石油作业防硫化氢技术_精品文档.ppt
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科目:
石油作业防硫化氢技术科目:
石油作业防硫化氢技术任课教师:
高淑华任课教师:
高淑华任课班级:
硫化氢培训班任课班级:
硫化氢培训班胜利钻井职工培训中心胜利钻井职工培训中心新疆新疆大庆大庆辽河辽河华北华北中原中原胜利胜利目前,我国已开发的油气田不同程度含有硫化氢,其中部目前,我国已开发的油气田不同程度含有硫化氢,其中部分油气田含量较高,因对其特性及危害认识程度不高,管分油气田含量较高,因对其特性及危害认识程度不高,管理和防范措施不到位,曾引发了硫化氢中毒事故,对职工理和防范措施不到位,曾引发了硫化氢中毒事故,对职工的生命安全构成了威胁。
的生命安全构成了威胁。
吉林吉林长庆长庆玉门玉门江汉江汉青海青海塔里木塔里木吐哈吐哈四川四川河南河南大港大港江苏江苏冀东冀东2003年年12月月23日日,重重庆庆开开县县川川东东北气矿罗家北气矿罗家16H井发生井喷井发生井喷12.2312.23事故的损失事故的损失死亡死亡243人,遇难家庭人,遇难家庭190户,户,10175人入院观察治疗,约人入院观察治疗,约6万人星夜紧急疏万人星夜紧急疏散散赔偿金额共计赔偿金额共计3300万元万元直接经济损失直接经济损失2亿亿6千万元千万元中华人民共和国石油天然气行业标准中华人民共和国石油天然气行业标准lSY/T5087-2005SY/T5087-2005(含硫化氢油气井安全钻井推(含硫化氢油气井安全钻井推荐作法)荐作法)lSY/T6137-2005SY/T6137-2005(含硫化氢的油气生产和天然(含硫化氢的油气生产和天然气处理装置作业的推荐作法)气处理装置作业的推荐作法)lSY/T6610-2005SY/T6610-2005(含硫化氢油气井井下作业推(含硫化氢油气井井下作业推荐作法)荐作法)lSY/T6277-2005SY/T6277-2005(含硫油气田硫化氢检测与人(含硫油气田硫化氢检测与人身安全防护规程)身安全防护规程)人员培训:
人员培训:
1、涉及潜在硫化氢的油气开采区域的管理、涉及潜在硫化氢的油气开采区域的管理人员和现场操作人员人员和现场操作人员2、来访者和其他临时指派人员、来访者和其他临时指派人员第一部分硫化氢的来源、性质和危害第一部分硫化氢的来源、性质和危害硫化氢的硫化氢的定义定义定定义义:
硫硫化化氢氢(HH22SS)气气体体分分子子是是由由两两个个氢氢原原子子和和一一个个硫硫原原子子组组成成,它它的的分分子子量量为为34.0834.08。
它它是是一一种种剧剧毒毒、无无色色(透透明明),比比空空气气重的气体。
重的气体。
一、一、硫硫化化氢氢物物理理化化学学性性质质爆炸极限爆炸极限颜色颜色气味气味密度密度可燃性可燃性可溶性可溶性沸点沸点硫化氢是无色、剧毒、酸性气体,人的肉眼看不见硫化氢是无色、剧毒、酸性气体,人的肉眼看不见低浓度的硫化氢有一种特殊的令人讨厌的臭鸡蛋味低浓度的硫化氢有一种特殊的令人讨厌的臭鸡蛋味硫化氢是一种比空气重的气体,其相对密度为硫化氢是一种比空气重的气体,其相对密度为1.11.18989硫化氢气体与空气或氧气混合,就会爆炸硫化氢气体与空气或氧气混合,就会爆炸(4.34.34646)天然气:
天然气:
5%-15%5%-15%硫化氢易燃,燃烧时发出兰色火焰硫化氢易燃,燃烧时发出兰色火焰2H2H22S+3OS+3O22=2SO=2SO22+2H+2H22OO液态的硫化氢的沸点很低,我们通常接触到的是气态液态的硫化氢的沸点很低,我们通常接触到的是气态的硫化氢的硫化氢.沸点沸点-60.-60.2200CC,熔点熔点82.982.900CC硫化氢能在液体中溶解,在硫化氢能在液体中溶解,在293K293K时时11体积水溶解体积水溶解2.62.6体积的体积的硫化氢。
其溶解度与温度、气压有关。
但化学性质不稳定硫化氢。
其溶解度与温度、气压有关。
但化学性质不稳定衡量?
衡量?
描述气味?
描述气味?
任何情况都比任何情况都比空气重吗?
空气重吗?
只要有硫化氢只要有硫化氢就爆炸吗?
就爆炸吗?
燃烧就安全了燃烧就安全了吗?
吗?
温度、振动、温度、振动、减压?
减压?
硫、二氧化硫11、硫、硫:
是硫化氢、二氧化硫、硫矿的组成成分,又称是硫化氢、二氧化硫、硫矿的组成成分,又称硫磺,黄色易碎固体硫磺,黄色易碎固体,广泛分布于地球上,还是构成生,广泛分布于地球上,还是构成生命蛋白质的基本元素,决定着蛋白质的分子的立体结构。
命蛋白质的基本元素,决定着蛋白质的分子的立体结构。
(11)物理性质)物理性质密度为密度为1.8g/1.8g/厘米厘米33;熔点;熔点119119;沸点;沸点444444;不溶于水;原子量;不溶于水;原子量32320606;分子式:
;分子式:
SS22,SS44,SS66和和SS88(22)化学性质)化学性质空气中燃烧生成空气中燃烧生成S0S022,S+OS+O22=SO=SO22;可氧化可氧化;除金与铂外可与所有金属化合除金与铂外可与所有金属化合。
(33)硫的用途)硫的用途制造肥料,制造制造肥料,制造SOSO22,制造硫酸,制造硫酸制造硫绝缘泡沫、硫化沥青铺路、硫基薄膜、灰浆制造硫绝缘泡沫、硫化沥青铺路、硫基薄膜、灰浆等等标准中:
标准中:
FeS特性:
自然、酸洗特性:
自然、酸洗二、硫化氢气体的来源硫硫化化氢氢是是动动物物有有机机物物或或植植物物等等由由于于细细菌菌作作用用而而成成,所所以以硫硫化化氢氢存存在在于于原原油油和和天天然然气气、生生活活中中以以及及各各种种共共工工业业和和生生物物生生产产过过程程中中产产生生。
目目前前,有有70多多种种职职业业有有机机会会接接触硫化氢。
触硫化氢。
1、硫硫化化氢氢的的形形成成生物化学成因生物化学成因热化学成因热化学成因岩浆成因岩浆成因石油作业中硫化氢气体的来源石油作业中硫化氢气体的来源H2S钻井钻井井下井下采油采油采油采气采油采气注水注水管道、酸洗管道、酸洗石油中硫化氢的主要来源石油中硫化氢的主要来源石石油油中中硫硫化化氢氢主主要要来来源源修井作业、措施井作业过程中可产生硫化修井作业、措施井作业过程中可产生硫化氢氢。
井下作业中硫化氢气体的来源井下作业中硫化氢气体的来源井下作业时井下作业时循环洗井、循循环洗井、循环压井、抽吸排液、放喷排环压井、抽吸排液、放喷排液液都会释放出硫化氢气体,都会释放出硫化氢气体,所以所以循环罐、油罐和贮液罐循环罐、油罐和贮液罐周围周围有可能存在硫化氢气体有可能存在硫化氢气体超标。
超标。
注意:
油罐的顶盖,计量注意:
油罐的顶盖,计量孔盖和封闭油罐的通风管,孔盖和封闭油罐的通风管,都是硫化氢向外释放的途径。
都是硫化氢向外释放的途径。
在井口、压井液、放喷管、在井口、压井液、放喷管、循环泵、管线中也可能有硫循环泵、管线中也可能有硫化氢气体。
化氢气体。
井下作业时,入井液中的硫酸盐进入地层,被井下作业时,入井液中的硫酸盐进入地层,被地层中的细菌分解会产生硫化氢。
地层中的细菌分解会产生硫化氢。
在酸化、酸洗井过程中,地层和井筒中的在酸化、酸洗井过程中,地层和井筒中的硫化物会与酸化、酸洗液发生反应产生硫硫化物会与酸化、酸洗液发生反应产生硫化氢,化氢,如如FeSFeS2HCL2HCLHH22SSFeCLFeCL22石油中硫化氢的主要来源石油中硫化氢的主要来源石石油油中中硫硫化化氢氢主主要要来来源源采油、采油、注水过程中可产生硫化氢。
在注水注水过程中可产生硫化氢。
在注水过程中,由于注入地层的水中含有硫酸盐,过程中,由于注入地层的水中含有硫酸盐,在高温高压环境下地层中的细菌分解硫酸在高温高压环境下地层中的细菌分解硫酸盐会产生硫化氢。
盐会产生硫化氢。
石油中硫化氢的主要来源石油中硫化氢的主要来源水、油或乳化剂的水、油或乳化剂的储存罐储存罐分离器分离器干燥器干燥器集油罐及管道集油罐及管道放空池和放空管汇放空池和放空管汇原油装卸场所原油装卸场所计量站、维修仪表计量站、维修仪表天然气压缩机天然气压缩机水套水套炉炉油油气气管道管道分离器分离器储罐罐这几几类设备中都存硫化中都存硫化氢稠油热采稠油热采在油田的石油开采中,针对稠油粘度大等特征和各油藏在油田的石油开采中,针对稠油粘度大等特征和各油藏的构造可采取不同的采油工艺。
的构造可采取不同的采油工艺。
近几年来在一些稠油区块的开采中发现了硫化氢气体,近几年来在一些稠油区块的开采中发现了硫化氢气体,特别是实行蒸汽驱的区块,有的油田较高浓度的硫化氢全部特别是实行蒸汽驱的区块,有的油田较高浓度的硫化氢全部集中在集中在蒸汽驱蒸汽驱井内。
井内。
稠油中的含硫有机化合物,在热裂解可以为硫化氢的形稠油中的含硫有机化合物,在热裂解可以为硫化氢的形成提供丰富的成提供丰富的硫硫的来源,硫的物质来源主要为稠油中的含硫的来源,硫的物质来源主要为稠油中的含硫有机化合物、地层水中的硫酸根离子以及开采过程中注入的有机化合物、地层水中的硫酸根离子以及开采过程中注入的外来物质,这些含硫有机化合物的热裂解可以为硫化氢的形外来物质,这些含硫有机化合物的热裂解可以为硫化氢的形成提供丰富的硫的来源。
成提供丰富的硫的来源。
稠油热采中硫化氢的来源稠油热采中硫化氢的来源
(1)地层水中的硫酸根离子)地层水中的硫酸根离子稠油区块种常见硫酸根离子,在高温作用下,地层水中的稠油区块种常见硫酸根离子,在高温作用下,地层水中的硫酸根离子发生还原反应,为硫化氢的形成提供了硫的来源。
硫酸根离子发生还原反应,为硫化氢的形成提供了硫的来源。
开采过程中注入的外部化学剂(如硫酸盐和亚硫酸盐等)开采过程中注入的外部化学剂(如硫酸盐和亚硫酸盐等)由于稠油及其油藏的特殊性,在开采过程中通常要加入各由于稠油及其油藏的特殊性,在开采过程中通常要加入各种化学剂,如:
洗油剂、除氧剂、除粒剂等。
这些表面活性剂种化学剂,如:
洗油剂、除氧剂、除粒剂等。
这些表面活性剂大都是含硫化合物,在适宜的环境下,含硫化合物会发生热还大都是含硫化合物,在适宜的环境下,含硫化合物会发生热还原或热分解作用,为硫化氢的形成提供来源。
原或热分解作用,为硫化氢的形成提供来源。
(2)油层矿物及金属离子的催化作用)油层矿物及金属离子的催化作用油层中的无机盐矿物成分相当复杂,其中有很多金属油层中的无机盐矿物成分相当复杂,其中有很多金属化合物,如这些化合物中的化合物,如这些化合物中的Ni、V、Fe、Mo等金属离子。
等金属离子。
油层矿物对稠油水热裂解油催化作用,稠油中某些金属离油层矿物对稠油水热裂解油催化作用,稠油中某些金属离子矿物和油层砂对稠油水裂解反映有催化作用。
子矿物和油层砂对稠油水裂解反映有催化作用。
总之含硫化合物的热化学分解,硫酸盐热化学还原,总之含硫化合物的热化学分解,硫酸盐热化学还原,外来物质的加入是形成稠油热采硫化氢的主要来源。
外来物质的加入是形成稠油热采硫化氢的主要来源。
结论:
结论:
稠油区块硫化氢的形成与稠油热采有关。
根据各油稠油区块硫化氢的形成与稠油热采有关。
根据各油田的开采情况,稠油热采方式和热采温度是形成硫化氢田的开采情况,稠油热采方式和热采温度是形成硫化氢的主要控制因素。
蒸汽驱热采温度高形成硫化氢的含量的主要控制因素。
蒸汽驱热采温度高形成硫化氢的含量高,稠油热采的时间对硫化氢的形成有促进作用,稠油高,稠油热采的时间对硫化氢的形成有促进作用,稠油热采持续时间长,含硫化氢或硫酸盐受热时间也越长,热采持续时间长,含硫化氢或硫酸盐受热时间也越长,持续的高温受热,原油中的含硫化合物热分解或地层水持续的高温受热,原油中的含硫化合物热分解或地层水的硫酸盐热还原也越充分,由此形成的硫化氢浓度也越的硫酸盐热还原也越充分,由此形成的硫化氢浓度也越高,蒸汽驱热采时间越长、地层温度越高形成的硫化氢高,蒸汽驱热采时间越长、地层温度越高形成的硫化氢浓度就越高。
浓度就越高。
蒸汽吞吐和蒸汽驱是目前广泛应用的稠油蒸汽吞吐和蒸汽驱是目前广泛应用的稠油热采技术,但当该技术应用于生产时,由于高热采技术,但当该技术应用于生产时,由于高温蒸汽对油层的加热,可能产生大量的次生硫温蒸汽对油层的加热,可能
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