论文部分内容阅读
随着我国稠油蒸汽驱开采规模的不断扩大,当高温蒸汽进入地层时,会使原油、岩石基质和地层水之间诱发一系列复杂的化学反应,进而产生CO2、H2S等酸性气体。其中,H2S是一种剧毒有害气体,对健康有极大危害性,且具有的化学活性还会对油田生产设备产生极强的腐蚀作用。因此,研究注蒸汽热采过程中H2S生成规律对生产中制定H2S预防措施具有重要意义。本文在调研辽河小洼油田洼38区块地质特征和H2S产出历史概况基础上,检测分析了区块中原油、地层岩性和油田水性质,探明了生成H2S的硫源、硫的赋存形式以及硫酸盐热化学还原(TSR)过程中硫在高温下的分馏特征。在高温高压反应釜中开展了稠油、岩心和水的H2S生成模拟实验,反应生成气体和岩心元素分析表明,稠油水热裂解和硫酸盐热化学还原为生成H2S的主要途径,且硫酸盐热化学还原以水热裂解为基础,二者共同作用生成H2S。同时,H2S生成量随硫酸根浓度上升而增多,且硫酸根易于与重烃类化合物发生热化学还原。实验数据分析表明H2S生成量随温度和时间呈正相关变化规律,发现酸性条件促进H2S生成,而碱性条件下则抑制H2S生成,即H2S生成受酸性促进和碱性抑制的影响作用机理。最后,在上述研究基础上,开展了稠油和岩心替代分析纯生成机理模拟实验,探究了稠油水热裂解和硫酸盐热化学还原反应路径及基元反应。分析表明,稠油中噻吩类化合物水热裂解反应以及岩心中黄铁矿经氧化后的硫酸盐热化学还原反应为生成H2S的两个基元反应路径。本文在稠油、岩心和水检测分析及硫源分析基础上,开展了注蒸汽开采生成H2S的热模拟实验,得到的受酸性促进、碱性抑制等研究成果为注蒸汽热采油田H2S防治工作提供了科学理论基础。