辽河油田稠油区块硫化氢的分布特征及成因分析

■王土

（辽河油田辽兴油气开发公司 辽宁盘锦 124010）

辽河油田稠油区块硫化氢的分布特征及成因分析

■王土

（辽河油田辽兴油气开发公司 辽宁盘锦 124010）

在十几年的时间里，辽河油田的稠油开采一直保持着百万吨的年产量，从而为缓解能源紧张做出了贡献。但是，在进行稠油区块开发的过程中，大量的硫化氢气体的出现，使得油区的工作人员的身体健康遭受了威胁，并造成了周围环境的污染。而想要进行硫化氢的处理，则要进行硫化氢的分布特征和成因的了解。因此，基于这种认识，本文对辽河油田稠油区块硫化氢的分布特征和成因进行了分析，从而为关注这一话题的人们提供参考。

辽河油田稠油区块硫化氢分布特征成因

0 引言

在能源日益紧张的情况下，不得不通过转化开采方式加大对稠油的开采，从而满足人们的生活需求。但是，就拿辽河油田来讲，随着开采力度的加大，稠油区块的硫化氢浓度却越来越高。而作为一种有害性气体，硫化氢的出现将为石油开采带较多的困难，从而限制行业的发展。因此，相关单位和人员有必要对辽河油田稠油区块硫化氢的分布和成因进行分析，从而采取相应的措施进行硫化氢问题的治理，进而更好的进行稠油的开发和利用。

1 辽河油田稠油区块硫化氢的分布特征

1.1 分布规律

从硫化氢的分布上来看，辽河油田稠油区块硫化氢的分布具有一定的规律。首先，硫化氢主要集中分布在西部凹陷稠油区块。而具体来讲，则主要在高升、欢喜岭、小洼和海外河等地区分布，并集中在主蒸汽开采区块。其次，在蒸汽驱井区内，高浓度的硫化氢得到了集中。而在蒸汽吞吐驱井区内，则只有少量的硫化氢。再者，相较于扩大试验区，先导试验区的硫化氢浓度明显更高。

1.2 分布的控制因素

从辽河油田稠油区块硫化氢的分布上来看，硫化氢的分布主要受到三种因素的控制，即热采温度、热采时间和硫物质的来源这三种因素[1]。首先，随油藏温度的不同，硫化氢的浓度也不相同。而稠油的热采温度主要由开采方式所决定，所以硫化氢的浓度与稠油开采方式有着一定的联系。在利用蒸汽吞吐驱开采方式进行稠油的开采时，由于是单井作业，所以只会注入少量蒸汽。而在这种情况下，蒸汽温度下降速度较快，从而不利于硫化物的热裂解，进而不利于硫化氢的形成。而在利用蒸汽驱开采方式进行稠油开采时，则要连续进行蒸汽的注入，从而使得油层温度较高。而在这种情况下，稠油容易出现水热裂解，从而形成硫化氢。其次，硫化氢的分布也受到了热采时间的影响。因为，在稠油热采时间较长的情况下，硫化物会持续受热，从而导致大量的硫化氢产生。因此，相较于扩大试验区，蒸汽驱先导试验区的稠油热采时间相对较长，所以硫化氢的浓度相对较大。再者，硫化氢的分布还受到了硫的物质来源的影响。具体来讲，就是稠油中含有含硫有机化合物越多，硫化氢的浓度就越高。而地层水中的硫酸根离子和开采过程中注入的外来硫化物质越多，硫化氢的浓度也将越高。所以，由于辽河油田西部凹陷稠油中的硫含量要高于其他地区，所以该地区的硫化氢浓度相对较高。

2 辽河油田稠油区块硫化氢的成因

2.1 硫化物的分解

辽河油田稠油区块的硫化氢的形成，与稠油中的硫化物的分解有着直接的关系。在热力作用下，含硫有机化合物的含硫杂环将断裂，从而形成硫化氢。而由含硫化合物热化学分解而成的硫化氢，则可以被称之为裂解型硫化氢。在稠油开采的过程中，由于需要通过注入蒸汽的方式进行稠油的开采，所以会对油层进行加热。而在高温的情况下，稠油内的含硫化合物会在水的参与下受热分解，从而形成一定浓度的硫化氢。早在1990年，辽河油田的齐40块稠油区块的硫含量在0.23%到0.55%之间，平均值则为0.31%。而到了2007年，齐40块稠油区块的硫含量则在0.14%到0.31%之间，平均值为0.25%[2]。所以，从这一数据可以发现，稠油中的含硫有机化合物得到了分解，从而导致了硫化氢的出现。

2.2 硫化物的还原

辽河油田稠油区块的硫化氢的形成，与硫酸盐的热化学还原有着直接的关系。在热动力条件下，烃类和硫酸盐之间会发生化学还原反应，从而生成硫化氢。而想要发生这样的热化学还原反应，则主要需要三种条件，即高温条件、硫酸盐和烃类。而无论是齐40块稠油区块还是洼38块稠油区块都含有丰富的烃类有机化合物，且地层水中含有一定的硫酸根离子。所以，在进行稠油开采的过程中，只要温度达到了120℃，开采的过程中就会发生热化学还原反应，从而导致硫化氢的出现。

2.3 外来物的加入

辽河油田稠油区块的硫化氢的形成，与外来物的加入有着直接的关系。无论是钻井还是稠油开采的过程，都需要进行外来试剂的加入。但是，由于外来试剂往往不具有较高的热稳定性，所以会因高温而产生热化学反应，从而导致硫化氢的生成。就实际情况而言，外来试剂会通过两个途径形成硫化氢，即含硫化合物的热分解和硫酸盐的热化学还原。例如，在进行稠油开采的过程中，辽河油田会使用亚硫酸盐类物质来进行锅炉水中的氧的消除[3]。而对锅炉水取样分析可以发现，一些注汽锅炉出口水中的硫酸根离子含量要高于进口水。所以，从这里可以发现，亚硫酸盐经过了热化学还原反应，并生成了硫化氢。而在锅炉水混入地层水之后，则又会为地层水提供一定量的硫酸根离子。

3 结论

总而言之，硫化氢的出现严重影响了稠油的开采，所以逐渐引起了人们的关注。从辽河油田稠油区块硫化氢的分布上来看，硫化氢主要集中在蒸汽驱井区，与稠油热采有着一定的关系。而硫化氢的分布控制主要受到稠油热采方式和温度的影响，从而导致了高浓度的硫化氢主要集中在地层温度较高的区域。从成因角度来看，辽河油田稠油区块的硫化氢的主要来源于硫化物的热分解和硫酸盐的热还原。此外，也有少量硫化氢是由外来物形成的。

[1]高月.稠油油田热力开采次生硫化氢生成机理分析 [J].内蒙古石油化工，2014,09（01）：154-156.

[2]陈童.东胜油区硫化氢形成机理及影响因素研究 [D].中国石油大学，2011.

[3]武萍.超稠油开发硫化氢成因分析及治理技术 [J].中外能源，2013，06（18）：49-51.

TE34[文献码]B

1000-405X（2015）-11-20-1

王土（1989～），女，本科，助理工程师，研究方向为石油地质勘探。