遼河油田稠油區塊硫化氫的分布特征及成因分析

■王土

（遼河油田遼興油氣開發公司 遼寧盤錦 124010）

遼河油田稠油區塊硫化氫的分布特征及成因分析

■王土

（遼河油田遼興油氣開發公司 遼寧盤錦 124010）

在十幾年的時間里，遼河油田的稠油開采一直保持著百萬噸的年產量，從而為緩解能源緊張做出了貢獻。但是，在進行稠油區塊開發的過程中，大量的硫化氫氣體的出現，使得油區的工作人員的身體健康遭受了威脅，并造成了周圍環境的污染。而想要進行硫化氫的處理，則要進行硫化氫的分布特征和成因的了解。因此，基于這種認識，本文對遼河油田稠油區塊硫化氫的分布特征和成因進行了分析，從而為關注這一話題的人們提供參考。

遼河油田稠油區塊硫化氫分布特征成因

0 引言

在能源日益緊張的情況下，不得不通過轉化開采方式加大對稠油的開采，從而滿足人們的生活需求。但是，就拿遼河油田來講，隨著開采力度的加大，稠油區塊的硫化氫濃度卻越來越高。而作為一種有害性氣體，硫化氫的出現將為石油開采帶較多的困難，從而限制行業的發展。因此，相關單位和人員有必要對遼河油田稠油區塊硫化氫的分布和成因進行分析，從而采取相應的措施進行硫化氫問題的治理，進而更好的進行稠油的開發和利用。

1 遼河油田稠油區塊硫化氫的分布特征

1.1 分布規律

從硫化氫的分布上來看，遼河油田稠油區塊硫化氫的分布具有一定的規律。首先，硫化氫主要集中分布在西部凹陷稠油區塊。而具體來講，則主要在高升、歡喜嶺、小洼和海外河等地區分布，并集中在主蒸汽開采區塊。其次，在蒸汽驅井區內，高濃度的硫化氫得到了集中。而在蒸汽吞吐驅井區內，則只有少量的硫化氫。再者，相較于擴大試驗區，先導試驗區的硫化氫濃度明顯更高。

1.2 分布的控制因素

從遼河油田稠油區塊硫化氫的分布上來看，硫化氫的分布主要受到三種因素的控制，即熱采溫度、熱采時間和硫物質的來源這三種因素[1]。首先，隨油藏溫度的不同，硫化氫的濃度也不相同。而稠油的熱采溫度主要由開采方式所決定，所以硫化氫的濃度與稠油開采方式有著一定的聯系。在利用蒸汽吞吐驅開采方式進行稠油的開采時，由于是單井作業，所以只會注入少量蒸汽。而在這種情況下，蒸汽溫度下降速度較快，從而不利于硫化物的熱裂解，進而不利于硫化氫的形成。而在利用蒸汽驅開采方式進行稠油開采時，則要連續進行蒸汽的注入，從而使得油層溫度較高。而在這種情況下，稠油容易出現水熱裂解，從而形成硫化氫。其次，硫化氫的分布也受到了熱采時間的影響。因為，在稠油熱采時間較長的情況下，硫化物會持續受熱，從而導致大量的硫化氫產生。因此，相較于擴大試驗區，蒸汽驅先導試驗區的稠油熱采時間相對較長，所以硫化氫的濃度相對較大。再者，硫化氫的分布還受到了硫的物質來源的影響。具體來講，就是稠油中含有含硫有機化合物越多，硫化氫的濃度就越高。而地層水中的硫酸根離子和開采過程中注入的外來硫化物質越多，硫化氫的濃度也將越高。所以，由于遼河油田西部凹陷稠油中的硫含量要高于其他地區，所以該地區的硫化氫濃度相對較高。

2 遼河油田稠油區塊硫化氫的成因

2.1 硫化物的分解

遼河油田稠油區塊的硫化氫的形成，與稠油中的硫化物的分解有著直接的關系。在熱力作用下，含硫有機化合物的含硫雜環將斷裂，從而形成硫化氫。而由含硫化合物熱化學分解而成的硫化氫，則可以被稱之為裂解型硫化氫。在稠油開采的過程中，由于需要通過注入蒸汽的方式進行稠油的開采，所以會對油層進行加熱。而在高溫的情況下，稠油內的含硫化合物會在水的參與下受熱分解，從而形成一定濃度的硫化氫。早在1990年，遼河油田的齊40塊稠油區塊的硫含量在0.23%到0.55%之間，平均值則為0.31%。而到了2007年，齊40塊稠油區塊的硫含量則在0.14%到0.31%之間，平均值為0.25%[2]。所以，從這一數據可以發現，稠油中的含硫有機化合物得到了分解，從而導致了硫化氫的出現。

2.2 硫化物的還原

遼河油田稠油區塊的硫化氫的形成，與硫酸鹽的熱化學還原有著直接的關系。在熱動力條件下，烴類和硫酸鹽之間會發生化學還原反應，從而生成硫化氫。而想要發生這樣的熱化學還原反應，則主要需要三種條件，即高溫條件、硫酸鹽和烴類。而無論是齊40塊稠油區塊還是洼38塊稠油區塊都含有豐富的烴類有機化合物，且地層水中含有一定的硫酸根離子。所以，在進行稠油開采的過程中，只要溫度達到了120℃，開采的過程中就會發生熱化學還原反應，從而導致硫化氫的出現。

2.3 外來物的加入

遼河油田稠油區塊的硫化氫的形成，與外來物的加入有著直接的關系。無論是鉆井還是稠油開采的過程，都需要進行外來試劑的加入。但是，由于外來試劑往往不具有較高的熱穩定性，所以會因高溫而產生熱化學反應，從而導致硫化氫的生成。就實際情況而言，外來試劑會通過兩個途徑形成硫化氫，即含硫化合物的熱分解和硫酸鹽的熱化學還原。例如，在進行稠油開采的過程中，遼河油田會使用亞硫酸鹽類物質來進行鍋爐水中的氧的消除[3]。而對鍋爐水取樣分析可以發現，一些注汽鍋爐出口水中的硫酸根離子含量要高于進口水。所以，從這里可以發現，亞硫酸鹽經過了熱化學還原反應，并生成了硫化氫。而在鍋爐水混入地層水之后，則又會為地層水提供一定量的硫酸根離子。

3 結論

總而言之，硫化氫的出現嚴重影響了稠油的開采，所以逐漸引起了人們的關注。從遼河油田稠油區塊硫化氫的分布上來看，硫化氫主要集中在蒸汽驅井區，與稠油熱采有著一定的關系。而硫化氫的分布控制主要受到稠油熱采方式和溫度的影響，從而導致了高濃度的硫化氫主要集中在地層溫度較高的區域。從成因角度來看，遼河油田稠油區塊的硫化氫的主要來源于硫化物的熱分解和硫酸鹽的熱還原。此外，也有少量硫化氫是由外來物形成的。

[1]高月.稠油油田熱力開采次生硫化氫生成機理分析 [J].內蒙古石油化工，2014,09（01）：154-156.

[2]陳童.東勝油區硫化氫形成機理及影響因素研究 [D].中國石油大學，2011.

[3]武萍.超稠油開發硫化氫成因分析及治理技術 [J].中外能源，2013，06（18）：49-51.

TE34[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-20-1

王土（1989～），女，本科，助理工程師，研究方向為石油地質勘探。