油气田开发中硫化氢产生问题
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摘 要：油气田开采过程中常伴生硫化氢剧毒气体，其对人和设备都具有高危害性。硫化氢的有效防治对于油气田的安全开采至关重要。为确保人身安全、杜绝硫化氢中毒事件的发生，降低硫化氢对生产设备的危害，减少硫化氢对环境的污染，必须加强对硫化氢产生机理的研究，掌握硫化氢气体的防范与治理措施。本文介绍了硫化氢对钻井的影响及钻井中的注意事项和硫化氢的产生机理，提出了硫化氢的治理措施。
一、前言：
随着我国对油气能源需求的日益增长，同时也对安全生产提出了更高的要求。油气田开采过程中常伴生硫化氢剧毒气体，其对人和设备都具有高危害性。含硫化氢油气田的安全勘探和安全开发逐渐被重视，为确保人身安全、杜绝硫化氢中毒事件的发生，降低硫化氢对生产设备的危害，减少硫化氢对环境的污染，必须加强对硫化氢形成机理的研究探讨，进一步掌握硫化氢气体的安全防治措施。研究如何安全有效地防止硫化氢对人体与设备的伤害，成为油气安全勘探开发的一个重要课题与方向。
二、硫化氢对钻井的影响及钻井中的注意事项
1.硫化氢对钻井的影响
在钻井过程中，硫化氢溶于水后形成弱酸，化学活动性较强，会破坏金属设备，主要破坏形式有电化学失重腐蚀、（氢脆）和硫化物应力腐蚀破裂等。而对于一些非金属的设备，如橡胶、塑料类和有机类材料，其主要破坏形式是导致材料失去弹性而开裂。目前使用的钻井液一般是水基钻井液，硫化氢对其污染较大，主要表现为密度降低、PH值下降、黏度上升、颜色变深、钻井液流变性变差，形成不动胶。由于硫化氢的剧毒性及对人体的严重危害性和对钻井设备的腐蚀性，加大了钻井施工的风险，对井控及硫化氢防护工作，特别是对钻井中使用的钻杆、套管、井口装置、井下工具及橡胶密封件的材质，提出了更高的要求。
2.钻井中应注意事项
在钻井过程中，硫化氢对钻井人员、施工设备及施工过程都有重要的影响，因此在钻井过程中要特别注意以下几个方面：
2.1H2S比空气重，易蓄积在低洼处，应迅速换气。
2.2存在吸入H2S气体的场合，应备防酸面罩，长时间作业时应配备带软管的面罩。
2.3配备气体检测器、检测纸、醋酸铅纸、警报装置等，修复漏气场所。
2.4接触皮肤情况下，应戴胶手套，穿胶靴，以遮蔽部分。
三、硫化氢产生机理
随着油气田开发技术的进步，国内对于硫化氢问题给予了高度重视并进行了相关研究。目前国内外普遍认为油气田开发过程中硫化氢的产生机理主要为以下几个方面：
1.硫酸盐还原菌还原作用
油田开发过程中经常通过注水井向油层注水以保持油层压力，由于注入水中常含有硫化氢或硫酸盐还原菌，硫酸盐及油田水中的SO42-在厌氧条件下，通过硫酸盐还原细菌的活动，会产生 H2S 气体。这种还原反应随着油层埋深的增加而降低，实验证明：温度高于 70℃时，硫酸盐还原菌活性降低。
2.生物体内普遍含硫
生物体的代谢产物和降解产物中，有脂肪族含硫化合物（如硫醇）、芳香族含硫化合物（磺酸）、含硫的氨基酸（蛋氨酸、胱氨酸、半胱胺酸），还有H2S和硫。当生物死亡后，生物体内的硫和含硫有机化合物与沉积物一起被埋入地下，经过水解、氧化、细菌降解等各种复杂的化学和生化作用，伴有H2S的生成。
3.硫酸盐热化学还原作用
在高温作用下，有机质和烃类与硫酸盐发生作用，将硫酸岩矿物还原生成硫化氢和二氧化碳。这种高温作用受埋深、地温的影响，也可能受岩浆活动的影响，成为含硫酸盐深部地层大量生成H2S的主要原因。
四、硫化氢的治理措施
1.治理方式及杀菌剂的选择
通过对处理站的硫化氢产生机理的研究，认为采用硫化氢吸附技术不能从根本上解决硫化氢的问题，因此选择使用杀菌剂投加工艺消除硫化氢产生的根源。在杀菌剂的选择上主要遵循了以下原则：
1.1选择性好。原油中产生硫化氢的主要原因是硫酸盐还原菌的滋生，为了能够更好地处理污水中的硫酸盐还原菌，要求杀菌剂要有一定的针对性，重点杀灭硫酸盐还原菌。
1.2配伍性好。处理站在原油处理过程中要添加破乳剂，筛选的杀菌剂不能和处理站使用的原油破乳剂发生反应，影响原油脱水或者杀菌效果。
1.3安全性好。在筛选杀菌剂时应考虑药剂储运方便，投加方便，同时具有较好的安全性，对加药人员没有伤害。
1.4经济性好。杀菌剂在筛选中应充分考虑经济效益与使用效果兼顾，应尽量地降低使用成本。
2.加药工艺的选择
杀菌剂加药点的选择直接关系到药剂是否能够达到预计效果。通过对处理站内硫化氢产生分布判定，硫化氢产生的主要地点在原油沉降罐内，产生后的硫化氢溶解在净化油和污水中或散逸到净化油罐和污水重力沉降罐。针对重点选择在原油沉降罐治理。加药点选择原则：①加药点应尽量远离原油破乳剂加药点，避免两种药剂高浓度混合造成影响；②加药点应保证药剂进入原油沉降罐的距离符合药剂的最佳反应时间，保证药剂充分发挥作用；③加药点应有利于施工和维护，减少对原油处理系统的影响。根据分析选择在原油沉降罐的进油管线加入杀菌剂。
五、结语
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油气田中形成硫化氢的主要原因有化学因素，生物因素以及地质因素等多方面因素，安全科技工作者可根据不同的形成机理，采取有针对性的安全防治措施，进一步加强油气田开采的安全性，科学性，系统性。硫化氢是在油气勘探开发过程中所面临的一个重要课题，只有对其进行深入地研究，才能解决生产中所面临的种种问题。安全科技工作者应通过深入放任系统调查和研究，明确硫化氢的形成机制，阐明高含硫化氢气藏形成的主控因素，预测含硫化氢天然气的资源分布，建立含硫化氢油气的预测模型，并制定出含硫化氢油气田勘探开发规划方案，努力实现高含硫化氢油气田的高效安全开发。
参考文献：
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[2]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.