專利名稱：石油集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體次生的生物抑制方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及原油集輸系統(tǒng)次生硫化氫的生物抑制技術(shù)，屬于油氣田有毒有害氣體治理領(lǐng)域，具體涉及一種石油集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體次生的生物抑制方法。
背景技術(shù)：
就石油行業(yè)而言，H2S氣體的分布非常廣泛，對員工生命安全及人身健康危害極大。當(dāng)硫化氫濃度較高(50 200ppm)時，將奪去血液中的氧，使人體器管因缺氧而中毒；而濃度極高(700 2000ppm)時，只需要幾秒鐘人就會失去自救能力，如不及時搶救將死亡。高濃度的硫化氫氣體還可造成集輸系統(tǒng)的設(shè)備損傷。集輸系統(tǒng)是指將各油井的井液加以匯集并輸送給油氣處理裝置的系統(tǒng)。就集輸系統(tǒng)中的硫化氫氣體而言，其成因主要是生物成因。在有硫酸鹽存在的條件下，硫酸鹽還原菌通過還原作用產(chǎn)生硫化氫氣體。目前對集輸系統(tǒng)硫酸鹽還原菌生成硫化氫的治理技術(shù)主要有三類，一類是通過在集輸系統(tǒng)中投加化學(xué)殺菌劑殺除系統(tǒng)中硫酸鹽還原菌，但長期使用容易對環(huán)境造成污染和引起人體傷害，而且殺菌劑長期使用會使系統(tǒng)中的硫酸鹽還原菌產(chǎn)生耐藥性，殺菌效率將隨著加注時間的增加而降低；另一類是被動處理方式，即對已產(chǎn)生的硫化氫通過物理、化學(xué)、微生物等方式進(jìn)行處理，如活性炭吸附硫化氫技術(shù)、醇胺法吸收硫化氫技術(shù)、生物滴濾塔吸附硫化氫技術(shù)、收集系統(tǒng)中產(chǎn)生的硫化氫后進(jìn)行燃燒等；第三類是通過向單井中添加亞硝酸鈉為油井中添加氮源，通過硫酸鹽還原菌和反硝化細(xì)菌的競爭，從而達(dá)到抑制硫酸鹽還原菌的作用。以上三類技術(shù)均是硫化氫氣體控制技術(shù)，但是這三種技術(shù)均有其局限性。第一種技術(shù)雖然短期內(nèi)能殺死硫酸鹽還原菌，但是造成環(huán)境污染，引起硫酸鹽還原菌的抗藥性；第二種技術(shù)，雖然不會污染環(huán)境，但是治標(biāo)不治本，治理效果只能維持一定時間;第三種技術(shù)，雖然抑制了硫酸鹽還原菌的產(chǎn)生，但是無法快速增加反硝化細(xì)菌數(shù)量，而且無法快速降低集輸系統(tǒng)中硫酸鹽還原菌的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種石油集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體次生的生物抑制方法與系統(tǒng)，從集輸系統(tǒng)硫酸鹽還原菌生成硫化氫的各個環(huán)節(jié)對其予以控制，抑制效果好，實現(xiàn)方法簡單。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種石油集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體次生的生物抑制方法，同時應(yīng)用于集輸系統(tǒng)中的單井、轉(zhuǎn)油站和拉油站，各個站點的加藥方法為:A,單井抑制:添加同步脫硫反硝化包埋小球按照50mg-100mg/L產(chǎn)油的比例添加，24小時后按照100mg/L產(chǎn)油的比例添加亞硝酸鈉，并按照30mL/L產(chǎn)油比例添加MDEA脫硫劑；B,轉(zhuǎn)油站抑制:添加同步脫硫反硝化包埋小球50g, 24小時后按照100mg/L的比例添加亞硝酸鈉，并添加20L濃度為ImoL/L的NaOH溶液；C，聯(lián)合站抑制:添加同步脫硫反硝化包埋小球100g，24小時后按照100mg/L的比例添加亞硝酸鈉；其中，所述同步脫硫反硝化包埋小球通過如下步驟制備得到:(I)包埋劑制取:向反應(yīng)器中加入聚乙烯醇、海藻酸鈉、碳酸鈣和水，其百分比質(zhì)量濃度計聚乙烯醇6% 10%，海藻酸鈉0.6% 2%，碳酸鈣0.3%- 0.5%，其余為水；將反應(yīng)器中以上物質(zhì)攪拌混勻后加熱至80°C后恒溫，攪拌直至完全溶解，然后冷卻至35°C恒溫保存；(2)微生物混合液制備:將含IXlO6 8X109個/ml反硝化菌菌懸液與步驟(I)中制備的包埋劑按照積比為1:2混合；(3)同步脫硫反硝化包埋小球制備:將步驟(2)中制備的微生物混合液用蠕動泵逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% — 7%的硼酸、1% — 2%的氯化鈣、3.5% — 4%的二氧化硅的水溶液中，常溫下交聯(lián)8 — 10小時后濾出小球，用生理鹽水洗滌2 3次后冷藏備用。在單井抑制時，加藥點為單井，加藥位置為單井環(huán)套空間；加藥方式為間歇加藥，加藥周期為20天/次，每次加藥量依據(jù)公式如下公式計算:加藥量=產(chǎn)油量X加藥濃度X 20+加藥濃度X套管容積X (人工井底深度-動液面深度);并通過如下方式進(jìn)行效果測試:在套管口監(jiān)測硫化氫濃度，原油采樣破乳后通過硫酸鹽還原菌測試瓶監(jiān)測硫酸鹽還原菌的變化情況。在轉(zhuǎn)油站抑制時，加藥點為轉(zhuǎn)油站，加藥位置為站內(nèi)進(jìn)口來油處加藥罐，加藥方式為間歇加藥，加藥周期為7天/次，每次加藥量依據(jù)公式如下公式計算:加藥量=進(jìn)油量X加藥濃度X 7 ；并通過如下方式進(jìn)行效果測試:在站內(nèi)各類儲油罐量油口呼吸帶測試硫化氫濃度，采集儲油罐中原油破乳后通過硫酸鹽還原菌測試瓶測量硫酸鹽還原菌濃度變化。在聯(lián)合站抑制時，加藥點為聯(lián)合站，加藥位置為站內(nèi)進(jìn)口來油處加藥罐，加藥方式為間歇加藥加藥周期為7天/次，每次加藥量依據(jù)公式如下公式計算:加藥量=進(jìn)油量X加藥濃度X 7 ；并通過如下方式進(jìn)行效果測試:在站內(nèi)各類儲油罐量油口呼吸帶測試硫化氫濃度。所述同步脫硫反硝化包埋小球的顆粒大小通過蠕動泵管徑進(jìn)行調(diào)整，范圍在2 7mm。所述反硝化菌為惡臭假單胞菌或脫氮硫桿菌。所述亞硝酸鈉為球形或卵形顆粒狀體，粒徑0.5 3mm，制備方法是將亞硝酸鈉加熱成液相，然后采用高位槽、低位造粒塔進(jìn)行噴射造粒。本發(fā)明同時提供了一種石油集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體次生的生物抑制系統(tǒng)，包括:
盛放同步脫硫反硝化包埋小球的計量容器A ；盛放亞硝酸鈉的計量容器B ；盛放MDEA脫硫劑的計量容器C ；盛放NaOH溶液的計量容器D ；以及單片機(jī)；其中，所述計量容器A、B、C、D出口均設(shè)置有閥門，單片機(jī)根據(jù)內(nèi)置的計時單元輸出控制信號控制相應(yīng)的電磁閥的開啟時間，通過時間控制投藥量，通過事先設(shè)定程序選擇相應(yīng)的投藥組合，實現(xiàn)自動投藥。所述計量容器A的出口管路為一端封閉的內(nèi)管套在通透外管中的環(huán)形管結(jié)構(gòu)，內(nèi)管封閉一端承接計量容器A出口，同步脫硫反硝化包埋小球內(nèi)外管之間的縫隙下落。該系統(tǒng)還可以包括采集集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體濃度的傳感器，在每次投藥后lOmin，所述單片機(jī)輸出控制信號使得傳感器工作，傳感器將采集到的濃度值發(fā)至所述單片機(jī)中，與單片機(jī)預(yù)設(shè)的安全閾值比較，當(dāng)超過該安全閾值，則單片機(jī)輸出控制信號控制相應(yīng)的電磁閥開啟，進(jìn)行臨時投藥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)從集輸系統(tǒng)硫酸鹽還原菌生成硫化氫的各個環(huán)節(jié)予以控制，使得原油集輸系統(tǒng)硫化氫濃度達(dá)到目前國家標(biāo)準(zhǔn)《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》(GBZ2-2002)規(guī)定的最高容許濃度10mg/m3的要求，消除集輸系統(tǒng)硫化氫氣體對人體危害的安全隱患，降低硫化氫對管線的腐蝕作用，實現(xiàn)以人為本，改善原油集輸系統(tǒng)作業(yè)場所工作環(huán)境，而且具有重要的社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為油田該生物抑制技術(shù)添加地點示意圖。圖2為本發(fā)明的裝置示意圖。
具體實施方式
:下面通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實施方式。實施例1:以長慶油田艾家灣作業(yè)區(qū)為例。該作業(yè)區(qū)單井平均硫化氫濃度為260mg/m3，轉(zhuǎn)油站的硫化氫濃度為263mg/m3，聯(lián)合站的硫化氫濃度為5788mg/m3。如圖1所示，(I)單井加藥。經(jīng)過測算，向單井3添加60g包埋小球，靜置24小時后，添加IOOmg/L亞硝酸鈉緩蝕劑，并添加30L MDEA脫硫劑。(2)轉(zhuǎn)油站抑制。向轉(zhuǎn)油站2添加同步脫硫反硝化包埋小球50g,24小時候添加100mg/L亞硝酸鈉；添加20LlmoL/L NaOH溶液；(3)聯(lián)合站抑制。向聯(lián)合站I添加同步脫硫反硝化包埋小球100g，24小時候添加100mg/L亞硝酸鈉；監(jiān)測取樣點:單井測試于套管口，儲油罐量油口呼吸帶，拉油站于儲油罐量油口 ；測試方法:利用氣象色譜測試硫化氫。實施效果:單井第二天開始硫化氫濃度為O，轉(zhuǎn)油站和聯(lián)合站硫化氫濃度在加入亞硝酸鈉緩蝕劑15天后測得硫化氫濃度降至10mg/m3以下。實施例2:以長慶油田彭陽作業(yè)區(qū)為例。該作業(yè)區(qū)單井平均硫化氫濃度310mg/L，轉(zhuǎn)油站的硫化氫濃度為410mg/m3，聯(lián)合站的硫化氫濃度為3107mg/m3。如圖1所示，(I)單井加藥。經(jīng)過測算，向單井3添加60g包埋小球，靜置24小時后，添加IOOmg/L亞硝酸鈉緩蝕劑，并添加30L MDEA脫硫劑。(2)轉(zhuǎn)油站抑制。向轉(zhuǎn)油站2添加同步脫硫反硝化包埋小球50g, 24小時候添加100mg/L亞硝酸鈉；添加20LlmoL/L NaOH溶液；(3)聯(lián)合站抑制。向聯(lián)合站I添加同步脫硫反硝化包埋小球100g，24小時候添加100mg/L亞硝酸鈉；監(jiān)測取樣點:單井測試于套管口，儲油罐量油口呼吸帶，拉油站于儲油罐量油口 ；測試方法:利用氣象色譜測試硫化氫。實施效果:單井第二天開始硫化氫濃度為0，轉(zhuǎn)油站和聯(lián)合站硫化氫濃度在加入亞硝酸鈉緩蝕劑12天后測得硫化氫濃度降至10mg/m3以下。
權(quán)利要求
1.一種石油集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體次生的生物抑制方法，其特征在于，同時應(yīng)用于集輸系統(tǒng)中的單井、轉(zhuǎn)油站和拉油站，各個站點的加藥方法為: A,單井抑制:添加同步脫硫反硝化包埋小球，按照50mg-100mg/L產(chǎn)油的比例添加,24小時后按照100mg/L產(chǎn)油的比例添加亞硝酸鈉，并按照30mL/L產(chǎn)油比例添加MDEA脫硫劑； B，轉(zhuǎn)油站抑制:添加同步脫硫反硝化包埋小球50g，24小時后按照100mg/L的比例添加亞硝酸鈉，并添加20L濃度為ImoL/L的NaOH溶液； C，聯(lián)合站抑制:添加同步脫硫反硝化包埋小球100g，24小時后按照100mg/L的比例添加亞硝酸鈉； 其中，所述同步脫硫反硝化包埋小球通過如下步驟制備得到: (1)包埋劑制取: 向反應(yīng)器中加入聚乙烯醇、海藻酸鈉、碳酸鈣和水，其百分比質(zhì)量濃度計聚乙烯醇6% 10%，海藻酸鈉0.6% 2%，碳酸鈣0.3%- 0.5%，其余為水；將反應(yīng)器中以上物質(zhì)攪拌混勻后加熱至80°C后恒溫，攪拌直至完全溶解，然后冷卻至35°C恒溫保存； (2)微生物混合液制備: 將含IX IO6 8X IO9個/ml反硝化菌菌懸液與步驟(I)中制備的包埋劑按照積比為I: 2混合； (3)同步脫硫反硝化包埋小球制備: 將步驟(2)中制備的微生物混合液用蠕動泵逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% — 7%的硼酸、1%- 2%的氯化鈣、3.5% — 4%的二氧化硅的水溶液中，常溫下交聯(lián)8 — 10小時后濾出小球，用生理鹽水洗滌2 3次后冷藏備用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物抑制方法，其特征在于，在單井抑制時，加藥點為單井，力口藥位置為單井環(huán)套空間；加藥方式為間歇加藥，加藥周期為20天/次，每次加藥量依據(jù)公式如下公式計算: 加藥量=產(chǎn)油量X加藥濃度X 20+加藥濃度X套管容積X (人工井底深度-動液面深度)； 并通過如下方式進(jìn)行效果測試: 在套管口監(jiān)測硫化氫濃度，原油采樣破乳后通過硫酸鹽還原菌測試瓶監(jiān)測硫酸鹽還原菌的變化情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物抑制方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)油站抑制時，加藥點為轉(zhuǎn)油站，加藥位置為站內(nèi)進(jìn)口來油處加藥罐，加藥方式為間歇加藥，加藥周期為7天/次，每次加藥量依據(jù)公式如下公式計算: 加藥量=進(jìn)油量X加藥濃度X 7 ； 并通過如下方式進(jìn)行效果測試: 在站內(nèi)各類儲油罐量油口呼吸帶測試硫化氫濃度，采集儲油罐中原油破乳后通過硫酸鹽還原菌測試瓶測量硫酸鹽還原菌濃度變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物抑制方法，其特征在于，在聯(lián)合站抑制時，加藥點為聯(lián)合站，加藥位置為站內(nèi)進(jìn)口來油處加藥罐，加藥方式為間歇加藥加藥周期為7天/次，每次加藥量依據(jù)公式如下公式計算: 加藥量=進(jìn)油量X加藥濃度X 7 ；并通過如下方式進(jìn)行效果測試: 在站內(nèi)各類儲油罐量油口呼吸帶測試硫化氫濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物抑制方法，其特征在于，所述同步脫硫反硝化包埋小球的顆粒大小通過蠕動泵管徑進(jìn)行調(diào)整，范圍在2 7mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物抑制方法，其特征在于，所述反硝化菌為惡臭假單胞菌或脫氮硫桿菌。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物抑制方法，其特征在于，所述亞硝酸鈉為球形或卵形顆粒狀體，粒徑0.5 3mm，制備方法是將亞硝酸鈉加熱成液相，然后采用高位槽、低位造粒塔進(jìn)打嗔射造粒。
8.一種石油集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體次生的生物抑制系統(tǒng)，包括: 盛放同步脫硫反硝化包埋小球的計量容器A ; 盛放亞硝酸鈉的計量容器B ; 盛放MDEA脫硫劑的計量容器C ； 盛放NaOH溶液的計量容器D ； 以及 單片機(jī)； 其中，所述計量容器A、B、C、D出口均設(shè)置有閥門，單片機(jī)根據(jù)內(nèi)置的計時單元輸出控制信號控制相應(yīng)的電磁閥的開啟時間，通過時間控制投藥量，通過事先設(shè)定程序選擇相應(yīng)的投藥組合，實現(xiàn)自動投藥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述生物抑制系統(tǒng)，其特征在于，所述計量容器A的出口管路為一端封閉的內(nèi)管套在通透外管中的環(huán)形管結(jié)構(gòu)，內(nèi)管封閉一端承接計量容器A出口，同步脫硫反硝化包埋小球內(nèi)外管之間 的縫隙下落。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述生物抑制系統(tǒng)，其特征在于，還包括采集集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體濃度的傳感器，在每次投藥后lOmin，所述單片機(jī)輸出控制信號使得傳感器工作，傳感器將采集到的濃度值發(fā)至所述單片機(jī)中，與單片機(jī)預(yù)設(shè)的安全閾值比較，當(dāng)超過該安全閾值，則單片機(jī)輸出控制信號控制相應(yīng)的電磁閥開啟，進(jìn)行臨時投藥。
全文摘要
一種石油集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體次生的生物抑制方法，同時應(yīng)用于集輸系統(tǒng)中的單井、轉(zhuǎn)油站和拉油站，各個站點均有相應(yīng)的不同加藥方法和測試方法，本發(fā)明同時提供了一種石油集輸系統(tǒng)中硫化氫氣體次生的生物抑制系統(tǒng)，包括盛放同步脫硫反硝化包埋小球、亞硝酸鈉、MDEA脫硫劑、NaOH溶液的計量容器以及單片機(jī)；其中，各個計量容器出口均設(shè)置有閥門，單片機(jī)根據(jù)內(nèi)置的計時單元輸出控制信號控制相應(yīng)的電磁閥的開啟時間，通過時間控制投藥量，通過事先設(shè)定程序選擇相應(yīng)的投藥組合，實現(xiàn)自動投藥，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)從集輸系統(tǒng)硫酸鹽還原菌生成硫化氫的各個環(huán)節(jié)予以控制，改善原油集輸系統(tǒng)作業(yè)場所工作環(huán)境，具有重要的社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號F17D3/12GK103115244SQ201310017680
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者金鵬康, 趙楠, 李巖, 周立輝, 任建科 申請人:西安建筑科技大學(xué)