專利名稱：蒸汽驅(qū)注入井消減硫化氫及催化降粘的雙效處理劑及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種蒸汽驅(qū)注入井消減硫化氫及催化降粘的雙效處理劑及應(yīng)用，具體是一種用于蒸汽驅(qū)注入井消減油層內(nèi)硫化氫的生成且能起到催化降粘效果的雙效化學(xué)處理劑，以及利用該處理劑消減油層內(nèi)生成硫化氫的方法。
背景技術(shù)：
硫化氫是一種無色氣體，比重為I. 1895，比空氣重，常溫時，硫化氫在水中的溶解度為3.864g/L，在油中的溶解度為3. 3g/L，高壓下溶解度更大。當(dāng)人吸入高濃度(1500mg/m3以上)時，中毒者會迅速失去知覺，伴劇烈抽搐，瞬間呼吸停止，繼而心跳停止，被稱為“閃電型”死亡。此外，硫化氫中毒還可引起流淚、畏光、結(jié)膜充血、水腫、咳嗽等癥狀。油田領(lǐng)域中，硫化氫的危害還表現(xiàn)在對金屬的腐蝕，主要為氫脆破壞，氫脆破壞極易造成井下管柱的斷脫、地面管匯和壓力容器承壓能力下降、發(fā)生泄露和爆炸事故，井口裝置被破壞，引發(fā)嚴(yán) 重的井噴失控或著火事故。另外，硫化氫還會與地面設(shè)備、井口裝置、井下工具中的橡膠、石墨等非金屬材料發(fā)生反應(yīng)。導(dǎo)致橡膠失去彈性；密封件的失效?？梢詫?dǎo)致井下采油管柱漏失、失效；對地面輸油管線、壓力容器腐蝕，引起金屬材料塑性下降、承壓能力降低而發(fā)生生產(chǎn)事故。油井日常生產(chǎn)中有以下幾種途徑會接觸到產(chǎn)出液中硫化氫油井日常小修作業(yè)，工人井口放樣和取樣，清理分離器、三合一、緩沖罐時，管線或分離器放空時，更換或維修計量儀表時，都可能有H2S中毒的危險。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)文獻“遼河油田油井硫化氫產(chǎn)生機理及防治措施”(《石油勘探與開發(fā)》2008. . 6P349-354)中介紹油井中產(chǎn)生硫化氫的主要原因是原油中硫醇、硫醚等有機硫化物在高溫下反應(yīng)生成硫化氫；地層中含硫礦物在高溫下反應(yīng)生成硫化氫；地層水中硫酸鹽還原菌在油層條件下將硫酸鹽還原成硫化氫。目前油田領(lǐng)域中國內(nèi)外主要采取以下措施進行硫化氫消減控制含硫化氫套管氣采取放空、定期洗井、進站進行后端脫硫處理；含硫化氫產(chǎn)出液采取建立脫硫站、使用防腐管材、壓力容器進行內(nèi)涂層。這些措施取得的效果并不理想。CN102153997A公開了一種油田用硫化氫治理劑及其治理硫化氫的方法。所述治理劑的重量百分比組成為硝酸鹽10% -45%、亞硝酸鹽5% -50%、水溶性微生物激活體系5% -10%和水45% -80%。治理油藏硫化氫時，在注水中投加硫化氫治理劑，注入地層；治理生產(chǎn)系統(tǒng)硫化氫時，在產(chǎn)液產(chǎn)氣中投加治理劑，與產(chǎn)液產(chǎn)氣混合。CN101235281A公開了一種用于油田消除稠油中硫化氫、將其消除在采出井口之前的稠油中硫化氫的防治方法。其中是先按重量百分比將5 30%碳酸鋰、3 25%碳酸氫銨、3 20%氯化鈉、2 15%辛烷基苯酚聚氧乙烯醚加入到30 60%的水中配制處理劑，然后在25°C、101325Pa的條件下(這種條件應(yīng)是常溫大氣壓下，即放空狀態(tài)，不安全)，將所述處理劑從油套環(huán)形空間輸入油井中，處理劑與稠油混合反應(yīng)，硫化氫氣體能降低到O IOPPM。CN101612516A公開了一種含鐵硫化氫去除劑和氣體中硫化氫的去除方法，所述含鐵硫化氫去除劑為鐵化合物的溶液，該溶液中的總?cè)齼r鐵離子濃度大于Omol/L且小于全部為二價/三價鐵離子時產(chǎn)生結(jié)晶析出的濃度，溶液的pH值=I. 5 3. O。所述硫化氫去除方法是通過高壓泵將上述硫化氫去除劑泵入射流泵的射流入口，待處理氣體被吸入射流泵并與硫化氫去除劑充分混合并發(fā)生脫硫反應(yīng)。CN102090420A公開了一種原油集輸系統(tǒng)硫酸鹽還原菌生成次生硫化氫生物抑制方法，其中抑制單井的生物抑制劑由50mg/L亞硝酸鎳、20mg/L硼酸鈉組成；抑制轉(zhuǎn)油站的生物抑制劑由40-60mg/L亞硝酸鎳、25mg腐植酸、10-20mg/L硼酸鈉、20-30mg/L氫氧化鈉電解質(zhì)組成；抑制聯(lián)合站的生物抑制劑由40-60mg/L亞硝酸鎳、25mg腐植酸、10-20mg/L硼酸鈉、20-30mg/L氫氧化鈉電解質(zhì)、95mg/L戊二醛殺菌劑組成；該方法是在原油集輸過程中從源頭控制硫化氫的生成，具有抑制硫化氫時間長、成本低、無二次污染的特點，改善了原油集輸系統(tǒng)作業(yè)場所工作環(huán)境?！哆|河稠油熱采現(xiàn)場硫化氫的防范與治理建議》(中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)第5卷第2期，2009. 04P178-180)介紹了一種硫化氫井底吸收方法對無法點燃的套管氣可以使用脫硫劑吸附來處理。硫化氫與重金屬離子如鐵、鋅、銅結(jié)合后可以在數(shù)秒鐘內(nèi)形成沉淀，因 此向儲層中注入含鐵、鋅、銅等離子的化學(xué)試劑，它們可以在油藏中將硫化氫吸收，使氣消失。不過這種方法的缺點在于形成的金屬硫化物可能會影響儲層的儲集性能等。然而，上述現(xiàn)有技術(shù)記載的治理油井硫化氫的方法，重點都是在“治”，目前還沒有從原油開采過程的源頭即抑制硫化氫產(chǎn)生，使硫化氫在油層中就不能生成的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種新的用于蒸汽驅(qū)注入井抑制油層生成硫化氫的處理劑，在降低硫化氫的傷害的同時起到催化降粘作用。本發(fā)明的另一目的在于提供所述處理劑的應(yīng)用，具體是利用所述處理劑用于蒸汽驅(qū)注入井抑制油層生成硫化氫的方法。首先，本發(fā)明提供了一種新的用于蒸汽驅(qū)注入井抑制油層生成硫化氫的處理劑，該處理劑為由硝酸鎳、氫氧化鈉、水組成的水溶液，其中，所述硝酸鎳質(zhì)量濃度O. 1-2%，氫氧化鈉質(zhì)量濃度O. 1_2%。本發(fā)明的處理劑中，所述硝酸鎳是用作氧化劑，使硫的化合價升高，生成硫化鎳固體，生成的硫化鎳固體可以起到調(diào)剖的作用，有利于提高蒸汽波用體積；所述氫氧化鈉是與化合價升高后的硫反應(yīng)。生成的硫化鎳或氫氧化鎳在油層的高溫高壓環(huán)境中可以起到對稠油的催化降粘作用，從而，本發(fā)明可以起到消減硫化氫和催化降粘的雙重功效。在本發(fā)明的一具體實施方案中，所述硝酸鎳質(zhì)量濃度O. 1-2%，優(yōu)選O. 5% 1% ;氫氧化鈉質(zhì)量濃度O. 1-2%，優(yōu)選O. 5% 1%。該濃度范圍主要是依據(jù)物模實驗所得到的硫化氫生成量，并從效果和經(jīng)濟等多方面因素考慮后而確定的，實際生產(chǎn)中根據(jù)不同的區(qū)塊、地質(zhì)條件、井況等條件可對該濃度進行適當(dāng)調(diào)整，具體實施時還可根據(jù)注入井中的處理液量以及注入速度在所述范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整。所述水優(yōu)選為軟化水，可現(xiàn)場配制本發(fā)明的處理劑溶液。另一方面，本發(fā)明還提供了所述的處理劑在用于蒸汽驅(qū)注入井消減油層硫化氫中的應(yīng)用。在蒸汽驅(qū)過程中，將本發(fā)明的處理劑隨蒸汽注入地層，可有效消減油層中生成的硫化氫，將硫化氫的傷害降到最低，同時起到催化降粘作用。另一方面，本發(fā)明還提供了一種蒸汽驅(qū)注入井消減硫化氫的方法，該方法包括將本發(fā)明所述的處理劑，在蒸汽驅(qū)過程中隨蒸汽注入地層，消減油層中的硫化氫。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的蒸汽驅(qū)注入井消減油層中硫化氫的方法中，所述處理劑的注入速度為70-100ml/分鐘。該速度可根據(jù)蒸汽驅(qū)注入井的注蒸汽速度和設(shè)備注入能力在所述范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整，同時應(yīng)保證處理劑的有效注入量。具體地，所述處理劑的注入方式為配合蒸汽連續(xù)注入，或是分段塞注入。本發(fā)明的處理劑可采用任何已知的設(shè)備輸送注入。優(yōu)選地，另一方面，本發(fā)明還提供了一種為實現(xiàn)上述方法而專門設(shè)計的處理液輸送設(shè)備，該設(shè)備包括容置有所述處理液的處理液存儲容器；·處理液輸送管線，該管線一端連通所述處理液存儲容器，另一端用于連通蒸汽驅(qū)注入井的注汽管線；設(shè)置在所述輸送管線上的柱塞泵；并且，在柱塞泵出口的輸送管線上設(shè)置有單流閥。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，所述處理液輸送設(shè)備中，柱塞泵設(shè)置有兩臺，且是并列設(shè)置在所述輸送管線上。本發(fā)明的設(shè)備中，所述處理液存儲容器可設(shè)置有液位計。所述處理液輸送管線上還可設(shè)置有必要的閥門等常規(guī)部件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(I)在地層中能與硫化氫反應(yīng)，消減油層中的硫化氫；(2)該方法所用原料均是商業(yè)化產(chǎn)品，原料價廉易得；(3)在生產(chǎn)井中沒有硫化氫產(chǎn)生，消除采油工取樣，巡井時的安全隱患，并使產(chǎn)硫化氫井安全環(huán)保達標(biāo)，消除原油轉(zhuǎn)運集輸?shù)冗^程中硫化氫對設(shè)備等的不利影響；(4)與硫化氫的生成物可作為稠油的催化降粘劑。


圖I為本發(fā)明一具體實施例的蒸汽驅(qū)注入井抑制油層生成硫化氫的處理液輸送設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例進一步詳細(xì)說明本發(fā)明的方法的特點及使用效果，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。實施例I :請參見圖I所示，本實施例的蒸汽驅(qū)注入井抑制油層生成硫化氫的處理液輸送設(shè)備包括用于容置處理液的處理液存儲容器1，其中設(shè)置有液位計11 ;處理液輸送管線2，該管線一端連通所述處理液存儲容器1，另一端用于連通蒸汽驅(qū)注入井的注汽管線5 ;在輸送管線上還設(shè)置有必要的閥門21 ；并列設(shè)置在所述輸送管線上的兩臺柱塞泵3 ；
并且，在柱塞泵出口的輸送管線上設(shè)置有單流閥4。錦45-023-K260井蒸汽注入速度大約是104噸/天，即72公斤/分鐘。將硝酸鎳、氫氧化鈉、軟化水現(xiàn)場配制成處理劑溶液，其中，硝酸鎳質(zhì)量濃度
0.8%,氫氧化鈉質(zhì)量濃度0.8%。現(xiàn)場配制的處理劑溶液用高溫高壓點滴泵，按90ml/分鐘速度，配合蒸汽注入。對應(yīng)生產(chǎn)井錦45-23-K261井，對比前套管硫化氫濃度1150mg/m3，生產(chǎn)井日產(chǎn)油I. 4噸，50°C脫氣原油粘度10775MPa. S，注入50天后，套管硫化氫濃度為210mg/m3，注入70天后，硫化 氫濃度為Omg/m3，生產(chǎn)井日產(chǎn)油2. 5噸，50°C脫氣原油粘度9657MPa. S，目前套管無硫化氫檢出，增油103噸，生產(chǎn)正常。
權(quán)利要求
1.一種蒸汽驅(qū)注入井消減硫化氫及催化降粘的雙效處理劑，該處理劑為由硝酸鎳、氫氧化鈉、水組成的水溶液，其中，所述硝酸鎳質(zhì)量濃度0. 1_2%，氫氧化鈉質(zhì)量濃度0.1-2%。
2.權(quán)利要求I所述的處理劑在用于蒸汽驅(qū)注入井消減硫化氫及催化降粘中的應(yīng)用。
3.一種蒸汽驅(qū)注入井消減硫化氫的方法，該方法包括 將權(quán)利要求I所述的處理劑，在蒸汽驅(qū)過程中隨蒸汽注入地層，消減油層中的硫化氫。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述處理劑的注入速度為70-100ml/分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述處理劑的注入方式為配合蒸汽連續(xù)注入，或是分段塞注入。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種蒸汽驅(qū)注入井消減硫化氫及催化降粘的雙效處理劑及應(yīng)用，所述的處理劑包括硝酸鎳；以及氫氧化鈉。所述硝酸鎳是用作氧化劑，使硫的化合價升高；所述氫氧化鈉是與化合價升高后的硫反應(yīng)。生成的硫化鎳或氫氧化鎳在油層的高溫高壓環(huán)境中可能起到對稠油的催化降粘作用。本發(fā)明還提供了該處理劑在用于蒸汽驅(qū)注入井消減油層硫化氫中的應(yīng)用，在蒸汽驅(qū)過程中，將所述的處理劑隨蒸汽注入地層，可消減油層中硫化氫，并具有對稠油催化降粘作用。
文檔編號C09K8/592GK102796505SQ20121028562
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者高玉軍, 馬春寶, 向延安, 胡賀元, 劉廣友, 羅艷紅, 楊忠武, 文健, 王洋, 劉偉 申請人:中國石油天然氣股份有限公司