吞吐热采为主要采油方法。在该区采用常规压裂和砂面分层等压裂工艺对稠油井压裂 8口。其中成功实施特超稠油井压裂 5口 ,解决了稠油开采注汽难的问题 ,取得较好压裂效果。首次实施的CO2 泡沫降粘压裂试验取得成功 ,为该区块稠油冷采探索开创了新途径。     

苏丹大型复杂砂岩油田水平井技术研究与应用

P油田是中石油在苏丹发现的特大型整装油田,开发初期采用大井距、大段合采、稀井高产等快速上产开发技术,造成含水上升快、储层动用程度不均、层间矛盾突出等问题。针对油田开发现状和油藏特点,在块状底水稠油油藏和层状边底水高凝油油藏分别开展水平井适用性研究,并优化水平井设计参数。根据研究结果部署的水平井在P油田应用后取得了很好的效果,既加快了稠油和高凝油储量动用,又抑制了边水指进和底水锥进,提高了单井产量和油田采收率。