| 标题 | 埕岛油区硫化氢分布及影响 |
| 范文 | 于卫涛 赵宏伟 摘 要：硫化氢气体具有极强的毒性，同时硫化氢化学活动性极强，对钻杆、套管、集输管线的腐蚀作用大，对人身和石油设备及环境都构成了极大的威胁。本文通过对埕岛油田H2S分布情况和对硫化氢危害的机理和影响因素分析，初步评价了埕岛油田H2S的影响并提出了意见和建议。 主题词：埕岛油田；H2S；腐蚀；防H2S 一、引 言 一般把天然气中硫化氢的含量超过2%的称为高硫化氢气。硫化氢气体极毒，人吸入1g/m3的硫化氢时，数秒内就会死亡。我国的高硫化氢油气藏主要分布于四川盆地。2003年12月23日重庆的高含硫化氢（浓度平均为149.32g/m3）的罗家寨大气田发生强烈井喷，造成大量人员伤亡。同时硫化氢化学活动性极强，对钻杆、套管、集输管线的腐蚀作用大。对人身和石油设备及环境都构成了极大的威胁。而我们埕岛油田在2003年底在桩海102井检测到了硫化氢气体，随后又在埕北30潜山和桩海10井等处发现硫化氢气体。 二、硫化氢在埕岛油田的分布情况 为了搞清埕岛油田油井中硫化氢的分布情况，多次到现场取样，委托多家单位进行化验。从中我们可以看出： 1）埕岛油田总体硫化氢含量较低，即使是含量最高的桩海102井的硫化氢含量也仅是四川罗家寨大气田的1/10不到。 2）高硫化氢气体仅出现在碳酸盐岩储层中，碎屑岩储层中的天然气中含量极少。从层位上看，主要分布于古生界，中生界、东营组、沙河街组、馆陶组和明化镇组极少。从井上看，主要分布于古潜山井； 3）在古潜山井中，主要分布于桩海地区和埕北30潜山。 4）在油气集输管线和集输站硫化氢含量低。暂不用考虑硫化氢的影响，但以后桩海地区和埕北30潜山的原油进入集输管道后，可能会有一定的影响。 三、硫化氢对油气钻采设备和集输管道的危害及影响因素 硫化氢除了具有较强的毒性以外，对金属还具有较强的腐蚀性，因而对金属钻采设备和集输管网具有较大的危害。 1、H2S对金属腐蚀机理 含硫化氢介质的腐蚀主要有三类： （1）电化学腐蚀 含有电解质，如水，是发生这类腐蚀的必需条件，如果介质中含有Cl-、CO2等会协同作用，加速腐蚀。包括均匀腐蚀、局部腐蚀等，其化学反应为Fe+H2S=FeS+H2。 （2）硫化氢应力开裂（SSC） 在含有水的酸性环境，金属材料会发生硫化氢应力开裂。主要见于高强度、高内应力钢构件及硬焊缝，它发生于内外应力或应变条件下，并沿着垂直于拉伸应力方向。通常认为硫化氢应力开裂是由氫脆引起的，即腐蚀产生的氢原子经钢表面进入钢内后，向具有较高三相拉伸应力状态的区域或各捕集氢的陷阱扩散富集，促使钢材脆化而开裂。这种作用下，裂纹扩散迅速，断裂多为突发性，断裂时应力远低于钢材的抗拉强度，易造成管材断裂、爆破。端口多为脆性。在开发含H2S油气田的过程中，无论是国外或是我国四川，实践都证明SSC最具危害性。 （3）氢诱发裂缝（HIC） 电化学腐蚀产生的进入金属内部，局部聚集在钢内形成平行于板面的阶梯型裂纹，在钢表面形成鼓泡。根据实验，聚集于陷阱的氢原子一旦结合为氢分子，其产生的氢压可达3000大气压，这种由于氢压导致的开裂现象叫氢诱发裂缝。 2、影响H2S腐蚀性的因素 H2S的腐蚀发生的机理主要为以上三类，其中电化学腐蚀是产生另两类腐蚀的基础，但危害较大的为SSC和HIC。影响H2S腐蚀的因素主要为以下四个方面： （1）H2S分压 H2S分压越高，其腐蚀性越强，有资料表明，H2S分压为0.1-0.5MPa时其相应的氢渗透率较高，发生SSC和HIC的敏感性也较大。 （2）温度 研究表明，SSC和HIC的敏感性最大的温度为24℃，低于24℃时，升温使腐蚀反应及氢扩散速度加快，腐蚀性增强。超过24℃时，升温使H2S浓度降低，SSC和HIC的敏感性下降。 （3）水 在含H2S的三类腐蚀中，水都是造成腐蚀产生的重要原因，因此，如脱去天然气中的水分，理论上可以不考虑H2S腐蚀。 （4）PH值 研究表明，PH值在1-6范围内，SSC和HIC的敏感性随着PH值得增加而下降。当PH值大于6时，发生SSC和HIC的可能性较小。 四、埕岛油田H2S影响的评价和建议 通过对埕岛油田H2S分布情况和对硫化氢危害的机理和影响因素分析，我们可以对埕岛油田H2S的影响做出初步评价，并在认识的基础上，提出意见和建议。 1）H2S具有较强的毒性，对人和环境都具有较大的危害，在高含H2S的油气井生产时一定要做好防H2S的安全工作，特别要注意防止高含H2S的油气井的井喷。 2）从目前情况来看，H2S分布较为局限，为避免防H2S腐蚀的成本升高，建议对于高含H2S的油气尽量不要进集输管道生产。如果要是进集输管道生产，也应在进集输管道前，把天然气中的H2S分离出燃烧掉。 3）温度对H2S的腐蚀具有较大的影响，超过24℃时，升温使H2S的腐蚀性下降。埕岛油田的高硫化氢气体主要分布于古潜山井，古潜山井深度一般在2500m以上，温度在80℃以上，对油气生产的井下工具影响可能不大。对井口机械可能具有一定的影响，建议进一步加强研究和评价，看现有工艺和流程是否可满足防H2S的需求。 4）用油船拉高硫化氢气体的原油，必须做好防H2S的措施，做好防H2S的预案，船上人员必须普及防H2S的知识，由于SSC和HIC的破害性较大，船体必须加厚防腐涂层和加缓蚀剂等防H2S的措施。 |
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