CN105178937A - 原油开采过程中脱除硫化氢的方法 - Google Patents
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Abstract
<b>本发明涉及除硫技术领域，是一种原油开采过程中脱除硫化氢的方法；按下述步骤进行：第一步，在脱除硫化氢装置中装入固体除硫剂；第二步，采油管下入前，将装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置固定连接在采油管的尾管上。本发明中的装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置是随同修井作业进行的，具有施工难度小和易于操作的特点，从而提高了工作效率；本发明中的固体脱硫剂具有缓释效果好、脱硫效率高、脱硫稳定和有效期长的特点，避免了连续投加，且不需要额外增加注入设备，降低了硫化氢对管道或设备的腐蚀，从而大大降低了成本，特别适用于较深地层或管道中的脱硫，杜绝了硫化氢对人体造成的危害，降低了安全隐患。</b>
Description
技术领域
本发明涉及除硫技术领域，是一种原油开采过程中脱除硫化氢的方法。
背景技术
硫化氢是一种恶臭、剧毒、强腐蚀性的气体。在含硫油气田的开发过程中，由于硫化氢的存在，常常会发生输油管道、仪器设备等的腐蚀和损坏问题。同时，硫化氢因具有剧毒还严重地威胁人身安全，容易诱发安全事故，造成人员伤亡。
工业上脱除硫化氢的方法很多，然而运用到原油开采过程中脱除硫化氢的方法并不多见。目前针对采油井伴生的硫化氢处理工艺，一般是向采油井内连续灌注脱硫药剂，以吸收原油开采过程中产生的硫化氢。由于油井深度一般都在上千米或者几千米，使用该方法往往需要大批量连续注入除硫药剂，存在运行成本高，施工难度大等问题。
还有另外一类方法是在地面安装硫化氢吸收装置，利用内置的除硫药剂吸收原油采出液中的硫化氢。但该方法脱除地层中的硫化氢的效果差，无法避免硫化氢对井下开采设备的腐蚀和损坏，且地层中的硫化氢对于井口取样检测时仍具有一定的安全隐患。该类地面除硫装置内置的除硫药剂也需定期更换，运行维护成本较高。
发明内容
本发明提供了一种原油开采过程中脱除硫化氢的方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有原油开采过程中脱除硫化氢的方法存在施工难度大、运行成本高、脱除硫化氢效果差和存在安全隐患的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种原油开采过程中脱除硫化氢的方法，按下述步骤进行：第一步，按内径为50mm至140mm的脱除硫化氢装置中装入70kg至700kg的固体除硫剂计，在脱除硫化氢装置中装入固体除硫剂；第二步，采油管下入前，通过修井机的吊卡和液压动力装置将装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置固定连接在采油管的尾管上；第三步，下放采油管使装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置没入井筒液面以下，在流体冲刷下，缓慢释放固体除硫剂，持续脱除流体中的硫化氢，固体除硫剂的释放速率为0.1kg/天至1kg/天，使流体中的硫化氢浓度小于5ppm；第四步，待下次修井作业时，将采油管连同脱除硫化氢装置一起提出，在维修井作业的同时对脱除硫化氢装置中残余物进行清理，然后对脱除硫化氢装置进行清洗，清洗后按内径为50mm至140mm的脱除硫化氢装置中装入70kg至700kg的固体除硫剂计，在脱除硫化氢装置中重新装入固体除硫剂；第五步，重复第二步和第三步操作。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述脱除硫化氢装置包括接头、装药筒和开口朝上的除硫剂缓释管；接头的下部和装药筒的上端通过第一连接件固定安装在一起，装药筒的下端和除硫剂缓释管的上端通过第二连接件固定安装在一起，在除硫剂缓释管上沿轴向间隔设置有至少两个的缓释长孔。
上述第一连接件为上连接筒，在上连接筒的中部内侧固定有环形限位块，接头的下部外侧和上连接筒的上部内侧固定安装在一起，上连接筒的下部内侧和装药筒的上端外侧固定安装在一起；第二连接件为下连接筒，装药筒的下端外侧和下连接筒的上部内侧固定安装在一起，下连接筒的下部内侧和除硫剂缓释管的上端外侧固定安装在一起。
上述接头为上部内径小下部内径大的变径接头，在接头的上部有外螺纹或内螺纹；上连接筒和接头通过螺纹固定安装在一起，上连接筒和装药筒通过螺纹固定安装在一起；装药筒和下连接筒通过螺纹固定安装在一起，下连接筒和除硫剂缓释管通过螺纹固定安装在一起。
上述固体除硫剂原料按重量份数含有脱硫剂100份、粘接剂1份至10份、杀菌剂0.1份至0.5份。
上述固体除硫剂原料按重量份数含有脱硫剂100份、粘接剂1份至10份、杀菌剂0.1份至0.5份、缓蚀剂0.1份至0.3份。
上述固体除硫剂按下述方法得到：第一步，将所需量的粘接剂、杀菌剂和缓蚀剂加入到重量份数为100份至125份的水中进行溶解，溶解后得到混合溶液；第二步，把所需量的脱硫剂加入到混合溶液中混合均匀后得到浆料；第三步，将得到的浆料加入模具中挤压成型后得到固体除硫块，固体除硫块经烘干或晾干后得到固体除硫剂。
上述烘干温度为50℃至80℃,烘干时间为8h至20h；或/和，脱硫剂为氧化锌、碱式碳酸锌和氢氧化钠中的一种以上；或/和，粘接剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇和聚醋酸乙烯酯中的一种以上。
上述杀菌剂为苯扎溴铵、甲酚钠和次氯酸钠中的一种以上；或/和，缓蚀剂为苯骈三氮唑、六次甲基四胺和十六烷胺中的一种以上。
上述每次维修井作业的间隔时间为300天至700天。
本发明中的装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置是随同修井作业进行的，具有施工难度小和易于操作的特点，从而提高了工作效率；本发明中的固体脱硫剂具有缓释效果好、脱硫效率高、脱硫稳定和有效期长的特点，避免了连续投加，且不需要额外增加注入设备，降低了硫化氢对管道或设备的腐蚀，从而大大降低了成本，特别适用于较深地层或管道中的脱硫，杜绝了硫化氢对人体造成的危害，降低了安全隐患。
附图说明
附图1为本发明中脱除硫化氢装置的主视结构示意图。
附图2为本发明中脱除硫化氢装置的主视剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为接头，2为装药筒，3为除硫剂缓释管，4为缓释长孔，5为上连接筒，6为环形限位块，7为下连接筒。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1，该原油开采过程中脱除硫化氢的方法，按下述步骤进行：第一步，按内径为50mm至140mm的脱除硫化氢装置中装入70kg至700kg的固体除硫剂计，在脱除硫化氢装置中装入固体除硫剂；第二步，采油管下入前，通过修井机的吊卡和液压动力装置将装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置固定连接在采油管的尾管上；第三步，下放采油管使装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置没入井筒液面以下，在流体冲刷下，缓慢释放固体除硫剂，持续脱除流体中的硫化氢，固体除硫剂的释放速率为0.1kg/天至1kg/天，使流体中的硫化氢浓度小于5ppm；第四步，待下次修井作业时，将采油管连同脱除硫化氢装置一起提出，在修井作业的同时对脱除硫化氢装置中残余物进行清理，然后对脱除硫化氢装置进行清洗，清洗后按内径为50mm至140mm的脱除硫化氢装置中装入70kg至700kg的固体除硫剂计，在脱除硫化氢装置中重新装入固体除硫剂；第五步，重复第二步和第三步操作。
实施例2，该原油开采过程中脱除硫化氢的方法，按下述步骤进行：第一步，按内径为50mm或140mm的脱除硫化氢装置中装入70kg或700kg的固体除硫剂计，在脱除硫化氢装置中装入固体除硫剂；第二步，采油管下入前，通过修井机的吊卡和液压动力装置将装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置固定连接在采油管的尾管上；第三步，下放采油管使装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置没入井筒液面以下，在流体冲刷下，缓慢释放固体除硫剂，持续脱除流体中的硫化氢，固体除硫剂的释放速率为0.1kg/天或1kg/天，使流体中的硫化氢浓度小于5ppm；第四步，待下次修井作业时，将采油管连同脱除硫化氢装置一起提出，在修井作业的同时对脱除硫化氢装置中残余物进行清理，然后对脱除硫化氢装置进行清洗，清洗后按内径为50mm或140mm的脱除硫化氢装置中装入70kg或700kg的固体除硫剂计，在脱除硫化氢装置中重新装入固体除硫剂；第五步，重复第二步和第三步操作。
实施例3，作为上述实施例的优化，如附图1、2所示，脱除硫化氢装置包括接头1、装药筒2和开口朝上的除硫剂缓释管3；接头1的下部和装药筒2的上端通过第一连接件固定安装在一起，装药筒2的下端和除硫剂缓释管3的上端通过第二连接件固定安装在一起，在除硫剂缓释管3上沿轴向间隔设置有至少两个的缓释长孔4。使用时，将固体除硫剂装在装药筒2中，通过接头1将本发明随修井作业固定安装在采油管的尾管上，固体除硫剂进入除硫剂缓释管3通过缓释长孔4缓慢释放使硫化氢在井下与固体除硫剂反应，使硫化氢隐患消除在井下。
实施例4，作为上述实施例的优化，如附图1、2所示，第一连接件为上连接筒5；在上连接筒5的中部内侧固定有环形限位块6，接头1的下部外侧和上连接筒5的上部内侧固定安装在一起，上连接筒5的下部内侧和装药筒2的上端外侧固定安装在一起；第二连接件为下连接筒7，装药筒2的下端外侧和下连接筒7的上部内侧固定安装在一起，下连接筒7的下部内侧和除硫剂缓释管3的上端外侧固定安装在一起。这样，上连接筒5便于与接头1和装药筒2固定安装在一起；环形限位块6起到分别对接头1和装药筒2的限位；第一连接件也可为内丝直接。下连接筒7便于与装药筒2和除硫剂缓释管3固定安装在一起。
实施例5，作为上述实施例的优化，如附图1、2所示，接头1为上部内径小下部内径大的变径接头；在接头1的上部有外螺纹或内螺纹；上连接筒5和接头1通过螺纹固定安装在一起，上连接筒5和装药筒2通过螺纹固定安装在一起；装药筒2和下连接筒7通过螺纹固定安装在一起，下连接筒7和除硫剂缓释管3通过螺纹固定安装在一起。这样，上连接筒5分别与接头1和装药筒2通过螺纹固定安装在一起，便于上连接筒5与接头1和装药筒2之间的安装和拆卸；下连接筒7分别与装药筒2和除硫剂缓释管3通过螺纹固定安装在一起，便于下连接筒7与装药筒2和除硫剂缓释管3之间的安装和拆卸。
实施例6，作为上述实施例的优化，固体除硫剂原料按重量份数含有脱硫剂100份、粘接剂1份至10份、杀菌剂0.1份至0.5份。
实施例7，作为上述实施例的优化，固体除硫剂原料按重量份数含有脱硫剂100份、粘接剂1份至10份、杀菌剂0.1份至0.5份、缓蚀剂0.1份至0.3份。
实施例8，作为上述实施例的优化，固体除硫剂按下述方法得到：第一步，将所需量的粘接剂、杀菌剂和缓蚀剂加入到重量份数为100份至125份的水中进行溶解，溶解后得到混合溶液；第二步，把所需量的脱硫剂加入到混合溶液中混合均匀后得到浆料；第三步，将得到的浆料加入模具中挤压成型后得到固体除硫块，固体除硫块经烘干或晾干后得到固体除硫剂。
实施例9，作为上述实施例的优化，烘干温度为50℃至80℃,烘干时间为8h至20h；或/和，脱硫剂为氧化锌、碱式碳酸锌和氢氧化钠中的一种以上；或/和，粘接剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇和聚醋酸乙烯酯中的一种以上。
实施例10，作为上述实施例的优化，杀菌剂为苯扎溴铵、甲酚钠和次氯酸钠中的一种以上；或/和，缓蚀剂为苯骈三氮唑、六次甲基四胺和十六烷胺中的一种以上。
实施例11，作为上述实施例的优化，每次维修井作业的间隔时间为300天至700天。
影响本发明固体除硫剂释放速率的主要因素有：固体除硫剂与流体的接触面积，接触面积越大，释放速率越大；粘接剂的用量，粘接剂用量越少，释放速率越大；流体流速，流速越快，释放速率越大；流体的含水量，含水量越高，释放速率越大；流体温度，温度越高，释放速率越大；流体的酸性，酸性越强，释放速率越大。
就一般的油井采出液来讲，由于采出液流速缓慢，采出液流速小于等于0.05m/s，且基本呈中性，接触面积和粘接剂用量是影响本发明固体除硫剂释放速率的主要因素；当采出液含水量为20%至50%、地层温度为40℃至60℃、接触面积为130cm
2
至150cm
2
时；当本发明中粘接剂用量为本发明中固体除硫剂质量的1%至2%时，释放速率为0.8kg/天至1kg/天；当本发明中粘接剂用量为本发明中固体除硫剂质量的8%至10%时，释放速率为0.1kg/天至0.3kg/天；说明本发明中的固体除硫剂具有很好的缓释效果。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明中的装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置是随同修井作业进行的，具有施工难度小和易于操作的特点，从而提高了工作效率。
（2）本发明中的除硫剂通过粘接剂将脱硫剂粉体粘接成型，通过粘接剂在流体中的缓慢溶解从而缓慢释放脱硫剂，使得本发明固体脱硫剂具有缓释特性，本发明得到的固体除硫剂既可用于气体脱硫也可用于液体脱硫，本发明固体脱硫剂用于液体脱硫时有效期可达2年，避免了连续投加，且不需要额外增加注入设备，从而大大降低了成本。
（3）本发明固体脱硫剂可根据实际生产需要，不仅可以消除地层中原生的硫化氢危害，还可以通过杀菌剂，消灭生产过程中的硫酸盐还原菌，减少次生的硫化氢危害；同时本发明中的缓蚀剂降低了脱硫剂和硫化氢对管道或设备的腐蚀。
（4）本发明中的固体脱硫剂可通过模具压制成不同形状和大小，既可用于气体脱硫也可用于液体脱硫，且密度较大，可在自身重力作用下投加到较深的地层或管道中，适用范围广。
（5）本发明固体脱硫剂以氧化锌和碱式碳酸锌为主，具有脱硫效率好和脱硫稳定的特点，本发明固体脱硫剂可快速将液态流体中的硫化氢含量降至5ppm以下。
综上所述，本发明中的装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置是随同修井作业进行的，具有施工难度小和易于操作的特点，从而提高了工作效率；本发明中的固体脱硫剂具有缓释效果好、脱硫效率高、脱硫稳定和有效期长的特点，避免了连续投加，且不需要额外增加注入设备，降低了硫化氢对管道或设备的腐蚀，从而大大降低了成本，特别适用于较深地层或管道中的脱硫，杜绝了硫化氢对人体造成的危害，降低了安全隐患。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，按内径为50mm至140mm的脱除硫化氢装置中装入70kg至700kg的固体除硫剂计，在脱除硫化氢装置中装入固体除硫剂；第二步，采油管下入前，通过修井机的吊卡和液压动力装置将装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置固定连接在采油管的尾管上；第三步，下放采油管使装有固体除硫剂的脱除硫化氢装置没入井筒液面以下，在流体冲刷下，缓慢释放固体除硫剂，持续脱除流体中的硫化氢，固体除硫剂的释放速率为0.1kg/天至1kg/天，使流体中的硫化氢浓度小于5ppm；第四步，待下次修井作业时，将采油管连同脱除硫化氢装置一起提出，在修井作业的同时对脱除硫化氢装置中残余物进行清理，然后对脱除硫化氢装置进行清洗，清洗后按内径为50mm至140mm的脱除硫化氢装置中装入70kg至700kg的固体除硫剂计，在脱除硫化氢装置中重新装入固体除硫剂；第五步，重复第二步和第三步操作。
2.根据权利要求1所述的原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于脱除硫化氢装置包括接头、装药筒和开口朝上的除硫剂缓释管；接头的下部和装药筒的上端通过第一连接件固定安装在一起，装药筒的下端和除硫剂缓释管的上端通过第二连接件固定安装在一起，在除硫剂缓释管上沿轴向间隔设置有至少两个的缓释长孔。
3.根据权利要求2所述的原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于第一连接件为上连接筒，在上连接筒的中部内侧固定有环形限位块，接头的下部外侧和上连接筒的上部内侧固定安装在一起，上连接筒的下部内侧和装药筒的上端外侧固定安装在一起；第二连接件为下连接筒，装药筒的下端外侧和下连接筒的上部内侧固定安装在一起，下连接筒的下部内侧和除硫剂缓释管的上端外侧固定安装在一起。
4.根据权利要求3所述的原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于接头为上部内径小下部内径大的变径接头，在接头的上部有外螺纹或内螺纹；上连接筒和接头通过螺纹固定安装在一起，上连接筒和装药筒通过螺纹固定安装在一起；装药筒和下连接筒通过螺纹固定安装在一起，下连接筒和除硫剂缓释管通过螺纹固定安装在一起。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于固体除硫剂原料按重量份数含有脱硫剂100份、粘接剂1份至10份、杀菌剂0.1份至0.5份。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于固体除硫剂原料按重量份数含有脱硫剂100份、粘接剂1份至10份、杀菌剂0.1份至0.5份、缓蚀剂0.1份至0.3份。
7.根据权利要求6所述的原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于固体除硫剂按下述方法得到：第一步，将所需量的粘接剂、杀菌剂和缓蚀剂加入到重量份数为100份至125份的水中进行溶解，溶解后得到混合溶液；第二步，把所需量的脱硫剂加入到混合溶液中混合均匀后得到浆料；第三步，将得到的浆料加入模具中挤压成型后得到固体除硫块，固体除硫块经烘干或晾干后得到固体除硫剂。
8.根据权利要求7所述的原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于烘干温度为50℃至80℃,烘干时间为8h至20h；或/和，脱硫剂为氧化锌、碱式碳酸锌和氢氧化钠中的一种以上；或/和，粘接剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇和聚醋酸乙烯酯中的一种以上。
9.根据权利要求6或7或8所述的原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于杀菌剂为苯扎溴铵、甲酚钠和次氯酸钠中的一种以上；或/和，缓蚀剂为苯骈三氮唑、六次甲基四胺和十六烷胺中的一种以上。
10.根据权利要求1所述的原油开采过程中脱除硫化氢的方法，其特征在于每次维修井作业的间隔时间为300天至700天。
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